DE1294268B

DE1294268B - Vorrichtung zum Steuern eines um seine Laengsachse rotierenden Flugkoerpers

Info

Publication number: DE1294268B
Application number: DEA44129A
Authority: DE
Inventors: Holmstroem Sven Carl-Johan; Nilsson Per-Erik; Olsson Tore Bertil Reinhold
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1962-10-20
Filing date: 1963-09-24
Publication date: 1969-04-30
Also published as: CH418847A; DK106540C; BE638098A; AT253390B; NL299425A; US3443774A; GB1061588A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nun hat es sich gezeigt, daß bei gewissen Verhalt-Steuern eines um seine Längsachse rotierenden Flug- nissen zwischen der Spoilerfrequenz und der Rotakörpers, insbesondere einer Rakete, der einen mit tionsdrehzahl des Flugkörpers Erscheinungen aufeinem Kommandogeber der Bodenleitstelle in Draht- treten, die die Lenkung erschweren. Da die Drehzahl Verbindung stehenden Empfänger aufweist, wobei 5 des Flugkörpers unter anderem von äußeren, unkonvom Kommandogeber durch Betätigung je eines trollierbaren Einflüssen abhängig ist, die beim je-Höhen- und Seitenrichtorgans modulierte pulsierende weiligen Abschuß gerade vorliegen, wie z. B. vom Wellensignale erzeugt und als Mischsignale dem Wind und von der Temperatur, und da ferner bei Empfänger zugeführt sowie dort wieder getrennt und der Fertigung der Flugkörper gewisse Toleranzen zuschließlich den mit einer bestimmten Frequenz zwi- io gestanden werden müssen, die auch die Drehzahl besehen zwei Endlagen beweglichen Lenkorganen einflussen, muß man damit rechnen, daß ein Teil der (Spoilern) des Flugkörpers zugeleitet werden, wobei Flugkörper auf Grund eines ungünstigen Verhältdie Spoilerfrequenz von der Frequenz der Impulse nisses zwischen Spoilerfrequenz und Drehzahl das der Mischsignale abhängig ist. Ziel nicht treffen, wenn die Spoilerfrequenz konstant

Für eine rotierende, drahtgelenkte Rakete z. B. ent- 15 gehalten wird.

hält eine solche Vorrichtung einen stationären Korn- Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung mandogeber, von dem aus die aus zwei Spoilerpaaren zu schaffen, die diese Schwierigkeiten vermeidet und bestehenden Lenkorgane der Rakete betätigt werden. etwaige durch die beschriebenen äußeren Einflüsse Die Spoilerpaare sind in zwei senkrecht zueinander verursachte Fehllenkungen ausschaltet. Diese Aufstehenden Ebenen symmetrisch an der Rakete an- ao gäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum gebracht, wobei die Schnittlinie der Ebenen mit der Konstanthalten des Verhältnisses der Spoilerfrequenz Längsachse der Rakete zusammenfällt. und der Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers

Mittels eines in der Rakete befindlichen Kreisel- mittels eines elektrischen Signals, das von einem an

geräts wird die Winkellage der Spoilerpaare im Ver- sich bekannten Kontaktorgan des Flugkörpers an ein

hältnis zur Vertikalen gemessen, und ein Kommuta- 35 Rückimpuls-Empfangsorgan des Kommandogebers

tor auf der Kreiselachse verteilt die Signale von dem gegeben wird und das die Rotationsgeschwindigkeit

Empfänger in der Rakete derart auf die Spoilerpaare, des Flugkörpers anzeigt, die Frequenz des Kom-

daß das eine Paar während eines Viertels einer mandogebers gesteuert wird. Durch diese Maßnahme

Rotationsumdrehung der Rakete von einem Höhen- wird also sichergestellt, daß sich die Spoilerfrequenz

kommando und das andere von einem Seiten- 30 mit der Rotation des Flugkörpers ändern kann und

kommando beeinflußt werden. Während der darauf- daß somit die Wirkung äußerer Einflüsse auf den

folgenden Viertelumdrehung wird das erste Paar von Flugkörper ausgeglichen werden kann. Die Steuerung

einem Seitenkommando und das zweite Paar von des Flugkörpers ist somit zuverlässiger,

einem Höhenkommando beeinflußt. Der Wechsel zwi- Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung

sehen diesen beiden Funktionen geschieht jedesmal 35 ist gegeben, wenn mit dem vom Kontaktorgan des

dann, wenn die beiden Spoilerpaare eine Ebene Flugkörpers an den Kommandogeber zurückgeleite-

durchlaufen, die mit der Vertikalebene einen Winkel ten Signal über einen Multivibrator die Frequenz

von 45° bildet. eines Sägezahngenerators gesteuert wird, dessen

Die Spoiler bewegen sich rechtwinklig zur Längs- Signal Pulslängenmodulatoren steuert, welche zur

richtung der Rakete und haben zwei diskrete Lagen, 40 Modulierung der Amplitude und Polarität der von

zwischen welchen sie sich mit einer gewissen Fre- den Höhen- und Seitenrichtorganen des Kommando-

quenz bewegen, die von dem Kommandogeber be- gebers ausgehenden Signale vorgesehen sind,

stimmt wird. Indem man festlegt, wie lange die Ein von der Rotation des Flugkörpers abhängiges

Spoiler in der einen bzw. anderen Lage während jeder Signal kann auf verschiedene Weise gewonnen wer-

Funktionsperiode liegen sollen, erreicht man die ge- 45 den. Günstig ist es z. B., wenn das das elektrische

wünschte Lenkung der Rakete. Signal an den Kommandogeber zurückleitende Kon-

Es ist z. B. bekannt, zur Steuerung sich während taktorgan aus einem Schalter besteht, der in Abhändes Fluges um ihre Längsachse drehender Flugkörper gigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Flugaus diesen Steuerflügel auszufahren. Die Betätigung körpers den Stromkreis zwischen dem Kommandodieser mit Spoilern vergleichbaren Steuerflügel er- 50 geber und dem Empfänger kurzzeitig abschaltet,
folgt aber nur, wenn eine Kurskorrektur erforderlich Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist jeist, also nicht ständig. Hierbei wird eine von der doch auch gegeben, wenn das das elektrische Signal Rotation abhängige Spannung erzeugt. Jedoch liegt an den Kommandogeber zurückleitende Kontakthier überhaupt keine Spoilerfunktion der eingangs organ ein Relais steuert, das in Abhängigkeit von der beschriebenen Art vor. 55 Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers die Lenk-

Es ist ferner bekannt, bei Raketen allein zum drähte des Kommandogebers kurzzeitig vom Emp-

Zweck der Stabilisierung in Abhängigkeit von dem fänger auf eine Spannungsquelle des Flugkörpers um-

Ausgangssignal eines Lagenmeßgliedes Steuerflügel schaltet.

der Rakete zu bestimmter Zeit gleichzeitig oder nach- Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug-

einander in gleicher oder unterschiedlicher Richtung 60 nähme auf die Zeichnung näher beschrieben, von

auszulenken. Die hierbei zu stabilisierende Eigen- denen

drehung der Rakete dient auch zur Betätigung F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage

kommutatorähnlicher Schalteinrichtungen, bei denen zeigt, welche eine Vorrichtung gemäß vorliegender

eine Schaltung durch die Bewegung eines lagenver- Erfindung enthält, während

änderlichen Teiles über lagefeste Schaltstücke aus- 65 F i g. 2 und 3 Schaltungsbilder sind, die im wesent-

gelöst wird. Jedoch liegt auch hier das Problem der liehen in Blockdarstellung Beispiele für Alternativen

Steuerung von Spoilern mit einer bestimmten Fre- der Vorrichtung zeigen,

quenz nicht vor. In Fig. 1 werden eine Rakete und ein stationärer

Claims

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Kommandogeber 1 gezeigt. Die Rakete ist mit vier einem Verstärkern zugeführt, dessen Ausgangs-Flügeln versehen, die symmetrisch am Raketenkörper signal einen monostabilen Multivibrator 22 steuert, angebracht sind, und in jeder Flügelebene sitzt ein In zwei nachgeschalteten Filtern 23 und 24 wird das Spoilerpaar für die Lenkung der Rakete. In der Figur Signal des monostabilen Multivibrators 22 in der werden zwei der Flügel 3 und 4 mit den dazugehöri- 5 Weise beeinflußt, daß ein Mittelwert des überführten

gen Spoilern 5 und 5' gezeigt. Signals erhalten wird. Die genannte Mittelwertspan-

Der Kommandogeber 1 besitzt zwei Drehknöpfe 6 nung wird für die Steuerung der Frequenz eines

und 6', die für die Höhen- und Seitenlenkung der Sägezahngenerators 25 verwendet, dessen erzeugtes

Rakete vorgesehen sind. Der Drehknopf 6 dient so- Signal über die Leitung 26 den obengenannten PuIs-

mit für die Lenkung in Höhenrichtung, wie aus der io längenmodulatoren 9 und 9' zugeführt wird. Die

Bezeichnung H neben dem Drehknopf hervorgeht, Frequenz des Generators 25 und der Ausgangssignale

der Drehknopf 6' ist für die Lenkung in Seitenrich- der Einheiten 9 und 9' werden somit gleich einer

tung vorgesehen. Dies wird durch den Buchstaben S Konstanten mal der Mittelwertspannung aus dem

neben dem Drehknopf angegeben. Filter 24 sein, d. h. gleich einer Konstanten mal der

Der Drehknopf 6 steht in Verbindung mit einer 15 Rotationsgeschwindigkeit der Rakete. Das Verhältnis

Einheit 7, welche eine Spannung erzeugt, die direkt zwischen der Spoilerfrequenz und der Rotations-

von der Winkellage des Drehknopfes abhängig ist. geschwindigkeit der Rakete wird somit konstant ge-

Dabei wird angenommen, daß der Drehknopf die halten.

Nullage einnimmt, wenn die Rakete sich auf dem F i g. 2 zeigt eine Ausführung, bei der das Kontaktrichtigen Kurs befindet, daß aber bei einer gewünsch- 30 organ 14 aus einem Kommutator auf der Kreiselten Kursänderung der Drehknopf um einen gewissen achse der Rakete besteht, welcher pro Umdrehung Winkel gedreht wird. Die Spannung der Einheit 7 eine gewisse Anzahl kurzzeitiger Unterbrechungen wird einer Einheit 8 zugeführt, welche die von der des Lenkdrahtkreises hervorruft, und bei der das Bedienungsperson eventuell verursachten Über- Empfangsorgan 15 aus einem Detektor besteht, der Steuerungen dämpft. 25 die Stromverminderung im Lenkdrahtkreis wahr-

Das Signal der Einheit 8 wird danach einem Puls- nimmt, die durch diese Unterbrechungen hervor-

längenmodulator 9 zugeführt, dem außerdem von gerufen wird.

einem Sägezahngenerator 25 eine Sägezahnspannung In F i g. 3 besteht das Kontaktorgan 14 aus einem

vorausbestimmter Frequenz zugeführt wird. Im Kommutator, der über eine erste Spannungsquelle 31

Modulator wird ein Signal von der gleichen Frequenz 30 an ein Relais 27 bis 30 angeschlossen ist. Das Relais

wie die der Sägezahnspannung erzeugt, jedoch mit unterbricht kurzzeitig die beiden Lenkdrähte 11 und

einer Wellenform von Rechteckcharakter. Das er- 12 und schaltet diese an eine zweite Spannungsquelle

zeugte Signal wird der Einheit 10 zugeführt. 32 mit hoher Spannung, vorzugsweise etwa 100 V.

Das Signal der Einheit 8 beeinflußt das in dem Diese Umschaltung geschieht mit Hilfe der Kontakt-Pulslängenmodulator 9 gebildete Signal in der Art, 35 federn 29 und 30 des Relais und der Kontakte 33 daß sich die Länge der beiden Halbwellen in Über- bis 36. Die dadurch hervorgerufene Stromerhöhung einstimmung mit diesem Signal ändert. Demnach im Lenkdrahtkreis wird vom Empfangsorgan 15 haben die beiden Halbwellen bei der Nullage des registriert, welches aus einem Hochstromdetektor be-Drehknopfes 6 die gleiche Länge, während sie bei steht. Eine Variante der Anordnung gemäß F i g. 3 einer Abweichung von der Nullage von verschiedener 40 ergibt sich, wenn man den einen Pol der Hochspan-Länge sind. nungsquelle 32 ständig mit dem einen Lenkdraht ver-

Die Teile 6', T, 8' und 9' haben genau die gleiche bunden läßt und nur einen Relaiskontakt verwendet.

Wirkungsweise wie die Teile 6 bis 9. Die Signale der An Stelle von Gleichspannung kann in F i g. 3 auch

beiden Teile 9 und 9' werden der Einheit 10 zu- eine Wechselspannungsquelle eingeschaltet werden,

geführt, wo sie derart gemischt werden, daß das eine 45 so daß man an Stelle kurzer Impulse einen kurzen

Signal die Amplitude und das andere die Polarität Impulszug erhält.

des von der Einheit 10 ausgehenden Signals beein- Es dürfte offensichtlich sein, daß die Funktion des flußt. Das letztgenannte Signal wird mittels der Kontaktorgans auf jede andere beliebige Weise erDrähte 11 und 12 und der Leitungen 10' und 13 reicht werden kann, beispielsweise mit Hilfe von einem Kreis zugeführt, der aus einem Kontaktorgan 50 Transistoren.

14 und einem Empfangsorgan 15 besteht. Letzt- Es ist auch möglich, auf konventionelle Art ein genanntes Organ ist so konstruiert, daß ein Signal Signal über die Lenkdrähte zum Boden zu telemefür die Änderungen im Kreis erzeugt wird, welche trieren, welches Informationen über die Drehzahl vom Kontaktorgan verursacht werden. Zu dem Kreis enthält. Die auf diese Weise erhaltenen Signale gehört auch ein Filternetz 16, welches das übertra- 55 können zur Steuerung des monostabilen Multigene Signal zur Einheit 17 weiterbefördert, wo es in vibrators 22 verwendet werden,
seine ursprünglichen Teile aufgetrennt wird, wobei Das Kontaktorgan 14 kann auch von einer anderen der Signalteil des Pulslängenmodulators 9 zu einem Größe als der Rotation beeinflußt werden.
Verstärker 18 und der Signalteil des Pulslängenmodulators 9' zu einem Verstärker 18' geführt wird. 60 Patentansprüche:
Von den Verstärkern 18 und 18' werden die letztgenannten Signale einem Kommutator 19 zugeleitet, 1. Vorrichtung zum Steuern eines um seine der in Verbindung mit zwei Spoilerpaaren steht, so Längsachse rotierenden Flugkörpers, insbesondaß jedes Signal einem Spoilerpaar auf die oben- dere einer Rakete, der einen mit einem genannte Art zugeführt wird. In der Figur wird nur 65 Kommandogeber der Bodenleitstelle in Drahtverein Spoilerpaar gezeigt, welches Signale über die bindung stehenden Empfänger aufweist, wobei Leitungen 20 und 20' erhält. vom Kommandogeber durch Betätigung je eines Das im Empfangsorgan 15 gebildete Signal wird Höhen- und Seitenrichtorgans modulierte pulsie-

rende Wellensignale erzeugt und als Mischsignale dem Empfänger zugeführt sowie dort wieder getrennt und schließlich den mit einer bestimmten Frequenz zwischen zwei Endlagen beweglichen Lenkorganen (Spoilern) des Flugkörpers zugeleitet werden, wobei die Spoilerfrequenz von der Frequenz der Impulse der Mischsignale abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Konstanthalten des Verhältnisses der Spoilerfrequenz und der Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers mittels eines elektrischen Signals, das von einem an sich bekannten Kontaktorgan (14) des Flugkörpers an ein Rückimpuls-Empfangsorgan(15) des Kommandogebers (1) gegeben wird und das die Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers anzeigt, die Frequenz des Kommandogebers (1) gesteuert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem vom Kontaktorgan (14) des Flugkörpers an den Kommandogeber (1) ao zurückgeleiteten Signal über einen Multivibrator (22) die Frequenz eines Sägezahngenerators (25) gesteuert wird, dessen Signal Pulslängenmodulatoren (9,9') steuert, welche zur Modulierung der Amplitude und Polarität der von den Höhen- und Seitenrichtorganen (6,6') des Kommandogebers (1) ausgehenden Signale vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das elektrische Signal an den Kommandogeber (1) zurückleitende Kontaktorgan (14) aus einem Schalter besteht, der in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers den Stromkreis zwischen dem Kommandogeber (1) und Empfänger (2) kurzzeitig abschaltet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das elektrische Signal an den Kommandogeber (1) zurückleitende Kontaktorgan (14) ein Relais (27 bis 30) steuert, das in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers die Lenkdrähte (11,12) des Kommandogebers (1) kurzzeitig vom Empfänger (2) auf eine Spannungsquelle (32) des Flugkörpers umschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen