DE102021000573B3 - Carrying and launching system for a multi-body flight system - Google Patents
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Abstract
Ein Trage- und Abwurfsystem zum Befestigen eines Sekundärflugkörpers an einen Primärflugkörper und zum Auslösen des Sekundärflugkörpers von dem Primärflugkörper im Flug umfasst eine Führungsschiene in einer Auslöseseite des Sekundärflugkörpers; einen Verriegelungshaken an einer Auslöseseite des Primärflugkörpers zum Eingriff in die Führungsschiene zur Bildung eines Verriegelungszustands, wobei der Verriegelungshaken aus dem Verriegelungszustand in einen Auslösezustand rotierbar ist, in welchem der Verriegelungshaken den Sekundärflugkörper freigibt, und wobei der Verriegelungshaken mit einer Auslösenase ausgebildet ist, welche den Sekundärflugkörper bei Rotation des Verriegelungshakens in den Auslösezustand von dem Primärflugkörper nach unten wegdrückt; einen Fixierbolzen an der Auslöseseite des Primärflugkörpers zum Eingriff in eine Fixierungsbohrung in dem Sekundärflugkörper zur horizontalen Fixierung entlang der Führungsschiene in dem Verriegelungszustand und zur Freigabe in dem Auslösezustand; einen Auswerfer an der Auslöseseite des Primärflugkörpers, um den Sekundärflugkörper in dem Auslösezustand in die Auslöserichtung axial auswärts anzuschieben; und eine Gleitführung an einer Auslöseseite des Primärflugkörpers zum Eingriff in die Führungsschiene, sodass der Sekundärflugkörper in dem Auslösezustand von dem Auswerfer angeschoben an der Führungsschiene entlanggleitet.A carrying and launching system for attaching a secondary missile to a primary missile and for releasing the secondary missile from the primary missile in flight comprises a guide rail in a release face of the secondary missile; a locking hook on a release side of the primary missile for engaging the guide rail to form a locking state, wherein the locking hook is rotatable from the locking state to a release state in which the locking hook releases the secondary missile, and wherein the locking hook is formed with a release tab which the secondary missile pushes down away from the primary missile upon rotation of the latch hook to the deployment condition; a locating bolt on the firing side of the primary missile for engaging a locating bore in the secondary missile for horizontal fixation along the guide rail in the locking state and for release in the firing state; an ejector on the release side of the primary missile for pushing the secondary missile axially outward in the release direction in the release state; and a sliding guide on a release side of the primary missile for engaging in the guide rail, so that the secondary missile slides along the guide rail in the released state, pushed by the ejector.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trage- und Abwurfsystem zum Befestigen eines Sekundärflugkörpers an einen Primärflugkörper und zum Auslösen des Sekundärflugkörpers von dem Primärflugkörper im Flug. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Mehrkörperflugsystem mit einem derartigen Trage- und Abwurfsystem.The present invention relates to a delivery and launch system for attaching a secondary missile to a primary missile and for releasing the secondary missile from the primary missile in flight. The present invention also relates to a multi-body flight system with such a carrying and dropping system.
Unterschiedliche Lasten sind zur Befestigung an äußeren Strukturen von fliegenden Plattformen vorgesehen. Beispielsweise werden Abwurfgeräte wie Lenkflugkörper an Luftfahrzeugen mechanisch lösbar befestigt. Ebenso können mehrere Flugkörper miteinander zu einem Mehrkörperfluggerät gekoppelt werden. Zu diesen und ähnlichen Zwecken eingesetzte mechanische Verbindungssysteme umfassen unter anderem Schienenstartgeräte (englisch: „Rail Launcher“), Ausstoßmechanismen (englisch: „Eject Launcher“) und Trennungsmechanismen über ausfahrbare Trapeze (so genannte Scherenmechanismen). Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
Derartige Befestigungssysteme haben einerseits gewisse Anforderungen an die Luftfahrttüchtigkeit zu erfüllen. Andererseits sollen sich die Außenlasten unter definierten Bedingungen lösen und trennen können. Mitunter benötigten derartige Systeme hierzu eine erhebliche mechanische Primärenergie im Tonnen-Bereich und können darüber hinaus signifikante Rückstoßkräfte erzeugen. Viele Systeme werden zudem für die vielfache Wiederverwendung mit einer hohen Lebensdauer ausgelegt. Es besteht jedoch zunehmend ein Bedarf nach Systemen, welche für die Anwendung in nur wenigen Einsätzen und unter hochagilen Bedingungen optimiert sind.On the one hand, such fastening systems have to meet certain requirements for airworthiness. On the other hand, the external loads should be able to loosen and separate under defined conditions. Such systems sometimes require considerable mechanical primary energy in the ton range and can also generate significant recoil forces. Many systems are also designed for multiple reuse with a long service life. However, there is an increasing need for systems that are optimized for use in just a few deployments and under highly agile conditions.
Die Druckschrift
Die Druckschrift WO 2019 / 168 643 A1 beschreibt einen Schienenabwurfmechanismus und ein Verfahren zum Abwerfen einer Nutzlast.Document WO 2019/168 643 A1 describes a rail dropping mechanism and a method for dropping a payload.
Die Druckschrift US 2020 / 0 391 866 A1 beschreibt eine Behälterabwurfvorrichtung.The publication US 2020/0 391 866 A1 describes a container release device.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, flexibel anpassbare Lösungen für die Verbindung und Trennung von Mehrkörperfluggeräten zu finden.Against this background, the object of the present invention is to find flexibly adaptable solutions for the connection and disconnection of multi-body aircraft.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Trage- und Abwurfsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Mehrkörperflugsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.According to the invention, this object is achieved by a carrying and dropping system with the features of
Demgemäß ist ein Trage- und Abwurfsystem zum Befestigen eines Sekundärflugkörpers an einen Primärflugkörper und zum Auslösen des Sekundärflugkörpers von dem Primärflugkörper im Flug vorgesehen. Das Trage- und Abwurfsystem umfasst eine Führungsschiene, welche in einer Auslöseseite des Sekundärflugkörpers entlang einer Auslöserichtung des Sekundärflugkörpers ausgebildet ist; einen Verriegelungshaken, welcher an einer Auslöseseite des Primärflugkörpers derart zum Eingriff in die Führungsschiene zur Bildung eines Verriegelungszustands ausgebildet ist, dass der Primärflugkörper den Sekundärflugkörper in dem Verriegelungszustand an dem Verriegelungshaken trägt, wobei der Verriegelungshaken aus dem Verriegelungszustand in einen Auslösezustand rotierbar ist, in welchem der Verriegelungshaken den Sekundärflugkörper freigibt, und wobei der Verriegelungshaken mit einer Auslösenase ausgebildet ist, welche den Sekundärflugkörper bei Rotation des Verriegelungshakens in den Auslösezustand von dem Primärflugkörper nach unten wegdrückt; einen Fixierbolzen, welcher an der Auslöseseite des Primärflugkörpers derart zum Eingriff in eine Fixierungsbohrung in dem Sekundärflugkörper ausgebildet ist, dass der Sekundärflugkörper in dem Verriegelungszustand über den Fixierbolzen horizontal entlang der Führungsschiene fixiert ist und in dem Auslösezustand von dem Fixierbolzen freigegeben ist; einen Auswerfer, welcher an der Auslöseseite des Primärflugkörpers dazu ausgebildet ist, den Sekundärflugkörper in dem Auslösezustand in die Auslöserichtung axial auswärts anzuschieben; und eine Gleitführung, welche an der Auslöseseite des Primärflugkörpers derart zum Eingriff in die Führungsschiene ausgebildet ist, dass der Sekundärflugkörper in dem Auslösezustand von dem Auswerfer angeschoben an der Führungsschiene entlanggleitet.Accordingly, a delivery and launch system is provided for attaching a secondary missile to a primary missile and for deploying the secondary missile from the primary missile in flight. The carrying and dropping system comprises a guide rail which is formed in a release side of the secondary missile along a release direction of the secondary missile; a locking hook which is designed on a release side of the primary missile in such a way to engage in the guide rail to form a locking state that the primary missile carries the secondary missile in the locking state on the locking hook, the locking hook being rotatable from the locking state into a release state in which the locking hook releases the secondary missile, and wherein the locking hook is formed with a release lug which pushes the secondary missile downward away from the primary missile upon rotation of the locking hook into the release state; a fixing bolt, which is designed on the release side of the primary missile in such a way to engage in a fixing bore in the secondary missile that the secondary missile is fixed horizontally along the guide rail via the fixing bolt in the locking state and is released by the fixing bolt in the release state; an ejector which is configured on the release side of the primary missile to push the secondary missile axially outwards in the release direction in the release state; and a sliding guide, which is designed on the release side of the primary missile to engage in the guide rail in such a way that the secondary missile, pushed by the ejector, slides along the guide rail in the release state.
Ferner ist ein Mehrkörperflugsystem mit einem Sekundärflugkörper und einem Primärflugkörper vorgesehen, wobei der Sekundärflugkörper an dem Primärflugkörper über ein erfindungsgemäßes Trage- und Abwurfsystem lösbar befestigt istFurthermore, a multi-body flight system is provided with a secondary missile and a primary missile, the secondary missile being detachably attached to the primary missile via a carrying and launching system according to the invention
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, mehrere möglichst einfache, robuste und kostengünstige mechanische Konstruktionselemente miteinander zu kombinieren, um ein System zu schaffen, welches gut skalierbar und individuell an spezifische Anforderungen hinsichtlich der Aero- und Flugmechanik unterschiedlicher Fluggeräte anpassbar ist. Konkret wird hierbei zumindest ein Verriegelungshaken für den einseitigen Eingriff in eine Führungsschiene bereitgestellt, um eine vertikale Fixierung zweier Flugkörper aneinander zu ermöglichen. Ergänzt wird dies durch einen Fixierbolzen, welcher die beiden verbleibenden Translationsfreiheitsgrade in quer- und axialer Richtung festlegt. Eine Rotation des Verriegelungshakens hebt nicht nur die Fixierung in vertikaler Richtung auf. Zusätzlich drückt eine Nase an dem Verriegelungshaken den Sekundärflugkörper gemäß einem Kniehebelprinzip in vertikaler Richtung nach unten, sodass gleichzeitig auch die Fixierung in horizontaler Richtung aufgehoben wird, wodurch der Sekundärflugkörper nun komplett entriegelt und damit auslösbar ist. Der Kniehebel wirkt hierbei unter anderem dem im Flug wirkenden aerodynamischen Auftrieb entgegen, welcher den Sekundärflugkörper in vertikaler Richtung nach oben, d.h. gegen den Primärflugkörper drückt. Beim anschließenden Abwurfprozess sorgt ein mechanischer Auswerfer in Kombination mit einer Gleitführung dafür, dass der Sekundärflugkörper nach Aufhebung der Verriegelung in kontrollierter Weise seitlich entlang der Führungsschiene ausgelöst wird. Die Führungsschiene gibt hierbei somit die Auslöserichtung des Sekundärflugkörpers vor, beispielsweise lateral auswärts und mehr oder weniger schräg entgegen der Flugrichtung des Primärflugkörpers.One idea on which the present invention is based is to combine several mechanical design elements that are as simple, robust and inexpensive as possible in order to create a system that is easily scalable and individually adaptable to specific requirements with regard to the aerodynamics and flight mechanics of different aircraft. In concrete terms, at least one locking hook is provided here for one-sided engagement in a guide rail, in order to enable two missiles to be fixed vertically to allow nander. This is supplemented by a fixing bolt, which fixes the two remaining translational degrees of freedom in the transverse and axial directions. A rotation of the locking hook not only removes the fixation in the vertical direction. In addition, a lug on the locking hook pushes the secondary missile down in a vertical direction according to a toggle lever principle, so that the fixation in the horizontal direction is also released at the same time, as a result of which the secondary missile is now completely unlocked and can therefore be triggered. The toggle lever counteracts, among other things, the aerodynamic lift acting in flight, which pushes the secondary missile upwards in the vertical direction, ie against the primary missile. During the subsequent release process, a mechanical ejector in combination with a sliding guide ensures that the secondary missile is released in a controlled manner laterally along the guide rail after the locking mechanism has been released. In this case, the guide rail thus specifies the release direction of the secondary missile, for example laterally outwards and more or less obliquely opposite to the direction of flight of the primary missile.
Im Ergebnis wird somit ein spezieller Befestigungs-, Ver- und Entriegelungsmechanismus, insbesondere für Mehrkörperfluggeräte, bereitgestellt, welcher den im Zustand der Trennung auf beide Körper wirkenden Kräften und Momenten aus aerodynamischen Luftlasten und Trägheitskräften Rechnung trägt und einen kontrollierten Trennungsvorgang ermöglicht. Der beschriebene Ansatz kombiniert klassische Konstruktionselemente des Maschinenbaus in innovativer Weise miteinander und kann hierbei vorteilhafterweise in Leichtbauweise umgesetzt und für eine begrenzte Anzahl von Einsätzen ausgelegt werden. Ferner kann das System unkompliziert an zukünftige, noch in der Entwicklung befindliche oder noch zu entwickelnde Fluggeräte angepasst werden.As a result, a special fastening, locking and unlocking mechanism is provided, in particular for multi-body aircraft, which takes into account the forces and moments from aerodynamic air loads and inertial forces acting on both bodies in the state of separation and enables a controlled separation process. The approach described combines classic design elements of mechanical engineering in an innovative way and can advantageously be implemented in lightweight construction and designed for a limited number of uses. Furthermore, the system can easily be adapted to future aircraft that are still under development or are still to be developed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous refinements and developments result from the further dependent claims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Verriegelungshaken, der Auswerfer und/oder die Gleitführung gegenüber dem Sekundärflugkörper federvorgespannt sein.According to a development, the locking hook, the ejector and/or the sliding guide can be spring-loaded relative to the secondary missile.
Zu diesem Zweck können diese Elemente in einer definierten Position und Orientierung bei der Montage bzw. Befestigung des Sekundärflugkörpers an dem Primärflugkörper angeordnet und mit einem geeignet dimensionierten Federmechanismus vorgespannt werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Elemente nach Freigabe praktisch von selbst agieren und einen definierten Bewegungsablauf mit voreingestellten Kraft- und Momentverhältnissen ausführen.For this purpose, these elements can be arranged in a defined position and orientation during assembly or attachment of the secondary missile to the primary missile and can be pretensioned with a suitably dimensioned spring mechanism. This ensures that the elements practically act by themselves after release and execute a defined movement sequence with preset force and moment ratios.
Gemäß einer Weiterbildung können der Verriegelungshaken und der Auswerfer zeitlich abgestimmt von einem Gasgenerator ausgelöst werden.According to a development, the locking hook and the ejector can be triggered by a gas generator in a timely manner.
Natürlich können alternativ auch andere geeignete Auslösemechanismen zur Anwendung kommen, z.B. rein mechanische Lösungen, elektromechanische Aktorik, hydraulische oder pneumatische Ansätze usw.Of course, other suitable triggering mechanisms can also be used as an alternative, e.g. purely mechanical solutions, electromechanical actuators, hydraulic or pneumatic approaches, etc.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Führungsschiene mit einem horizontalen Neigungswinkel in der Auslöseseite des Sekundärflugkörpers ausgebildet sein, sodass die Führungsschiene in dem Verriegelungszustand nach schräg hinten bezogen auf eine Flugrichtung des Primärflugkörpers ausgerichtet ist.According to a further development, the guide rail can be designed with a horizontal angle of inclination in the triggering side of the secondary missile, so that the guide rail is oriented obliquely backwards in relation to a flight direction of the primary missile in the locking state.
In dieser Weiterbildung werden aerodynamischer Widerstand und Sogwirkung ausgenutzt, um den Trennungsvorgang zu unterstützen bzw. zu erleichtern. Es wird sich somit an einer natürlichen Trennungsrichtung orientiert, um den Abwurfvorgang möglichst kraft- und momentfrei zu gestalten.In this development, aerodynamic resistance and suction are used to support or facilitate the separation process. It is thus based on a natural separation direction in order to make the ejection process as free of force and moment as possible.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Fixierbolzen auf der Gleitführung ausgebildet sein.According to a development, the fixing bolt can be formed on the sliding guide.
Generell ist es vorteilhaft, wenn das System auf möglichst wenige Einzelkomponenten eingeschränkt wird, um die Komplexität und damit die potenzielle Fehleranfälligkeit gering zu halten. Bei einer Anbringung des Fixierbolzens auf und/oder an der Gleitführung, z.B. als vorspringende Nase, kann die komplementäre Fixierungsbohrung seitlich von der Führungsschiene bereitgestellt werden. Die Gleitführung samt Bolzen kann mit der Drehbewegung des oder der Verriegelungshaken soweit angehoben werden, dass der Bolzen aus der Bohrung befreit wird. Die Gleitführung kann dabei derart ausgebildet und dimensioniert sein, dass sie dabei weiterhin gleitfähig an der Führungsschiene anliegt und mit einer gewissen Vorspannung dagegen presst, um eine kontrollierte Gleitbewegung zu ermöglichen.In general, it is advantageous if the system is restricted to as few individual components as possible in order to keep the complexity and thus the potential susceptibility to errors low. If the fixing bolt is attached to and/or on the sliding guide, e.g. as a projecting lug, the complementary fixing bore can be provided on the side of the guide rail. The sliding guide together with the bolt can be lifted with the rotary movement of the locking hook or hooks until the bolt is freed from the hole. The sliding guide can be designed and dimensioned in such a way that it continues to slide against the guide rail and presses against it with a certain pretension in order to enable a controlled sliding movement.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Auswerfer in dem Verriegelungszustand an einem axial inwärtigen Ende der Führungsschiene an dem Sekundärflugkörper anliegen.According to a further development, the ejector can bear against the secondary missile at an axially inward end of the guide rail in the locked state.
In einem konkreten Beispiel kann der Auswerfer als Rotationselement mit Federvorspannung ausgelegt sein, welches in dem Verriegelungszustand unmittelbar an dem axial inneren Ende der Führungsschiene anliegt und nach Entriegelung durch Verriegelungshaken und Fixierbolzen den Sekundärflugkörper vermittels der Vorspannung lateral nach außen anschiebt.In a specific example, the ejector can be designed as a rotating element with spring preload, which in the locked state rests directly against the axially inner end of the guide rail and, after unlocking by locking hooks and fixing bolts Secondary missile by means of the bias pushes laterally outwards.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Verriegelungshaken, der Auswerfer und/oder die Gleitführung dazu ausgebildet sein, von dem Auslösezustand in einen Verstauzustand innerhalb des Primärflugkörpers zu rotieren, sobald der Sekundärflugkörper abgeworfen ist.According to a development, the locking hook, the ejector and/or the sliding guide can be designed to rotate from the deployment state into a stowed state within the primary missile as soon as the secondary missile has been ejected.
Diese Elemente können somit in aerodynamisch vorteilhafter Weise oberflächenneutral weggeklappt werden. Hierzu kann in besonders eleganter Weise deren Vorspannung gegenüber dem Sekundärflugkörper ausgenutzt werden, welche nach Auswurf des Sekundärflugkörpers dazu führt, dass die Elemente in ihrer wirkenden Bewegungsrichtung, z.B. entlang ihrer Rotationsachsen, weitergeführt und dadurch eingeklappt werden.These elements can thus be folded away surface-neutrally in an aerodynamically advantageous manner. For this purpose, their prestressing relative to the secondary missile can be used in a particularly elegant manner, which, after the secondary missile has been ejected, leads to the elements being continued in their effective direction of movement, e.g. along their axes of rotation, and thus being folded in.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Sekundärflugkörper ein Gleitschließblech aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, die Führungsschiene des Sekundärflugkörpers zu verschließen, sobald dieser abgeworfen ist.According to a further development, the secondary missile can have a sliding locking plate which is designed to close the guide rail of the secondary missile as soon as it has been dropped.
Die Führungsschiene an dem Sekundärflugkörper lässt sich somit ebenfalls oberflächenneutral mit einem vorgespannten Gleitschließblech oder dergleichen verschließen. Beispielsweise kann das Blech von den Verriegelungshaken und/oder der Gleitführung zurückgehalten werden. Sobald der Sekundärflugkörper ausgelöst ist, wird das vorgespannte Blech nicht mehr von den Verriegelungselementen blockiert und kann somit vor die Führungsschiene gleiten und diese verschließen. The guide rail on the secondary missile can thus also be closed surface-neutrally with a prestressed sliding locking plate or the like. For example, the sheet metal can be held back by the locking hooks and/or the sliding guide. As soon as the secondary missile is released, the prestressed metal sheet is no longer blocked by the locking elements and can therefore slide in front of the guide rail and close it.
Ebenso kann der Primärflugkörper eines oder mehrere Gleitschließbleche aufweisen, die dazu ausgebildet sind, die entsprechenden Elemente des Primärflugkörpers oberflächenneutral abzuschließen (d.h. den oder die Verriegelungshaken, die Auswerfer und/oder die Gleitführungen), sobald der Sekundärflugkörper abgeworfen worden ist und diese in den Verstauzustand innerhalb des Primärflugkörpers gebracht worden sind.Likewise, the primary missile may have one or more sliding strike plates designed to surface-neutrally close the appropriate elements of the primary missile (i.e., the locking hook(s), the ejector(s), and/or the slide guides) once the secondary missile has been jettisoned and placed in the stowed state within of the primary missile have been brought.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Primärflugkörper mehrere Verriegelungshaken zum Eingriff in die Führungsschiene aufweisen.According to a further development, the primary missile can have a number of locking hooks for engaging in the guide rail.
Beispielsweise können zwei Verriegelungshaken pro Führungsschiene vorgesehen sein. Im Prinzip kann es bestimmten Anwendungen jedoch ebenso vorteilhaft sein, drei, vier oder mehr solcher Haken für jede Führungsschiene bereitzustellen.For example, two locking hooks can be provided per guide rail. In principle, however, it can also be advantageous for certain applications to provide three, four or more such hooks for each guide rail.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Sekundärflugkörper mehrere Führungsschienen aufweisen. Der Primärflugkörper kann zu jeder Führungsschiene zugehörige Verriegelungshaken, Fixierbolzen, Auswerfer und/oder Gleitführungen aufweisen.According to a further development, the secondary missile can have several guide rails. The primary missile can have locking hooks, fixing bolts, ejectors and/or sliding guides associated with each guide rail.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 schematische Perspektivansicht eines Mehrkörperflugsystems von schräg vorne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 schematische Perspektivansicht eines Trage- und Abwurfsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie es in dem Mehrkörperflugsystem der1 zur Anwendung kommt; und -
3-5 schematische Perspektivansichten des Trage- und Abwurfsystems aus2 , die die zeitliche Abfolge während eines Auslösevorgangs darstellen.
-
1 schematic perspective view of a multi-body flight system obliquely from the front according to an embodiment of the invention; -
2 schematic perspective view of a carrying and launching system according to an embodiment of the invention, as in themulti-body flight system 1 applies; and -
3-5 schematic perspective views of the carrying and droppingsystem 2 , which show the time sequence during a tripping process.
Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying figures are intended to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing, elements, features and components that are the same, have the same function and have the same effect--unless stated otherwise--are each provided with the same reference symbols.
Das Mehrkörperflugsystem 100 umfasst in dieser beispielhaften Ausführungsform einen Sekundärflugkörper 2 und einen Primärflugkörper 3. Der Sekundärflugkörper 2 ist über das Trage- und Abwurfsystem 1 von unten an dem Primärflugkörper 3 lösbar befestigt und kann von dort jederzeit im Flug lateral in eine Auslöserichtung 6 ausgelöst und abgeworfen werden.In this exemplary embodiment, the
Bei dem Mehrkörperflugsystem 100 kann es sich beispielsweise um ein modulares Lenkflugkörpersystem handeln, welches im Flug in zwei, drei oder mehr Einzelkomponenten aufgeteilt werden kann. Beispielsweise kann wie vorliegend ein einzelner sekundärer Flugkörper an einen Hauptflugkörper lösbar gekoppelt sein. Prinzipiell können jedoch ebenso zwei, drei oder mehr sekundäre Flugkörper in entsprechender Weise an einen zentralen Hauptkörper angebunden sein.The
Der im Folgenden beschriebene Lösungsansatz für das Trage- und Abwurfsystem 1 sieht eine Kombination aus mehreren mechanischen Elementen vor und ist dazu aufgesetzt, die spezifischen aerodynamischen und flugmechanischen Anforderungen zur Trennung von mehreren Fluggeräten erfüllen zu können. Der Ansatz ist für eine begrenzte Anzahl von Anwendungen gedacht und kommt dabei mit geringer Betriebsenergie und minimaler Rückwirkung auf die zu separierenden Körper während des Trennungsvorgangs aus.The solution approach for the carrying and dropping
Das Trage- und Abwurfsystem 1 umfasst zwei Führungsschienen 4, die jeweils in einer Auslöseseite 5 des Sekundärflugkörpers 2, z.B. eine Oberseite des Sekundärflugkörpers 2, entlang der Auslöserichtung 6 ausgebildet sind. Die Führungsschienen 4 und damit auch die Auslöserichtung 6 sind unter einem Neigungswinkel 14 bezogen auf eine axiale Längserstreckung der beiden Flugkörper 2, 3 ausgerichtet. The carrying and dropping
Die Führungsschienen 4 sind damit axial auswärts und schräg nach hinten bezogen auf eine Flugrichtung 16 der Flugkörper 2, 3 orientiert.The guide rails 4 are thus oriented axially outwards and obliquely backwards in relation to a
Jede Führungsschiene 4 ist hierbei entlang ihrer Längserstreckung in die Auslöserichtung 6 mit einer Schienenaufnahme 15 versehen, welche den Eingriff mehrerer Verriegelungs- und Trennungskomponenten erlaubt, die an einer Auslöseseite 8 des Primärflugkörpers 3, z.B. eine Unterseite des Primärflugkörpers, ausgebildet sind. Es versteht sich dabei, dass hier beispielhaft dargestellte Anzahl von zwei Führungsschienen 4 mit zugehörigen Verriegelungs- und Auslöseelementen lediglich als Beispiel dient. Wie dem Fachmann klar sein wird, kann die Anzahl der jeweils verwendeten Elemente je nach Anwendung anders gewählt werden. Beispielsweise kann in bestimmten Anwendungen eine einzelne Führungsschiene ausreichen, während in anderen Anwendungen drei oder mehr Schienen eingesetzt werden können.Each
Die Verriegelungs- und Auslöseelemente an der Auslöseseite 8 des Primärflugkörpers 3 umfassen für jede Führungsschiene 4 zwei Verriegelungshaken 7 zur vertikalen Fixierung des Sekundärflugkörpers 2 in einem Verriegelungszustand, einen Fixierbolzen 10 zur horizontalen Fixierung entlang der jeweiligen Führungsschiene 4 in dem Verriegelungszustand, einen Auswerfer 12 zum Anschieben des Sekundärflugkörpers 2 entlang der Führungsschiene 4 während eines auf eine Entriegelung folgenden Auslöseprozesses sowie eine Gleitführung 13 zur kontrollierten Führung des Sekundärflugkörpers 2 entlang der Führungsschiene 4 während des Auslöseprozesses. Der Fixierbolzen 10 ist hierbei als hervorstehende Nase auf der Gleitführung 13 angeordnet, um in eine komplementäre Fixierungsbohrung 11 in der Führungsschiene 4 eingreifen zu können.The locking and release elements on the
Alle diese Konstruktionselemente sind mittels definierten Federn gegenüber dem Sekundärflugkörper 2 vorgespannt und wirken nach dem Einleiten des Trennungsvorgangs der beiden Flugkörper 2, 3 in zeitlich abgestimmter Reihenfolge. Beispielsweise können die Komponenten hierzu von einem Gasgenerator oder ähnlich ausgelöst bzw. angetrieben werden. Hierbei sind die Verriegelungshaken 7 um eine erste Rotationsachse R1 drehbar ausgebildet. Entsprechend ist die Gleitführung 13 um eine zweite Rotationsachse R2 und der Auswerfer 12 um eine dritte Rotationsachse R3 rotierbar (vgl.
Die zeitliche Abfolge eines Separationsvorgangs zwischen dem Sekundärflugkörper 2 und dem Primärflugkörper 3 wird mit Bezug auf
Wie in
Jeder Verriegelungshaken 7 ist federvorgespannt und nach entsprechender Freigabe aus dem Verriegelungszustand in den Auslösezustand rotierbar, in welchem der jeweilige Verriegelungshaken 7 den Sekundärflugkörper 2 freigibt. Dies ist in
Wie weiterhin in
Die oben beschriebene Rotation der Verriegelungshaken 7 drückt den Sekundärflugkörper 2 nach unten, wobei auch die Fixierbolzen 10 aus den zugehörigen Fixierungsbohrungen 10 gezogen werden. Durch einfache Rotation der vorgespannten Verriegelungshaken 7 kann das System 1 somit in eleganter Weise vollständig entriegelt werden.The rotation of the locking hooks 7 described above presses the
Um unkontrollierte seitliche Relativbewegungen zu unterbinden, umfasst das System 1 weiterhin für jede Führungsschiene 4 eine Gleitführung 13 an der Auslöseseite 8 des Primärflugkörpers 2. Diese Gleitführung 13 ist als Steg zum Eingriff in die zugehörige Führungsschiene 4 ausgebildet, um eine kontrollierte Gleitbewegung entlang einer Wand der Schienenaufnahme 15 zu ermöglichen, und hierzu ähnlich wie die Verriegelungshaken 7 durch einen geeignet dimensionierten Federmechanismus gegen den Sekundärflugkörper 2 vorgespannt. Dabei ist die Gleitführung 13 um eine zweite Rotationsachse R2 rotierbar. Mit Bezug auf
Wie in
Sobald die Verriegelung freigegeben ist, schiebt der Auswerfer 12 den Sekundärflugkörper 2 dadurch in die Auslöserichtung 6 axial auswärts an, wobei der Sekundärflugkörper 2 von dem Auswerfer 12 angeschoben und von der Gleitführung 13 geführt an der Führungsschiene 4 entlanggleitet (d.h. nach rechts in
Um das aerodynamischer Verhalten noch weiter zu verbessern, können die Elemente des Systems 1 nach dem Abwurf des Sekundärflugkörpers 2 verdeckt bzw. eingefahren werden. Hierzu kann vorteilhafterweise die Vorspannung der Verriegelungshaken 7, des Auswerfers 12 und der Gleitführung 13 genutzt werden, indem diese Elemente entlang ihrer jeweils wirkenden Bewegungsrichtung, d.h. um ihre jeweiligen Rotationsachsen R1-R3, weitergeführt werden (der Sekundärflugkörper 2 wurde bereits ausgelöst und blockiert somit nicht mehr die jeweilige Bewegung). Die Elemente können somit aus dem Auslösezustand in einen Verstauzustand innerhalb des Primärflugkörpers 3 rotieren, sobald der Sekundärflugkörper 2 abgeworfen ist, sodass die Elemente oberflächenneutral mit der Auslöseseite 8 des Primärflugkörpers 3 abschließen.In order to further improve the aerodynamic behavior, the elements of the
Die Führungsschienen 4 an dem Sekundärflugkörper 2 lassen sich ebenfalls oberflächenneutral verschließen, z.B. indem ein Gleitschließblech (nicht dargestellt) über die Schienenaufnahmen 15 geschoben wird (aufgrund einer geeigneten Vorspannung), welches zuvor von den Verriegelungshaken 7 und der Gleitführung 13 zurückgehalten wurde.The guide rails 4 on the
In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.In the foregoing Detailed Description, various features have been grouped together in one or more examples to improve the rigor of presentation. However, it should be understood that the above description is merely illustrative and in no way restrictive. It is intended to cover all alternatives, modifications, and equivalents of the various features and embodiments. Many other examples will be immediately and immediately apparent to those skilled in the art in view of the above description.
Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe „umfassend“ verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe „ein“, „einer“ und „eine“ eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.The exemplary embodiments were selected and described in order to be able to present the principles on which the invention is based and its possible applications in practice in the best possible way. This enables those skilled in the art to optimally modify and use the invention and its various exemplary embodiments in relation to the intended application. In the claims and the description, the terms “including” and “having” are used as neutral terms for the corresponding terms “comprising”. Furthermore, the use of the terms “a”, “an” and “an” should not fundamentally exclude a plurality of features and components described in this way.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Trage- und Abwurfsystemcarrying and dropping system
- 22
- Sekundärflugkörpersecondary missile
- 33
- Primärflugkörperprimary missile
- 44
- Führungsschieneguide rail
- 55
- Auslöseseite des SekundärflugkörpersRelease side of the secondary missile
- 66
- Auslöserichtungrelease direction
- 77
- Verriegelungshakenlocking hook
- 88th
- Auslöseseite des PrimärflugkörpersRelease side of the primary missile
- 99
- Auslösenaserelease tab
- 1010
- Fixierbolzenfixing bolts
- 1111
- Fixierungsbohrungfixing hole
- 1212
- Auswerferejector
- 1313
- Gleitführungsliding guide
- 1414
- Neigungswinkeltilt angle
- 1515
- Schienenaufnahmerail mount
- 1616
- Flugrichtungflight direction
- 1717
- aerodynamischer Widerstandaerodynamic drag
- 1818
- aerodynamischer Sogaerodynamic suction
- 1919
- Auftriebboost
- 100100
- Mehrkörperflugsystemmulti-body flight system
- R1R1
- erste Rotationsachsefirst axis of rotation
- R2R2
- zweite Rotationsachsesecond axis of rotation
- R3R3
- dritter Rotationsachsethird axis of rotation
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021000573.2A DE102021000573B3 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Carrying and launching system for a multi-body flight system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021000573.2A DE102021000573B3 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Carrying and launching system for a multi-body flight system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021000573B3 true DE102021000573B3 (en) | 2022-05-12 |
Family
ID=81256442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021000573.2A Active DE102021000573B3 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Carrying and launching system for a multi-body flight system |
Country Status (1)
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---|---|
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-
2021
- 2021-02-04 DE DE102021000573.2A patent/DE102021000573B3/en active Active
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---|---|---|---|
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