EP0232267B1 - Tail unit with collapsible wings - Google Patents
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- EP0232267B1 EP0232267B1 EP85904619A EP85904619A EP0232267B1 EP 0232267 B1 EP0232267 B1 EP 0232267B1 EP 85904619 A EP85904619 A EP 85904619A EP 85904619 A EP85904619 A EP 85904619A EP 0232267 B1 EP0232267 B1 EP 0232267B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/02—Stabilising arrangements
- F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
- F42B10/16—Wrap-around fins
Definitions
- the invention relates to a tail unit with deployable wings for projectiles and missiles.
- a tail unit of the type mentioned is known from DE-C-3 026 409.
- This Leitverk preferably comprises a wing element made of flexible cloth material, which is double-walled and by means of a plurality, for. T. telescopic struts comprising holding device can be folded out.
- the holding device consists of a large number of parts which take up a relatively large space within the missile and thus represent a considerable dead load component. In addition, the production of these parts requires considerable costs. Finally, problems arise in the design of the holding device for the high acceleration values that occur when projectiles are fired.
- each wing comprising two wing blades, which are connected on the tip side and are attached on the root side to separate bearings which can be changed in terms of their circumferential spacing, the wing blades in deployed roof-like condition.
- a particularly disadvantage of these known wings is that the wing blades are not constructed symmetrically to one another.
- the invention has for its object to provide a tail unit of the type mentioned, which can be manufactured inexpensively and withstands the highest acceleration stresses when firing projectiles and has a high stability against laterally acting air forces.
- Fig. 2 shows a schematic, perspective view of a missile 10 with a tail unit arranged in the rear area and comprising expandable wing 11. Missiles of this type and projectiles are fired from launchers or from large-caliber barrel weapons and are intended to reach point targets at great distances with the greatest possible precision.
- a stabilizer is required for trajectory stabilization and / or final phase steering, which should have optimal aerodynamic properties, but which is robust and space-saving, in order to withstand high acceleration stresses that occur in particular when firing from guns, and on the other hand as little as possible of that intended for payloads To claim the volume of the missile / projectile.
- Fig. 1 shows an enlarged view of a cross section through part of the missile 10 of FIG. 2 with a view of the side edges of a wing 11 of the tail unit.
- the vane 11 is composed of two diegelblä t tern, 12, 12a, the tip side connected to each other, for example riveted, and the root side variable to separate, with respect to their circumferential spacing bearings 17, 17a are mounted so that the blades 12, 12 in the unfolded State of the wing 11, which is shown in Fig. 1, are set up like a roof.
- the blades 12, 12a themselves are made of an elastic and flexible material, such as. B.
- One of the bearings 17, 17a is an articulated fixed bearing 17a, while the other bearing is an articulated sliding guide bearing. The exact structure of these bearings will be explained in more detail later with reference to other figures of the drawing (Fig. 4, Fig. 5).
- This bearing arrangement enables - as can be seen in detail from FIG. 3 - a shot-proof and space-saving accommodation of the wing 11 in the peripheral region of the missile 10, namely in the folded state, the wing blades 12, 12a are wound circumferentially around the rear part of the missile 10.
- This principle is known per se from conventional winding tail units. However, these are only connected linearly to the outer surface of a projectile or missile and therefore, when unfolded, do not have the stability required for precision approaches.
- the wing blades 12, 12 a of each wing 11 lie closely adjacent to one another, which is achieved in that the sliding guide bearing 17 is arranged in parallel directly next to the articulated fixed bearing 17 a of each wing 11.
- the wings 11, seen in the radial direction can also be made comparatively long and therefore optimal in terms of aerodynamic requirements, since even these long wings can be accommodated in a space-saving manner.
- the wing blades of a wing 11 cover at least the bearing area of an adjacent wing.
- the bearings 17, 17a of the wing blades 12, 12a are spaced apart from one another in the circumferential direction, so that the roof-shaped arrangement of the wing blades 13, 13a shown results.
- the wing blades 13, 13a reach this position in that the articulated sliding guide bearing 17 is removed from the fixed bearing 17a in the circumferential direction when the wing 11 is unfolded.
- the structure of the wing root and its attachment in the area of the bearings 17, 17a is explained in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
- FIG. 4 shows a view of a part of the wing blade 12a and the jacket 16 of the missile 10 with a view from the direction of the arrow 4 according to FIG. 1. Only details of the articulated sliding guide bearing 17 are shown in FIG. 4, while the articulated fixed bearing 17a, to which the other wing 12 is attached is not visible.
- FIG. 5, shows a section through the wing 11, along the line 5 - 5 according to FIG. 1, with a view of parts of the casing 16 of the missile 10. In this figure, the articulated fixed bearing 17a can also still be seen.
- Each bearing 17, 17a comprises a hinge part 13, 13a which is rotatably mounted around a pin 31, 31a, 31b, which is fixedly arranged in the jacket 16 of the missile 10 and is slidably mounted.
- Each of the pins 31 consists of at least two parts 31 a, 31 b to facilitate the assembly of the wing blade 12, 12a.
- the wing leaves 12, 12a are fastened in the hinge parts 13, 13a, riveting or gluing preferably being offered for the fastening.
- the slidably mounted pin 31 of the articulated slide guide bearing 17 (FIG. 4) can slide in parallel slideways 15 between two end positions. In the first end position - in this case, the vanes 11 are folded in according to FIG.
- the pins 31 of both bearings 17, 17a are arranged immediately adjacent to one another.
- the pin 31 of the sliding guide bearing 17 is max. arranged away from the pin 31 of the articulated fixed bearing 17a, which corresponds to the unfolded state of the wing 11 according to FIG. 1.
- the wing blades 12, 12a are expediently curved in the direction of their longitudinal extension, so that they practically form part of a cylinder jacket.
- This curvature can the wing blades 12, 12a made of an elastic material by known manufacturing processes, such as. B. rollers, are impressed.
- the expedient curvature of the wing blades 12, 12a can also be brought about in that the hinge parts 13, 13a have a clamping slot for fastening the wing blades 12, 12a, which slot is arc-shaped in accordance with the desired curvature.
- the curvature of the wing blades 12, 12a is temporarily pressed flat, so that the wing blades 12, 12a come to lie closely one above the other in a space-saving manner.
- the wing blades 12, 12a tend to take up the embossed curvature again, so that the unfolding process is thereby promoted.
- This curvature gives the wing blades 12, 12a excellent kink stability under pressure and thus ensures the advantageous aerodynamic properties of the tail unit.
- a second curvature is also impressed on the wing blades 12, 12a, for example by rolling, which likewise promotes their unfolding and their stability in the unfolded state.
- This curvature also contributes to the fact that the wing blades 12, 12a are still biased in the unfolded state in such a way that the slidably mounted pins 31, 31a, 31b are resiliently pressed into their end position and held there.
- the hinge part 13 of the fixed bearing 17a does not run over the entire width of the wing leaf 12, but leaves space on both sides for the two lying in alignment in the folded state Partial hinges of the articulated sliding guide bearing 17.
- the wing leaf 12a connected to the sliding guide bearing 17 contains a window-shaped recess in the middle, while that with the articulated fixed bearing 17 connected wing blade 12 has recesses in the side region of the bearing.
- the missile 10 is around its Longitudinal axis rotates, i.e. has a twist.
- This swirl can be imparted to the missile 10 in a simple manner in that at least one of the wing blades 12, 12a of the wing 11 is turned or twisted with respect to the longitudinal axis of the missile 10.
- This employment is expediently achieved in that the slideways 15 are of different lengths, so that the locking pins 32 engage at different distances from the pin 31 and thereby twist the wing blade connected to them.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Leitwerk mit entfaltbaren Flügeln für Geschosse und Flugkörper.The invention relates to a tail unit with deployable wings for projectiles and missiles.
Ein Leitwerk der eingangs genannten Art ist aus der DE-C-3 026 409 bekannt. Dieses Leitverk umfaßt vorzugsweise ein aus flexiblem Tuchmaterial bestehendes Flügelelement, das doppelwandig ausgebildet ist und vermittels einer mehrere, z. T. teleskopartig ausgestaltete Streben umfassenden Haltevorrichtung ausklappbar ist. Die Haltevorrichtung besteht aus einer Vielzahl von Teilen, die innerhalb des Flugkörpers einen relativ großen Platz beanspruchen und somit einen erheblichen Totlastanteil darstellen. Zudem erfordert die Herstellung dieser Teile erhebliche Kosten. Schließlich entstehen Probleme bei der Auslegung der Haltevorrichtung für die beim Abschuß von Geschossen auftretenden hohen Beschleunigungswerte.A tail unit of the type mentioned is known from DE-C-3 026 409. This Leitverk preferably comprises a wing element made of flexible cloth material, which is double-walled and by means of a plurality, for. T. telescopic struts comprising holding device can be folded out. The holding device consists of a large number of parts which take up a relatively large space within the missile and thus represent a considerable dead load component. In addition, the production of these parts requires considerable costs. Finally, problems arise in the design of the holding device for the high acceleration values that occur when projectiles are fired.
Aus der GB-A-745 252 ist ein Leitwerk mit entfaltbaren Flügeln gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, wobei jeder Flügel zwei Flügelblätter umfaßt, die spitzenseitig miteinander verbunden und wurzelseitig an getrennten, hinsichtlich ihres umfangsseitigen Abstands veränderbaren Lagern befestigt sind, wobei die Flügelblätter im entfalteten Zustand dachartig aufgestellt sind. Besonders nachteilig bei diesen bekannten Flügeln ist, daß die Flügelblätter nicht symmetrisch zu einander aufgebaut sind.From GB-A-745 252 a tail unit with deployable wings according to the preamble of claim 1 is known, each wing comprising two wing blades, which are connected on the tip side and are attached on the root side to separate bearings which can be changed in terms of their circumferential spacing, the wing blades in deployed roof-like condition. A particularly disadvantage of these known wings is that the wing blades are not constructed symmetrically to one another.
Dadurch ergibt sich eine relativ geringe Stabilität, weil die Flügel bei seitlich angreifenden Luftkräften zusammenklappen können. Dieses wird insbesondere noch dadurch unterstützt, daß jeweils eines der beiden Flügelblätter nach innen, d. h. zum anderen Flügelblatt hin gewölbt ist.This results in a relatively low stability because the wings can collapse when the air forces act on the side. This is particularly supported by the fact that one of the two wing blades inwards, d. H. is arched towards the other wing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitwerk der eingangs erwähnten Art anzugeben, das preiswert hergestellt werden kann und höchsten Beschleunigungsbeanspruchungen beim Abschuß von Geschossen standhält und gegenüber seitlich angreifenden Luftkräften eine hohe Stabilität aufweist.The invention has for its object to provide a tail unit of the type mentioned, which can be manufactured inexpensively and withstands the highest acceleration stresses when firing projectiles and has a high stability against laterally acting air forces.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the invention specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1: einen Querschnitt durch einen Teil des Flugkörpers nach Fig. 2 mit Blickrichtung auf die Seitenkanten eines Leitwerksflügels;
- Fig. 2: eine perspektivische und stark schematisierte Darstellung eines Flugkörpers mit einem entfaltbare Flügel umfassenden Leitwerk;
- Fig. 3: einen Querschnitt durch den Flugkörper im Bereich des Leitwerks mit eingefalteten Flügeln;
- Fig. 4: eine Detaildarstellung eines Flügels mit Blickrichtung gemäß Pfeil 3 aus Fig. 1;
- Fig. 5: eine Schnittdarstellung durch den Flügel gemäß Linie 5 - 5 nach Fig. 1.
- 1: a cross section through part of the missile according to FIG. 2 with a view of the side edges of an empennage wing;
- 2: a perspective and highly schematic representation of a missile with a wing comprising a deployable wing;
- 3 shows a cross section through the missile in the area of the tail unit with the wings folded in;
- FIG. 4: a detailed representation of a wing with viewing direction according to arrow 3 from FIG. 1;
- 5 is a sectional view through the wing according to line 5 - 5 of FIG. 1st
Fig. 2 zeigt in schematisierter, perspektivischer Darstellung einen Flugkörper 10 mit einem im Heckbereich angeordneten, entfaltbare Flügel 11 umfassenden Leitwerk. Flugkörper dieser Art und auch Geschosse werden von Startgeräten oder aus großkalibrigen Rohrwaffen abgefeuert und sollen in großer Entfernung Punktziele mit möglichst hoher Präzision erreichen.Fig. 2 shows a schematic, perspective view of a
Zur Flugbahnstabilisierung und/oder Endphasenlenkung ist ein Leitwerk erforderlich, das aerodynamisch optimale Eigenschaften haben soll, dabei aber robust und platzsparend aufgebaut ist, um einerseits hohen Beschleunigungsbeanspruchungen zu widerstehen, die insbesondere beim Abschuß aus Rohrwaffen auftreten, und um andererseits möglichst wenig des für Nutzlasten vorgesehenen Volumens des Flugkörpers/Geschosses zu beanspruchen.A stabilizer is required for trajectory stabilization and / or final phase steering, which should have optimal aerodynamic properties, but which is robust and space-saving, in order to withstand high acceleration stresses that occur in particular when firing from guns, and on the other hand as little as possible of that intended for payloads To claim the volume of the missile / projectile.
Fig. 1 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch einen Teil des Flugkörpers 10 nach Fig. 2 mit Blick auf die Seitenkanten eines Flügels 11 des Leitwerks. Der Flügel 11 besteht aus zwei Flügelblättern, 12, 12a, die spitzenseitig miteinander verbunden, beispielsweise vernietet sind, und die wurzelseitig an getrennten, hinsichtlich ihres umfangsseitigen Abstands veränderbaren Lagern 17, 17a derart befestigt sind, daß die Flügelblätter 12, 12a im entfalteten Zustand des Flügels 11, der in Fig. 1 dargestellt ist, dachartig aufgestellt sind. Obgleich die Flügelblätter 12, 12a selbst aus einem elastischen und flexiblen Material, wie z. B. Federstahl, einer hochfesten Leichtmetalllegierung oder aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sind, was ihre Einfaltung und Unterbringung im Volumen des Flugkörpers 10 erleichtert, bilden sie im entfalteten Zustand nach Fig. 1 eine sehr stabile Anordnung mit hervorragenden aerodynamischen Eigenschaften. Bei einem der Lager 17, 17a handelt es sich um ein gelenkiges Festlager 17a, während das andere Lager ein gelenkiges Gleitführungslager ist. Der genaue Aufbau dieser Lager wird später unter Bezug auf weitere Figuren der Zeichnung (Fig. 4, Fig. 5) noch näher erläutert.Fig. 1 shows an enlarged view of a cross section through part of the
Diese Lageranordnung ermöglicht - wie im einzelnen aus Fig. 3 hervorgeht - eine abschußsichere und raumsparende Unterbringung des Flügels 11 im Umfangsbereich des Flugkörpers 10, indem nämlich die Flügelblätter 12, 12a im eingefalteten Zustand in Umfangsrichtung um den Heckteil des Flugkörpers 10 herumgewickelt werden. Dieses Prinzip ist an sich von herkömmlichen Wickelleitwerken bekannt. Diese sind jedoch nur linienartig mit der Außenmantelfläche eines Geschosses oder Flugkörpers verbunden und weisen daher im ausgeklappten Zustand nicht die für Präzisionsanflüge erforderliche Stabilität auf. Im zusammengeklappten Zustand (Fig. 3) liegen die Flügelblätter 12, 12a eines jeden Flügels 11 dicht benachbart übereinander, was dadurch erreicht wird, daß das Gleitführungslager 17 parallel unmittelbar neben dem gelenkigen Festlager 17a eines jeden Flügels 11 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform können die Flügel 11, in Radialrichtung gesehen, auch vergleichweise lang und damit im Hinblick auf die aerodynamischen Erfordernisse optimal ausgeführt werden, da selbst diese langen Flügel noch raumsparend untergebracht werden können. Gemäß Fig. 3 überdecken dabei die Flügelblätter eines Flügels 11 mindestens den Lagerbereich eines benachbarten Flügels. Im entfalteten Zustand nach Fig. 1 sind die Lager 17, 17a der Flügelblätter 12, 12a dagegen in Umfangsrichtung beabstandet voneinander angeordnet, so daß sich die dargestellte dachförmige Anordnung der Flügelblätter 13, 13a ergibt. Diese Position erreichen die Flügelblätter 13, 13a dadurch, daß das gelenkige Gleitführungslager 17 beim Entfalten des Flügels 11 in Umfangsrichtung vom Festlager 17a entfernt wird. Der Aufbau der Flügelwurzel und deren Befestigung im Bereich der Lager 17,17a wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 und Fig. 5 näher erläutert.This bearing arrangement enables - as can be seen in detail from FIG. 3 - a shot-proof and space-saving accommodation of the
Fig. 4 zeigt eine Ansicht auf einen Teil des Flügelblatts 12a und den Mantel 16 des Flugkörpers 10 mit Blick aus Richtung des Pfeils 4 gemäß Fig. 1. In Fig. 4 sind nur Einzelheiten des gelenkigen Gleitführungslagers 17 dargestellt, während das gelenkige Festlager 17a, an dem das andere Flügelblatt 12 befestigt ist, nicht sichtbar ist. Fig. 5 dagegen zeigt einen Schnitt durch den Flügel 11, entlang der Linie 5 - 5 gemäß Fig. 1 mit Blick auf Teile des Mantels 16 des Flugkörpers 10. In dieser Figur ist auch das gelenkige Festlager 17a noch zu erkennen. Jedes Lager 17, 17a umfaßt ein Scharnierteil 13,13a, das um jeweils einen, im Mantel 16 des Flugkörpers 10 fest angeordneten bzw. gleitbeweglich gelagerten Zapfen 31, 31 a, 31 b drehbar gelagert ist. Jeder der Zapfen 31 besteht aus mindestens zwei Teilen 31 a, 31 b, um die Montage der Flügelblätte 12,12a zu erleichtern. In den Scharnierteilen 13, 13a sind die Flügelblätter 12, 12a befestigt, wobei sich für die Befestigung vorzugsweise eine Vernietung oder Verklebung anbietet. Der gleitbeweglich gelagerte Zapfen 31 des gelenkigen Gleitführungslagers 17 (Fig. 4) kann in parallel angeordneten Gleitbahnen 15 zwischen zwei Endstellungen gleiten. In der ersten Endstellung - hierbei sind die Flügel 11 gemäß Fig. 3 eingefaltet - sind die Zapfen 31 beider Lager 17,17a unmittelbar benachbart nebeneinander angeordnet. In der anderen Endstellung ist der Zapfen 31 des Gleitführungslagers 17 max. entfernt vom Zapfen 31 des gelenkigen Festlagers 17a angeordnet, was dem entfaltenen Zustand des Flügels 11 gemäß Fig. 1 entspricht. Auf der Längsachse des gleitbeweglich gelagerten Zapfens 31 des Gleitführungslagers 17 liegen zwei in Längsrichtung des Zapfens 31 gleitbar gelagerte Arretierstifte 32, die durch Druckfedern 30 belastet nach Erreichen des Endes einer Gleitbahn 15 in eine dort angeordnete Vertiefung 15a einrasten und dadurch das Flügelblatt 12a sicher verriegeln.FIG. 4 shows a view of a part of the
Um die Stabilität der Flügelblätter 12, 12a im entfalteten Zustand des Flügels 11 zu vergrößern und gleichzeitig den Entfaltungsvorgang zu fördern, sind die Flügelblätter 12, 12a zweckmäßig in Richtung ihrer Längserstreckung gewölbt ausgebildet, so daß sie praktisch einen Teil eines Zylindermantels darstellen. Diese Wölbung kann den aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Flügelblättern 12, 12a durch an sich bekannte Herstellungsverfahren, wie z. B. Walzen, aufgeprägt werden. Auf besonders einfache Weise kann die zweckmäßige Wölbung der Flügelblätter 12, 12a jedoch auch dadurch bewirkt werden, daß die Scharnierteile 13, 13a zur Befestigung der Flügelblätter 12,12a einen Einspannschlitz aufweisen, der - entsprechend der gewünschten Wölbung - bogenförmig ausgebildet ist. Beim Einfalten der Flügel 11 wird die Wölbung der Flügelblätter 12,12a zeitweilig flachgepreßt, so daß die Flügelblätter 12, 12a raumsparend eng übereinander zu liegen kommen. Die Flügelblätter 12,12a tendieren jedoch dazu, die aufgeprägte Wölbung wieder einzunehmen, so daß dadurch der Entfaltungsvorgang gefördert wird. Diese Wölbung verleiht den Flügelblättern 12, 12a eine hervorragende Knickstabilität bei Druckbeanspruchung und sichert somit die vorteilhaften aerodynamischen Eigenschaften des Leitwerks. Quer zur ersten Wölbung ist den Flügelblättern 12,12a beispielsweise durch Walzen noch eine zweite Wölbung aufgeprägt, die ebenfalls ihre Entfaltung und ihre Stabilität im entfalteten Zustand fördert. Diese Wölbung trägt auch dazu bei, daß im entfalteten Zustand die Flügelblätter 12, 12a noch derart vorgespannt sind, daß die gleitbeweglich gelagerten Zapfen 31, 31a, 31 b federnd in ihre Endlage gedrückt und dort gehalten werden. Um ein möglichst raumsparendes Unterbringen der Flügelblätter 12, 12a im eingefalteten Zustand des Flügels 11 zu ermöglichen, läuft das Scharnierteil 13 des Festlagers 17a nicht über die gesamte Breite des Flügelblatts 12, sondern läßt an beiden Seiten Platz für die im zusammengefalteten Zustand in Achsfluchtung liegenden zwei Teilscharniere des gelenkigen Gleitführungslagers 17. Damit sich bei der Zusammenfaltung des Flügels 11 die Flügelblätter 12,12a im Bereich der Scharnierteile 13,13a nicht behindern, enthält das mit dem Gleitführungslager 17 verbundene Flügelblatt 12a mittig eine fensterförmige Aussparung, während das mit dem gelenkigen Festlager 17 verbundene Flügelblatt 12 im Seitenbereich der Lagerstelle Ausnehmungen aufweist. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn der Flugkörper 10 um seine Längsachse rotiert, also einen Drall aufweist. Dieser Drall kann dem Flugkörper 10 auf einfache Weise dadurch verliehen werden, daß zumindest eines der Flügelblätter 12, 12a des Flügels 11 in Bezug auf die Längsachse des Flugkörpers 10 angestellt oder verwunden ist. Diese Anstellung wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß die Gleitbahnen 15 unterschiedlich lang ausgebildet sind, so daß die Arretierstifte 32 mit unterschiedlichem Abstand vom Zapfen 31 einrasten und dadurch das mit ihnen verbundene Flügelblatt verwinden.In order to increase the stability of the
Claims (6)
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