DE2455687C2 - Ferngesteuerter Flugkörper - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen ferngesteuerten Flugkörper in Form eines aerodynamisch getragenen Fluggerätes, insbesondere für den Aufklärungseinsatz, mit einer ebenen Kreisscheibe als aerodynamisches Auftriebselement

Unbemannte ferngesteuerte Flugkörper werden insbesondere zur Aufklärung und zur Bekämpfung von Zielen im Feindgebiet eingesetzt Bei der Auslegung dieser Geräte bestehen Probleme, indem auf der einen wi Seite zur Herstellung guter Infrarot- oder TV-Bilder eine flugstabile Plattform erwünscht ist, andererseits aber hierdurch die Abschußwahrscheinlichkeit steigt, da ein langsamer stabilfliegender Körper leicht abschießbar ist und dies auch durch die relativ niedrige hi Operationshöhe begünstigt wird.

Selbstfliegende Geräte dieser Art sind an sich bekannt, wobei es sich hierbei um einen einem Flugzeug nachempfundenen Flugkörper handelt. Geräte dieser Art haben aber erhebliche Nachteile, da durch die eindeutige Richtungsweisung dem abwehrenden Gegner sofortige Information über die Flugrichtung gegeben wird. Das Abschießen eines sich bewegenden Flugkörpers erfolgt dabei durch entsprechenden Vorhalt in Bewegungsrichtung, der sich aus der Verlängerung der augenblicklichen Flugbahn und dem Flugbild ergibt, aus dessen Achsen die weitere Flugrichtung festlegbar ist und eine Voraussage über den anschließenden Bewegungsablauf abgeleitet werden kann. Es muß darüber hinaus berücksichtigt werden, daß zur Verminderung der Abschußwahrscheinlichkeit seitliche Ausweichmanöver, insbesondere mit höheren Beschleunigungen, nicht oder nur mit erheblichem Aufwand begrenzt möglich sind. Die Schwierigkeit liegt auch darin, daß bei einer Richtungsänderung hohe Schieberollmomente auftreten und damit zwangsläufig eine Instabilität erzeugt wird.

Letzteres gilt insbesondere auch für einen Flugkörper der eingangs genannten Art, wie er aus der US-PS 30 66 890 bekannt ist Dieser bekannte Flugkörper besitzt einen etwa linsenförmigen Rumpf, in dem sowohl die Nutzlast als auch die wesentlichen Teile des Antriebssystems untergebracht sind. Zu Steuerzwecken sind ferner zusätzliche Düsenaggregate am Außenrand der Scheibe angeordnet

Trotz der nahezu rotationssymmetrischen Ausbildung des Rumpfes, der zugleich auch als aerodynamisches Antriebselement dient, ist durch die Art der Anordnung von Antriebs- und Steueraggregaten bei diesem bekannten Flugkörper eindeutig eine Achsenrichtung in der Scheibe festgelegt, in die nur der Vortrieb erfolgen kann. Bei einer angestrebten Änderung der Bewegungsrichtung muß die Scheibe als Ganzes, d. h. der gesamt Rumpf, um die Hochachse gedreht werden, wobei das Trägheitsmoment des Flugkörpers um diese Achse einer raschen Änderung der Bewegungsrichtung entgegensteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Flugkörper so auszubilden, daß er rasche Richtungswechsel ausführen kann und somit eine möglichst schnell variierende Flugbahn aufweist, um mit Hilfe der dadurch ermöglichten Ausweichmanöver die Abschußwahrscheinlichkeit für einen derartigen Flugkörper stark herabsetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der die Vortriebseinrichtung, die Steuerungseinrichtung und die Geräteplattform tragende Rumpf an der Kreisscheibe um eine durch deren Mittelpunkt verlaufende Hochachse schwenkbar gehaltert ist

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Flugkörpers ist es möglich, bei Drehung des Funktionsteils den vollen Schub in einer Seitenrichtung wirksam werden zu lassen, wobei die Tatsache, daß die Kreisscheibe nicht mitdreht, die Herabsetzung der Trägheit des Gerätes um die Hochachse bewirkt. Ferner wird beim Verschwenken des Funktionsteils der Schwerpunkt ebenfalls in Richtung der neuen Anströmrichtung mitgenommen, und somit bleiben Auftriebsmittel und Schwerpunkt zur Erhaltung der Stabilität immer in gleicher Weise zugeordnet.

Durch die weiteren Ansprüche werden günstige Ausgestaltungen geschaffen, die u. a. eine einfache symmetrische Bauweise gewährleisten und den Auf- und Abtrieb bzw. das Heben und Senken der Kreisscheibe günstig beeinflussen. Weiterhin sollen durch die aufgezeigten Maßnahmen die Stabilität und die

Flugeigenschaften des Flugkörpers verbessert werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines Flugkörpers mit einem gegenüber der Kreisscheibe verdrehbaren Funktionsteil schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Flugkörpers mit der Lage des Funktionsteiles vor der Richtungsänderung in gestrichelten Linien und

Fig.2 einen Flugkörper mit einer zweiteiligen Kreisscheibe und zusätzlichen Flossenanordnungen. ι η

Der Flugkörper besteht aus einer ebenen Kreisscheibe 1 als aerodynamisches Auftriebselement, dem zur Erzeugung einer gerichteten Vortriebskraft ein stabförmiger Rumpf 2 als Funktionsteil zugeordnet ist. Der stabförmige Rumpf 2 ist in einem Schwenklager 3 im Mittelpunkt der Kreisscheibe t um deren Hochachse schwenkbar gelagert Hierbei kann der stabförmige Rumpf 2 einen Schlitz 4 zur Aufnahme der Kreisscheibe 1 aufweisen.

Fn diesen Ausführungsbeispielen sind zur Vortriebserzeugng Antriebsaggregate 5 und 6 vor und hinter der Kreisscheibe 1 im stabförmigen Rumpf 2 integriert Der stabförmige Rumpf 2 besitzt zusätzlich hn hinteren Bereich ein Leitwerk 7 mit einem Seitenruder 8. Den Antriebsaggregaten 5 und 6 sind zur Steuerung 2; Schubablenkklappen 9 bzw. 10 zugeordnet. Die eigentliche Geräteplattform 11 zur Aufnahme der erforderlichen Aufklärungsgeräte wurde in diesem Fall vor dem vorderen Antriebsaggregat 5 als aerodynamischer Umströmungskörper angeordnet. Hierdurch ist jn auch die Möglichkeit gegeben, den Schwerpunkt des Flugkörpers auf ein gewünschtes Maß zu bringen, beispielsweise auf 25% des Durchmessers der Kreisscheibe. Selbstverständlich ist es auch zur Erhöhung der Stabilität des Flugkörpers möglich, eine Kreiselstabili- r> sierung im Innenraum der Kreisscheibe vorzusehen.

Die an sich bei derartigen Flugkörpern bekannten Fernsteueranlagen werden nicht weiter ausgeführt. Hierzu gehört auch, daß die Rückführung des Flugkörpers durch eine sogenannte Zielflug-Anlage vereinfachbar ist, wobei über dem Feindgebiet vorprogrammierte Fluchtmanöver ständig ausgeführt werden.

Der Start eines derartigen Flugkörpers wird in bekannter Weise zur Vergrößerung der Einsatzfähigkeit katapultartig erfolgen, wobri ein konventioneller Start ohne weiteres möglich ist Im Bereich des Feindgebietes ist eine variable Flugbahn möglich, indem durch einen Ruderausschlag des Seitenruders 8 der stabförmige Rumpf 2 aus der Bewegungsrichtung gedreht wird. Hierdurch stehen dann augenblicklich die vollen Schubkräfte für die neue Flugrichtung zur Verfügung. Durch die Tatsache, daß die Kreisscheibe 1 nicht imitdreht, wird die Trägheit des Gerätes um die Hochiichse verhindert, und es sind hohe Beschleunigungen in der neuen Bewegungsrichtung möglich. 3eim Eindrehen des stabförmigen Rumpfes in die neue Bewegungsrichtung wird der Schwerpunkt ebenfalls in Richtung der neuen Anströmrichtung verlagert, so daß Auftriebmittel und Schwerpunkt immer fest zugeordnet bleiben, wobei die gewünschte Stabilität erzielt wird. Durch die ebene Kreisscheibe 1 als aerodynamisches Auftriebsmittel spielt die Flugrichtung keine Rolle, und darüber hinaus treten bei einer Richtungsänderung keine Schieberollmomente auf.

Durch diese Ausbildung des Flugkörpers ist eine An Hornissenflug möglich, der eine Abwehr erschwert, da ein passender Vorhaltewinkel für die Vernichtung nicht gewählt werden kann.

Selbstverständlich kann durch das Einspeichern eines entsprechenden Programms ein Ausweichmanöver über dem Feindgebiet jederzeit abgerufen werden, wobei die Programmsteuerung so erfolgt, daß trotz der seitlichen Ausweichbewegungen ein Grundkurs eingehalten wird. Um eine ungestörte Aufnahme mit den eigenen Sensoren zu ermöglichen, kann das programmierte Ausweichmanöver zeitweilig nach Wahl abgeschaltet werden.

Die Fährung des Flugkörpers selbst erfolgt beispielsweise über ein Zielflug-Gerät, w?'..vend die Höhe durch einen kreiseistabiiisierten Autopiloten gehalten werden kann. Durch eine Umschaltung kann dann jederzeit die Rückführung erfolgen, während die Landung selbst zweckmäßigerweise durch einen Fallschirm erfolgt. Der Falls-hirm wurde aus Übersichtsgründen nicht mit dargestellt

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist zusätzlich die Kreisscheibe 1 in einen Zentrumsteil 12 und einen Außenring 13 unterteilt. Hierbei werden Zentrumsteil 12 und Außenring 13 gegenläufig angetrieben. Dieser Antrieb kann gegebenenfalls über entsprechende der Drehrichtung zugeordnete Leitschaufeln 14 erfolgen, indem die auftretenden Luftkräfte — Antriebsstrahl bzw. Luftströmung — ausgenutzt werden. Die Gegenläufigkeit is: erforderlich, um einmal die Rollmomente auszugleichen, die durch den Flettnereffekt auftreten, und andererseits die Präzessionsmomente zu verkleinern. Durch eine derartige erfindunfesgemäße Ausbildung tritt eine weitere Verbesserung der Stabilisierung des Flugkörpers ein, die für Aufklärungsaufgaben, insbesondere bei Filmaufnahmen, unbedingt erforderlich ist.

Weiterhin sind in diesem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 beiderseits der Kreisscheibe 1 am stabförmigen Rumpf 2 im Bereich des Schwerpunktes Zusatzflossen 15 angeordnet. Eine weitere Flosse 16 ist auch dem vorderen Antrieb 5 nachgeschaltet. Diese Zusatzflossen 15 und die Flosse 16 sind etwa rechtwinklig zur Kreisscheibe 1 angeordnet Es ist die Aufgabe der Zusatzflossen 15. beim Verschwenken des stabförmigen Rumpfes 1 in die neue Bewegungsrichtung den Widerstand in der ursprünglichen Flugrichtung zu vf g-'ößern. Damit erfolgt ein schnelleres Abbremsen des Flugkörpers in der alten Flugrichtung, so daß die seitlichen Ausweichmanöver einen noch kürzeren Wenderadius erhalten. Durch die Verteilung der Flossenfläche auf Ober- und Unterseite des Flugkörpers werden zusätzlich verbleibende Restmomente um aie Längsachse des Flugkörpers ausgeglichen.

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Ferngesteuerter Flugkörper in Form eines aerodynamisch getragenen Fluggerätes, insbesondere für den Aufklärungseinsatz, mit einer ebenen Kreisscheibe als aerodynamisches Auftriebselement, dadurch gekennzeichnet, daß der die Vortriebseinrichtung (5, 6), die Steuerungseinrichtung (7,8) und die Geräteplattform tragende Rumpf (2) an der Kreisscheibe (1) um eine durch deren Mittelpunkt verlaufende Hochachse schwenkbar gehaltert ist

2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2) stabförmig ausgebildet ist

3. Flugkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Rumpf (2) einen Schütz (4) zur Aufnahme der Kreisscheibe (1) aufweist

4. Flugkörper nach Ansprach ! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinrichtung (5, 6) außerhalb der Kreisscheibe (1) angeordnet ist und bezogen auf die Bewegungsrichtung vor- und/oder nachgeschaltet ist

5. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortriebseinrichtung Schubablenkklappen (9, 10) für horizontale und vertikale Strahlablenkung zugeordnet sind.

6. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräteplattform (11) außerhalb der Kreisscheibe f 1) als aerodynamischer Umströmungskörper angeordnet ist

7. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die iLreisscheibe (1) ein rotierendes Schwungrad einschließt

8. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisscheibe (1) aus einem drehbaren Zentrumsteil (12) und aus einem gegenläufigen Außenring (13) gebildet ist

9. Flugkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrumsteil (12) und der Außenring (13) der Kreisscheibe (1) der Drehrichtung zugeordnete Leitschaufeln (14) zu ihrem Antrieb aufweist

10. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (2) im Bereich des Schwerpunktes etwa rechtwinklig zur Kreisscheibe (1) angeordnete Zusatzflossen (15) aufweist.