NO303089B1

NO303089B1 - Aktiveringssystem for missilstyrefinne

Info

Publication number: NO303089B1
Application number: NO922977A
Authority: NO
Inventors: Charles M Delair; Russel B Cline
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1998-05-25
Also published as: EP0529796A1; JPH05196396A; JP2633144B2; DE69214068T2; CA2068962C; KR930004741A; US5293811A; TW244377B; TR26552A; EP0529796B1; DE69214068D1; CA2068962A1; KR970001772B1; AU2062392A; AU636081B2; ES2092052T3; NO922977L; NO922977D0

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en styrefinneaktivator for missil som frembringer rotasjon av en utgangsaksel for en styrefinne, innbefattende: et hus; en stempelsammenstilling som er glidbar inne i et kammer i huset, en støtstang forbundet med stempelsammenstillingen og som strekker seg ut fra huset; og utstyr for å forbinde støtstangen med en styrefinne-utgangsaksel.

De fleste ledete missiler blir styrt og stabilisert med bevegelige styreflater eller styrefinner som strekker seg ut fra sidene på missilet, vanligvis nær dens bakre ende. Styrefinnene, eller eventuelt bare en del av styrefinnene på større missiler, har normalt et symmetrisk tverrsnitt og er dreibart dreibart opphengt i luftstrømmen. Når hver finne er orientert parallelt med luftstrømmen, er det ingen styrende kraft som virker inn på missilet. Ved å dreie styrefinnene slik at de orienteres med en vinkel med hensyn til luftstrøm-men, vil man få en resulterende styrekraft som innvirker på missilet, og dens retning eller rulleorientering blir endret.

Visse missiler kan fly så fort som flere ganger lydens hastighet, og derfor må styrebevegelsene til finnene kunne utføres hurtig og jevnt etter innvirkning fra et styresignal. Styremanøvreringer og de påfølgende bevegelsene av finnene kan oppdateres kontinuerlig av missilelektronikken eller utøves så ofte som flere tusen ganger pr. sekund med en datamaskin av digital type. Aktivatormekanismen som omdanner de elektriske kommandosignalene til fysisk bevegelse av styrefinnene, må kunne reagere meget hurtig for å opprettholde manøvrerbarheten og stabiliteten til høyhastighetsmis-silet, samtidig som dynamisk oppførsel som ellers ville kunne forårsake at finnen ikke fulgte kommandoen nøyaktig, må minimaliseres.

To typer aktiveringssystemer for finner blir vanligvis benyttet i dag. De er elektromekaniske systemer og fluidsys-temer. I det førstnevnte blir kommandosignaler oversatt til fysisk bevegelse av en avansert elektrisk motor, vanligvis med en presisjonstannhjulsrekke. I det sistnevnte, som inkluderer både hydrauliske og pneumatiske systemer, styrer kommandosignalet trykksettende ventiler og utløsningsventiler som regulerer trykket i en sylinder med et bevegelig stempel, for på den måten å få stempelet til å gli frem og tilbake inne i sylinderen. En støtstang strekker seg ut fra sylinderen og er forbundet med en utgangsaksel for styrefinnen som finnen er montert på.

Hver type av aktiver ingssystem, selv om det virker under visse forhold, har sine ulemper. Det elektromekaniske systemet anses å gi den høyeste reaksjonsevne, men det kan være kostbart, elektronisk og mekanisk komplisert, vanskelig å bygge, vanskelig å kalibrere og teste, og mangler pålitelighet i noen anvendelser. På grunn av beskaffenheten til motorstyringen, har elektromekaniske aktiveringssystemer visse iboende ytelsesbegrensninger under høye torsjonsbe-lastninger på finnen som ville være bedre tjent med fluidsys-temer. De hydrauliske og pneumatiske systemene kan møte reaksjonskrav på opp til 100 perioder pr. sekund, hvis bare meget nøyaktig indre toleranser blir opprettholdt, og hvis avanserte ventil-, tetnings- og mekaniske løsninger blir tenkt ut. Til tross for dette, har disse systemene en tendens til å være mer følsomme overfor ulineære innvirk-ninger som for eksempel friksjon og tilbakeslag. Det innesluttede fluidum i det hydrauliske systemet blir ofte utsatt for lekkasjer under lange lagringsperioder, og dette gjør periodisk vedlikehold nødvendig.

Styreaktivatoren må kunne benyttes under alle driftsforhold, som inkluderer temperatur, vibrasjon, akselerasjon, og høye konstruksjons- og finnebelastninger. For eksempel krever noen militære spesifikasjoner at missilet skal kunne lagres i lengre perioder og deretter være operative ved temperaturer som strekker seg fra så lavt som -54°C til så høyt som +88"C. Aktivatoren for de styrende flater må kunne lages av materialer som oppnår tilfredsstillende styrke og andre egenskaper under alle driftsforhold, og i tillegg må den opprettholde sin yteevne under alle spesifiserte miljøforhold.

Da vanlige pneumatiske systemer ikke er i stand til å møte de meget krevende kvalitetskrav under svært varierende forhold, blir elektromekaniske aktivatorer i stor grad benyttet i dag i avanserte missilstyresystemer. Imidlertid har de, som sagt, en tendens til å være kostbare, komplekse, utsatte for driftsforstyrrelser og ytelsesavvik, og vanskelige å teste. Det er derfor et behov for et forbedret aktiveringssystem som har akseptable ytelsesreaksjoner samtidig med lav pris og god pålitelighet under en rekke driftsforhold. Den foreliggende oppfinnelse oppfyller dette behovet, og vil videre frembringe beslektede fordeler.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer en styrefinneaktivator for missilfinner som har en relativt lav pris, er pålitelig, som lett kan testes og kalibreres, og som er stabil under drift. Aktivatoren gir ypperlig styring uten mekanisk tilbakeslag. Den er fullt anvendbar under driftshyppigheter som nærmer seg 100 perioder pr. sekund i et bredt temperaturområde, og har gode stabilitetskarakteristikker ved både høye og lave driftshyppigheter.

I samsvar med oppfinnelsen kjennetegnes styrefinneaktivatoren ved at stempelsammenstill ingen innbefatter:

en første flate som har et første tverrsnittareal,

en andre flate med et andre tverrsnittareal som er forskjellig fra det første tverrsnittarealet,

en første rullende membran som tetter den første flaten mot en vegg i kammeret, for derved å definere et første trykkammer mellom den første flaten og veggen i kammeret,

en andre rullende membran som tetter den andre flaten mot veggen i kammeret, for derved å definere et andre trykkammer mellom den første flaten og den andre flaten, og

utstyr for på en styrbar måte å sette trykkamrene under trykk for å gjøre stempelet i stand til å gli inne i kammeret.

Ifølge ytterligere utførelsesform av aktivatoren inkluderer utstyret for på en styrbar måte å sette trykkamrene under trykk en gasskilde med konstant trykk, en første gasstrykksledning fra gasskilden til det første kammer,en innløps-ventil i den første trykkledningen, en avgassventil i forbindelse med det første kammer, og en andre gasstrykksledning fra gasskilden til det andre kammer. Den første flaten har med fordel et areal som er dobbelt så stort som arealet av den andre flaten. Videre er det hensiktsmessig anbragt en åpning i den andre gasstrykksledningen.

En alternativ styrefinneaktivator kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen ved at stempelsammenstillingen omfatter et sammensatt stempel som er glidbart inne i kammeret og har et første flatestykke og et andre flatestykke som er glidbare i forhold til hverandre, en første rullende membrantetning mellom det første flatestykket og en vegg i kammeret, for derved å definere et første trykkammer mellom det første flatestykket og kammerets vegg, en andre rullende membrantetning mellom det andre flatestykket og kammerveggen (216), for derved å definere et andre trykkammer i trykkaktivatoren mellom det andre flatestykket og kammerveggen, idet støt-stangen er forbundet med det første flatestykket og en støthylse er forbundet med det andre flatestykket og strekker seg ut fra huset, idet støthylsen ligger over støtstangen,

en tredje rullende membrantetning mellom støthylsen og kammerveggen, for derved å fullende tetningen av det andre trykkammer, utstyr for på en styrbar måte å sette det første og det andre trykkammer under trykk slik at det første flatestykket og det andre flatestykket glir inne i huset og i forhold til hverandre, og utstyr for å forbinde støthylsen med styrefinne-utgangsakselen.

Ifølge en utførelsesform av den alternative aktivatoren har den utstyr for å måle bevegelsen som blir frembragt av støtstangen og støthylsen, og tilbakekoble målingen til utstyret som på en styrbar måte setter trykkkamrene under trykk, og utstyr for å måle trykket i trykkamrene og tilbakekoble målingen til utstyret som på en styrbar måte setter kamrene under trykk.

Støtstangen er fortrinnsvis forbundet med finnens utgangsaksel med et koblingsstykke i form av et strammebånd som gjør at tilbakeslag unngås når bevegelsesretningen til stempelet endres. En magnet kan anbringes ved siden av støtstangen for å indusere virvelstrømsdempning i systemet, denne øker med økende driftshastighet. Kammertrykkene, og plassering og bevegelseshastighet av støtstangen og/eller utgangsakselen i finnen kan overvåkes, og følerindikasjonene kan mates tilbake til trykkstyreanordningen for justering av styringsparamet-rene.

Aktivatoren ifølge oppfinnelsen er i alminnelighet en pneumatisk type. I tidligere pneumatiske aktivatorer, ble tetningsringer benyttet mellom stempelet og den indre veggen i huset for å definere de to trykkamre. Ringformede tetninger, som for eksempel O-ringer, flateforsynte O-ringer, leppetetninger, eller andre dynamisk glidende tetninger, danner en ulineaer glidende friksjonskomponent hvis virkning varierer meget med temperaturen og øker med økende drifts-frekvens av aktuatoren. Slitasje av tetningene mot de indre veggene i huset forårsaker vanligvis ripedannelse og annen skade og vil dermed redusere yteevnen av aktivatoren. Friksjonen som skyldes tetningene kan reduseres for derved å redusere slitasjeskade, men da må det benyttes en annen mekanisme for å oppnå styredempning. De tidligere pneumatiske aktivatorene var vanskelige å avstemme og det var vanskelig å opprettholde innstillingen gjennom lengre lagringsperioder under ekstreme forhold.

De rullende membrantetningene som benyttes i aktivatoren Ifølge denne oppfinnelsen, gir stor reduksjon av slitasje sammenlignet med glidende tetninger, og det vil også sterkt redusere en hvilken som helst miljømessig innvirkning på yteevnen som for eksempel de som skyldes temperaturendringer. De godt tilpassede toleransene i de tidligere pneumatiske aktuatorene blir ikke lenger krevet, med det resultat at temperaturendringer har mye mindre innvirkning på aktivator-yteevnen, og igjen som en følge av dette, blir produksjons-kostnader vesentlig redusert. Reduksjon av glidefriksjon øker effektiviteten av den pneumatiske styreprosessen og øker den høyfrekvente yteevnen. Med eliminering av den friksjons-dempende effekt av de tidligere dynamisk glidende tetningene, kan man innføre dempende hjelpekilder som inkluderer dempende åpninger i de pneumatiske ledningene og magnetisk virvel-strømsdempning.

Den pneumatiske aktivatoren ifølge oppfinnelsen frembringer således et viktig skritt fremover i styring av missilets finnestyresystemer. Høy yteevne under alle driftsforhold, god lagringsevne og stor pålitelighet oppnås i en aktivator som er lett å produsere og å kalibrere. Andre kjennetegnende trekk og fordeler av oppfinnelsen vil være åpenbare ut fra den følgende mer detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen, satt i forbindelse med de medfølgende tegninger som illu-strerer, med bruk av eksempler, prinsippene i oppfinnelsen.

Fig. 1 er et skjematisk perspektivriss av et ledet missil,

med missilets ytterhud fjernet for å vise styrefinneaktivatoren;

fig. 2 er en skjematisk snittegning av en aktivator;

fig. 3 er en skjematisk snittegning av en annen utførelse av

aktivatoren; og

fig. 4 er en skjematisk snittegning av en maskinvareutfør-else av aktivatoren i fig. 3.

Fig. 1 viser et missil 20 med styrefinner 22 som strekker seg ut fra sidene på missilet. (To av de fire finnene som normalt er tilstede er vist, og de andre to er ikke synlige da de er ute av planet i illustrasjonen. ) Hver finne 22 er montert på en finneutgangsaksel 24, som igjen blir støttet av et lager 26. For å styre retningen på bevegelsen av missilet 20, bevirker aktivatoren 28 at akselen 24 dreier seg, for derved å endre vinkelen til finnen 22 med hensyn til luftstrømmen. Bevegelsen av akselen 24 kan overvåkes av en rotasjonsføler 29.

Missilet 20 blir drevet av en rakettmaskin eller motor 30, her vist som en enkelt motordyse i halen. Alternativt kan flere mindre motordyser som er vinklet bakover bli anbragt på sidene av missillegemet.

Aktivatorene 28 og motoren 30 blir styrt av signaler transmittert til dem gjennom signalledninger 32 fra en styreenhet 34 ombord. En føler 36 som for eksempel en varmesøker blir av og til anbragt i nesen på missilet 20. Missilet kan også bli fjernstyrt ved hjelp av radio, kabel eller optisk fiber fra sin base.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører primært konstruksjonen og virkemåten av aktivatoren 28.

I samsvar med oppfinnelsen omfatter en missilstyrefinneakti-vator som frembringer rotasjon av en styrefinneutgangsaksel, et hus og en stempel sammensetning som er glidbar inne i huset. Stempelsammensetningen inkluderer en første flate med et første tverrsnittsareal og en andre flate med et andre tverrsnittsareal som er forskjellig fra det første tverr-snittsarealet. En første rullende membran tetter den første flaten mot den indre veggen i huset, for derved å definere et første trykkammer mellom den første flaten og det indre av huset. En andre rullende membran tetter den andre flaten mot den indre veggen i huset, for derved å definere et andre trykkammer mellom den første flaten og den andre flaten. En støtstang er forbundet med stempelsammensetningen og strekker seg ut fra huset. Det er videre frembragt utstyr for på en styrbar måte å sette de to trykkamrene under trykk, for derved å gjøre at stempelet glir inne i huset, og utstyr for å forbinde støtstangen med en utgangsaksel for styrefinnen.

En pneumatisk aktivator 40 i samsvar med denne utførelsen av oppfinnelsen er vist i fig. 2. Aktivatoren har et hus 42 som er dannet av to vanligvis sylindriske seksjoner med forskjellige diametre som er forbundet med hverandre. De forskjellige diametrene blir benyttet på grunn av toflatestempelet som benyttes i denne fremstillingen.

En stempelsammensetning 44 er hul med en første flate 46 som har et første projisert areal, og en andre flate 48 som har et andre projisert areal. Fortrinnsvis bør forholdet mellom det første projiserte areal og det andre projiserte areal være ca. 2:1.

En første rullende membran 50 tetter den første flaten 46 mot den tilliggende del av en indre vegg 52 i huset 42. På denne måten blir det definert et første trykkammer 54 mellom den indre vegg 52 og den første flate 56 og dens tilhørende første rullende membran 50. En andre rullende membran 56 tetter den andre flaten 48 mot dens tilliggende del av den indre vegg 52. Det er på denne måten definert et andre trykkammer 58 innenfor volumet som er avgrenset av den første flaten 46 og dens tilhørende første rullende membran 50, den andre flaten 48 og dens tilhørende andre rullende membran 56, og den indre veggen 52 i huset 42.

De rullende membranene blir fremstilt av et materiale som er gjort elastisk og som har høy radial fleksibilitet men lav omkretsmessig utvidelse. Deres konstruksjon og bruk er beskrevet i US-patentene nr. 3.137.215, 3.373.236 og 3.969.991, og innbefattet her ved denne henvisning. De rullende membranene som blir benyttet som tetninger er et spesialisert produkt som for eksempel er kommersielt tilgjengelig fra Bellofram Corporation, Newell, WV, USA. Som vist i fig. 2, kan den radiale klaring mellom stempelsammensetningen 44 og den indre vegg 52 gjøres ganske stor, da tetningen blir oppnådd med det fleksible, stofflignende, rullende membranmaterialet. Den store klaring som blir gjort mulig ved bruk av den rullende membranen har to viktige

følger. For det første blir produksjonskostnadene vesentlig i redusert, fordi vedlikehold av strengt kontrollerte toleranser er en kostbar del av produksjonsprosessen for vanlige pneumatiske aktivatorer. For det andre er aktivatoren meget mindre utsatt for variasjoner i yteevnen ved miljøforand-ringer som for eksempel temperaturforandringer. Slike

> variasjoner i yteevnen skyldes for det meste endringer i dimensjonsmessige forhold som et resultat av termiske ekspansjonsdifferanser i nøyaktig dimensjonerte systemer.

De to trykkamrene 54 og 58 kan på en styrbar måte settes ) under trykk med et trykksystem 60 for å kunne bevege stempelsammensetningen 44 langs lengden av huset 42. Trykksystemet 60 inkluderer en kilde for gass under trykk 62 som inkluderer et gassreservoir 64 og en regulator 66 som

sikrer konstant trykk. En først gasstrykksledning 68 ' < strekker seg fra gasskilden 62 gjennom veggen i huset 42 og inn i det første trykkammer 54. Den første gasstrykksledning 68 har en solenoidstyrt innløpsventil 70 i denne for å styre

gasstrømmen fra kilden 62 inn i det første trykkammer 54. En

solenoidstyrt avgassventil 72 er også i forbindelse med det første trykkammer 54 for å styre utslipp av trykk fra kammer 54. En andre gasstrykksledning 74 strekker seg fra gasskilden 62 gjennom veggen i huset 62 og inn i det andre trykkammer 58. Den andre gasstrykksledning 74 bør fortrinnsvis

inkludere en åpning 76 i denne for å gi dempning i gassys-ternet under høyfrekvent drift. I. denne utførelsen er det andre trykkammer 58 holdt konstant under trykk med trykket P fra kilden 62 gjennom den åpne ledningen 74. I fravær av trykk i det første trykkammer 54, er den oppadgående kraft på den første rullende membran 50 PA, hvor A er arealet av den første flaten 46. Den nedadgående kraft på den andre rullende membran 56 er PA/2 fordi i den foretrukne utførelse er arealet av den andre flaten 48 halvparten av den første flaten 46. Det er en netto oppadgående kraft på PA/2 som vil løfte stempelsammensetningen 44.

Stempelsammensetningen 44 blir tvunget nedover ved å åpne innløpsventilen 70, og dette frembringer en maksimum nedadgående kraft PA i det første trykkammer 54. Stempelsammensetningen blir derved presset nedover med en netto kraft av PA/2. Nedadgående bevegelse kan stoppes og stempelsammensetningen beveges oppover ved å åpne avgassventilen 72 for å redusere trykket, og således også den nedadgående kraft i det første trykkammer 54. Drift av aktivatoren 40 blir derfor oppnådd ved å variere trykket i kammer 54 kun gjennom styring av ventilene 70 og 72 ved hjelp av styreanordningen 34, hvor trykket som kreves for å bevege stempelet blir levert av ekspansjonsenergien i den lagrede gassmengden i gassreser-voiret 64.

En støtstang 78 er festet til stempelsammensetningen 44 og strekker seg utover fra huset 42 gjennom det volum som er definert av den indre vegg 52 og den andre flate 48, idet dette volum har atmosfærisk trykk. Støtstangen 78 er tilstrekkelig lang til å rekke frem til en posisjon ved siden av akselen 24. Støtstangen 78 er forbundet med akselen 24 ved hjelp av et par metalliske strammebånd 80. Den ene enden av hvert bånd 80 er festet til støtstangen 78. Den andre enden er bøyet rundt omkretsen av en festeblokk 82 som er understøttet på akselen 24. En stoppeblokk 84 er plassert for å virke som en fysisk grense for bevegelsen av feste- blokken 82 1 hver retning. Dette arrangementet av strammebånd eliminerer tilbakeslag når bevegelsesretningen til støtstangen 78 blir endret.

Støtstangen 78 blir aktivisert av en trykkgassmengde i aktivatoren 40, og denne virker som en fjær under dynamisk bevegelse. For å dempe ut resonansen som ellers ville oppstå, kunne tidligere pneumatiske aktivatorer regne med den friksjon som oppstår mellom stempelet og husveggen fra den glidende tetningen. Denne friksjonen er frekvens- og temperaturavhengig på en ulineær måte, og dette var den viktigste årsaken til nedsettelse av yteevne ved høye frekvenser og ved ekstreme temperaturer i tidligere pneumatiske aktivatorer.

To metoder for dempning er benyttet i den foreliggende aktivatoren 40. Den første er dempning ved gassekspansjon gjennom den faste åpningen 76 og gjennom ventilene 70 og 72. Den andre er virvelstrømsdempning som blir frembragt ved å anbringe en magnet 86 ved siden av en del av den metalliske støtstangen 78. Når støtstangen 78 beveges, vil virvel-strømskrefter som har en tendens til å motvirke bevegelsen bli generert av det magnetiske felt fra magneten 86. Disse kreftene øker med økende bevegelseshastighet for støtstangen 78 i det magnetiske feltet, slik at dempningen øker lineært med økende bevegelseshastighet av støtstangen 78, med det ønskede resultat at man oppnår stabilitet i systemet. For spesielle anvendelser, kan styrken på magneten justeres etter behov eller utelates helt.

Aktivatoren 40 er fortrinnsvis drevet som en styreenhet med tilbakekobling ved å benytte følere som måler den mekaniske bevegelse av styrestangen 78 eller akselen 24 som skyldes de tidligere omtalte trykksekvensene. Følere som måler trykket i kamrene 54 og 58 kan også benyttes som utstyr til å styre ventilene. Spesielt kan den lineære posisjon og bevegelse av støtstangen 78 måles med en føler 88 som for eksempel en lineær optisk koder. Rotasjonsposisjonen og bevegelsen til akselen 24 kan måles med rotasjonsføleren 29 som er beskrevet tidligere og vist i fig. 1, som for eksempel et roterende potentiometer eller en roterende optisk koder. Trykket i kamrene kan måles med høy båndbredde trykkfølere 90 og 92 som for eksempel trykktransdusere av strekkmålertypen. Utgangs-signalene fra følerne 88, 90, 92 og/eller 29 blir matet til styreanordningen 34 som benytter informasjonen til å styre åpningen av de solenoiddrevne ventilene 70 og 72.

De konstruksjonsteknikker som er benyttet i oppfinnelsen kan anvendes på andre typer aktivatorer, og to av disse er vist i fig. 3 og 4.

En aktivator 100 i fig. 3 anvender to motsatt virkende trykkaktivatorer 102 for å påføre et vridningsmoment til akselen 24. Hver trykkaktivator 102 har et hus 104 i hvilket et stempel 106 glir. (De respektive sammenlignbare elementer vil være nummerert med umerkede tall for den venstre aktivatoren, og med merkede tall for den høyre aktivatoren.) I den viste utførelsen, er stempelet 106 laget som et stempel med én flate i stedet for toflatestempelet i fig. 2, men begge typer kan benyttes. Hvert stempel 106 er tettet mot en indre vegg 108 i huset 104 med minst en rullende membrantetning 110. I den viste utførelsen, er to slike tetninger 110 benyttet i hvert hus. Det er derfor definert i den første trykkaktivatoren 102 et øvre trykkammer 150 og et nedre trykkammer 152; og i den andre trykkaktivatoren 102', et øvre trykkammer 154 og et nedre trykkammer 156.

En støtstang 112 er festet til stempelet 106 slik at den beveger seg sammen med dette. Støtstangen 112 er tettet mot trykkaktivatorhuset 104 med en rullende membran 158, for derved å fullføre det nedre trykkammer 152 i aktivator 102, og det nedre trykkammer 156 i aktivator 102'. Støtstangen 112 strekker seg ut fra huset 104, og er festet til akselen 24 med et par strekkbånd 114. I den viste utførelsen er hvert strekkbånd 114 festet med sin ene ende til en av støtstengene 112, bøyet rundt akselen 24, og festet med sin andre ende til den andre av støtstengene 112'.

For at sammensetningen skal kunne virke, må støtstengene 112 og 112' kunne bevege seg i motsatte retninger på en koordinert måte. Et trykksystem 116 med krysskoblede tilførsels-ledninger tillater denne bevegelsen. I system 116 er det to

solenoidaktiviserte innløpsventiler 118 og 120, og to 1 solenoidaktiviserte avgassventiler 122 og 124. En primær trykkledning 126 fører fra en felles gasskilde 162 (tilsvarende den som er omtalt tidligere) til hver av innløpsventilene 118 og 120. En første gassdistribusjonsledning 128 har

forbindelse fra nedstrømssiden av den første innløpsventilen<!>118 til det nedre trykkammer 152 i den første trykkaktivatoren 102 og til det øvre trykkammer 154 i den andre trykkaktivatoren 102'. Avgassventilen 122 har forbindelse med denne første gassdistribusjonsledningen 128. En andre

gassdistribusjonsledning har forbindelse fra nedstrømssiden<1>av den andre innløpsventilen 120 til det øvre trykkammer 150 i den første trykkaktivatoren 102 og til det nedre trykkammer 156 i den andre trykkaktivatoren 102'. Utløpsventilen 124 har forbindelse med denne andre gassdistribusjonsledning 130.

Drift av aktivatoren 100 som skal gi motsatt bevegelse av støtstengene 112 og 112' er oppnådd med de rette trykksek-venser på ventilene 118, 120, 122 og 124. For eksempel vil åpning av ventilene 118 og 124 med ventilene 120 og 122 lukket, gjøre at det venstre stempelet 106 beveger seg oppover og det høyre stempelet 106' beveger seg nedover med samme hastighet, samtidig som de påfører akselen 24 et dreiemoment i urviserretningen. Motsatt vil åpning av ventilene 120 og 122 med ventilene 118 og 124 lukket, gjøre at det venstre stempelet 106 beveger seg nedover og det høyre stempelet 106' beveger seg oppover, ved å påføre akselen 24 et dreiemoment mot urviserretningen. Tilbakekoblingsfølere tilsvarende følerne 88 og 29, som beskrevet tidligere, er foretrukket som en styren;)elpsanordning ved åpning og lukking av ventilene 118, 120, 122 og 124. Kammertrykksfølere 160, 162, 164 og 166, maken til de som er beskrevet tidligere, kan også benyttes alene eller sammen som et middel til å styre ventilene og oppnå den rette trykkbalansen.

Dempende magneter 132 og gasstrømsdempende åpninger 134 er frembragt (valgfritt eller etter behov) i aktivatoren 100 for spesielle anvendelser. Virkningen av disse elementene er den samme som beskrevet tidligere i forbindelse med utførelsen i fig. 2.

Nok en annen utførelse av oppfinnelsen er illustrert i fig. 4, som viser en maskinvareutførelse av den avanserte aktivatoren. I samsvar med denne utførelsen omfatter en missil-styrefinneaktivator som frembringer rotasjon av en utgangsaksel for styrefinnen en trykkaktivator som inkluderer et hus og et sammensatt stempel som kan gli inne i huset. Det sammensatte stempelet har et første flatestykke og et andre flatestykke som er glidbare i forhold til hverandre. En første rullende membrantetning 230 er anbragt mellom det første flatestykket og husveggen, for derved å definere et første trykkammer 232 i trykkaktivatoren mellom det første flatestykket og huset. En andre rullende membrantetning 234 er anbragt mellom det andre flatestykket og husveggen, for derved å definere et andre trykkammer 236 i trykkaktivatoren mellom det andre flatestykket og huset. En støtstang er forbundet med det første flatestykket og strekker seg ut fra huset. En støthylse er forbundet med det andre flatestykket og strekker seg ut fra huset, idet støthylsen ligger over støtstangen. En tredje rullende membrantetning 240 er plassert mellom støthylsen 208 og huset. Det er frembragt utstyr for styrbart å trykksette det første trykkammeret og det andre trykkammeret slik at det første flatestykket og det andre flatestykket glir inne i huset og relativt til hverandre. Støtstangen og støthylsen er forbundet med styrefinnens utgangsaksel.

Fig. 4 viser en slik aktivator 200 med to individuelle trykkaktivatorer 202 som virker i par for å påføre et koordinert dreiemoment på akselen 24, på den måten som det er beskrevet i utførelsen i fig. 3. Et trykksystem 204 for aktivator 200 er lik trykksystem 116 som tidligere er beskrevet i forbindelse med fig. 3 med krysskoblede trykkled-ninger, og det vil ikke bli beskrevet igjen. Siden de to trykkaktivatorene 202 og 202' ellers virker på samme måte, vil bare aktivatoren 202 bli beskrevet i detalj.

Et av problemene som kan oppstå som følge av termisk ekspansjon eller andre miljøinnvirkninger er at strammebåndene, som overfører den lineære bevegelse fra støtstangen til rotasjonsbevegelsen av finnens utgangsaksel, løsner. Evis båndene blir for løse, vil intet vridningsmoment kunne bli overført til utgangsakselen, og dette vil resultere i manglende styring av missilet. Trykkaktivatoren 202 unngår dette problem ved å frembringe en støtstang 206 og en konsentrisk støthylse 208 over denne, idet støtstangen 206 er forbundet med den ene enden av strammebåndet 210, og støthylsen 208 er forbundet med den ene enden av det andre strammebåndet 212. Den andre støthylsen 208' er forbundet med den andre enden av strammebåndet 210, og den andre støtstangen 206' er forbundet med den andre enden av strammebåndet 212. Når trykkaktivatorene 202 blir drevet på den måten som skal bli beskrevet her, vil kreftene ha en tendens til å stramme begge strammebåndene 210 og 212 rundt akselen 24, uavhengig av de små dimensjonelle endringer som skyldes termisk ekspansjon eller dimensjonelle toleranser under sammensetningen.

For at denne løsningen skal kunne virke, må støtstangen 206 og støthylsen 208 være fri til å kunne bevege seg i motsatte retninger, og denne bevegelsen blir oppnådd ved å benytte et sammensatt stempel 214 som er glidbart inne i huset 216. Det sammensatte stempelet 214 har en første flate 218 og en andre flate 220, disse er glidbare med hensyn til hverandre med et kileforbindelsesarrangement. Støtstangen 206 strekker seg ut gjennom en boring i den andre flaten 220, og er festet i den første flaten 218. Støthylsen 208 er festet til den andre flaten 220.

Trykkaktivatoren 202 blir alltid drevet med positivt trykk i både det øvre og nedre trykkammer, slik at strammebåndene blir tvunget til å forbli stramme.

De tre utførelsene i fig. 2-4 er vist med forskjellige kombinasjoner i utførelser, ventiler og gassdistribusjon som et eksempel på hvordan denne konstruksjonen kan settes sammen. Det må forstås at forskjellige kombinasjoner av lignende konstruksjoner kan lages.

Claims

1. Styrefinneaktivator (28) for missil som frembringer rotasjon av en utgangsaksel (24) for en styrefinne, innbefattende: et hus (42); en stempel sammenstill ing (44) som er glidbar inne i et kammer i huset (42), en støtstang (78) forbundet med stempel sammenstill ingen (44) og som strekker seg ut fra huset (42); og utstyr (80) for å forbinde støtstangen med en styrefinne-utgangsaksel (24),karakterisertved at stempelsammensti 11 ingen (44) innbefatter: en første flate (46) som har et første tverrsnittareal, en andre flate (48) med et andre tverrsnittareal som er forskjellig fra det første tverrsnittarealet, en første rullende membran (50) som tetter den første flaten (46) mot en vegg (52) i kammeret (54), for derved å definere et første trykkammer (54) mellom den første flaten (46) og veggen (52) i kammeret (54), en andre rullende membran (56) som tetter den andre flaten (48) mot veggen (52) i kammeret, for derved å definere et andre trykkammer (58) mellom den første flaten (46) og den andre flaten (48), og utstyr (62) for på en styrbar måte å sette trykkamrene under trykk for å gjøre stempelet i stand til å gli inne i kammeret.

2. Aktivator som angitt i krav 1,karakterisertved at utstyret for på en styrbar måte å sette trykkamrene under trykk inkluderer: en gasskilde (62) med konstant trykk, en første gasstrykksledning (68) fra gasskilden (62) til det første kammer (54), en innløpsventil i den første trykkledningen (68), en avgassventil (72) i forbindelse med det første kammer (54), og en andre gasstrykksledning (74) fra gasskilden (62) til det andre kammer (58).

3. Aktivator som angitt i krav 2,karakterisertved at den første flaten (46) har et areal som er dobbelt så stort som arealet av den andre flaten (48).

4. Aktivator som angitt i krav 3,karakterisertved at det er anbragt en åpning i den andre gasstrykksledningen.

5. Styrefinneaktivator (200) for missil som frembringer rotasjon av en utgangsaksel (24) for en styrefinne, innbefattende: et hus (216), en stempelsammenstilling (214) som er glidbar inne i et kammer i huset (216), en støtstang (206) forbundet med stempelsammenstillingen (214) og som strekker seg ut fra huset, og utstyr for å forbinde støtstangen med en styrefinne-utgangsaksel,karakterisert vedat stempelsammenstillingen omfatter et sammensatt stempel som er glidbart inne i kammeret og har et første flatestykke (218) og et andre flatestykke (220) som er glidbare i forhold til hverandre, en første rullende membrantetning (230) mellom det første flatestykket (218) og en vegg (216) i kammeret, for derved å definere et første trykkammer (232) mellom det første flatestykket (218) og kammerets vegg (216), en andre rullende membrantetning (234) mellom det andre flatestykket (220) og kammerveggen (216), for derved å definere et andre trykkammer (236) i trykkaktivatoren mellom det andre flatestykket (220) og kammerveggen (216), idet støtstangen (206) er forbundet med det første flatestykket (218) og en støthylse (208) er forbundet med det andre flatestykket (220) og strekker seg ut fra huset, idet støthylsen (208) ligger over støtstangen (206); en tredje rullende membrantetning (240) mellom støthylsen (208) og kammerveggen (216), for derved å fullende tetningen av det andre trykkammer (236); utstyr for på en styrbar måte å sette det første og det andre trykkammer under trykk slik at det første flatestykket og det andre flatestykket glir inne i huset og i forhold til hverandre; og utstyr for å forbinde støthylsen (208) med styrefinne-utgangsaksel en .

6. Aktivator som angitt i krav 5,karakterisertved dessuten: utstyr (88) for å måle bevegelsen som blir frembragt av støtstangen (206) og støthylsen (208), og tilbakekoble målingen til utstyret som på en styrbar måte setter trykkkamrene under trykk, og utstyr (90,92) for å måle trykket i trykkamrene og tilbakekoble målingen til utstyret som på en styrbar måte setter kamrene under trykk.