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Die Erfindung betrifft einen Flugkörper.
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Für Flugkörper besteht der Wunsch, diese während des Fluges steuern zu können. Dies gilt insbesondere auch für Flugkörper in Form eines Geschosses bzw. einer Munition. So entsteht beispielsweise gelenkte Munition.
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Allgemein bekannt ist eine Lenkung von Flugkörpern mit Rudern oder Impulselementen, im Folgenden auch konventionelle Lenkung genannt. Impulselemente sind z. B. mit Treibstoff oder Explosivstoff betriebene Steuerelemente. Impulselemente sind z. B. seitlich an einem Flugkörper angebracht und werden bei Bedarf gezündet. Dabei erhält der Flugkörper einen in der Regel quer zur Flugrichtung gerichteten Impuls, so dass sich die Flugbahn des Flugkörpers ändert.
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Aus der
DE 198 39 493 C1 ist ein Verfahren zum Beeinflussen des Flugverhaltens eines Überschallflugkörpers bekannt. Als bewegliche Oberflächenteile ausgebildete Segmente in der Außenoberfläche des Flugkörpers werden durch einen Stellmechanismus bewegt. Die einzelnen Segmente werden angestellt und/oder abgesenkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Flugkörper anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Flugkörper gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Der Flugkörper weist eine den Flugkörper zu dessen Umgebung hin begrenzende Außenhülle auf. Mindestens ein Formabschnitt der Außenhülle ist. Diese Verformbarkeit dient zur Steuerung einer Flugeigenschaft des Flugkörpers. Der Flugkörper enthält mindestens einen Aktuator Der Aktuator dient zur Verformung des Formabschnitts. Die Flugeigenschaft ist insbesondere eine Flugrichtung und/oder ein Luftwiderstand bzw. eine Flugreichweite.
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Die Außenhülle bildet damit die äußerste Oberfläche des Flugkörpers. Unter einer Verformung bzw. Formänderung des Formabschnitts wird hier eine inhärente Deformation verstanden und z. B. keine Relativbewegung von an sich starren Teilen des Formabschnitts gegeneinander. Die Verformung erfolgt insbesondere durch biegende und/oder elastische Verformung. Insbesondere ergibt sich im Formabschnitt eine flexible und stetig, d. h. ohne dass Brüche oder Kanten entstehen, verformbare Außenhaut am Flugkörper. Der Formabschnitt ist beispielsweise biegeschlaff.
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Der Formabschnitt ist ein echter Teil der Außenhülle, umfasst also nicht die gesamte Außenhülle. Mehrere Formabschnitte können am Flugkörper vorgesehen sein. Die Form des Formabschnitts wird insbesondere durch einen oder mehrere oder eine Vielzahl von Aktuatoren bestimmt, welche vom Inneren des Flugkörpers her gegen den Formabschnitt drücken. Die Form des Formabschnitts ist also zwischen verschiedenen Formen transformierbar.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich also eine Steuerungsmöglichkeit für den Flugkörper durch Verformung des Formabschnitts, da sich die aerodynamischen Eigenschaften des Flugkörpers ändern. Gegenüber einer konventionellen Lenkung ergibt sich eine völlig andere Steuerungsmethode für den Flugkörper. Die Erfindung bietet den Vorteil gegenüber Steuerflächen oder Impulselementen, dass keine aerodynamisch abbremsenden zusätzlichen Flächen, wie z. B. Ruder, vorhanden sind. Eine zusätzliche Personengefährdung, wie z. B. durch Explosivstoffe von Impulselementen ergibt sich. Zur Verformung des Formabschnitts ist nur geringer Energiebedarf notwendig. Ein verformbarer Formabschnitt bzw. zusätzlicher Aktuator kann mit geringem Gewicht und geringem Volumen und je nach Ausführungsform potenziell mit geringen Kosten realisiert werden.
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Die Erfindung beruht auf der Prämisse, dass eine Flugkörpersteuerung, insbesondere Geschosssteuerung, generell auf Basis einer durch eine Sensorik gemessenen Ablage der Flugkörpertrajektorie von einer Solltrajektorie, die den Flugkörper in ein Ziel führt, erfolgt. Die Sensorik kann sich außerhalb des Flugkörpers befinden, ist aber vorzugsweise im Flugkörper integriert und kann z. B. ein SAL(Semi-Active-Laser)/IR(Infrared)/VIS(VisibleLight)-Suchkopf oder eine Magnet- oder Inertialsensorik sein. Ausgangspunkt für eine Steuerung des Flugkörpers ist das Vorhandensein von aus der Ablage des Flugkörpers berechneten Steuerungssignalen für die zur Steuerung benötigte Aktorik, hier also den mindestens einen Aktuator.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verbleibt wenigstens ein umlaufender Rand des Formabschnitts bei jeder bestimmungsgemäßen Verformung stets ortsfest relativ zu einer Grundstruktur des Flugkörpers. Eine bestimmungsgemäße Verformung ist eine jede, die während der Entwicklung des Flugkörpers bei dessen Einsatz gewünscht bzw. geplant ist. Der Rand ist derjenige Bereich des Formabschnitts, der den Formabschnitt zur restlichen Außenhülle hin begrenzt bzw. umgibt. Insbesondere ist also der Rand des Formabschnitts formstabil bzw. positionsfest mit einem starren angrenzenden Randbereich der restlichen Außenhülle oder Grundstruktur des Flugkörpers verbunden. Die Grundstruktur des Flugkörpers bezeichnet sämtliche starr und relativ zueinander unbeweglich ausgebildeten Teile des Flugkörpers, z. B. ein Grundgerüst, eine Tragstruktur, ein starrer unbeweglicher Teil der Außenhülle etc. Die Verformung des Formabschnitts geschieht also derart, dass mit Ausnahme dessen Randes der restliche Formabschnitt oder zumindest ein entsprechender Teil des restlichen Formabschnitts seine Relativposition bezüglich des Randes verändert.
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Trotz Verformung des Formabschnitts entstehen so am Rand bzw. am Übergang zur restlichen Außenhülle keinerlei Spalte, Lücken, Absätze, Kanten, Brüche o. ä. bei jeder bestimmungsgemäßen Verformung des Formabschnittes.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt ein einstückiger Formabschnitt. Insbesondere ist der einstückige Formabschnitt lückenlos ausgeführt. Der einstückige Formabschnitt ist also flexibel, z. B. nach Art einer verformbaren Haut oder Plane ausgebildet. Der Formabschnitt ist daher in seiner Ganzheit verformbar. Insbesondere einstückige und/oder lückenlose Formabschnitte sind stetig verformbar und sind bei jeder bestimmungsgemäßen Verformung bezüglich ihrer Außenoberfläche stets glatt bzw. stetig ausgeführt, d. h. weisen keinerlei Brüche, Kanten, Sprünge o. ä. auf. Für den Flugkörper bietet dies den Vorteil, dass keine Abrisskanten, Löcher oder Lücken in der Außenform entstehen, an denen ungewünschte Luftverwirbelungen im Flug entstehen könnten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt elastisch. Insbesondere weist der elastische Formabschnitt eine Ausgangsform auf, die bezüglich einer Mittel-Längs-Achse des Flugkörpers axialsymmetrisch ausgeführt ist. Der Formabschnitt ist dann beispielsweise eine elastische Schicht, z. B. eine Hartgummischicht, die insbesondere eigenstabil in ihrer Ausgangsform ist. Ohne äußere Krafteinwirkung kehrt also der Formabschnitt stets in seine Ausgangsform zurück, aus welcher er durch den oder die Aktuatoren verformt bzw. ausgelenkt wird. Die Ausgangsform ist mit anderen Worten eine Ruheform, wenn der Formabschnitt insbesondere bezüglich der Aktuatoren kraftfrei belassen ist und bildet so einen unverformten Formabschnitt. Jegliche Einwirkung durch einen Aktuator führt zu einer Verformung aus der unverformten Ruheform. Der Formabschnitt nimmt die Ausgangsform an, sobald keine Kräfte mehr durch Aktuatoren auf den Formabschnitt ausgeübt werden. Die Ausgangsform ist dann insbesondere so gewählt, dass der Flugkörper in der Regel einen Geradeausflug absolviert. Jede Verformung führt dann zu einer Lenkung des Flugkörpers.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt reversibel verformbar. Insbesondere federt der Formabschnitt bei Kraftfreiheit in eine bzw. die oben genannte Ausgangsform zurück. Jede Formänderung des Formabschnitts wird also wieder rückgängig gemacht, wenn die Aktuatoren den Formabschnitt kraftfrei lassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt hinsichtlich einer Krümmung einer Kontur des Formabschnitts verformbar. Die Kontur ist eine entlang der Außenhülle verlaufende Linie. Die Kontur ist insbesondere eine Kontur entlang einer Längsschnittebene und/oder entlang einer Querschnittsebene des Flugkörpers. Längsschnittebene und Querschnittebene sind hierbei bezogen auf die Mittellängsachse des Flugkörpers. Die Mittellängsachse des Flugkörpers erstreckt sich entlang der bestimmungsgemäßen Flugrichtung des Flugkörpers. Die Kontur wird durch die Schnittlinie der Außenhülle mit der entsprechenden Ebene gebildet. Mit anderen Worten ist also eine Krümmungsänderung am Formabschnitt möglich. Eine Krümmungsänderung bedeutet, dass sich entlang der Kontur die jeweiligen lokalen Krümmungen ändern. Insbesondere ändern sich z. B. Formen bzw. Radien von Konturabschnitten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt hinsichtlich seiner axialen Länge bezogen auf die Mittellängsachse des Flugkörpers verformbar. Die axiale Länge ist also die Länge des Formabschnitts in Flugrichtung. Es ergibt sich eine sogenannte axiale Formänderung des Formabschnitts. Insbesondere kann so, z. B. wenn der Formabschnitt eine Spitze des Flugkörpers ist, der Flugkörper an sich bezüglich seiner axialen Gesamtlänge verändert werden, z. B. verkürzt oder verlängert werden. Durch eine derartige Änderung wird der Luftwiderstand des Flugkörpers verändert. Für unangetriebene Flugkörper, wie z. B. Geschosse kann so deren Flugweite verkürzt oder verlängert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt hinsichtlich seiner Kontur in Umfangsrichtung in einer Querschnittsebene bezogen auf die Mittellängsachse des Flugkörpers verformbar. Hierdurch ergibt sich eine laterale Formänderung des Formabschnitts bzw. Änderung der Aerodynamik des Flugkörpers. So ist im Flug eine Richtungsänderung des Flugkörpers bzw. dessen Lenkung ermöglicht.
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Durch die laterale Änderung der Aerodynamik kann sich jedoch auch eine ungewollte Änderung der Flugweite des Flugkörpers ergeben. Insbesondere werden daher die beiden genannten Varianten kombiniert, um z. B. eine reine Richtungsänderung des Flugkörpers zu bewirken, ohne dessen Flugweite zu beeinflussen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Formabschnitt eine – wie oben erläutert – unverformte Ausgangsform auf, die zumindest Teil einer räumlichen Ogive oder eines axialsymmetrischen Ellipsoids ist. Der Formabschnitt kann also auch die Form einer vollständigen Ogive aufweisen. Unter einer Ogive werden hier zwei geschnittene Kreissegmente oder zwei geschnittene Ellipsensegmente verstanden, die insbesondere eine Spitze ausbilden. Ogiven oder entsprechende Ellipsen sind übliche Formen, die bei Flugkörpern, insbesondere in deren Spitzen- bzw. Kopfbereich zum Einsatz kommen und eignen sich daher besonders im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formabschnitt ein bezüglich einer Flugrichtung des Flugkörpers vorderer Abschnitt, insbesondere ein Spitzenabschnitt des Flugkörpers. Der Formabschnitt bildet also den vordersten bzw. Kopfabschnitt des Flugkörpers. Formänderungen an dieser Stelle des Flugkörpers sind für die Beeinflussung der Fluglänge sowie Flugrichtung besonders günstig.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aktuator ein Linearaktuator. Ein erstes Ende des Aktuators ist an einer Grundstruktur des Flugkörpers, insbesondere verschwenkbar, befestigt. Ein zweites Ende ist innerhalb des Flugkörpers zum Angriff am Formabschnitt platziert. Das zweite Ende ist also derart innerhalb des Flugkörpers platziert, dass dieses von innen her an den Formabschnitt angreifen kann, um diesen zu verformen. Das zweite Ende ist insbesondere am Formabschnitt befestigt, liegt an diesem an oder befindet sich in Kontaktnähe zum Formabschnitt, d. h. unter Zwischenschaltung eines in der Regel kleinen Abstandes bzw. Spaltes. Der Spalt ist beispielsweise so bemessen, dass sonstige Formänderungen des Formabschnitts, welche nicht durch den betreffenden Aktuator, sondern z. B. durch andere Aktuatoren verursacht werden, gerade noch möglich sind, ohne dass eine Berührung des Formabschnitts mit dem betreffenden Aktuator stattfindet. Der betreffende Aktuator bietet dem Formabschnitt also nur den entsprechenden Spielraum für sonstige Bewegungen und behindert diesen damit in sonstigen Bewegungen nicht, ist jedoch ansonsten so nah wie möglich am Formabschnitt angebracht, um schnellstmöglich auf diesen einwirken zu können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Linearaktuator ein Linearmotor. Insbesondere verfügt der Linearmotor über einen Piezoantrieb und/oder einen Spindelantrieb. Derartige Antriebe sind auch als Mikroaktuatoren mit geringem Bauraum verfügbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aktuator – insbesondere bezüglich seiner eigenen Längsachse – entlang der Mittellängsachse des Flugkörpers oder quer oder schräg zur Mittellängsachse angeordnet. Insbesondere schneidet die Längsachse des Aktuators die Mittellängsachse des Flugkörpers. Durch die Anordnung entlang der Mittellängsachse sind vor allem die oben beschriebenen axialen Formveränderungen des Formabschnitts möglich, durch die Anordnung quer oder schräg zur Mittel-Längs-Achse die beschriebenen lateralen Formänderungen möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Aktuator ein dessen Auslenkung und damit die Verformung des Formabschnitts bewirkendes Memory-Metall. Alternativ ist der Aktuator ein entsprechendes Memory-Metall. Das Memory-Metall weist insbesondere für verschiedene Temperaturen zwei verschiedene Auslenkungen bzw. Auslenkungszustände auf und bildet so einen zweistufigen Aktuator, der im Wesentlichen zwischen zwei Steuerpositionen hin- und her schaltbar ist. So können diesbezüglich zwei verschiedene Auslenkungen bzw. Formen, z. B. eine Ruheform und eine verformte Form, des Formabschnitts realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Flugkörper ein Geschoss, insbesondere eine lenkbare Munition. Die Erfindung eignet sich besonders für kleinere Munition, z. B. im Bereich Kaliber 40 mm. In einer bevorzugten Variante ist der Aktuator dann ein Mikroaktuator. Derartige Mikroaktuatoren eignen sich zum Einbau vor allem in derartige kleinere Munition. So kann auch verhältnismäßig kleine Munition als erfindungsgemäß gelenkte Munition ausgebildet werden.
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Ausführungsformen der Erfindung, auch in Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen, gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen, werden wie folgt zusammengefasst:
Die Erfindung beschreibt insbesondere eine Geschosssteuerung durch Ogivenkrümmung bzw. eine 3D-Richtungssteuerung eines Geschosses durch die gesteuerte Krümmungsänderung seiner Ogive mit Mikroaktoren bzw. -aktuatoren. Somit ist eine Steuerung von gelenkter Munition möglich. Die Erfindung beschreibt die Richtungssteuerung eines Geschosses durch die gesteuerte Krümmungsänderung eines flexiblen Teils der Hülle bzw. Oberfläche des Geschosses. Die flexible Hülle befindet sich vorzugsweise im vorderen Teil des Geschosses und bildet die Ogive, die als Teil eines axialsymmetrischen Ellipsoids angesehen werden kann. Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Krümmungsänderungen möglich:
- 1. Eine Krümmungsänderung ”1D” bzw. in einer Dimension verkürzt oder verlängert die Ogive in Axialrichtung, d. h. in einem Richtungsfreiheitsgrad, bei Erhaltung der Axialsymmetrie. Dadurch wird der Luftwiderstand des Geschosses verändert. Die Flugweite des Geschosses kann verkürzt oder verlängert werden.
- 2. Eine Krümmungsänderung ”2D”, d. h. in zwei Dimensionen, erfolgt seitlich und verändert die Axialsymmetrie, d. h. in zwei Richtungsfreiheitsgraden. Es erfolgt eine laterale Änderung der Aerodynamik und damit eine Richtungsänderung der Flugbahn des Geschosses.
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Mit der Krümmungsänderung ”2D” kann auch eine ungewollte Änderung der Flugweite des Geschosses verbunden sein. Eine Krümmungsänderung ”3D” folgt daher aus der Kombination der beiden zuvor genannten Krümmungsänderungen ”1D” und ”2D”. Die Steuerung der Krümmungsänderung der Ogive erfolgt durch Aktuatoren. Wegen der erforderlichen Flexibilität der Ogive liegt die Anwendung vorzugsweise bei kleineren Kalibern, z. B. bei Kaliber 40 mm. Deshalb können die verwendeten Aktuatoren als Mikroaktuatoren angesprochen werden.
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Es sind verschiedene Ausführungen einer Krümmungssteuerung der Ogive möglich. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Dabei befindet sich eine Anzahl von Aktuatoren, die als Linearmotoren fungieren, im Inneren der Ogive. Für jede der gesteuerten Richtungen ist dabei mindestens ein Aktuator erforderlich. Die Aktuatoren sind jeweils mit einem Ende an einer stabilen Grundstruktur des Geschosses, z. B. einer starren Geschossachse befestigt. Die Aktuatoren sind jeweils mit dem anderen Ende an der flexiblen Ogive befestigt oder liegen dort unbefestigt an oder sind in deren Kontaktnähe. Im Fall der Befestigung können die Mikroaktuatoren an der flexiblen Ogive ziehen und drücken, im anderen Fall können sie nur drücken. Unbefestigte und nicht in direktem Kontakt mit der Ogive stehende Aktuatoren können unabhängig von den jeweils anderen Aktuatoren eingesetzt werden. Befestigte oder in direktem Kontakt mit der Hülle stehende Aktuatoren benötigen in der Regel ein Zusammenwirken der Aktuatoren, um die Ogive wie vorgesehen auslenken zu können.
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Unbefestigte, aber in direktem Kontakt mit der Ogive stehende Aktuatoren sind eine bevorzugte Ausführungsform, da diese Konstruktion leichter zu fertigen und reaktionsschnell ist. Die Aktuatoren können als Linearmotoren mit Piezo- oder Spindelantrieb ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Geschosssteuerung kontinuierlich erfolgen. Der Piezo-Antrieb ist die bevorzugte Ausführung, weil hier eine einfache Auslegung ohne gegeneinander bewegte Teile möglich ist. Die Aktuatoren können ein elektrisch über Erwärmung ansteuerbares Memory-Metall sein, welches temperaturabhängig zwei verschiedene Auslenkungen annehmen kann. Die angesteuerte Auslenkstellung wird so lange wie erforderlich beibehalten. Um eine unverzügliche Schaltung zu gewährleisten, wird das Memory-Metall temperaturüberwacht und mindestens während des Zeitintervalls, in dem Schaltvorgänge infrage kommen, in der Nähe des Temperatursprungpunktes des Memory-Metalls gehalten.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
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1 einen Flugkörper in Seitenansicht mit transparent dargestellter Spitze,
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2 den Flugkörper aus 1 in Ansicht von vorne,
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3 die Spitze eines alternativen Flugkörpers in Ansicht gemäß 1,
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4 die Spitze aus 3 in einer Ansicht gemäß 2,
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5 eine weitere alternative Spitze in Ansicht gemäß 1,
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6 die Platzierung eines Aktuators in Kontaktnähe.
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1 zeigt einen Flugkörper 2, hier ein Geschoss Kaliber 40 mm mit einer Außenhülle 4, die den Flugkörper 2 zu einer Umgebung 6 hin begrenzt. Die Außenhülle 4 weist einen Formabschnitt 8 nach Art einer Halbkugelschale auf, der zur Steuerung einer Flugeigenschaft des Flugkörpers 2 verformbar ist.
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Der Flugkörper 2 weist einen Aktuator 10 auf, der zur Verformung des Formabschnitts 8 dient. Der Formabschnitt 8 ist in 1 ausgezogen in einer Ausgangsform 16 und gestrichelt in verformter Form dargestellt.
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Ein umlaufender Rand 12 des Formabschnitts 8 verbleibt bei jeder bestimmungsgemäßen Verformung des Formabschnitts 8 stets ortsfest relativ zu einer Grundstruktur 14 des Flugkörpers 2. Die Grundstruktur 14 bildet hierbei einen formunveränderlichen und starren Anteil des Flugkörpers 2, der auch einen Teil der Außenhülle 4 umfasst. Der Formabschnitt 8 ist hier einstückig und lückenlos ausgeführt. Der Formabschnitt 8 ist außerdem reversibel verformbar und kehrt rückfedernd stets in die Ausgangsform 16.
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Der Flugkörper 2 weist eine Mittellängsachse 18 auf, die sich entlang einer bestimmungsgemäßen Flugrichtung 24 des Flugkörpers 2 erstreckt. Die Papierebene der Figur bildet eine die Mittellängsachse enthaltende Längsschnittebene 20 für den Formabschnitt 8. Die Schnittlinie zwischen Formabschnitt 8 und Ebene 20 bildet eine Kontur 22 des Formabschnitts 8. In 1 ist anhand der gestrichelten Linie erkennbar, dass die Kontur 22 hinsichtlich ihrer Krümmung bzw. lokalen Krümmungen durch die Verformung des Formabschnitts 8 geändert wird.
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Durch die Formänderung ist der Formabschnitt 8 hinsichtlich seiner – bezogen auf die Mittellängsachse 18 – axialen Länge l verformbar. In der Ausgangsform beträgt die Länge l0. Bei Verformung wird diese größer bzw. kleiner und zu den Längen l1, 2.
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Der Formabschnitt 8 ist ein bezüglich der Flugrichtung 24 vorderer Abschnitt 26, hier ein Spitzenabschnitt bzw. vorderster Abschnitt, des Flugkörpers 2. Die Grundstruktur 14 dagegen bildet den hinteren Abschnitt des Flugkörpers 2.
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Der Aktuator 10 ist ein Linearaktuator, dessen erstes Ende 28 an der Grundstruktur 14 des Flugkörpers 2 (hier einem nicht näher bezeichneten Zentralzylinder der Grundstruktur 14) befestigt ist. Das zweite Ende 30 des Aktuators 10 ist zum Angriff am Formabschnitt 8 innerhalb des Flugkörpers 2 platziert. Im Beispiel ist das Ende 30 direkt am Formabschnitt 8 befestigt. Der Linearaktuator 10 ist hier ein Linearmotor in einer ersten Ausführungsform mit Piezo-Antriebe und in einer zweiten Ausführungsform mit Spindelantrieb. Der Linearaktuator 10 ist außerdem mit seiner Längsachse 32 entlang der Mittellängsachse 18 des Flugkörpers 2 angeordnet bzw. fällt mit dieser zusammen. In weiteren Ausführungsformen ist bzw. enthält der Aktuator 10 ein die Verformung des Formabschnitts 8 bewirkendes Memory-Metall. Der Aktuator 10 ist mit seinem ersten Ende 28 fest, also nicht schwenkbar, an der Grundstruktur 14 befestigt.
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Der Aktuator 10 ist mit seinem vorderen Ende 30 am Formabschnitt 8 befestigt und kann diesen daher in Flugrichtung 24 aus der Ausgangsform 16 vorwärtsdrücken, aber auch entgegen der Flugrichtung 24 aus der Ausgangsform 16 rückwärtsziehen, um verschiedene Verformungen des Formabschnitts 8 zu bewirken.
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2 zeigt die Draufsicht auf den Flugkörper 2 in Richtung des Pfeils II in 1.
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3 zeigt gemäß 1 einen Teil einer alternativen Ausführungsform eines Flugkörpers 2 bzw. einen alternativen Formabschnitts 8 mit zwei Aktuatoren 10. 3 zeigt eine so genannte 2D-Krümmungsänderung, bei der die Krümmung bzw. die lokalen Krümmungen einer Kontur 22 verändert werden. Die Kontur erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Mittellängsachse 18 und entsteht durch Schnitt des Formabschnitts mit einer Querschnittsebene 34, die quer bezogen auf die Mittellängsachse 18 verläuft. Der verformte Formabschnitt 8 bzw. die entsprechende Kontur 22 ist wieder gestrichelt dargestellt. Die Längsachsen 32 der Aktuatoren 10 schneiden die Mittellängsachse 18 im rechten Winkel. Die Aktuatoren 10 sind mit Ihren ersten Enden 28 jeweils verschwenkbar an der Grundstruktur 14 befestigt. So können diese der asymmetrischen Auslenkung des Formabschnitts 8 bei dessen Verformung folgen.
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4 zeigt wie 2 die entsprechende Draufsicht auf den Flugkörper 2 in Richtung des Pfeils IV in 3.
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5 zeigt gemäß 1 einen Teil einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Flugkörpers 2 bzw. einen alternativen Formabschnitts 8 mit zwei Aktuatoren 10. Die Aktuatoren 10 sind hier schräg bezüglich der Mittellängsachse 18 angeordnet: Deren Längsachsen 32 schneiden die Mittellängsachse 18 in einem Winkel von 45°. Mit ihren jeweiligen zweiten Enden 30 greifen die Aktuatoren 10 daher in einer anderen Höhe bzw. Position am Formabschnitt 8 an als gemäß 3 und 4, weshalb sich andere Verformungseigenschaften für die dargestellten Ogiven ergeben. Die Aktuatoren 10 sind wieder mit Ihren ersten Enden 28 jeweils verschwenkbar an der Grundstruktur 14 befestigt.
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6 zeigt im Detail die Platzierung eines Aktuators 10 bzw. dessen zweiten Endes 30 relativ zu einem Formabschnitt 8. Der Aktuator ist hier nicht am Formabschnitt 8 befestigt. In der Ausgangsform 16 liegt der Aktuator bzw. dessen zweites Ende 30 auch nicht am Formabschnitt 8 an, sondern ein Spalt der Weite d verbleibt zwischen beiden Elementen. Der Spalt d ist so bemessen, dass bei einer maximalen Auslenkung des Formabschnitts 8 (gestrichelt dargestellt), die durch andere Aktuatoren 10 (nicht dargestellt) verursacht werden kann, der Spalt gerade verschwindet. Der Formabschnitt 8 ist daher in seinen sonstigen Bewegungen (die nicht vom dargestellten Aktuator 10 herrühren) nicht behindert, sondern liegt für die entsprechende maximale Auslenkung allenfalls am zweiten Ende 30 an.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Flugkörper
- 4
- Außenhülle
- 6
- Umgebung
- 8
- Formabschnitt
- 10
- Aktuator
- 12
- umlaufender Rand
- 14
- Grundstruktur
- 16
- Ausgangsform
- 18
- Mittellängsachse
- 20
- Längsschnittebene
- 22
- Kontur
- 24
- Flugrichtung
- 26
- vorderer Abschnitt
- 28
- erstes Ende
- 30
- zweites Ende
- 32
- Längsachse
- 34
- Querschnittsebene
- l0–2
- axiale Länge
- d
- Weite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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