Flugkörper für Überschallgeschwindigkeit Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flug körper für überschallgeschwindigkeit, der beispiels weise als Rakete, als Fernlenkgeschoss oder als Rumpf eines Strahltriebflugzeuges ausgebildet sein kann.
Der Flugkörper gemäss der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass das vordere Ende dessel ben eine bezüglich seiner Längsachse symmetrische Nase aufweist, deren Querschnittsabmessungen von vorn nach hinten stetig zunehmen, und dass unmit telbar hinter der Nase die Querschnittsabmessung des Flugkörpers stufenartig verringert ist.
In der beigefügten Zeichnung sind einige Aus führungsformen des Erfindungsgegenstandes bei spielsweise veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt den vorderen Teil eines Flugkörpers mit konischer Nase, in Seitenansicht ; Fig. 2 ist die analoge Darstellung des vorderen Teiles eines Flugkörpers, dessen Nase konkave Man tellinien aufweist ; Fig. 3 stellt, ebenfalls in Seitenansicht, den vor deren Teil eines Flugkörpers mit gerippter Nase mit geradlinigen Mantellinien dar; Fig. 4 ist die Vorderansicht des Flugkörpers nach Fig. 3 ; Fig. 5 zeigt die Seitenansicht des vorderen Teiles eines Flugkörpers mit einer gerippten Nase mit kon kaven Mantellinien.
Der in Fig. 1 dargestellte Teil eines Flugkörpers weist an seinem vorderen Ende eine Nase 11 auf, welche die äussere Form eines Kegels hat und be züglich der Längsachse des Flugkörpers symmetrisch angeordnet ist. Die Querschnittsabmessungen der Nase 11 nehmen somit von vorn nach hinten stetig zu. Unmittelbar hinter der Nase 11 ist am Flugkör per eine Stufe 12 vorhanden, hinter welcher die Querschnittsabmessung des Flugkörpers beträchtlich verringert ist. An die Stufe 12 schliesst hinter der Nase 11 ein zylindrischer Hals 13 an, mit dessen Hilfe die Nase 11 mit dem Rumpf des Flugkörpers verbunden ist.
Mit Vorteil ist der Hals 13 in seiner Längsrichtung verstellbar mit dem Rumpf verbun den und koaxial zur Längsachse des Rumpfes an geordnet. An der Übergangsstelle zwischen der Stufe 12 und dem Hals 13 ist ein konischer Teil 15 vor handen, der aber ebensogut fehlen könnte. Mit strichpunktierter Linie ist gezeigt, wie am hinteren Teil der Nase 11 Leitflächen bzw. Steuerruder 16 angeordnet sein können, die zur Stabilisierung des Flugkörpers bei seinem Flug und gegebenenfalls auch zur Lenkung des Flugkörpers dienen, sofern die Steuerruder verstellbar sind. Handelt es sich beim beschriebenen Flugkörper um eine Waffe, so kann die Spitze der Nase 11 mit einem Zünder versehen sein.
Mindestens die Nase 11 des Flugkörpers be steht aus einem wärme- und schwingungsbeständigen Werkstoff, um der bei überschallgeschwindigkeit auftretenden Beanspruchung gewachsen zu sein. Die Oberfläche der Nase ist glatt poliert. Der Scheitel winkel A der Nase<B>11</B> und die axiale Länge derselben sind für jeden Fall zu wählen, je nach Durchmesser und Länge des übrigen Flugkörpers.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 unter scheidet sich vom beschriebenen im wesentlichen nur dadurch, dass die Nase lla anstatt geradlinige jetzt konkave Mantellinien aufweist, im übrigen aber im mer noch kegelähnliche Form hat. Die Oberfläche der Nase ist ebenfalls glatt poliert. Ein weiterer Un terschied gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1 besteht darin, dass der konische Zwischenteil 15 am über gang von der Stufe 12 zum Hals 13 des Flugkörpers weggelassen ist. Der Zwischenteil 15 könnte jedoch auch hier vorhanden sein, wie mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.
Für die Wirkungsweise des Flugkörpers hat der Zwischenteil 15 keine Bedeu tung ; er kann jedoch aus Festigkeits- oder anderen Gründen manchmal erwünscht sein.
Die Nase 11b des in den Fig. 3 und 4 gezeigten vordern Teiles des Flugkörpers hat im wesentlichen ebenfalls die äussere Form eines Kegels, der im Ge gensatz zu Fig. 1 aber an seinem Umfang vorzugs weise gleichmässig verteilte Rippen 17 aufweist, deren jede in einer die Längsachse des Flugkörpers enthaltenden Ebene verläuft. Gegen das vordere Ende der Nase 11b hin nehmen die Querschnitts abmessungen der Rippen 17 stetig ab. Die Aussen flächen der Rippen 17 sind poliert. Die übrige Aus bildung des Flugkörpers ist gleich, wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben worden ist.
Die Rippen 17 verleihen dem Flugkörper eine grössere Stabilität bei seinem Flug und vergrössern die Oberfläche der Nase 11b, wodurch es möglich wird, die Länge der Nase gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 zu verkürzen, ohne dass sich dadurch die Flugeigen schaften des Flugkörpers nennenswert ändern.
Es ist klar, dass die Querschnittsform der Rip pen 17 und der dazwischenliegenden Nuten von der gezeichneten dreieckigen Form abweichen kann und z. B. trapezförmig sein kann.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 hat die Nase llc die äussere Gestalt eines kegelähnlichen Körpers mit konkaven Mantellinien und mit an sei nem Umfang verteilten Rippen 17; deren jede in einer die Längsachse des Flugkörpers enthaltenden Ebene verläuft. Auch hier nehmen die Querschnitts abmessungen der Rippen 17 gegen das vordere Ende der Nase hin stetig ab.
Sämtliche bisher beschriebenen Ausführungsbei spiele verhalten sich bei Überschallgeschwindigkeit im wesentlichen gleich.
Der vordere Teil des Flugkörpers, der eine Fern lenkrakete ist, stimmt mit der in bezug auf Fig. 1 beschriebenen Ausbildung überein.
Wenn sich der beschriebene Flugkörper mit einer Geschwindigkeit bewegt, die grösser als die Schall geschwindigkeit ist oder ein Mehrfaches der Schall geschwindigkeit beträgt, so entstehen in dem den Flugkörper umgebenden Gas, insbesondere Luft, an der Nase 11 Verdichtungs-Stosswellen, die in Rich tung der Mantelfläche der Nase und steiler nach aus sen divergieren. An der Kante zwischen der Mantel fläche der Nase 11 und der Stufe 12 lösen sich die Stosswellen infolge der stufenartigen Verringerungen des Durchmessers des Flugkörpers von letzterem ab, um in der gleichen Richtung, die ihnen vorher durch die Mantelfläche der Nase 11 aufgezwungen worden ist, sich weiter nach aussen fortpflanzen.
Hinter der Nase 11 herrscht an der Oberfläche des Flugkörpers ein verhältnismässig niedriger Druck des den Flugkörper umgebenden Mediums, weshalb dort praktisch nur unbedeutende Reibungskräfte und Wirbelungen auftreten, die kaum eine Bremsung des Flugkörpers sowie Erwärmung und Schwingungen des Materials zur Folge haben.
Für den Flugwiderstand ist im wesentlichen nur die Beschaffenheit der Nase 11 massgebend, die zu folge ihrer verhältnismässigen Kleinheit den Erfor dernissen angepasst werden kann, ohne dass dadurch wirtschaftlich untragbare Kosten entstehen.
Mit Hilfe der an der Nase 11 angebrachten Steuerruder 16 lässt sich der Flugkörper sehr wirk sam in seiner Richtung steuern. Es ist jedoch zu be merken, dass die Steuerruder 16 umgekehrt wirken im Vergleich zu der klassischen Form der am Schwanz eines Flugkörpers angebrachten Steuerruder. Die Steuerruder 16 könnten jedoch auch ersetzt sein durch solche, die im Bereich der Austrittsdüse des zur Fortbewegung des Flugkörpers dienenden Strahlantriebes, d. h. innerhalb der Düse oder in kurzer Entfernung hinter derselben, angeordnet sind und eine Ablenkung des Antriebsstrahles ermög lichen.
Diese Ausbildung des Steuerungssystemes hat den Vorteil, dass die Steuerruder niemals vereisen können, und dass der Flugkörper mit Leichtigkeit und grosser Stabilität auf der vorgesehenen Flugbahn gehalten oder in einen geänderten Kurs gebracht werden kann.
Bei einer nicht dargestellten Variante könnte die Nase 11a (Fig. 2) des Flugkörpers vorn abgeschnitten und mit einer Lufteinlassöffnung für den Rückstoss motor versehen sein. Die Nase hätte dann die äus- sere Form eines kegelstumpfähnlichen Körpers mit konkaven Mantellinien.
Schliesslich wäre es auch möglich, die Spitze der in den Fig. 3-5 dargestellten Nasen 11b und 11c ab zuschneiden und diese Nasen mit einer Lufteinlass- öffnung zu versehen.