DE1094159B - Aerodynamisch stabilisiertes Geschoss - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft aerodynamisch stabilisierte Geschosse mit einer durch eine Umdrehungsfläche um die Längssymmetrieachse gebildeten starren Tragfläche und aerodynamischen Trimmvorrichtungen zum Erzeugen einer Querkraft auf das Geschoß.

Die Erfindung bezweckt insbesondere die Vergrößerung der Rasanz und der Reichweite derartiger Geschosse.

Erfindungsgemäß werden die Trimmvorrichtungen durch auf die Schwerkraft ansprechende Pendelvorrichtungen eingestellt, welche um die Längsachse des Geschosses drehbar und so ausgebildet sind, daß sie die Symmetrieebene der Trimmvorrichtungen ständig in einer durch diese Achse gehenden lotrechten Ebene halten, so daß diese Trimmvorrichtungen der ringförmigen Tragfläche einen positiven Anstellwinkel geben und dadurch die Flugbahn des Geschosses strecken.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Trimmvorrichtungen in an sich bekannter Weise durch eine Störscheibe gebildet. Auch können die Trimmvorrichtungen durch einen Satz von Steuerruderklappen oder durch eine um die Achse des Geschosses drehbare Störscheibe gebildet werden. Eine gewichtbetätigte Rastvorrichtung kann dabei die Störscheibe in der eingefahrenen oder Verschwindstellung festhalten und unter der Einwirkung der Beschleunigung beim Abschießen des Geschosses freigeben.

Vorteilhaft ist die Störscheibe mit der Pendelvorrichtung starr verbunden.

Trimmvorrichtungen für Drallgeschosse sind bereits vorgeschlagen worden; ebenso Pendel, um die Trimmung einzustellen. Die Geschosse nach der Erfindung sind jedoch nicht durch Kreiselwirkung stabilisierte Drallgeschosse, sondern sie sind, durch die aerodynamische Wirkung ihres Leitwerkes stabilisiert.

Zwar führt das Geschoß nach der Erfindung eine Rotation um seine Achse aus, jedoch nur nach einer so geringen Umfangsgeschwindigkeit, daß diese keinen stabilisierten Kreiseleffekt verursachen kann, vielmehr Flugbahnabweichungen des Geschosses entgegenwirkt. Diese kommen erfahrungsgemäß dadurch zustande, daß solche Geschosse auf Grund von Herstellungstoleranzen nicht vollkommen symmetrisch ausgebildet sind.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Pendelmasse in einem Geschoß anzuordnen, jedoch wird diese Pendelmasse nicht, wie bei der Erfindung, dazu benutzt, eine Trimmvorrichtung in gleicher Lage zu halten, sondern sie dient dazu, den Schwerpunkt des Geschosses zu verlagern. Eine solche Maßnahme hat wiederum für die Erfindung keine Bedeutung.

Aerodynamisch stabilisiertes Geschoß

Anmelder:

Helmut Ph. G. A. R. von Zborowski,
Brunoy, Seine-et-Oise (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. R. Meldau, Gütersloh, Wilhelmstr. 4,
und Dipl.-Ing. A. Maxton, Köln, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 25. April 1951

Boris Krebs, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

Man hat auch bereits Störscheiben und Ruderklappen als Trimmvorrichtungen benutzt. Bei der bisherigen Anwendung wirkten die Klappen jedoch im Sinne einer zusätzlichen Krümmung der Geschoßwurfbahn. Nach der Erfindung wird die Geschoßbahn gestreckt. Ferner verbessern diese Mittel, im Sinne der Erfindung angewendet, die Wirkung des aerodynamisch stabilisierten Geschosses wesentlich. Sie fügen sich in die Gesamtbauart vorteilhaft ein.

Die Erfindung ist beispielshalber unter Bezugnähme auf die Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines rotierenden Geschosses, welches mit erfindungsgemäßen aerodynamischen Trimmvorrichtungen ausgerüstet ist; Fig. 2 zeigt die Flugbahn eines derartigen Geschosses;

Fig. 3 und 4 sind eine Vorderansicht bzw. ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3 der Trimmvorrichtung des in Fig. 1 dargestellten Geschosses;

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Geschosses der Fig. 1;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Trimmvorrichtung des Geschosses der Fig. 5;

Fig. 7 und 8 sind eine andere Ausführungsform, ähnlich den Fig. 5 und 6;

Fig. 9 und 10 sind eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht eines rotierenden Geschosses, welches mit Trimmvorrichtungen gemäß einer weiteren Ausführungsform versehen ist;

Fig. 11 bis 14 zeigen vier verschiedene Ausfüh-

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rungsformen von rotierenden Geschossen, welche mit erfindungsgemäßen Trimmvorrichtungen versehen sind;

Fig. 15 ist ein axialer Längsschnitt eines Geschosses mit Trimmvorrichtungen gemäß einer weiteren Ausführungsform ;

Fig. 16 ist ein Schnitt der Linie XVI-XVI der Fig. 15;

Fig. 17, 18 und 19 sind geschnittene Teilansichten von drei verschiedenen erfindungsgemäßen verschwindbar ausgeführten (oder einfahrbaren) Störscheiben.

Bekanntlich besteht eine Möglichkeit zur Vergrößerung der Reichweite eines Geschosses 1 mit oder ohne Selbstantrieb, dessen ballistische Bahn durch die Kurve C in Fig. 2 dargestellt ist, darin, dem Leitwerk des Geschosses mit Hilfe von aerodynamischen Steuervorrichtungen einen positiven Anstellwinkel in bezug auf seine Bahn zu geben, so daß die Flugbahn eines derartigen Geschosses bei gleicher Anfangsgeschwindigkeit durch die Kurve C₁ dargestellt wird, welche flacher ist und eine größere Reichweite als die Kurve C ergibt. Zur Erzielung dieses positiven Anstellwinkels genügt es, aerodynamische Steuervorrichtungen vorzusehen, welche so eingestellt sind, daß das Leitwerk des Geschosses einen positiven Auftriebwinkel hat.

Es sei zunächst der Fall betrachtet, daß die aerodynamischen Trimmittel durch Störscheiben gebildet werden.

Eine derartige Ausbildung ist in Fig. 1 dargestellt, in welcher das Geschoß im wesentlichen aus einem Körper 1 und einem an dessen Schwanzteil liegenden gleichachsigen ringförmigen Leitwerk la besteht. Die aerodynamischen Trimmittel werden durch eine Störscheibe 2 gebildet, welche die Umströmung des ringförmigen Leitwerks verändert.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, wird erfindungsgemäß diese Störscheibe 2 von einem Teil 3 getragen, der um die Achse des ringförmigen Leitwerks drehbar ist, so daß die Symmetrieachse der Störscheibe 2 und somit die Radialebene, in welcher die von ihm erzeugte aerodynamische Reaktion liegt, jede beliebige Winkelstellung in bezug auf eine geschoßfeste Querachse einnehmen kann. Dieser Teil 3 ist mit einem Gegengewicht 4 versehen, so daß ein um die Geschoßachse drehbares Pendel entsteht. Das Leitwerk la ist mit einem ringförmigen Schlitz 5 für den Durchtritt der Störscheibe 2 versehen. Bei dieser Anordnung bleibt die Störscheibe 2 durch das Beharrungsvermögen des Pendels stets in einer solchen Stellung, daß sie dem Körper 1, trotz einer Drehung desselben um seine Längsachse, den gewünschten positiven Anstellwinkel erteilt.

Zweckmäßig ist ein das Reibungsmoment verminderndes Lager 6, z. B. eine Kugellager, zwischen dem drehbaren Teil 3 und dem festen Leitwerk la vorgesehen, um zu vermeiden, daß der drehbare Teil bei der Drehung des Geschosses von diesem unzulässig mitgenommen wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 ragt die Störscheibe 2 aus dem Profil des Leitwerks nach außen an den oberen Teil desselben und in der Nähe seiner hinteren Kante.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher die Störscheibe 2 aus dem Leitwerkprofil nach innen, also gegen die Geschoßachse ragt, und zwar an seinem unteren Teil und in der Nähe seiner Eintrittskante.

In diesem Falle ist, wie in Fig. 6 dargestellt, das Kugellager 6 zweckmäßig zwischen dem drehbaren Teil 3 und der Außenwand des Profils des Leitwerks la angeordnet, während sich bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 das Kugellager 6 zwischen dem drehbaren Teil 3 und der Innenwand des Leitwerkprofils befindet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 ragt die Störscheibe 2 aus dem unteren Teil des Profils des Leitwerks 1 α nach innen vor und liegt in der Nähe der Hinterkante des Profils.

ίο Fig. 8 zeigt die verschiedenen Teile der Ausführungsform der Fig. 7. Das Kugellager 7 liegt zwischen dem Teil 3 und der äußeren geschoßfesten Wand. Die Störscheibe 2 und das Gegengewicht 4 liegen bei dieser Ausführungsform auf derselben Seite der Achse des Geschosses, während sie sich bei den oben beschriebenen Ausführungsformen diametral gegenüberliegen.

Fig. 9 bis 11 zeigt die Anwendung der Erfindung auf Geschosse, bei welchen die aerodynamischen Trimmvorrichtungen vor dem Schwerpunkt des Geschosses liegen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 9 ist das Geschoß vorn mit einem Leitwerk in Form eines Ringflügels 1 b versehen, wobei die Störscheibe 2 an dem unteren Teil desselben in der Nähe seiner Hinterkante nach außen vorragt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 11 ist die Störscheibe 2 an einem vor dem Ringflügel 1 liegenden stromlinienförmigen Teil 1 c angebracht. In beiden Fällen (Fig. 9 und 11) ist der die Störscheibe tragende drehbare Teil 3 z. B. in der auf Fig. 10 dargestellten Weise angeordnet, wobei die Störscheibe 2 und das Gegengewicht 4 beide auf derselben Seite der Längsachse des Geschosses liegen.

Die bisher dargestellten Geschosse haben Unterschallgeschwindigkeiten entsprechende Flügelprofile. Fig. 12 bis 14 zeigen Ausführungsformen eines rotierenden Geschosses 1 für Überschallgeschwindigkeiten, wobei das Geschoß vorn einen spitzen Teil Id aufweist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 12 ist die Störscheibe 2 an dem Hinterende an dem oberen Teil des Geschosses angebracht. Bei der Ausführungsform der Fig. 13 ist sie vorn an dem unteren Teil des Körpers 1 angebracht. Bei der Ausführungsform der Fig. 14 liegt sie an dem unteren Teil des spitzen Teiles 1 d.

In den obigen Ausführungen war angenommen, daß die aerodynamischen Trimmvorrichtungen durch Störscheiben gebildet werden. Diese können eine beliebige Bauart aufweisen. Die aerodynamischen Trimmvorrichtungen können z. B., und zwar insbesondere wenn das Geschoß einen Ringflügel la aufweist, auch durch am Umfang angeordnete Klappen, wie in Fig. 15 und 16 dargestellt, gebildet werden.

Bei dieser Ausführungsform sind am Umfang des Ringflügels 1 e eine Reihe von Klappen 7 vorgesehen, welche gleichmäßig längs der Hinterkante des Flügels verteilt sind. Das begrenzte Schwenken dieser Klappen wird durch einen exzentrischen Ring 8 gesteuert, welcher von einem drehbaren Teil 3 getragen wird, welcher mit einem Gegengewicht 4 versehen ist, so daß der Mittelpunkt des Ringes 8 beständig in der lotrechten Ebene der Achse des Flügels 1 e bleibt, wobei die Klappen 7 durch sich gegen die Innenkante des Ringes 8 legende Hebel 9 betätigt werden. Kugellager 6a und 6b sind zweckmäßig zwischen dem drehbaren Teil 3 und dem Ring 8 bzw. dem Flügel 1 e vorgesehen. Da der Mittelpunkt des Ringes 8 beständig über der Achse des Flügels 1 e gehalten wird, wird

den Klappen an dem unteren Teil des Flügels ein größerer Schwenkwinkel erteilt, als den Klappen an dem oberen Teil, so daß der Flügel 1 e einen positiven Anstellwinkel erhält. Die vorderen Enden der Hebel 9 werden durch die auf die Klappen 7 ausgeübten Luftkräfte beständig gegen den Ring 8 gepreßt.

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen stehen die aerodynamischen Trimmvorrichtungen beständig über die Oberfläche des Geschosses hervor. Dies ist jedoch in der Praxis ein Nachteil, da diese Vorrichtungen während des Transports, der Einlagerung oder des Abschusses des Geschosses beschädigt werden können.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung werden diese aerodynamischen Trimmvorrichtungen verschwindbar ausgeführt. Wenn z. B. diese \^orrichtungen durch eine Störscheibe gebildet werden, kann diese in der in Fig. 17 gezeigten Weise verschwindbar bzw. einfahrbar gemacht werden, indem ihr Fußteil zwischen zwei von dem drehbaren Teil 3 getragenen Platten 11 geführt wird, wobei eine Feder 10 sie bei Freigabe nach außen in die Betriebsstellung drückt.

Gemäß einer anderen, in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform, welche dem in Fig. 4 dargestellten Aufbau entspricht, kann die durch den drehbaren Teil 3 und sein Lager 3 α (d. h. den inneren Laufring des Kugellagers 6) gebildete Anordnung zum Leitwerk la so verstellt werden, daß die Störscheibe2 im Leitwerksprofil verschwinden kann. Hierfür ist der innere Laufring 3 α in der Querrichtung in einer an dem Flügel la befestigten Führung 18 verstellbar. Im Betrieb halten Federn 12 diesen inneren Laufring 3 a in einer zu dem Leitwerk la gleichachsigen Stellung, in welcher die Störscheibe 2 aus dem Profil herausragt. Zum Einfahren der Störscheibe braucht nur die durch die Teile 2, 3, 3 a gebildete Anordnung entgegen der Kraft der Federn 12 nach innen gedrückt zu werden.

Es werden Vorrichtungen vorgesehen, um die Störscheibe 2 zeitweilig in der eingezogenen Stellung festzuhalten, wobei diese Vorrichtungen zweckmäßig so ausgebildet sind, daß sie unter der Einwirkung der dem Geschoß bei seinem Abschuß erteilten Beschleunigung sie freigeben, so daß sie in ihre Arbeitsstellung gelangen kann. Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 19 dargestellt, welche einen dem der Fig. 18 entsprechenden Aufbau zeigt. Sie umfaßt einen bei 15 an dem Flügel 1 α schwenkbaren Hebel 14, dessen umgebogenes Ende 13 einen Teil der Störscheibe 2 erfaßt und sie in der eingefahrenen Stellung hält. Eine Feder 17 sucht den Hebel 14 in der auf der Zeichnung dargestellten Stellung zu halten, in welcher er die Störscheibe zurückhält. Ein Gewicht 16 ist an dem unteren Ende des Hebels 14 vorgesehen, welches unter der Einwirkung der dem Geschoß beim Abschuß erteilten Beschleunigung infolge der Beharrung zurückbleibt und den Haken 13 von der Störscheibe 2 frei macht, so daß die Feder 12 den Teil 3 α in die zu dem Ringflügel gleichachsige Stellung führen kann, so daß die Störscheibe 2 nach außen in ihre Betriebsstellung gebracht wird. Eine derartige Haltevorrichtung kann für den Aufbau der Fig. 18 benutzt werden.

Im obigen ist insbesondere die Anwendung der Erfindung auf rotierende Geschosse mit einem Ringflügel beschrieben. Die Erfindung ist jedoch für beliebige Arten von Geschossen anwendbar, z. B. für Raketengeschosse, vor allem solche mit einem stabilisierenden Leitwerk, selbst auf solche mit nur auf einem Teil ihrer Flugbahn wirksamen Antriebsmitteln, als auch für aus einem Geschütz od. dgl. verschossene Geschosse, die auf einem Teil ihrer Flugbahn Selbstantrieb besitzen.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Aerodynamisch stabilisiertes Geschoß mit einer durch eine Umdrehungsfläche um die Längssymmetrieachse gebildeten starren Tragfläche und aerodynamischen Trimmvorrichtungen zum Erzeugen einer Querkraft auf das Geschoß, dadurch gekennzeichnet, daß diese Trimmvorrichtungen durch auf die Schwerkraft ansprechende Pendelvorrichtungen (3, 4) eingestellt werden, welche um die Längsachse des Geschosses (1) drehbar und so ausgebildet sind, daß sie die Symmetrieebene der Trimmvorrichtungen beständig in einer durch diese Achse gehenden, lotrechten Ebene halten, so daß diese Trimmvorrichtungen der ringförmigen Tragfläche (la) einen positiven Anstellwinkel geben und dadurch die Flugbahn des Geschosses strecken.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trimmvorrichtungen in an sich bekannter Weise durch eine Störscheibe (2) gebildet werden.

3. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trimmvorrichtungen in an sich bekannter Weise durch einen Satz von Steuerruderklappen (7) gebildet werden.

4. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trimmvorrichtungen durch eine um die Achse des Geschosses (1) drehbare Störscheibe (2) gebildet werden.

5. Geschoß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gewichtbetätigte Rastvorrichtung (14, 16), welche die Störscheibe (2) in der eingefahrenen oder Verschwindstellung festhält und unter der Einwirkung der Beschleunigung beim Abschießen des Geschosses freigibt.

6. Geschoß nach Anspruch 1, 2 und 4, gekennzeichnet durch eine starre Verbindung der Störscheibe (2) mit der Pendelvorrichtung (3, 4).

7. Geschoß nach Anspruch 1, 2, 4, 5, 6, gekennzeichnet durch eine kraftschlüssige Verbindung der Störscheibe (2) in Betriebsstellung mit der Pendelvorrichtung (3, 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 273 589;
österreichische Patentschrift Nr. 57 093;
französische Patentschriften Nr. 863 863, 832 427, 913, 496 912;

britische Patentschrift Nr. 579 816;
USA.-Patentschrift Nr. 855 466.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 650/69 11.60