DE1134316B

DE1134316B - Raketengeschoss mit Klappenleitwerk

Info

Publication number: DE1134316B
Application number: DEB52713A
Authority: DE
Original assignee: Bombrini Parodi Delfino SpA
Current assignee: Bombrini Parodi Delfino SpA
Priority date: 1958-04-04
Filing date: 1959-04-02
Publication date: 1962-08-02

Description

Raketengeschoß mit Klappenleitwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein im Fluge um seine Längsachse rotierendes Raketengeschoß mit Klappenleitwerk. Diese Rotation ist ein bekanntes Mittel zur Erhöhung der Genauigkeit der Einhaltung der vorgeschriebenen Flugbahn. Insbesondere werden dadurch störende Momente ausgeschaltet, die durch Exzentrizität des Schwerpunktes, durch ungenaue Anordnung der Düse, durch unsymmetrische Erosion in der Düse und durch geometrische Fehler beim Bau der Schwanzeinheit entstehen können.
Bei einer im Fluge um ihre Längsachse rotierenden Rakete können nun aber infolge dieser Rotation andere Einflüsse auftreten, die die Genauigkeit der Einhaltung der Flugbahn wiederum beeinträchtigen. Dazu gehört der Mangel der zeitlichen Konstanz der Größe des rückstellenden Momentes der Leitwerksflächen bei Gierbewegungen, das durch Verlagerung des auf die Leitwerksflächen wirkenden Luftwiderstandes relativ zur geometrischen Achse der Rakete entstehende Drehmoment und das in einer Ebene senkrecht zur Rakete liegende Drehmoment, das durch die Rotation der Leitwerksflächen um die geometrische Achse der Rakete entsteht.
Die Erfindung sucht diese störenden Einflüsse zu beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Klappenleitwerk auf einem Außenmantel auf dem Geschoßkörper um dessen Längsachse drehbar gelagert ist. Dadurch wird erreicht, daß das Klappenleitwerk an der Rotation des Geschosses nicht teilnimmt. Damit entfallen alle störenden Faktoren, die sonst durch die Rotation des Leitwerks entstehen.
In der bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Lagerung des das Leitwerk tragenden Außenmantels auf dem Geschoßkörper in axial und radial wirkenden Wälzlagern.
Es empfiehlt sich, das Raketengeschoß nach der Erfindung in bekannter Weise so zu gestalten, daß die Klappen des Leitwerks in Ausgangsstellung vom Raketenkörper vollständig aufgenommen und unter der Wirkung einer Richtkraft ausgeschwenkt werden, wenn der Raketenkörper das Abschußrohr verläßt. Dabei kann das Leitwerk so ausgebildet werden, daß die Richtkraft von einer im Raketenkörper axial beweglichen, mit den Klappen gekuppelten Masse erzeugt wird, die sich unter der Wirkung der Beschleunigung beim Abschuß relativ zum Raketenkörper rückwärts bewegt. Diese axial bewegliche Masse kann aus einem Ring bestehen, der mit den Klappen durch Gelenkzapfen verbunden ist, die, in Schußrichtung gesehen, gegen die Schwenkzapfen der Klappen in tangentialer Richtung nach außen versetzt sind. Das Raketengeschoß nach der Erfindung kann noch dadurch vorteilhaft ausgebildet werden, daß die Klappen insbesondere in dem die Treibdüse umgebenden Raum in tangentialen Schlitzen des Raketenkörpers um Schwenkzapfen drehbar gelagert werden. Dabei empfiehlt es sich, die Achsen der Schwenkzapfen der Klappen derart geneigt gegen die von der Raketenachse gezogenen Radien verlaufen zu lassen, daß der Schwerpunkt jeder Klappe vor dem und, in Schußrichtung gesehen, seitlich vom Schwenkzapfen liegt und beim Ausschwenken seinen Abstand von der Raketenachse vergrößert.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigt Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schwanzteiles eines Raketengeschosses mit den Merkmalen der Erfindung bei geschlossenem Leitwerk, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11-II in Fig. 1, Fig. 3 den Schwanzteil des Geschosses in Seitenansicht bei geöffnetem Leitwerk, Fig. 4 eine rückwärtige Stirnansicht des Geschosses und Fig. 5 eine verkleinerte Darstellung des Geschosses innerhalb des. Abschußrohres bei geschlossenem Leitwerk.
Der Außenmantel 3 des Klappenleitwerks ist- am hinteren Ende des Geschoßkörpers 20 angeordnet, der dort so abgesetzt und zu- einer Düse 18 eingezogen ist, daß der Außenmantel 3 etwa Geschoßdurchmesser aufweist. Der sich nach hinten erweiternde Teil 16 der Düse ist mit einem Gewinde 17 auf den nach hinten zu sich verjüngenden Teil 18 der Düse aufgeschraubt und dient als Träger für die einzelnen Teile des Leitwerkes. Am äußeren Umfang des Teiles 16 sind die Laufringe von Kugellagern 1 mit Kugeln 2 angeordnet, die zwei Kugellager bilden. Infolgedessen kann vom Geschoßkörper 20, der sich um seine Längsachse dreht, kein Drehmoment auf den Außenmantel des Klappenleitwerkes übertragen werden. Zugleich nehmen die Kugellager 1, 2 den Längsdruck der Beschleunigungskräfte auf.
Innerhalb des Außenmantels 3 ist eine konzentrische Masse 7 axial verschiebbar angeordnet, in der in Winkelabständen von 60° sechs Bohrungen 4 zur Aufnahme von Gelenkzapfen 5 vorgesehen sind, an deren Enden die sechs Klappen 6 des Klappenleitwerkes angenietet sind. Mit den Klappen 6 sind ferner Schwenkzapfen 10 verbunden, die in Bohrungen 9 des Außenmantels 3 gelagert sind und gleichfalls einen Winkelabstand von 60° voneinander haben. Die Schwenkzapfen 10 sind rechtwinklig zu den Seiten eines Sechsecks angeordnet, das in einer zur Geschoßlängsachse rechtwinklig verlaufenden Ebene liegt. Der Außenmantel 3 hat gemäß Fig. 1 eingefräste Schlitze 8 zur Aufnahme je einer Klappe 6 und zur Führung für deren Schwenkbewegung.
Am Außenmantel 3 sind außerdem sechs Längsnuten 11 zwischen der inneren Zylinderfläche und den Schlitzen 8 eingefräst, die den an den Klappen 6 befestigten, exzentrisch angeordneten Gelenkzapfen 5 die nötige Bewegungsmöglichkeit während des öffnens des Leitwerks, also beim Ausschwenken der Klappen 6 verschaffen. Das Leitwerk ist hinten durch einen Ring 12 geschlossen, der an der rückwärtigen Stirnseite des Außenmantels 3 durch Schrauben 13 befestigt ist. Der Außenmantel 3 hat eine verschließbare Bohrung 15, durch die die Kugeln 2 des rückwärtigen Kugellagers eingebracht werden können.
Die Arbeitsweise des Geschosses wird nachstehend für den Fall beschrieben, daß es von einer Bodenstation abgeschossen wird. Das Geschoß befindet sich gemäß Fig.5 bei geschlossenem Leitwerk in einem Abschußrohr 19. Mit der Zündung des Treibmittels beginnt die Längsbewegung des Geschoßkörpers 20 im Abschußrohr 19 und gleichzeitig die Drehung um die Längsachse unter der Wirkung der Treibgase, die auf die inneren der Drallerzeugung dienenden Steuerflächen 14 treffen. An dieser Drehung nimmt das Klappenleitwerk mit dem Außenmantel 3 jedoch nicht teil. Sobald der Geschoßkörper 20 das Abschußrohr 19 verlassen hat, verschiebt sich die Masse 7 zufolge ihrer Trägheit gegenüber dem Antriebsimpuls relativ zum Geschoß nach hinten, eine Bewegung, die natürlich in bekannter Weise auch unter der Wirkung einer mechanischen Betätigungsvorrichtung geschehen könnte.
Die Bewegung der Masse 7 nach hinten wird durch die exzentrisch angeordneten Gelenkzapfen 5 auf die Klappen 6 übertragen, so daß diese um ihre Schwenkzapfen 10 nach außen geklappt werden und damit in die Stellung nach Fig.3 übergehen. Die Schwenkbewegung wird durch die Massenträgheit der einzelnen Klappen 6 unterstützt, da die Schwerpunkte der Flächen relativ zu den Schwenkzapfen 10 so angeordnet sind, daß bei Längsbeschleunigung ein ausschwenkendes Drehmoment entsteht. Die Schwenk-Bewegung der Klappen 6 ist nach 90° beendet, wobei die Seitenkanten der Klappen auf die Begrenzungsflächen der Schlitze 8 treffen. Damit ist auch die Bewegung der Masse 7 unterbrochen.
Die gesamte Schwenkbewegung der Klappen 6 des Leitwerkes vollzieht sich in einer Zeit von einigen Tausendsteln einer Sekunde. Das Geschoß bewegt sich dann um seine Achse rotierend längs seiner Flugbahn, während das Leitwerk infolge seiner drehbaren Lagerung auf dem Geschoßkörper durch den Luftwiderstand festgehalten wird, an der Drehung also nicht teilnimmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Im Fluge um seine Längsachse rotierendes Raketengeschoß mit Klappenleitwerk, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenleitwerk (6) auf einem Außenmantel (3) auf dem Geschoßkörper (20) um dessen Längsachse drehbar gelagert ist.
2. Raketengeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des das Leitwerk (6) tragenden Außenmantels (3) auf dem Geschoßkörper (20) in axial und radial wirkenden Wälzlagern (1, 2) erfolgt.
3. Raketengeschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (6) des Klappenleitwerks in bekannter Weise in Ausgangsstellung vom Raketenkörper (20) vollständig aufgenommen und unter der Wirkung einer Richtkraft ausgeschwenkt werden, wenn der Raketenkörper (20) das Abschußrohr verläßt, wobei die Richtkraft von einer im Raketenkörper (20) axial beweglichen, mit den Klappen (6) gekuppelten Masse (7) erzeugt wird, die sich unter der Wirkung der Beschleunigung beim Abschuß relativ zum Raketenkörper (20) rückwärts bewegt.
4. Raketengeschoß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegliche Masse aus einem Ring (7) besteht, der mit den Klappen (6) durch Gelenkzapfen (5) verbunden ist, die, in Schußrichtung gesehen, gegen die Schwenkzapfen (10) der Klappen (6) in tangentialer Richtung nach außen versetzt sind.
5. Raketengeschoß nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (6) insbesondere in dem die Treibdüse umgebenden Raum in tangentialen Schlitzen (8) des Raketenkörpers (20) um Schwenkzapfen (10) drehbar gelagert sind.
6. Raketengeschoß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Schwenkzapfen (10) der Klappen (6) derart geneigt gegen die von der Raketenachse gezogenen Radien verlaufen, daß der Schwerpunkt jeder Klappe (6) vor dem und, in Schußrichtung gesehen, seitlich vom Schwenkzapfen (10) liegt und beim Ausschwenken seinen Abstand von der Raketenachse vergrößert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1038 951, 1027 561, 594 354; schweizerische Patentschriften Nr. 321152, 313 397; USA.-Patentschriften Nr. 2 858 765, 2 671398, 1321068.