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Vorrichtung zur Kursstabilisierung eines Flugkörpers
Es sind Vorrichtungen bekanntgeworden, die den Zweck haben, Flugkörper dadurch auf einem einge- stellten Kurs zu halten, dass sie Steuerimpulse auf die Steuerungsorgane des Flugkörpers auslösen.
Eine solche Vorrichtung kann z. B. aus im Innern des Flugkörpers angeordneten Kreiseln bestehen, die elektromotorisch oder ballistisch in Rotation versetzt werden, kardanisch aufgehängt sind und deren
Achsenlagen durch Abgriffe elektromagnetisch übersetzt, verstärkt und auf die aerodynamischen Steue- rungsorgane übertragen werden.
Vorrichtungen dieser Art sind als"Trägheitsführungssysteme"bekanntgeworden und haben sich funk- tionell gut bewährt. Sie sind jedoch technisch aufwendig und von geophysikalischen Parametern abhängig, deren eventuelle Änderung ihre Zuverlässigkeit in Frage stellt. Die Störung des Gravitationsfeldes durch mechanisch oszillierende Massen oder der Massenträgheit durch Einwirkung von geometrischen oder physikalischen Feldern stellen solche Änderungen dar.
Auch können die elektromagnetischen Kreiselabgriffe, Verstärker- und Übertragungssysteme durch in derNähe befindliche hochionisierte Körper, z. B. Gasmassen nach Nuklear-Explosionen, empfindlich gestört werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, Vorrichtungen dieser Art durch eine einfache Vorrichtung zu ergän- zen oder zu ersetzen, die auf dem Magnus-Effekt beruht und überall dort zur Kursstabilisierung verwendet werden kann, wo sich ein Flugkörper in einem gasförmigen Medium bewegt.
Nach dem Magnus-Effekt erfährt ein umströmter rotierender Zylinder eine Querkraft, die ihn in einem Winkel zur Anströmrichtung zu bewegen sucht. Diese Tatsache wird erfindungsgemäss zum Verhindern der Abdrift eines Flugkörpers genützt, wenn er von Luftströmungen erfasst wird, die in einem Winkel bzw. senkrecht zu seinem gewünschten Kurs verlaufen. Die erzielte Querkraft soll so gross sein, dass sie in Betrag und Richtung die Abdrift ausgleicht.
Die Erfindung besteht im Wesen darin, dass über dem Schwerpunkt des Flugkörpers ein um die Hochachse des Flugkörpers rotierender Drehkörper angeordnet ist.
Der erfindungsgemässe Drehkörper verhindert, dass der Flugkörper von Luftströmungen abgetrieben wird. Er verwendet die aus den schräg zu seiner Längsachse verlaufenden Luftströmungen entstehende Querkraft zum Ausgleich der Abdrift.
Wenn die Querkraft überdies mit derhochachse desflugkörpers in derHochachsenebene verschiedene Winkel bildet, ist eine verbesserte Rollstabilität des Flugkörpers zu erreichen, so dass dieser von schrägen Anströmungen weniger Schiebewirkung erfährt. Zu diesem Zweck ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Drehkörper domförmig nach oben sich verjüngend ausgebildet. Durch diese Gestaltung des Drehkörpers schliessen die auf die Fläche des Drehkörpers senkrecht gerichteten Komponenten der Querkraft mit der Hochachse des Flugkörpers gegen die Basis des Drehkörpers an Grösse zunehmende Winkel ein. Die Wirkung der Querkraft ist daher an der Basis des Drehkörpers bzw. in der Nähe des Schwerpunktes des Flugkörpers am grössten, wodurch die grosse Rollstabilität erhalten wird.
Ausführungsbeispiele desErfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. l bis 3 zeigen einen Flugkörper mit rotierendem Zylinder in Draufsicht, wobei die Einwirkung von Luftströmungen, die in verschiedenen Richtungen auftreffen, veranschaulicht ist. Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform eines Flugkörpers, mit sich verjüngendem Drehkörper in schaubildlicher Darstel-
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lung und die Fig. 5 und 6 den Drehkörper nach Fig. 4 in Vorderansicht und Draufsicht.
Nach den Fig. l - 3 ist über dem SchwerpunktS des Flugkörpers 1 ein um dessen Hochachse rotierender Zylinder 2 angeordnet, der von einem im Flugkörper untergebrachten Motor" welcher an der Drehachse des Zylinders sitzt, in Drehung versetzt wird.
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strömungen L dargestellt, durch die der Zylinder eine Querkraft Q erfährt, die zum Ausgleich der Abdrift dient. Im Kräfteparallelogramm ist die Vorschubkraft mit P und die aus dieser undderQuerkraftQ resultierende Kraft mit R bezeichnet.
Die Grösse der Querkraft kann durch die Drehgeschwindigkeit des rotierenden Körpers so bestimmt werden, dass sie die Abdrift in Betrag und Richtung im wesentlichen ausgleicht. Die noch bestehende, aus dem Winkel PR sich ergebende Ablenkung des Flugkörpers aus der gewünschten Flugrichtung wird durch das Leitwerk 3 des Flugkörpers korrigiert.
Nach Fig. 4 ist der, z. B. durch einen Dieselmotor 5 angetriebene Drehkörper 4 domartig nach oben sich verjüngend ausgebildet. Aus dieser Ausbildung des Rotationskörpers ergibt sich, dass die senkrecht zur Fläche des Drehkörpers gerichteten Teilkräfte q der Querkraft, wie in Fig. 5 gezeigt ist, mit der Hochachse 6 verschieden grosse, von der Spitze zur Basis des Drehkörpers anwachsende Winkel einschliessen.
Daher wirkt die Querkraft auf den Flugkörper in der Nähe seines Schwerpunktes am stärksten ein, wodurch der Flugkörper eine grosse Rollstabilität besitzt. Der Drehkörper 7 nach Fig. 5 und 6 wird nicht durch einen Motor, sondern durch ein an seiner Basis angeordnetes Windrad 8 angetrieben, das mit dem Drehkörper fest verbunden ist.
PATENTANSPRÜCHE : l. Vorrichtung zur Kursstabilisierung eines Flugkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Schwerpunkt des Flugkörpers ein um die Hochachse des Flugkörpers rotierender Drehkörper angeordnet ist.