-
Steuervorrichtung für ein Geschoß Die Erfindung bezieht sich auf eine
Steuervorrichtung für ein in der Flugbahn rotierendes Geschoß mit zwei sich gegenüberliegenden
Steuerflächen, die unter der Wirkung eines Steuersignals aus dem Geschoßmantel heraus
in den Luftstrom ausgebracht werden.
-
Bekannt ist eine Steuervorrichtung für ein drallstabilisiertes Geschoß,
wobei Steuerimpulse symmetrisch auf ein Paar einziehbarer, sich gegenüberliegender
Flügel wirken und das Ausmaß des Heraustretens dieser Flügel aus der Geschoßoberfläche
steuern. Mit dieser Steuereinrichtung wird die Flugweite des Geschosses gesteuert.
Durch das Ausschwenken der Flügel wird der Gesamtluftwiderstand des Geschosses erhöht
und dadurch ein überfliegen des Zieles verhindert.
-
Der Erfindung liegt zusätzlich die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung
des Geschosses in beliebiger Richtung zu ermöglichen. Zum Erreichen dieses Zieles
sieht die Erfindung vor, daß die beiden Steuerflächen Flügel sind, die in Abhängigkeit
von dem Steuersignal während eines vorgegebenen veränderlichen Teiles der Umdrehung
des Geschosses um seine Längsachse durch eine Flügel-Betätigungsvorrichtung um quer
zur Geschoßachse liegende Achsen ein- und ausgeschwenkt werden.
-
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung wird bei Geschossen verwandt,
die mit einer niedrigen Drehzahl, z. B. von etwa fünfzehn Umdrehungen pro Se# kunde,
um ihre eigene Achse rotieren. Beim Ein-und Ausschwenken der Flügel treten damit
nur geringe Trägheitskräfte auf, die durchaus beherrscht werden können. Bei ausgeschwenkten
Flügeln ergeben sich aerodynamische Kräfte, mit denen Kurs und Neigung des Geschosses
korrigiert werden.
-
Die Erfindung sieht weiter vor, daß das Steuer-#ignal in an sich bekannter
Weise von einem Zielsuchkopf entnommen wird. Hierbei kann es sich um einen
optischen Infrarot-Zielsuchkopf handeln, der die Abweichung des Geschosses vom Sollkurs
in Polarkoordinaten angibt.
-
Erfindungsgemäß haben die Flügel gegen die Flugrichtung einen festen
Anstellwinkel.
-
Die Erfindung sieht weiter vor, daß eine Flügel-Einziehvorrichtung
die Flügel bei Abschalten der Betätigungsvorrichtung einzieht. Diese Betätigungsvorrichtung,
die auf ein elektrisches Steuersignal anspricht, enthält einen Heißgas-Servomechanismus.
Dieser Heißgas-Servomechanismus enthält nach einem weiteren Gedanken der Erfindung
einen Gasgenerator, der einem mit Gasdruck betätigten Kolben Gas zuführt und der
durch eine elektrisch empfindliche, den Gasdruck auf den Kolben regulierende Vorrichtung
gesteuert wird, wobei der Heißgas-Servomechanismus den Kolben mit den Steuerflügeln
verbindende Gelenke enthält.
-
Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß der Gaserzeuger an eine
Gaskammer mit einem Gasauslaß in einer K2rnmerwand verbunden ist und die elektrisch
empfindliche Vorrichtung zum Steuern des auf den Kolben einwirkenden Gasdruckes
ein elektrisch gesteuertes Ventil zum Öffnen und Schließen des Auslasses aufweist.
-
An Hand der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung sei die Erfindung
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Geschoß in Seitenansicht, in dem die
erfindungsgemäße Steuervorrichtung verwendet wird, F i g. 2 eine Darstellung
der Abhängigkeit des Aus- und Einstellens der Flügel über einer halben axialen Drehung
des Geschosses, F i g. 3 einen Schnitt durch den Heißgas-Servomechanismus
nach der Schnittlinie III-III der Fig. 1,
F i g. 4 einen Teil des Heißgas-Servomechanismus
in Schrägansicht mit herausgeschwenkten Flügeln, F i g. 5 den Gasgenerator,
die Kolbenkammer, die Gasdruck-Regelvorrichtung und das zugehörige Ventil, F i
g. 6 einen Schnitt nach der Schnittlinie VI-"v'l der F i g.
5,
F i g. 7 einen Schnitt nach der Schnittlinie VH-VII der F i
g. 5.
Zur Erleichterung - der Beschreibung und Erklärung
der Wirkungsweise der Erfindung sei diese beispielsweise an Hand eines Geschosses
erläutert.
-
Das Geschoß nach F i g. 1 ist auseinandergezogen dargestellt
und besteht « aus dem Suchkopf 11, -der Elektronik-Einrichtung 1-2,.
dem Heißgas-Servomechanismus 13, dein Nutzlastträger 14 . und dem
Motor 15. Bei dem Suchkopf 1.1 handelt es sich. um einen über einen
freien Kreisel stabilisierten Wärme-Spürmechanismus.
-
Die Flugsteuerung des Geschosses erfolgt durch zwei einziehbare Flügel,
die in dem in F i g. 1 dargestellten Servomechanismus 13 angeordnet
sind. Damit diese Flügel zur Wirkung kommen können, muß das Geschoß. eine
gleichmäßige Drehung ausführen. Diese -DrefiÜ-ng kann durch verschiedene Methoden
herbeigeführt werden. Eine Methode ist , angestellten Raketendie Verwendung
von schräg düsen. Eine andere ist die Verwendung von schräg angestellten S.chWa&üossen.;
Der Servomechanismus für den.Antrieb der Flügel ist so eingestellt, daß sich die
Flügel dann nach außen bewegen, wenn die Spannung eines Demodulators der Elektromk-Einrichtung
eine bestimmte Vorspannung` übers-chreitet. Die Flügel werden während eines'Teildä
jeder Umdrehung nach außen geschwenkt. Die Zeitdauer des ausgeschwenkten Zustandes
entspricht der gewünschten Richtungsänderung. Die Zei4, während der die Flügel ausgeschwenkt
sind, wird als Steuerintervall bezeichnet (siehe auch F i g. 2). '" In F
i g. 2 werden die Flügel durch kleine 'Rechtecke und dass Geschoß"durch einen
Kreis angedeutet. Die Pfeile F,# und F., sind Kraftvektoren in einem Koordinatensystem
X, Z, das seinen Koordinatenanfangspunkt im Schwerpunkt des Geschosses hat. Die
beiden Kräfte F., und F., setzen sich zu dein wirklichen Auftrieb zusammen. In der
Elektronik-Einrichtung wird ein613 ' ezugsphase und eine Signalphase gebildet,
die letztere in Abhängigkeit von der Abweichung der Sollflugbahn von der Istflugbahn
des Geschosses. Das Geschoß rotiert in der Pfeil-: richtung. Bei in gleicher Richtung.liegender
Signal-und Bezugsphase (mittleres Vektordiagramm) weist der resultierende Auftrieb
genau in Zielrichtung (nach oben). Liegt die Signalphase gegenüber der Bezugsphaseyerschoben,
resultiert ein Auftrieb, der das Geschoß nach links oder nach rechts umlenkt und
ins Ziel führt. Dies zeigen die Vektordiagramme über dem zweiten und vierten Bild
in der ersten Reihe von F i g. 2.
-
Die Steuereinrichtung besteht aus einem Heißgas-Servomechanismus.
Bei dem Längsschnitt gemäß F i g. 3 sind die Flügel 34 an einen Heißgaskolben
35
angelenkt. Die übertragungsglieder bestehen aus Bolzen 36, einem
Gelenk 37 und einem Gelenk 38.
Die Flügel werden um die Achsen 41 nach
außen verschwenkt, wenn sich der Kolben 35 rückwärts be-
wegt. Sobald
der Gasdruck entwichen ist. werden die Flügel 34 durch eine Einzelvorrichtung 42
bil# dende Blattfedern und aerodynamische Kräfte in ihre Ausgangslage zurückgeschwenkt.
-
F i g. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung die ausgeschwenkten
Flügel, die Flügelanlenkung und den Kolben 35.
-
In den F i g. 5 und 6 ist der Gasgenerator 43 dargestellt,
durch den der Gasdruck erzeugt wird. In dem Gasgenerator wird ein fester Treibstoff
verwendet, der durch einen herkömmlichen Zünder gezündet wird. Durch die Zündung
des Treibstoffes wird das für die Betätigung der Flügel erforderliche Heiß-.gas
erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gasgenerator 43 beim Start
des Geschosses gezündet. Wie in F i g. 6 dargestellt, strömt Heißgas durch
die Bohrung 49 und die Bohrung 47 und den Gasauslaß, 48 hinter den Kolben. Das in
F i g. 5
dargestellte Ventil 46 öffnet und schließt den Gasauslaß 48. Das
Ventil wird durch eine Vorrichtung bestehend aus einer Spule 45 und einem Magneten
51 betätigt. Diese sind in den F i g. 5 und 6 dargestellt.
Wird die Spule erregt, schließt das Ventil 46 -den Gasauslaß 48,'so daß der- Gasdruck
den Kolben 35 beaufschlagt und ihn nach hinten schiebt. Zwecks Vermeidung
eines Druckaufbaus auf der Rückseite des Kolbens ist eine Öffnung 52 vorgesehen.
Sobald das Ventil 46 von dem Gasauslaß 48* abgehoben wird, kann das Gas entweichen
und die in F i g. J
dargestellte und aus Blattfedem bestehende Flügel-Einziehvorrichtung
42 drückt im Zusammenwirken mit der Luftströmung die Flügel 34 in ihre geschlossene
Position zurück.
-
Da es viele Möglichkeiten gibt, die erfindungsge-, mäße Steuereinrichtung
zu verwenden, sei folgende Möglichkeit vorgeschlagen: Die Außenbatterie wird benutzt,
um den Kreisel auf die erforderliche Geschwindigkeit zu bringen. Sodann wird das
Geschoß auf das Ziel gerichtet. Der Suchkopf sucht das Ziel und die lichtempfindliche
Zelle erzeugt clektrische -Impulse, durch die ein Fehlersignal erzeugt wird.
-
Ein kleiner Signalyerstärker verstärkt das Fehlersignal. Die Ausgangsspannung
des Verstärkers wird in einem Lautsprecher hörbar gemacht und benachrichtigt den
Bedienungsmann, daß das Ziel aufgefaßt ist. Andere Methoden zur Benachrichtigung
des Bedienungsmannes über die Zielauffassung sind möglich. Das Fehlersignal wird
sodann auf die gewünschte Bandbreite gefiltert, gleichgerichtet, in der Phase umgekehrt
und auf einen Phasengleichrichter und auf einen Präzessionswicklungsvorverstärker
mit Gegentaktschaltung gegeben. Durch die Präzessionswicklung des Magneten wird
ein magnetisches Induktionsfeld in Abhängigkeit des vom Vorverstärker empfangenen
Signals erzeugt. Durch dieses Feld wird ein Drehmoment auf den rotierenden Magneten
ausgeübt so daß sich der Suchkopf genauer auf das Ziel ausrichtet.
-
Durch den Drehmagneten wird in der Bezugswicklung eine Spannung induziert.
Diese Bezugsspannung wird in dem Phasengleichrichter mit dem Fehlersignal verglichen.
Die Ausgangsspannung des Phasengleichrichters -wird verstärkt und auf die Ventilwicklung
übertragen, die die Ventilbewegung und hierdurch die Bewegung des Kolbens und der
Flügel 34 steuert.