Zusatz zu Patent 14
28 715 )Addition to patent 14 28 715 )
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Lenkvorrichtung für
einen Flugkörper,
der aus einem die Nutzlast und das Triebwerk aufnehmenden Hauptteil und
aus einem um die Achse des Flugkörpers
drehbaren Steuerteil besteht, wobei der Steuerteil die Lenkelemente
trägt,
die wahlweise in Abhängigkeit von
Lenksignalen einer Leitstelle und bzw. oder von Roll-Lage-Signalen
eines Stabilisierungskreisels auf den Steuerteil ein Rollmoment
sowie Höhen-
und Seiten-Steuerimpulse ausüben,
wobei die Lenkelemente aus einem in bekannter Weise beiderseits
der Flugkörperachse
angeordneten Ruderpaar bestehen und die die richtige Roll-Laged
durch aerodynamischbetätigte
Verstellmittel erreicht wird, die auf den frei drehbaren Steuerteil
wirken, nach Patent ( 14 28 715 ).The invention relates to a steering device for a missile, which consists of a main part receiving the payload and the engine, and a control part rotatable about the axis of the missile, the control part carrying the steering elements, which are selectively dependent on steering signals of a control center and / or . or roll position signals from a stabilizing gyro exert a rolling moment and altitude and side control impulses on the control part, the steering elements consisting of a pair of oars arranged in a known manner on both sides of the missile axis and the correct roll position being achieved by aerodynamically actuated adjusting means , which act on the freely rotatable control part, according to patent ( 14 28 715 ).
Bei der Lenkvorrichtung nach dem
Hauptpatent sind als Lenkelemente zwei nach Art eines Kreuzflüglers beiderseits
der Flugkörperachse
angeordnete Ruderpaare vorgesehen, von denen das erste zur wechselweisen
Erzeugung eines den Steuerteil in der einen bzw. anderen Drehrichtung
mit jeweils gleicher Wirkung beaufschlagenden Moments von einer
ersten Betätigungseinrichtung
jeweils gegensinnig und von denen das zweite zur wechselweisen Erzeugung
einer radial an der Flugkörperachse angreifenden
Lenkkraft bzw. einer gegenüber
der Flugkörperachse
ausgeglichenen Stabilisierungskraft von einer zweiten Betätigungseinrichtung
jeweils gleichsinnig und unabhängig
von der ersten Betätigungseinrichtung
aus einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung und umgekehrt
verschwenkbar ist. Zur Erzeugung von bestimmten, in Abhängigkeit
der jeweligen Roll-Lage des Steuerteils vrrksamen Höhen- und
bzw. oder Seiten-Steuer-Komponenten sind demnach immer zwei mechanische
Stellvorgänge
erforderlich, deren Ablauf durch ein Steuergerät laufend aufeinander abgestimmt
werden muß. So
hat es sich gezeigt, daß die
Anwendung einer Lenkvorrichtung mit getrennter Momenten- und Lenkkraft-Erzeugung
für den
Einsatz von größeren Flugkörpern über weitere
Entfernungen von Vorteil sein kann, insbesondere wenn beispielsweise
ein ortsfestes Ziel im gerichteten Abschuss erreicht werden soll
und relativ wenige Änderungen
der vorbestimmten Flugbahn erforderlich sind. Der Forderung nach
möglichst
kleinen, aerodynamisch schlanken und leicht lenkbaren Flugkörpern mit
einer vergrößerten Nutzlastkapazität zur Verfolgung
von Zielen mit relativ hoher Eigengeschwindigkeit sind jedoch durch den
für die
Betätigungseinrichtungen
der Lenkelemente erforderlichen Aufwand an Masse und Bauvolumen
einerseits und andererseits auch durch die relativ hohen Herstellungskosten
für die
Vielzahl der erforderlichen Teile derartiger, für nur jeweils einen Einsatz
vorgesehenen Verlustgeräte,
aus Wirtschaftlichkeitserwägungen
heraus Grenzen gesetzt.In the steering device after
The main patent as steering elements are two in the manner of a cross-wing aircraft on both sides
the missile axis
arranged rudder pairs provided, the first of which alternately
Generation of the control part in one or the other direction of rotation
moments of one with the same effect
first actuator
each in opposite directions and of which the second for alternate generation
one engaging radially on the missile axis
Steering force or one opposite
the missile axis
balanced stabilizing force from a second actuator
each in the same direction and independently
from the first actuator
from a first end position to a second end position and vice versa
is pivotable. To generate certain, depending
the respective roll position of the control part of the correct height and
or or side control components are therefore always two mechanical
actuating processes
required, the process of which is continuously coordinated by a control unit
must become. So
it has been shown that the
Use of a steering device with separate torque and steering force generation
for the
Use of larger missiles over others
Distances can be beneficial, especially if, for example
a fixed target is to be achieved in targeted shooting
and relatively few changes
the predetermined trajectory are required. The demand
preferably
small, aerodynamically slim and easily steerable missiles
increased payload capacity for tracking
targets with a relatively high airspeed are
for the
actuators
the steering elements required effort in terms of mass and volume
on the one hand and on the other hand due to the relatively high production costs
for the
Many of the required parts of such, for only one use at a time
intended loss devices,
from economic considerations
set limits.
Aufgabe der Erfindung ist es, die
Lenkvorrichtung nach dem Hauptpatent so weiterzubilden und zu verbessern,
daß einerseits
sowohl die Erzeugung eines Drehmoments mit wechselnden Drehsinn,
zumindest eines Roll-Lage-Ausgleichs des Steuerteils, als auch die
Erzeugung von Höhen-
und Seiten-Steuerimpulsen
mit einer möglichst
geringen Anzahl von in kompakter Bauweise relativ zueinander verstellbaren
Teilen unter Anwendung des Pulsens mindestens eines Ruders beim
Durchgang durch die richtige Rollage gewährleistet ist und andererseits
eine Anpassung des Ansprechverhaltens des Steuerteils an den jeweiligen
Verwendungszweck des Flugkörpers,
insbesondere auch eine Verwendung für Höchstgeschwindigkeitsflugkörper ermöglicht wird.The object of the invention is that
To further develop and improve the steering device according to the main patent,
that on the one hand
both the generation of a torque with changing direction of rotation,
at least one roll position compensation of the control part, as well as the
Generation of altitude
and side control pulses
with one if possible
small number of adjustable in a compact design relative to each other
Share using the pulse of at least one oar on the
Passage through the correct rollage is guaranteed and on the other hand
an adaptation of the response behavior of the control part to the respective
Intended use of the missile,
in particular, a use for high-speed missiles is made possible.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Lenkelemente
und die Verstellmittel zur Erreichung der richtigen Rollage derselben
dadurch vereinigt sind, daß ein
Ruder des Ruderpaares eine feste Anstellung bezüglich der Flugkörperachse
hat und das zweite Ruder zwischen zwei Anstellungen hin- und herschaltbar
ist, wobei die Anstellungsebene des festen Ruders winkelmäßig zwischen
den beiden äußersten
Anstellungsebenen des anderen, verschwenkbaren Ruders liegt.The invention solves this problem in that the steering elements
and the adjustment means to achieve the correct roll position of the same
are united in that a
Rudder of the rudder pair a permanent position with respect to the missile axis
and the second rudder can be switched between two positions
is, the plane of attack of the fixed rudder angularly between
the two outermost
Laying levels of the other, swiveling rudder lies.
Zwar ist bei Flugkörpern der
ersten Generation ( US-PS
3.010.677 ) bereits versucht worden, Höhen- bzw. Seitensteuerimpulse
sowie Rollage-Korrekturen unter Benutzung von lediglich. zwei Ruderflächen sowie
unter Ausnutzung des Dralls der gesamten rotierenden Masse eines
einteiligen Flugkörpers
durch seitliches Ein- bzw. Ausschwenken eines Ruderpaars zu erzielen,
wenn dessen Verbindungsebene mit dem Ziel einen Winkel kleiner bzw.
größer als
etwa 45° einschließt.
Jedoch hat man bald erkannt, daß durch
ein derartig pulsierendes Ruderpaar außer den beabsichtigten Steuerimpulsen
auch eine Reihe von unerwünschten
Begleiterscheinungen, insbesondere eine durch das Ein- und Ausfahren
der Ruder aus dem Flugkörperrumpf
bedingte und mit zunehmender Eigengeschwindigkeits des Flugkörpers dessen
Steuerungsfähigkeit
negativ beeinträchtigende
Wiederstandsänderung,
in Kauf genommen werden müssen.
Die Anwendung dieser bekannten Lenkvorrichtung, die Ruderausschläge nur jeweils
unter einem konstanten Winkel gegenüber der Flugkörperachse
zuläßt und ihrer
Auslegung nach für
Flugkörper
mit einem Zielsuchkopf nur für relativ
geringfügige
Kurskorrekturen gedacht ist, kann demnach bestensfalls für relativ
langsame, insbesondere aber kleine sowie einteilige Flugkörper mit genügendem Schubüberschuß in Betracht
gezogen werden.For first generation missiles ( U.S. Patent 3,010,677 ) attempts have already been made to use altitude or side control impulses as well as rollage corrections. to achieve two rudder surfaces as well as by using the swirl of the entire rotating mass of a one-piece missile by swiveling in or out a rudder pair if its connecting plane includes an angle smaller or greater than approximately 45 ° with the aim. However, it was soon recognized that such a pulsating rudder pair, in addition to the intended control impulses, also resulted in a number of undesirable side effects, in particular a change in resistance caused by the rudder moving in and out of the fuselage fuselage, and with increasing self-speed of the missile negatively affecting its control ability Purchase must be made. The use of this known steering device, which allows rudder deflections only at a constant angle with respect to the missile axis and is designed for missiles with a seeker head only for relatively minor course corrections, can therefore at best for relatively slow, but especially small and one-piece missiles with sufficient Excess thrust should be considered.
Demgegenüber wird durch die erfindungsgemäße Maßnahmen
bei praktisch konstantem Stirnwiderstand des Flugkörpers und
uneingeschränktem Anwendungsbereich
eine gleichzeitige Rollmoment- sowie Höhen- bzw. Seiten-Steuerimpuls-Erzeugung mit
lediglich einer von der Schuberzeugung des Flugkörpers unabhängigen Betätigungseinrichtung erreicht.In contrast, the measures according to the invention, with practically constant frontal resistance of the missile and unrestricted area of application, produce simultaneous roll moment and altitude or side control pulse with only one of the thrust generation of the flight body independent actuator reached.
Gegenüber der Lösung nach dem Hauptpatent ( 14 28 715 ) ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
aus dem Umstand, daß zumindest
ein Ruder bei Durchgang durch die richtige Rollage pulsiert, ein
spürbar
verfeinertes Ansprechverhalten, Darüber hinaus wirkt sich der Wegfall
der bisher für
die zweite Betätigungsvorrichtung
und das zweite verstellbare Ruderpaar erforderliche Aufwand nicht
nur in einer Verringerung des Trägheitsmoments
des Steuerteils, sondern gleichzeitig auch in einer wesentlichen
Vereinfachung des Aufbaues, der Herstellung, der Montage und der
Wartung der Lenkvorrichtung aus. Gleichzeitig ergeben sich aus den Verbesserungen
des Ansprechverhaltens des Steuerteils auch dementsprechend erweiterte
Anwendungsmöglichkeiten.
Hierbei ist nicht zuletzt die durch die Erfindung mögliche Ausnutzung
eines spürbar
vergrößerten Nutzlastanteils
mit bisher nicht erreichter Wirtschaftlichkeit wesentlich.Compared to the solution under the main patent ( 14 28 715 ) arises in the steering device according to the invention from the fact that at least one rudder pulsates when passing through the correct roll position, a noticeably refined response, in addition, the elimination of the effort previously required for the second actuating device and the second adjustable rudder pair not only affects a reduction in the moment of inertia of the control part, but at the same time also in a substantial simplification of the construction, manufacture, assembly and maintenance of the steering device. At the same time, the improvements in the response behavior of the control part also result in correspondingly expanded application possibilities. Last but not least, the exploitation of a noticeably increased payload component with the previously unattainable economy is essential.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß die
Winkelhalbierende der Anstellungen des schwenkbaren Ruders in der Ebene
des festen Ruders liegt.After an expedient development of the invention
it is envisaged that the
Bisector of the positions of the swiveling rudder in the plane
of the firm oar.
Durch eine derartige Anordnung wird
einerseits ein ausgeglichenes, auch für den Lenkschützen bei
der Erzeugung von Nachfolgesignalen durch Handbetätigung eines
Kommandogebers leicht erfassbares Ansprech- bzw. Lenkverhalten des
Flugkörpers
erzielt. Andererseits läßt sich
die bordseitige Aufbereitung und Verarbeitung der Lenk- bzw. Roll-Lage-Signale mit relativ
einfachen, kosten- und raumsparende Mitteln durchführen, so
daß eine
hohe Wirtschaftlichkeit sowie eine große Zuverlässigkeit gegeben sind.With such an arrangement
on the one hand a balanced, also for the steering shooters
the generation of follow-up signals by manual operation of a
Command transmitter easily detectable response or steering behavior of the
missile
achieved. On the other hand,
the onboard preparation and processing of the steering or roll position signals with relative
carry out simple, cost-saving and space-saving means, so
that a
high cost-effectiveness and great reliability are given.
Bei Flugkörpern hoher Geschwindigkeiten soll
der Stirnwiderstand durch unterschiedliches Anstellen von Rudern
oder dergleichen möglichst
wenig geändert
werden, Als alternative Ausführungsform wird
von einer Lösung
der eingangs genannten Art nach dem Hauptpatent ( 14 28 715 ) ausgegangen, dessen beide
als Lenkelemente wirkende Ruder zur Erreichung einer Höhen- und
bzw. oder Seitensteuerung von einer Betätigungseinrichtung verschwenkt werden.
Dabei ist vorgesehen, daß die
Lenkmittel und die Verstellmittel zur Erreichung der richtigen Roll-Lage
derselben dadurch vereinigt sind, daß die beiden drehbar gelagerten
Ruder zu Lenkzwecken gegensinnig in je eine von zwei Anstellungen
schaltbar sind und daß die
Winkelhalbierende beiden äußersten
Anstellungen beider Ruder in einer zur Flugkörperachse geneigten Ebene liegt
und die Ausgangsstellung für
die gegensinnige Betätigung
bildet.In the case of missiles at high speeds, the face resistance should be changed as little as possible by differently positioning rudders or the like. As an alternative embodiment, a solution of the type mentioned at the outset according to the main patent ( 14 28 715 ), whose two rudders, which act as steering elements, are pivoted by an actuating device in order to achieve height and / or lateral control. It is provided that the steering means and the adjusting means for achieving the correct roll position of the same are combined in that the two rotatably mounted rudders can be switched in opposite directions to one of two positions for steering purposes and that the bisector of the two extreme positions of both rudders in one is inclined to the missile axis plane and forms the starting position for the opposite actuation.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung läßt sich
die Wirksamkeit der Lenkelemente der besonderen Ausbildung des Flugkörpers bzw. dem
speziellen Verwendungszweck dadurch anpassen, daß beide äußersten Anstellungen der beiden schwenkbaren
Ruder auf einer Seite derjenigen Ebene liegen, die durch die Flugkörperachse
und durch beide Schwenkachsen geht, Dadurch läßt sich durch besonders einfache
Weise in einer vorgewählten Drehrichtung
ein je nach Auslegung mehr oder weniger großes Drehmoment als in der anderen
Drehrichtung erzeugen, daß sich
das Rollmoment des Steuerteils beim Umschalten eines oder beider
Ruder von einer Endlage die andere Endlage in Abhängigkeit der
sonstigen Auslegung des Flugkörpers
teilweise oder ganz verringern, bzw. in (Fortserzung Seite 5 der
Unterlagen vom 26. Aug. 1971) eine Gegendrehung überführen und beim nächsten Schaltwechsel wederum
das Gegendrehmoment abbremsen bzw. das Rollmoment in der gleichen
Richtung wieder vergrößern läßt. Gleichzeitig ändern sich
dabei jeweils auch die Höhen-
und Seiten-Steuer-Komponenten der
aus der unterschiedlichen Anstellung der Ruder reaultierenden Lenkkraft,
so daß sich
in Abhängigkeit des
Drehsinns und der Drehgeschwindigkeit auch jeweils die Wirkung der
resultierenden Lenkkraft und zwar ausschließlich durch Änderung
der Schaltintervalle, ändern
läßt, je nachdem,
welches Lenkverfahren angewandt wird.After a preferred training
the invention can be
the effectiveness of the steering elements of the special training of the missile or the
adjust special purpose by making both extreme positions of the two swiveling
Rudder lying on one side of the plane through the missile axis
and goes through both swivel axes, This can be done by particularly simple
Way in a preselected direction of rotation
a more or less large torque depending on the design than in the other
Direction of rotation generate that
the rolling moment of the control part when switching one or both
Rudder from one end position to the other end position depending on the
other design of the missile
reduce partially or completely, or in (continued on page 5 of
Documents dated Aug. 26, 1971) convert a counter-rotation and not change the next gear change
brake the counter torque or the rolling torque in the same
Direction can be enlarged again. At the same time change
the height
and page control components of the
from the different position of the rudder reacting steering force,
so that
depending on the
Sense of rotation and the speed of rotation also each the effect of
resulting steering force and only by change
the switching intervals, change
depending on
which steering method is used.
Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei bevorzugten
Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Ansprüchen
und den Zeichnungen hervor. Es zeigt:Other features and advantages of
Invention emerge from the following description of two preferred
embodiments
in connection with the claims
and the drawings. It shows:
1 eine
Seitenansicht eines mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
ausgestatteten Flugkörpers; 1 a side view of a missile equipped with a first embodiment of the steering device according to the invention;
2 einen
Längsschnitt
durch einen Ausschnitt eines Steuerteils und eines eine Betätigungseinrichtung
aufnehmenden vorderen Hauptteils des Flugkörpers gemäß dem ersten Ausführungsbeiespiel
der Erfindung, im wesentlichen nach 1,
jedoch in vergrößerter Darstellung; 2 a longitudinal section through a section of a control part and a front main part of the missile receiving an actuating device according to the first exemplary embodiment of the invention, essentially according to 1 , but in an enlarged view;
3 ein
Schaltschema eines Steuergeräts für das erste
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 3 a circuit diagram of a control unit for the first embodiment of the invention;
4 einen
Ausschnitt aus dem Schaltschema nach 3 mit
einer weiteren Ausführungsvariante
des Steuergeräts
für die
Ausführungsbeispiele
1 und 2 nach der Erfindung, und 4 a section from the circuit diagram 3 with a further embodiment of the control device for the embodiments 1 and 2 according to the invention, and
5 eine
perspektivische Teildarstellung einer Betätigungseinrichtung für zwei gegensinnig verstellbare
Ruder gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 5 a partial perspective view of an actuator for two oppositely adjustable rudders according to the second embodiment of the invention.
Wie sich auf 1 in Verbindung mit 2 ergibt, setzt sich ein Flugkörper 11 auf
einem in nicht näher
dargestellter Weise die Nutzlast und das Triebwerk aufnehmenden
Hauptteil 12 mit einem hinteren Teil 14, auf dem
nach Art eines Kreuzflüglers
vier Stabilisierungsflossen 15 starr angeordnet sind, und
aus einer als Steuerteil 13 ausgebildeten Flugkörperspitze
zusammen, die gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung als Lenkelemente ein Ruder 45 mit fester
Anstellung bezüglich
der Flugkörperachse
und ein zweites Ruder 16 trägt, das mit dem ersten Ruder 45 ein
beiderseits der Flugkörperachse angeordnetes
Ruderpaar 16, 45 bildet und zwischen den aus 3 ersichtlichen Endstellungen,
die außerhalb
der Anstellungsebene des festen Ruders 45 liegen, hin-
und herschaltbar ist.How to 1 combined with 2 results in a missile 11 on a main part receiving the payload and the engine in a manner not shown 12 with a rear part 14 , on which four stabilizing fins in the manner of a cross-wing 15 are rigidly arranged, and from a control part 13 trained missile tip together, which according to the first embodiment of the invention as a steering elements an oar 45 with a fixed position with respect to the missile axis and a second rudder 16 carries that with the first rudder 45 a pair of oars arranged on either side of the missile axis 16 . 45 forms and between the one out 3 apparent end positions that are outside the level of the fixed oar 45 lie, can be switched back and forth.
Der Steuerteil 13, der einen
Stabilisierungskreisel 21 trägt, ist gegenüber dem
Hauptteil 12 in einem Lagerring 20 frei drehbar
angeordnet.The control section 13 that has a stabilizing top 21 is opposite the main body 12 in a bearing ring 20 freely rotatable.
Beim zweiten alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung gemäß 5 ist anstelle des starren
Ruders 45 ein dem Ruder 16 entsprechendes und
gleichzeitig mit diesem gegensinnig verschwenkbares Ruder 17 in
einer derartigen Anordnung vorgesehen, daß beide äußersten Anstellungen der beiden schwenkbaren
Ruder 16 und 17 auf einer Seite derjenigen Ebene
liegen, die durch die Flugkörperachse und
durch beide Schwenkachsen geht.In the second alternative embodiment of the invention 5 is instead of the rigid oar 45 a rudder 16 corresponding and at the same time with this counter-rotating rudder 17 provided in such an arrangement that both outermost positions of the two swiveling oars 16 and 17 lie on one side of the plane that passes through the missile axis and through both pivot axes.
In beiden Ausführungsbeispielen erfolgt der Antrieb
des Ruders 16 bzw. der gegensinnige Antrieb des Ruderpaars 16, 17 durch
eine Betätigungseinrichtung 25,
die im wesentlichen aus einer Stoßstange besteht, auf die antriebsseitig
eine ringförmige
Ankerplatte 16 aufgeschraubt ist, die mit zwei Spulen 27 und 28 einen
Elektromagneten 26, 27, 28 bildet, der bei
Erregung die Stoßstange 25 in
ihrer einen Endlage und bei Änderung
der Stromrichtung in ihrer anderen Endlage hält.In both exemplary embodiments, the rudder is driven 16 or the opposite drive of the rudder pair 16 . 17 by an actuator 25 , which consists essentially of a bumper on the drive side of an annular anchor plate 16 is screwed on with two coils 27 and 28 an electromagnet 26 . 27 . 28 forms the bumper when excited 25 stops in its one end position and changes its current direction in its other end position.
Abtriebsseitig ist an der Stoßstange
eine Endscheibe 47 mit einer Ringnut 49 aufgesetzt,
in die zumindest ein Mitnehmerstift 23 eingreift, der exzentrisch
von einem Wellenstummel 43 ausgeht, der das Ruder 16 in
einem Lager 42 um eine die Flugkörperachse schneidende Querachse
verschwenkbar hält.On the output side there is an end plate on the bumper 47 with an annular groove 49 placed in the at least one driver pin 23 intervenes, the eccentric of a wave stub 43 goes out of control 16 in a camp 42 holds pivotable about a transverse axis intersecting the missile axis.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5 greift zusätzlich ein
weiterer Mitnehmerstift 24 an der dem Eingriff des Mitnehmerstifts 23 gegenüberliegenden
Seite in die Ringnut 49 ein, der ebenfalls exzentrisch
auf einem Wellenstummel 44 angeordnet ist, der in nicht
näher dargestellter
Weise – analog
zum Ruder 16 – das
Ruder 17 in einem hager mit gleicher Querachse wie das
Ruder 16 verschwenkbar hält.In the second embodiment according to 5 another driver pin also grips 24 at the engagement of the driver pin 23 opposite side in the ring groove 49 one who is also eccentric on a wave stub 44 is arranged, in a manner not shown - analogous to the rudder 16 - the rudder 17 in a lean with the same transverse axis as the rudder 16 holds pivotable.
Wie auf den 3 und 4 ersichtlich
ist, wird die Wirkung der Lenkelemente in Abhängigkeit von Lenksignalen und
bzw. oder von Roll-Lage-Signalen ausgelöst bzw. beeinflusst, die von
einer nicht näher dargestellten
Leitstelle bzw. von dem Stabilisierungskreisel 21 im Steuerteil 13 ausgehen,
in einem in 2 lediglich
angedeuteten Steuergerät 33 verarbeitet
und letztlich die Erregung der Spulen 27 und 28 mit
unterschiedlicher Zeitdauer und Stromrichtung veranlassen.Like on the 3 and 4 it can be seen, the effect of the steering elements is triggered or influenced as a function of steering signals and / or of roll position signals by a control center (not shown in more detail) or by the stabilizing gyro 21 in the control section 13 going out in an in 2 only indicated control unit 33 processed and ultimately the excitation of the coils 27 and 28 with different time duration and current direction.
In bordtester Empfänger-Dekoder 38 werden einerseits
von einer nicht näher
dargestellten Leitstelle empfangene Lenksignale einer Roll-Lage-Amplituden-Vergleichsstufe 31 und
andererseits, ebenfalls von der Leitstelle empfangene Soll-Roll-Lage-Signale
einer Roll-Lage-Vergleichsstufe 18 zugeführt, die
vom Stabilisierungskreisel 21 über ein aus 2 ersichtliches Potentiometer und eine
durch die hohle Stoßstange 25 geführte Leitungsverbindung
mit Schleifkontakten als Abgriff laufend mit Ist-Roll-Lage-Signalen versorgt
wird und durch Signalvergleich ein Roll- Lage-Differenzsignal bildet, das einer
logischen Schalteinheit 30 zugeführt wird, deren Ausgang ebenfalls
die Roll-Lage-Amplituden-Vergleichsstufe 31 beaufschlagt.In on-board receiver decoder 38 are, on the one hand, steering signals of a roll position-amplitude comparison stage received from a control center, not shown 31 and on the other hand, target roll position signals of a roll position comparison stage also received by the control center 18 fed by the stabilization gyro 21 about an out 2 obvious potentiometer and a through the hollow bumper 25 guided line connection with sliding contacts as a tap is continuously supplied with actual roll position signals and forms a roll position difference signal by means of signal comparison, which is a logical switching unit 30 is supplied, the output of which is also the roll position amplitude comparison stage 31 applied.
In dieser wird wiederum durch Signalvergleich
ein Differenzsignal erzeugt, das die jeweilige Ablage des Flugkörpers von
der gewünschten
Flugbahn in Abhängigkeit
der durch die jeweilige Roll-Lage des Steuerteils und bzw. des Hauptteils
bedingten Wirksamkeit der Lenkelemente berücksichtigt und in Abhängigkeit
eines durch die logische Sahalteinheit 30 bedingten Vorzeichenwechsels
einen Sehalter 35 betätigt,
so daß eine
bordfeste Batterie 34 entsprechend dem Schaltrythmus abwechselnd
mit der Spule 27 bzw. 28 des Elektromagneten 26, 27, 28 verbunden
ist und entsprechend dem Vor- bzw.
Rückhub der
Kolbenstange 25 das Ruder 16 über den mit der Ringnut 49 der
Endscheibe 47 im Eingriff befindlichen Mitnehmerstift 23 durch
Verdrehen des Wellenstummels 43 aus der einen Endlage in
die andere Endlage und umgekehrt verschwenkt wird und dabei um die
in 3 ausgezogen dargestellte
unabgelenkte Stelluung schwingt.This in turn generates a difference signal by means of signal comparison, which takes into account the respective placement of the missile on the desired trajectory as a function of the effectiveness of the steering elements as a result of the respective roll position of the control part and / or the main part, and as a function of the logic holding unit 30 conditional change of sign a sight holder 35 actuated so that an on-board battery 34 alternating with the coil according to the switching rhythm 27 respectively. 28 of the electromagnet 26 . 27 . 28 is connected and according to the forward and return stroke of the piston rod 25 the rudder 16 over the one with the ring groove 49 the end plate 47 driving pin in engagement 23 by turning the stub shaft 43 is pivoted from one end position to the other end position and vice versa and thereby around the in 3 undeflected position shown in solid lines swings.
Wie sich insbesondere aus 3 ergibt, entspricht beim
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Anstellung des festen Ruders 45 gegenüber der
Flagkörperachse
der Ebene, die durch die Winkelhalbierende zwischen den Anstellungsebenen
des schwenkbaren Ruders in dessen beiden Endlagen definiert ist.
Aus der Anströmung
des den Flugkörper umgebenden
Luftstroms resultiert somit – in
Flugrichtung betrachtet – einerseits
aus der Anstellung des festen Ruders 45 ein das Steuerteil 13 im
Uhrzeigersinn drehndes Moment und andererseits aus der Anstellung
des verschwenkbaren Ruders 16 ein entgegen dem Uhrzeigersinn
gerichtetes Moment, das in der einen Endstellung des verschwenkbaren
Ruders 16, in welcher dieses mit einem kleineren Anstellwinkel
als das feste Ruder 45 gegenüber einer gemeinsamen, durch
die Flugkörperachse
und die Schwenkachse des Ruders 16 definierten Ebene angestellt
ist, kleiner ist als das aus der Anstellung des festen Ruders 45 resultierende
Moment, so daß in
der ersten betrachteten Endstellung des Ruders 16 auf das Steuerteil 13 jeweils
ein rechtsdrehendes resultierendes Moment wirkt, das einem etwaigen
linksgerichteten Trägheitsmoment
des Steuerteils 13 entgegenwirkt, d. h. eine linksgerichtete
Drehung des Steuerteils 13 verzögert und letztlich eine Umkehrung
der Drehrichtung und Beschleunigung der Drehung des Steuerteils 13 solange
bewirkt, bis das Ruder 16 wieder umgeschaltet wird. In
der zweiten Endlage ist das Ruder 16 mit einem größeren Anstellwinkel
als das feste Ruder 45 gegenüber der gemeinsamen, durch die
Flugkörperachse
und die Schwenkachse des Ruders 16 definierte Ebene angestellt,
so daß in
diesem zweiten Betrachtungsfall als der Anströmung des Ruders 16 ein – in Flugrichtung
betrachtet – linksdrehendes
Moment resultiert, das größer ist
als das rechtsdrehende Moment aus der Anstellung des festen Ruders 45,
so daß auf
den Steuerteil 13 ein entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtetes
resultierendes Moment wirkt, das einem etwaigen rechtsdrehenden Trägheitsmoment
des Steuerteils 13 entgegenwirkt, dessen rechtsgerichtete
Drehung verzögert
bzw, letztlich eine linksgerichtete Drehung des Steuerteils bewirkt
und dieses auch bis zu einem gebissen Grad beschleunigt, jedoch
nicht in dem Maße,
als dies in der ersten Endlage des Ruders 16 im Uhrzeigersinn möglich ist,
weil in der zweiten Endlage des Ruders 16 der Betrag des
linksdrehenden resultierenden Moments auf Grund der erfindungsgemäßen Auslegung der
flächengleichen
Ruder 16 und 45 mit unterschiedlichen Anstellwinkeln
jeweils kleiner ist als der Betrag des rechtsdrehenden resultierenden
Moments in der ersten Endläge
des Ruders 16.How to look in particular 3 results in the first embodiment of the invention corresponds to the employment of the fixed oar 45 with respect to the flag body axis of the plane, which is defined by the bisector between the planes of adjustment of the pivotable rudder in its two end positions. The inflow of the air flow surrounding the missile thus results - viewed in the direction of flight - on the one hand from the employment of the fixed rudder 45 a the control part 13 clockwise rotating moment and on the other hand from the tilting rudder 16 a counterclockwise moment in the one end position of the swiveling rudder 16 , in which this with a smaller angle of attack than the fixed rudder 45 opposite a common one, through the missile axis and the swivel axis of the rudder 16 defined level is smaller than that from the employment of the fixed oar 45 resulting moment, so that in the first considered end position of the rudder 16 on the control section 13 in each case a right-turning resulting torque acts, which is a possible left-hand moment of inertia of the control part 13 counteracts, ie a left-hand rotation of the control part 13 delayed and ultimately a reversal of the direction of rotation and acceleration of the rotation of the control part 13 until the rudder 16 is switched again. The rudder is in the second end position 16 with a larger angle of attack than the fixed rudder 45 opposite the common, through the missile axis and the swivel axis of the rudder 16 defined level, so that in this second case as the flow of the rudder 16 When viewed in the direction of flight, a left-turning moment results that is greater than that on the right turning moment from the employment of the fixed oar 45 so that on the control section 13 a counterclockwise resulting torque acts, which is a possible right-hand moment of inertia of the control part 13 counteracts, whose right-hand rotation delays or, ultimately, causes a left-hand rotation of the control part and accelerates it to a certain degree, but not to the extent that this is in the first end position of the rudder 16 clockwise is possible because in the second end position of the rudder 16 the amount of the left-hand turning resulting torque due to the inventive design of the same-area rudders 16 and 45 with different angles of attack is smaller than the amount of the right-hand turning resulting moment in the first end position of the rudder 16 ,
Die aus Gründen einer vereinfachten Betrachtungsweise
von sonstigen, aus der Anströmung der
Ruder 16 und 45 des Steuerteils 13 sowie
der Stabilisierungsflossen 15 des Hauptteils 12 resultierenden
Kräfte
losgelöste
Betrachtungsweise ist – vorerst
unabhängig
von etwaigen Überlagerungen
durch eine resultierende Reaktioasskraft aus dem Hauptteil 12 des
Flugkörpers 11 – noch durch
Höhen-
und Seiten-Steuerimpulse zu ergänzen,
die sich aus in Abhängigkeit
der jeweiligem Roll-Lage-Änderung
des Steuerteils 13 laufend ändernden Höhen- und Seiten-Komponenten
einer resultierenden Kraft ergeben, deren Wirkungslinie die von
der Flugkörperachse
und der Schwenkachse des Ruders 16 aufgespannte Ebene im
Schmittpunkt der Schwenkachse mit der Flugkörperachse schneidet. Da die
Anstellwinkel beider Ruder 16 und 45 im beiden
möglichen Endlagen
jeweils in der gleichen Richtung über der von der Flugkörperachse
und der Schwenkachse des Ruders 16 definierten Ebene aufgespannt
sind, ist auch der Vektor der resultierenden Kraft jeweils in die gleiche
Richtung gerichtet, jedoch ändert
sich – umgekehrt
proportional zur Momentbildung – die
Größe des Vektors
mit jedem Umschaltvorgang des Ruders 16. In der ersten
Endlage, d. h. bei kleinerem Anstellwinkel des Ruders 16 als
des Ruders 45, ist der Vektor kleiner als in der zweiten
Endstellung des Ruders 16, in welcher Anstellwinkel des
Ruders 16 wiederum größer ist
als der Anstellwinkel des festen Ruders 45.The for the sake of a simplified view of others, from the inflow of the rudder 16 and 45 of the control section 13 as well as the stabilizing fins 15 of the main part 12 resulting forces is independent view - for the time being independent of any superimposition by a resulting reactive force from the main part 12 of the missile 11 - To be supplemented by height and side control impulses, which depend on the respective roll position change of the control part 13 continuously changing height and side components result in a resulting force, whose line of action is that of the missile axis and the swivel axis of the rudder 16 spanned plane in the center of the pivot axis intersects with the missile axis. Because the angle of attack of both oars 16 and 45 in the two possible end positions in the same direction above that of the missile axis and the swivel axis of the rudder 16 are defined, the vector of the resulting force is also directed in the same direction, however - inversely proportional to the moment - the size of the vector changes with each switching process of the rudder 16 , In the first end position, ie with a smaller angle of attack of the rudder 16 than the oar 45 , the vector is smaller than in the second end position of the rudder 16 what angle of attack of the rudder 16 is again larger than the angle of attack of the fixed rudder 45 ,
Somit wirken demnach im der ersten
Endstellung des Ruders 16 bei kleinerem Anstellwinkel als
dem gleichgerichteten Anstellwinkel des festen Ruders 45 auf
den Steuerteil 13 ein dem Betrag nach großes und
im Uhrzeigersinn gerichtetes Drehmoment sowie eine dem Betrag nach-durch
Addition einer mittleren Kraft aus dem festen Ruder 45 und
einer kleineren Kraft aus dem Ruder 16 – kleine resultierende Kraft,
d. h. die Steuerwirksamkeit kann durch Erhöhung der Drehgeschwindigkeit
des Steuerteils 13 vermindert und in der zweiten Endlage
des Ruders 16 durch Verringerung der Drehgeschwindigkeit
des Steuerteils 13 vergrößert werden. Durch Ausnützen des
unterschiedlichen Ansprechverhaltens der Lenkvorrichtung läßt sich
somit durch Änderung
des Drehsinns des Steuerteils 13 und bzw. oder durch Änderung
der Drehgesehwindigkeit in Abhängigkeit
von entsprechenden Lenksignalen einer Leitstelle und bzw. oder von
Roll- Lage-Signalen
des Stabilisierungskreisels 21 jede belibige Flugbahnänderung
in Abhängigkeit
einer zeitlich unterschiedlichen End-Lagen-Betätigung des Ruders 16 mit
jeweils konstantem Hub der Stoßstange 25 erreichen.
In der Leitstelle, d. h. senderseitig, ist dazu lediglich eine Pulsmodulation
erforderlich, die in der Regel als Amplituden- oder Code-Modulation ausgeführt wird
und im Empfänger 38 des
Flugkörpers 11 lediglich
eine Demodulation des Hochfrequenzträgers sowie eine Impulsrückwandlung
und eine Aussiebung der Niederfrequenz-Tanksignale und bzw. oder
Roll-Lage-Signale
erfordert.This means that the rudder is in the first end position 16 with a smaller angle of attack than the rectified angle of attack of the fixed rudder 45 on the control section 13 a torque that is large and clockwise and an amount that is added by adding an average force from the fixed rudder 45 and a smaller force out of control 16 - Small resulting force, ie the control effectiveness can be increased by increasing the speed of rotation of the control part 13 reduced and in the second end position of the rudder 16 by reducing the speed of rotation of the control part 13 be enlarged. By taking advantage of the different response behavior of the steering device, it is thus possible to change the direction of rotation of the control part 13 and or or by changing the rotational speed as a function of corresponding steering signals from a control center and / or from roll position signals of the stabilizing gyro 21 any change of flight path depending on a different end position actuation of the rudder 16 with constant stroke of the bumper 25 to reach. In the control center, ie on the transmitter side, all that is required is pulse modulation, which is usually carried out as amplitude or code modulation and in the receiver 38 of the missile 11 only a demodulation of the high-frequency carrier and a pulse conversion and a screening of the low-frequency tank signals and / or roll position signals required.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
nach 5 wird durch zusätzliches
gegensinniges Verschwenken des Ruders 17 gegenüber dem
Ruder 16 – zur
Vereinfachung der Betrachtung sei eine gleiche Anstellwinkeländerung
wie beim Ruder 16 nach dem ersten Ausführungsbeispiel nunmehr auch
für das
Ruder 17 vorausgesetzt, so daß die jeweilige erste Endlage
des Ruders 16 mit kleinem Anstellwinkel mit der Endlage
des Ruders 17 mit großem
Anstellwinkel zusammenfällt
und durch die zweite Endlage des Ruders 16 mit großem Anstellwinkel
jeweils gleichzeitig die Endlage des Ruders 17 mit kleinem
Anstellwinkel definiert ist – die
Wirkung der Tenkvorrichtung, insbesondere das Verhältnis der
in den Endlagen resultierenden Drehmomente und resultierenden Kräfte geändert. So
werden in der ersten Endlage des zweiten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung
aus der gleichen Anstellung des Ruders 16 wie beim ersten
Ausführungsbeispiel
zwar die gleichen Kräfte
wirksam, jedoch resultiert aus der Überlagerung durch die Anstellung
des Ruders 17 mit großem
Anstellvinkel, daß sowohl
das resultierende rechtsdrehende Moment als auch die resultierende
Kraft größer sind
als beim ersten Ausführungsbeispiel.In the second embodiment according to the invention 5 is achieved by swiveling the rudder in opposite directions 17 opposite the rudder 16 - To simplify the observation, the same change in angle of attack as with the rudder 16 according to the first embodiment now also for the rudder 17 provided that the respective first end position of the rudder 16 with a small angle of attack with the end position of the rudder 17 coincides with a large angle of attack and due to the second end position of the rudder 16 with a large angle of attack the end position of the rudder at the same time 17 is defined with a small angle of attack - the effect of the pivoting device, in particular the ratio of the torques and resulting forces resulting in the end positions changed. So in the first end position of the second embodiment according to the invention from the same position of the rudder 16 as in the first embodiment, the same forces are effective, but results from the superimposition by adjusting the rudder 17 with a large angle of attack that both the resulting clockwise torque and the resulting force are greater than in the first embodiment.
In der zweiten Endstellung ist beim
zweiten Ausführungsbeispiel
wiederum die Wirkung des Ruders 16 gegenüber dem
ersten Ausführungsbeispiel unverändert, jedoch
resultieren aus dem nunmehr verkleinerten Anstellwinkel des Ruders 17 sowohl eine
Verkleinerung des linksdrehenden resultierenden Moments als auch
eine Verkleinerung der resultierenden Kraft. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
ist dabei der Betrag des rechtsdrehenden Moments in der ersten Endlage
wesentlich größer als
der Betrag des in der zureiten Endlage des Ruders 16 linksdrehenden
resultierenden Moments. Gleichzeitig ist die aus der ersten Endlage
des zweiten Ausführungsbeispiels
resultierende Kraft – zwar
gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
größer jeweils
kleiner als die aus der zweiten Endlage beim zweiten Ausführungsbeispiel
resultierende Kraft – die
gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
verkleinert ist – so
daß je
nach Auslegung des Flugkörpers,
insbesondere unter Berücksichtigung
des Trägheitsmoments
des Steuerteils 13, die Wirksamkeit der Lenkvorrichtung
entsprechend dem vorgesehenen Einsatzzweck des Flugkörpers durch
einfahen Austausch von baukastensatzähnlich entwickelten Teilen
angepasst werden kann.In the second end position, the effect of the rudder is again in the second embodiment 16 unchanged from the first embodiment, but result from the now reduced angle of attack of the rudder 17 both a decrease in the left-hand rotating resulting torque and a decrease in the resulting force. As in the first exemplary embodiment according to the invention, the amount of the right-turning torque in the first end position is substantially greater than the amount in the rudder's end position 16 left-turning resulting moment. At the same time, the force resulting from the first end position of the second embodiment is greater than the force resulting from the second end position in the second embodiment, compared to the first embodiment, compared to the first embodiment Example is reduced - so that depending on the design of the missile, especially taking into account the moment of inertia of the control part 13 , The effectiveness of the steering device can be adjusted according to the intended purpose of the missile by simply replacing parts developed in a kit-like manner.
Wie aus 4 ersichtlich, läßt sieh das in 3 dargestellte Schaltschema des Steuergeräts 33 durch
eine entsprechende Aufteilung der Funktionen der in 4 strichpunktiert angedeuteten Roll-Lage-Amplituden-Vergleichsstufe 31 noch
weiter dadurch verfeinern, daß dem
in dem Demodulationsteil des Empfängers 38 vom Hochfrequenzträger abgelösten Niederfrequenz-Lenksignal
in einem Vorzeichenmodulator 39 das Ausgangssignal eines Schmitt'schen Triggers 41 überlagert
und dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal der logischen Schalteinheit 30 in
einer Additionsstufe 40 zu einem Summensignal verarbeitet
und dem Schmitt'schen
Trigger 41 zugeführt
wird, der die eigentliche Roll-Lage-Amplituden-Vergleichsstufe 31 bildet
und durch Gegenspannungsvergleich in Abhängigkeit des Schwellwerts der
Ausgangsspannung des Demodulationsteils des Empfängers 38 ein dem Vorzeichen
seines Eingangssignals entsprechendes Ausgangssignal abgibt, bei
dessen Änderung
der Schalter 35 anspricht, wodurch die Spulen 27 bzw. 28 mit
entgegengesetzter Stromrichtung erregt und letztlich das Ruder 16 – und beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 5 gleichzeitig auch das
Ruder 17 – aus
der jeweiligen einen Endstellung in die andere Endstellung verschwenkt
wird bzw. werden.How out 4 visible, see that in 3 Shown diagram of the control unit 33 by a corresponding division of the functions of the 4 dash-dotted roll position amplitude comparison stage 31 refine it even further in that in the demodulation part of the receiver 38 Low-frequency steering signal detached from the high-frequency carrier in a sign modulator 39 the output signal of a Schmitt trigger 41 superimposed and its output signal with the output signal of the logic switching unit 30 in an addition stage 40 processed into a sum signal and the Schmitt trigger 41 is supplied, the actual roll position amplitude comparison stage 31 forms and by counter voltage comparison depending on the threshold value of the output voltage of the demodulation part of the receiver 38 outputs an output signal corresponding to the sign of its input signal, when the switch changes 35 responds, causing the coils 27 respectively. 28 excited with opposite current direction and ultimately the rudder 16 - And according to the embodiment 5 also the rudder 17 - Is pivoted from the respective one end position into the other end position.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Insbesondere wäre
es auch möglich,
die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung
in Verbindung mit einem Leitstrahlsystem bzw. einem halbaktiven
oder aktiven Radarleitsystem, d. h. mit bordseitiger Auswertung
eines auf ein Ziel gerichteten Radarfremdstrahles oder eines von einem
Bord-Radar ausgesandten Radar-Strahls zu vewenden. Auch können Infrarot-Zielsuchsysteme oder
Drahtlenkverfahren zur Auslösung
der Betätigungsvorrichtung
benutzt werden, so daß der
Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung praktisch
alle Gattungen und denkbaren Größen von
Flugkörpern
umfasst, die sich in der Luft und bzw, oder im Wasser aerodynamisch
bzw. halbballistisch in dem eingangs aufgezeigten Sinne steuern
lassen.The invention is not based on the illustrated embodiments
limited.
In particular would be
it also possible
the steering device according to the invention
in connection with a beacon system or a semi-active one
or active radar guidance system, d. H. with onboard evaluation
one target radar beam or one of one
To use radar beam emitted on board. Infrared homing systems or
Wire routing method for triggering
the actuator
be used so that the
Field of application of the steering device according to the invention practical
all genres and conceivable sizes of
missiles
includes that is aerodynamically in the air and / or in the water
or semi-ballistic control in the sense shown at the beginning
to let.