DE2520238B2

DE2520238B2 - Steerable projectile rolling around its longitudinal axis

Info

Publication number: DE2520238B2
Application number: DE19752520238
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Hofmann
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1975-05-07
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1979-02-08
Also published as: DE2520238A1; DE2520238C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein um seine Längsachse rollendes Geschoß mi» mehreren gleichwirkenden, um die Längsachse des Geschosses in ■"> regelmäßigen Winkelabständen angeordneten Steuerorganen, die zur Erzielung von Querkräften über einen mit der Rollfrequenz des Geschosses synchronisierten Rollsignalverteüer ansteuerbar sind.The invention relates to a projectile rolling about its longitudinal axis with several equally acting, about the longitudinal axis of the projectile in ■ "> control members arranged at regular angular intervals, which are used to achieve transverse forces via a Rolling signal distributors synchronized with the rolling frequency of the projectile can be controlled.

Rollende Geschosse werden zur Stabilisierung ihrer ¹^ Fluglage und zu ihrer Steuerung bzw. Lenkung mit Steuerorganen ausgerüstet, und zwar hauptsächlich mit Luft- oder Strahlspoilern bzw. Luftrudern. Strahlspoiler oder ein einzelnes in der Längsmittelebene eines rollenden Geschosses mittig angeordnetes Luftruder ^w erzeugen eine Querkraft, die senkrecht zur Geschoßlängsachse gerichtet ist, während bei mehreren zumeist symmetrisch am Geschoßumpfang angeordneten Luftspoilern bzw. Luftrudern Querkräfte in einer zur Geschoßlängsachse parallelen seitlich versetzten Ebene erzeugt werden. Die Steuerung bzw. Lenkung erfolgt in diesem Falle insofern indirekt, als die zur Beeinflussung der Geschoßflugbahn benötigten Querkräfte mit Hilfe einer Drehung des Geschosses um die Längsachse aufgebaut werden. Durch aufeinander abgestimmte ^b0 Verstellung der Luftspoiler bzw. der Luftruder können die Querkräfte jedoch auch ohne Drehung des Flugkörpers direkt erzeugt werden.Rolling projectiles are provided to stabilize their ¹ ^ attitude and for its control or steering control members, mainly with air or air jet spoilers or rowing. ^{Jet spoilers or a single air rudder w} arranged in the center of the longitudinal center plane of a rolling projectile generate a transverse force which is directed perpendicular to the longitudinal axis of the projectile, while with several air spoilers or air rudders, which are mostly symmetrically arranged on the projectile body, transverse forces are generated in a laterally offset plane parallel to the longitudinal axis of the projectile. The control or steering takes place indirectly in this case, as the transverse forces required to influence the projectile trajectory are built up with the aid of a rotation of the projectile about the longitudinal axis. However, by concerted ^b0 adjustment of the air spoiler or air rudder, the transverse forces can be generated directly without rotation of the missile.

Um derartige rollende Geschosse längs einer Bahn zu führen, müssen die mit dem Geschoß rollenden Steuerorgane über einen rollwinkelabhängigen Rollsignalverteüer zur Erzeugung nicht rollender Querkräfte angesteuert werden; hierzu vgl. etwa die DE-ASIn order to guide such rolling projectiles along a path, the rolling with the projectile must Control organs via a roll-angle-dependent roll signal distributor to generate non-rolling lateral forces be controlled; on this see for example the DE-AS 18 02 223, in der ein Lenkregelkreis für einen rotierenden Flugkörper beschrieben ist, der nur ein Strahlruder aufweist, die US-PS 24 21 085, in der ein zielsuchendes Geschoß mit einem einzigen Luftruder gezeigt ist, bzw. die DE-AS 14 56 161, in der die Lenkung eines rollenden Flugkörpers mit zwei Strahlrudern beschrieben ist18 02 223, in which a steering control loop for a rotating missile is described which has only one thruster has, the US-PS 24 21 085, in which a target-seeking projectile is shown with a single air rudder, or DE-AS 14 56 161, in which the steering of a rolling missile with two thrusters is described

Zur Erzielung von ausreichenden Querkräften wird auf rollende Geschosse mit ein oder zwei Steuerorganen eine Steuerkraft jeweils fiber einen gewissen Drehwinkelbereich des Geschosses ausgeübt, so daß selbstverständlich exakte Querkräfte nicht erreicht werden können und diese überlagernd rollende parasitäre Störkräfte auftreten. Daraus ergibt sich eine je nach Anteil der rollenden parasitären Störkräfte mehr oder minder schlangenförmige Bewegung des Geschosses um seine Soilflugbahn. So ergibt sich für ein Geschoß mit zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren Steueroganen, die über einen Rollsignalverteiler sinusförmig angesteuert werden, was im allgemeinen die problemloseste und störkraftfreieste Ansteuerung bedeutet, insgesamt eine mit der doppelten RoIJfrequenz des Geschosses rotierende, der nutzbaren Querkraft amplitudengleiche parasitäre StörkraftIn order to achieve sufficient transverse forces, a control force is applied to rolling projectiles with one or two control elements, each over a certain amount Angle of rotation range of the projectile exercised, so that of course exact transverse forces are not achieved and these superimposed rolling parasitic disturbance forces occur. This results in a depending on the proportion of rolling parasitic disturbance forces, more or less serpentine movement of the Projectile around its soil trajectory. This results in a floor with two independently controllable control gans, which are controlled via a rolling signal distributor be driven sinusoidally, which generally means the most problem-free and most interference-free control, a total of one with twice the RoIJ frequency of the projectile rotating parasitic disturbance force of the same amplitude as the usable transverse force

Bei bisher verwendeten lenkbaren Geschossen, ob selbstgetrieben oder nicht, sind die hier genannten Störkräfte bei sonst einwandfrei aufeinander abgestellten Geschoßkomponenten nicht so ausschlaggebend, da die aufzubringenden Querkräfte im allgemeinen nicht so hoch sind, daß hier Abhilfe versucht worden wäre.In the case of steerable projectiles used so far, whether self-propelled or not, these are the ones mentioned here Disturbing forces in otherwise perfectly stacked projectile components are not so decisive because the transverse forces to be applied are generally not so high that a remedy would have been attempted here.

Die parasitären Störkräfte können dadurch verringert und so die Lenkbarkeit des Geschosses verbessert werden, wenn in Anlehnung an nicht rollende Geschosse vier symmetrisch am Geschoß verteilte Steuerorgane auch für ein rollendes Geschoß vorgesehen werden. Wenn die Steuerorgane über einen Rollsignalverteüer mit vier 90-Grad-Phasen so angesteuert werden, daß der Zeitverlauf der Steuerkräfte jedes einzelnen Steuerorgans sinusförmig und rollsynchronisiert ist, heben sich tatsächlich alle Komponenten der parasitären Störkräfte gegenseitig auf. Die resultierende Querkraft ist dann tatsächlich bahnfestThe parasitic disturbance forces can thereby be reduced and the steerability of the projectile improved if, based on non-rolling storeys, four symmetrically distributed on the storey Control organs can also be provided for a rolling floor. If the control organs have a Rolling signal distributors with four 90-degree phases are controlled so that the timing of the control forces of each individual control element is sinusoidal and roll-synchronized, all components of the parasitic disturbance forces actually cancel each other out. the The resulting shear force is then actually rail-proof

In der Praxis ist es jedoch im allgemeinen so, daß der Zeitverlauf der Steuerkräfte oder etwa der Ruderauslenkung oft nicht sinusförmig und die Steuercharakteristik der Steuerorgane nicht linear ist. Dadurch bleibt zwar die Steuerkraft der Steuerorgane symmetrisch, ist jedoch nicht mehr sinusförmig, sondern mit Oberwellen behaftet. Die wesentlichsten Oberwellen sind die ungeradzahligen Oberwellen und hier insbesondere die dritte Sinusoberwells.In practice, however, it is generally so that the The timing of the control forces or the rudder deflection is often not sinusoidal and the control characteristics of the control organs are not linear. This remains Although the control force of the control organs is symmetrical, it is no longer sinusoidal, but with harmonics afflicted. The most important harmonics are the odd harmonics and here in particular those third upper sinus wave.

Auch eine sinusförmige Ansteuerung der Steuerorgane ermöglicht bei dieser Konstruktion demnach im allgemeinen keinen vollständigen Kräfteausgleich; den stärksten Störeinfluß auf die Lenkung hat hier eine mit vierfacher Rollfrequenz rotierende Komponente aus der dritten und fünften Oberwelle. Diese Komponenten von parasitären Störkräften verhalten sich dem Betrage nach zur nutzbaren Querkraft wie die Fourierkoeffizienten der in die einzelnen Komponenten zerlegten Steuerkraft 33 und as zu dem die Grundwelle darstellenden Koeffizienten a\. Even a sinusoidal control of the control elements in this construction does not generally allow a complete balance of forces; The strongest disruptive influence on the steering has a component from the third and fifth harmonic that rotates at four times the rolling frequency. These components of parasitic disturbance forces relate to the usable transverse force like the Fourier coefficients of the control force 33 and as, which are broken down into the individual components, to the coefficient a \ representing the fundamental wave.

Bei zur Zeit geplanten lenkbaren Geschossen, etwa zur Panzerabwehr, werden so hohe Längs- und Querbeschleunigungen angestrebt, daß parasitäre Störkräfte möglichst klein gehalten werden müssen. Bei hohen Beschleunigungskräften, die etwa die Servokomponenten des Geschosses belasten und hohen Querkräften, die direkt durch verstellbare Steuerorgane aufge-In the case of steerable projectiles planned at the time, for example for anti-tank missiles, high longitudinal and Strive for lateral accelerations that parasitic disturbance forces must be kept as small as possible. at high acceleration forces that load the bullet's servo components, for example, and high lateral forces that are directly generated by adjustable control elements.

bracht werden, könnten nämlich die spiralförmigen Verzerrungen der Geschoßflugbahn durch die parasitären Störkräfte so groß werden, daß Bodenberührung eintritt oder die Treffsicherheit unter das geforderte Minimum abfällt. ·be brought, namely the spiral-shaped distortions of the projectile trajectory by the parasitic Disturbing forces become so great that ground contact occurs or the accuracy is below the required level Minimum drops. ·

Für diese Geschosse, die in aücn ihren Komponenten hochbeschleunigungsfest sein müssen, wird man möglichst einfach aufgebaute Sollsignalverteiler und Steuerorgane mit sehr einfachen Steilercharakteristiken verwenden und etwa Zweipunktverhalten in der Laufgeschwindigkeit der Steuerorgane und/oder Zweibzw. Dreipunktverhalten im Ausschlagwinkel anstreben. Komplizierte Rollsignalverteiler, die sinusförmige Steuerkräfte bewirken sollen, werden kaum verwendet werden können. ι ^Γ>For these floors, which must also be resistant to high acceleration in their components, you will use the simplest possible setpoint signal distributors and control elements with very simple steeper characteristics and approximately two-point behavior in the running speed of the control elements and / or two or two. Aim for three-point behavior in the deflection angle. Complicated rolling signal distributors that are supposed to produce sinusoidal control forces will hardly be able to be used. ι ^Γ >

Jedoch treten selbst bei einem Geschoß mit vier Steuerorganen, bei dem die parasitären Störkräfte durch entsprechende Ansteuerung der Steuerorgane noch einigermaßen ausgeglichen werden können, bei einer Ansteuerung durch einfache schwa;zweiß schaltende Rolfsignal verteiler relativ hohe parasitäre Störkräfte auf. Eine Komponente der parasitären Störkräfte weist hierbei vierfache Rollfrequenz in der Rollrichtung des Geschosses und einen Betrag von einem Drittel der nutzbaren Querkraft auf und eine andere die gleiche >ί Frequenz, jedoch entgegengesetzte Rollrichtung und einen Betrag von einem Fünftel der nutzbaren QuerkrafL Bei Geschossen mit zwei Steuerorganen betragen die wichtigsten Komponenten von parasitären Störkräften eine mit einem Drittel der nutzbaren so Querkraft, die entgegengesetzt zu der Rollrichtung des Geschosses mit zweifacher Rollfrequenz umläuft, eine weitere mit vierfacher Roüfrequenz und ebenfalls einem Drittel der nutzbaren Querkraft und eine dritte, wiederum entgegengesetzt mit vierfacher RoHfrequenz r> umlaufende Komponente mit einem Fünftel der nutzbaren QuerkrafLHowever, even with a projectile with four control organs, the parasitic disturbance forces occur can still be balanced to some extent by appropriate control of the control organs one control by single black switching Rolfsignal distributors have relatively high parasitic disturbance forces. A component of the parasitic disturbance forces has four times the roll frequency in the roll direction of the projectile and an amount of one third of the usable shear force and another the same> ί Frequency, however, in the opposite direction of roll and an amount equal to one fifth of the usable Transverse force For storeys with two control units the most important components of parasitic disturbance forces amount to one third of the usable so Transverse force that runs opposite to the rolling direction of the projectile with twice the rolling frequency, a others with four times the Roü frequency and also a third of the usable lateral force and a third, again in the opposite direction with four times the raw frequency r> rotating component with a fifth of the usable transverse force

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Geschoß und hier insbesondere die Anordnung der Steuerorgane so weiterzubilden, daß im Gegensatz zu bekannten ■»<> Geschossen die parasitären Störkräfte merklich verkleinert oder gar kompensiert werden, und daß dadurch gleichzeitig die Steuerorgane mittels sehr einfach aufgebauter Rollsignalverteiler angesteuert werden können, ohne daß die Lenkbarkeit des Geschosses -t^r> wesentlich beeinträchtigt wird.It is the object of the invention to develop the projectile and in particular the arrangement of the control elements in such a way that, in contrast to known projectiles, the parasitic disturbance forces are noticeably reduced or even compensated, and that the control elements are simultaneously controlled by means of a very simply constructed rolling signal distributor can be without the steerability of the projectile -t ^r > is significantly impaired.

Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 von folgender Erkenntnis aus:The invention aims to solve this problem with the features of claim 1 of the following Knowledge from:

Der Zeitverlauf der Querkraft eines einzelnen Steuerorgans wird über einen gewissen Winkelbereich von Null beginnend zu einem Maximum und dann wieder nach Null sowie danach um 180 Grad verschoben spiegelbildlich im Negativen verlaufen. Bei sinusförmiger Ansteuerung und linearer Steuercharakteristik des Steuerorgans wird der Zeitverlauf ebenfalls sinusförmig sein.The time course of the transverse force of an individual control element is over a certain angular range starting from zero to a maximum and then back to zero and then by 180 degrees shifted mirror-inverted in the negative. With sinusoidal control and linear control characteristics of the control organ, the time course will also be sinusoidal.

Zusätzlich zu diesem Verlauf der Querkraft werden Oberwellen auftreten, die parasitäre Störkräfte darstellen und die im folgenden, solange der Nulldurchgang gemeinsam mit der Grundwelle erfolgt, als Sinusoberwellen bezeichnet werden.In addition to this course of the transverse force, harmonics will occur, which represent parasitic disturbance forces and the following, as long as the zero crossing occurs together with the fundamental wave, as sine harmonics are designated.

Es zeigt sich nun, daß bei einer Reihe technisch bedingter Effekte unter gewissen Voraussetzungen nur ungeradzahlige Sinusoberwellen im Zeitverlauf der von den Steuerorgan*^ aufgebrachten Querkräfte auftreten. So etwa bei einer symmetrischen, jedoch nicht linearen Steuercharakteristik der einzelnen Steuerorgane, dann bei symmetrisch begrenzten Auslenkwinkeln der einzelnen Steuerorgane, bei einer Zweipunktsteuerung der Laufgeschwindigkeit, einer Pulsbreitensteuerung des Auslenkwinkels etwa von Strahlspoilern und bei Verwendung von nichtlinearen, jedoch symmetrischen Rollsignalverteilern. Die genannten Voraussetzungen sind etwa die Symmetrie in der Auslenk- und in der Rückstellbewegung der Steuerorgane und Symmetrie zwischen positiver und negativer Auslenkung, die sich konstruktiv im allgemeinen erfüllen lassen. Durch entsprechende Justierung lassen sich ferner die Bedingungen erfüllen, daß die Steuerkräfte mit der Rollbewegung des Geschosses synchronisiert und der Zeitversatz zwischen der Betätigung der einzelnen Steuerorgane ebenfalls gleichmäßig istIt can now be seen that for a number of technically conditioned effects, under certain conditions, only Odd-numbered sine harmonics occur in the course of time of the transverse forces applied by the control element * ^. For example with a symmetrical but non-linear control characteristic of the individual control organs, then in the case of symmetrically limited deflection angles of the individual control elements, in the case of two-point control the Running speed, a pulse width control of the deflection angle for example of beam spoilers and at Use of non-linear but symmetrical rolling signal distributors. The requirements mentioned are about the symmetry in the deflection and in the return movement of the control elements and symmetry between positive and negative deflection, which can generally be met constructively. By appropriate adjustment can also meet the conditions that the control forces with the rolling movement of the floor is synchronized and the time delay between the actuation of the individual control elements is also uniform

Es können zwar auch ungeradzahlige Cosinusoberweilen und geradzahlige Sinus- und Cosinusoberwellen auftreten, so beispielsweise durch eine Nullpunktverschiebung einer zwar symmetrischen, jedoch nicht linearen Steuerchrakteristik der Steuerorgane oder bei unsymmetrisch begrenzten Auslenkwinkeln bzw. unsymmetrischen Laufgeschwindigkeiten der Steuerorgane oder durch eine unsymmetrische Charakteristik des Rollsignalverteilers, jedoch sind diese Effekte so weit beherrschbar.daß sie kaum Bedeutung gewinnen.It is true that odd-numbered cosine harmonics and even-numbered sine and cosine harmonics can also be used occur, for example due to a zero shift of a symmetrical, but not linear control characteristics of the control organs or with asymmetrically limited deflection angles or asymmetrical ones Running speeds of the control organs or by an asymmetrical characteristic of the Rolling signal distributor, however, these effects are so controllable that they are hardly of any importance.

Ausgehend demnach von der Erkenntnis, daß die ungeradzahligen Sinusoberwellen im Zeitverlauf der von den Steuerorganen aufgebrachten Querkräften gegenüber den sonstigen Oberwellen überwiegen, ist die oben genannte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Geschoß eine ungerade Anzahl von wenigstens drei unabhängig voneinander über den Rollsignalverteiler ansteuerbarer Steuerorgane aufweist. Zweckmäßigerweise werden drei bzw. fünf Steuerogane verwendet, da hierbei der mechanische und elektronische Aufwand denjenigen bekannter Geschosse nicht übersteigt.Based on the knowledge that the odd sine harmonics in the course of time lateral forces applied by the control organs outweigh the other harmonics the above object is achieved according to the invention in that the projectile has an odd number has at least three independently controllable control members via the rolling signal distributor. It is advisable to use three or five control gates, since this is the mechanical one and electronic effort does not exceed that of known floors.

Durch diese im Prinzip verblüffend einfache Lösung können ohne Beeinträchtigung der Lenkbarkeit des Geschosses parasitäre Störkräfte wesentlich verringert oder gar ausgeglichen werden. Interessant ist hierbei, daß ein Geschoß mit drei regelmäßig verteilten und unabhängig voneinander nach einem Schwarz/Weiß-Verfahren ansteuerbaren Steuerorganen noch geringere Störungen durch parasitäre Störkräfte aufweist als ein Geschoß mit vier ebenso angesteuerten Steuerorganen. Bei einem Geschoß mit drei Steuerorganen fällt lediglich eine Komponente der fünften Oberwelle und eine der siebten Oberwelle ins Gewicht, die beide mit der sechsfachen RoHfrequenz umlaufen und bei sinusförmiger Ansteuerung lediglich ein Fünfundzwanzigstel bzw. ein Neunundvierzigstei der nutzbaren Querkraft und bei einer Schwarz/Weiß-Ansteuerung lediglich ein Fünfel bzw. ein Siebtel der nutzbaren Querkraft betragen. Bei einem Geschoß mit fünf Steuerorganen tritt sogar erst eine Komponente der neunten Oberwelle mit der zehnfachen Rollfrequenz des Geschosses auf.This solution, which is astonishingly simple in principle, enables the Projectile parasitic disruptive forces are significantly reduced or even compensated for. It is interesting here that a floor with three regularly distributed and independent of each other according to a black and white process controllable control organs has even less interference from parasitic disturbance forces than a floor with four equally controlled control organs. On a floor with three control organs falls only one component of the fifth harmonic and one of the seventh harmonic have a weight, both with of six times the raw frequency and with sinusoidal control only a twenty-fifth or a forty-ninth part of the usable lateral force and with a black / white control be only a fifth or a seventh of the usable shear force. For a floor with five Control organs even only occur a component of the ninth harmonic with ten times the rolling frequency of the Floor.

Insgesamt haben die parasitären Störkräfte bei Geschossen, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind, nur kleine Amplituden und rollen mit relativ hohen Frequenzen, so daß die Lenkbarkeit der Geschosse nahezu nicht beeinträchtigt ist und im wesentlichen nur noch von der Symmetrie der einzelnen Steuerorgane abhängtOverall, the parasitic disruptive forces in projectiles that are designed according to the invention, only small amplitudes and roll with relatively high frequencies, so that the steerability of the projectiles is almost unaffected and is essentially only affected by the symmetry of the individual control organs depends

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile werden insbesondere bei Geschossen deutlich, die hohen Quer- und Längsbeschleunigungen unterworfen sind. HierThe advantages that can be achieved with the invention are particularly evident in the case of projectiles, the high transverse and are subject to longitudinal accelerations. here

braucht die Rudercharakteristik nur symmetrisch, nicht jedoch linear zu sein, ohne daß dadurch wesentliche parasitäre Störkräfte auftreten. Das gleiche gilt für die Verstellung der Steuerorgane, so daß damit auch stark beschleunigende Flugkörper, in die im allgemeinen nur nichtlinear wirkende Ruderorgane eingebaut werden können, extrem gut lenkbar bleiben. Ebenso braucht die Steuer charakteristik des mit der Rollfrequenz synchronisierten Rollsignalverteilers nur symmetrisch, nicht jedoch linear zu sein, so daß es möglich ist, die Steuercharakteristik grob zu vereinfachen, etwa eine Schwarz/Weiß-Steuerung zu realisieren.the rudder characteristic only needs to be symmetrical, but not linear, without significant parasitic disturbance forces occurring as a result. The same applies to the adjustment of the control elements, so that even highly accelerating missiles, into which generally only non-linear control elements can be built, remain extremely easy to steer. Likewise, the control characteristic of the rolling signal distributor synchronized with the rolling frequency only needs to be symmetrical, but not linear, so that it is possible to roughly simplify the control characteristic, for example to implement a black / white control.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er'indung ist das Geschoß mit einem Rollsignalverteiler für die mit der Rollfrequenz des Geschosses synchronisierte Aufschaltung von Lenkkommandos auf die Shicrorgane versehen, der einen mit dem Ausgangssignal eines Rollfrequenzmessers beaufschlagten und nach Erreichen eines Winkelbetrages, der dem Winkelabstand zwischen zwei Steuerorganen proportional ist, riicksetzbaren Integrator sowie einen mit dessen Ausgang verbundenen Pulsformer aufweist, der seinerseits mit einer Gatterschaltung zum polaritätsrichtigen Aufschalten der dieser Schaltung zugeführten Lenkkommandos auf die Steuerorgane verbunden ist. Hierbei ist deutlich ersichtlich, daß der Rollsignalverteiler nur einfache elektronische Komponenten aufweist, insbesondere an Stelle der für ein Geschoß mit vier Stcuerorganen im allgemeinen notwendigen Zwei-Quadranten-Sinusgeber lediglich einen einfachen Pulsformer aufweist.According to a preferred embodiment of the invention, the projectile is provided with a roll signal distributor for the activation of steering commands synchronized with the roll frequency of the projectile to the Shicrorgane, which acted upon one with the output signal of a roll frequency meter and after reaching an angular amount which is the angular distance between two control organs is proportional, has resettable integrator and a pulse shaper connected to its output, which in turn is connected to a gate circuit for the polarity-correct connection of the steering commands fed to this circuit to the control organs. It can be clearly seen here that the rolling signal distributor has only simple electronic components, in particular only has a simple pulse shaper instead of the two-quadrant sine generator that is generally required for a floor with four control elements.

Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellt darThe invention is explained in more detail in several exemplary embodiments with reference to the drawing. In this poses represent

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Geschosses gemäü der Erfindung mit drei unabhängig voneinander betätigbaren Luftrudern,F i g. 1 is a perspective view of a projectile according to the invention with three independent of one another actuatable air rudders,

I"ig. 2 schematisch eine Heckansicht eines Geschosses gemäß der Erfindung mit drei Luftspoilern,I "ig. 2 schematically shows a rear view of a projectile according to the invention with three air spoilers,

F i g. 3 eine Teilansicht eines Hecks eines Geschosses gemäß der Erfindung mit drei symmetrisch angeordneten Strahlspoilern,F i g. 3 is a partial view of a stern of a projectile according to the invention with three symmetrically arranged Jet spoilers,

Γ i g. 4 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Geschosses gemäß der Erfindung mit fünf unabhängig voneinander ansteuerbaren Luftrudern,Γ i g. 4 shows a simplified perspective illustration of a projectile according to the invention with five independently controllable air rudders,

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Rollsignalverteilers für ein Geschoß gemäß der Erfindung mit drei unabhängig voneinander ansteuerbaren Steuerorganen undF i g. 5 is a block diagram of a rolling signal distributor for a projectile according to the invention with three independently controllable control members and

F i g. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Funktionsweise des Rollsignalverteilers gemäß F i g. 5.F i g. 6 is a diagram showing the mode of operation of the rolling signal distributor according to FIG. 5.

Ein Geschoß 1 weist an seinem Heck drei an seinem Umfang jeweils in einem Winkelabstand von 120 Grad angeordnete Flügel 2 auf, deren Berührungslinie mit dem Außenmantel des Geschosses gegen die jeweilige zur Längsachse 3 parallele Mantellinie leicht angestellt ist, so daß das von einem hier nur durch eine Triebwerksdüse 4 dargestellten Triebswerk angetriebe ne Geschoß mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit ψ um seine Längsachse 3 in der angegebenen Pfeilrichtung rotiert; vgl. F i g. 1. A projectile 1 has at its rear three on its periphery in each case at an angular distance of 120 degrees arranged vanes 2 on whose line of contact is easily made with the outer casing of the projectile against the respective longitudinal axis 3 parallel generating line, so that from one only by an engine nozzle 4 shown engine driven ne projectile rotates at a certain angular velocity ψ about its longitudinal axis 3 in the direction of the arrow; see Fig. 1.

Zur Lenkung des Geschosses 1 sind die Flügel um eine nicht dargestellte Achse senkrecht zur erwähnten Mantellinie mittels eines Rudermotors schwenkbar. Anstelle der schwenkbaren Flügel werden als Steuerorg_ane auch sogenannte Luftspoiler 2_t verwendet, die zur Übertragung von Querkräften aus den Flügeln 2 ausgefahren werden und als Störkanten wirken; vgL F ig. 2.To steer the projectile 1, the wings can be pivoted about an axis, not shown, perpendicular to the aforementioned surface line by means of a rudder motor. Instead of the pivotable wings, so-called air spoilers 2 _t are also used as control organs, which are extended from the wings 2 to transmit transverse forces and act as interfering edges; vgL Fig . 2.

Ferner sind als Stcucrorgane drei Strahlspoiler 2i möglich, die jeweils um 120 Grad versetzt sind und in den Triebwerksstrahl eingreifen; vgl. F i g. 3.Furthermore, three jet spoilers 2i are possible as Stcucrorgane, which are each offset by 120 degrees and intervene in the engine jet; see Fig. 3.

ϊ In der Fig.4 ist schließlich ein Geschoß mit fünf unabhängig ansteuerbaren Luftrudern 2i gezeigt. Finally, FIG. 4 shows a floor with five independently controllable air rudders 2i.

Um Stcuerkräfte rollsynchron auf drei Steuerorgane eines Geschosses übertragen zu können, ist ein Rollsignalvcrteiler gemäß der Fig.5 vorgesehen.To control forces roll synchronously on three control organs To be able to transmit a floor, a rolling signal divider according to FIG. 5 is provided.

in Dieser weist einen rücksctzbarcn Integrator 11 mit symmetrischer Kennlinie auf, dessen Eingang mit einem Winkelgeschwindigkcitsmesscr bzw. Rollfrequenzmesser 12 über ein Summicrglied 13 verbunden ist. Dem Integrator werden hierbei die Rollfrequenz ψ desThis has a resettable integrator 11 with a symmetrical characteristic, the input of which is connected to an angular velocity meter or rolling frequency meter 12 via a summing element 13. The integrator is given the rolling frequency ψ des

ι', Geschosses und die Rollfrequenz ψ des in Polarkoordinaten dargestellten Vektors der Querkraft zugeführt. Am anderen Pol des umschaitbaren Einganges ist ein weiteres Summierglied 14 vorgesehen, dem die Anfangsrollage q>o des Geschosses etwa beim Startι ', projectile and the rolling frequency ψ of the vector shown in polar coordinates supplied to the transverse force. At the other pole of the switchable input, a further summing element 14 is provided, to which the initial roll position q> o of the projectile approximately at the start

:ii eingegeben ist. Der Ausgang des Rücksetzintegrators 11 ist auf den zweiten Eingang dieses Summiergliedes rückgeführt. Der Integrator 11 wird immer dann zurückgesetzt, wenn er einen bestimmten, dem Winkeiabstand der Flügel proportionalen Winkel errechnet: ii is entered. The output of the reset integrator 11 is fed back to the second input of this summing element. The integrator 11 will always then reset when it calculates a certain angle proportional to the angular spacing of the blades

r, hat, etwa wie in der Fig.6, erste Zeile gezeigt, einen Winkel von 60 Grad.r, as shown in the first line in FIG. 6, has a 60 degree angle.

Das Ausgangssignal des Integrators, das in der F i g. 6 in der ersten Zeile gezeigt ist, wird einem Pulsformer 15 zugeführt, an dessen Ausgang etwa regelmäßig beimThe output of the integrator, which is shown in FIG. 6 is shown in the first line, a pulse shaper 15 fed, at its output about regularly at

in Nulldurchgang des Ausgangssignals des Integrators ein positiver bzw. negativer Impuls erscheint, wie in Zeile 2 der F i g. 6 dargestellt.in the zero crossing of the output signal of the integrator positive or negative pulse appears, as in line 2 of FIG. 6 shown.

Der Ausgang des Pulsformers 15 ist mit einem Register 16, etwa einem bei jedem Impuls desThe output of the pulse shaper 15 is with a Register 16, roughly one for each pulse of the

·,-■. Pulsformers 15 um eine Stelle weilergeslelllen Ringzähler verbunden, an dessen sechs Ausgängen nacheinander die Ausgangssignale x,y, z, u, rund wanliegen, siehe Zeile 3 in F i g. 6. Die Ausgänge des Ringzählers 16 sind mit einer Gatterschaltung 17 verbunden, die ihrerseits ·, - ■. Pulse shaper 15 connected to a position Weilergeslelllen ring counter, at the six outputs of which the output signals x, y, z, u, round w are applied one after the other, see line 3 in FIG. 6. The outputs of the ring counter 16 are connected to a gate circuit 17, which in turn

■ίο drei Ausgänge aufweist, deren Ausgangssignale « β und γ durch folgende logische ODER-Verknüpfung mit den Ausgangssignalen des Ringzählers 16 verbunden sind:■ ίο has three outputs whose output signals « β and γ are connected to the output signals of the ring counter 16 by the following logical OR operation:

κ = χ + y + ζ κ = χ + y + ζ

.1 , β = Z + U + V .1, β = Z + U + V

γ = V + W + X γ = V + W + X

Die Ausgänge der Gatterschaltung 17 sind mit einer Verteilerschaltung 18 verbunden, die drei Schalter A, B The outputs of the gate circuit 17 are connected to a distribution circuit 18, the three switches A, B

-■ο und C aufweist, die jeweils den Ausgängen λ, β und γ zugeordnet sind. Der eine Pol aller Schalter A, B und C ist mit einer Leitung 19 verbunden, über die der Betrag (a) des in Polarkoordinaten dargestellten Vektors einer gewünschten Querkraft des Geschosses von einem- ■ ο and C , which are each assigned to the outputs λ, β and γ . One pole of all switches A, B and C is connected to a line 19, via which the amount (a) of the vector, shown in polar coordinates, of a desired transverse force of the projectile from one

·-,■-. Kommandostand 20 übertragen wird. Die Schalter A, B und C sind beispielsweise Feldeffekttransistoren, an deren Gate-Elektrode die Signale «, β bzw. γ anliegen und deren Drain-Elektrode der Betrag (a)der Querkraft zugeführt wird. Während der Rollbewegung des · -, ■ -. Command status 20 is transferred. The switches A, B and C are, for example, field effect transistors, to whose gate electrode the signals , β and γ are applied and whose drain electrode is supplied with the amount (a) of the transverse force. While the

mi Geschosses erscheint daher am Ausgang der Schaltergruppe A, B und C also der jeweiligen Source-EIektrode, ein amplitudenmoduliertes Rechtecksignal, das Rudermotoren der Steuerorgane direkt aufgeschaltet werden kann.On the floor, an amplitude-modulated square-wave signal appears at the output of the switch group A, B and C, i.e. the respective source electrode, which can be switched directly to the rudder motors of the control units.

hi Für Steuerorgane, die bevorzugt mit einer Pulsbreitenmodulation angesteuert werden, so z. B. Strahlspoiler, werden die drei Ausgänge der Verteilerschaltung 18 mit jeweils einem Integrator I\, h und h verbunden. Dashi For control units that are preferably controlled with pulse width modulation, e.g. B. beam spoiler, the three outputs of the distribution circuit 18 are each connected to an integrator I \, h and h. That

Ausgangssignal der Integratoren ist in der siebten Zeile des Diagramms gemäß der Fig.6 dargestellt. Die Ausgänge der Integratoren / sind jeweils auf einen Eingang je eines Summiergliedes Si, S2 und S3 geschaltet, auf deren zweiten Eingang ein die Rollsteuerung des Flugkörpers beeinflussendes Signal R aufgeschaltet werden kann. Die so aufbereiteten Lenkkommandosignale werden über Dreipunktschalter 71, Ti und T} mit zwei definierten Umschaltpunkten als Stellsignale Ο, Γ2 und r₃ den jeweiligen Steuerorganen zugeführt. In den Zeilen 8 bis 10 sind diese Stellsignale für Zweipunktverhalten der Steuerorgane bezüglich des Auslenkwinkels dargestellt.The output signal of the integrators is shown in the seventh line of the diagram according to FIG. The outputs of the integrators / are each connected to an input of a summing element Si, S2 and S3, to whose second input a signal R influencing the roll control of the missile can be connected. The steering command signals prepared in this way are fed to the respective control elements via three-position switches 71, Ti and T} with two defined switchover points as control signals Ο, Γ2 and r _3. Lines 8 to 10 show these control signals for two-point behavior of the control elements with regard to the deflection angle.

Für die Ansteuerung von fünf Steuerorganen muß der oben beschriebene Rollsignalverteiler lediglich im Ringzähler, in der Gatterschaltung und in der Verteilerschaltung geringfügig erweitert werden.For the control of five control organs, the rolling signal distributor described above only needs to be in the Ring counter, in the gate circuit and in the distribution circuit are slightly expanded.

Bei Geschossen, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind, heben sich die parasitären Störkräfte weitgehend auf. Ebenso können schaltungstechnisch einfache, vollelektronische Rollsignalverteiler und für die Verstellung der Steuerorgane einfache und robuste Servokomponenten etwa mit Schwarz-Weiß-Steuerung ohne wesentliche Nachteile für die Lenkbarkeit verwendet werden.In the case of projectiles which are designed according to the invention, the parasitic disruptive forces are largely lifted on. Likewise, in terms of circuitry, fully electronic rolling signal distributors and for the adjustment of the control organs simple and robust servo components, for example with black-and-white control without significant disadvantages for the steerability are used.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Um seine Längsachse rollendes Geschoß mit mehreren gleichwirkenden, um die Längsachse des Geschosses in regelmäßigen Winkelabständen angeordneten Steuerorganen, die zur Erzeugung von Querkräften über einen mit der Rollfrequenz des Geschosses synchronisierten Rollsignalverteiler ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß (1) eine ungerade Anzahl von wenigstens drei unabhängig voneinander über den Rollsignalverteiler ansteuerbaren Steuerorganen (2; 2i;2₂) aufweist1. Projectile rolling around its longitudinal axis with several identically acting control elements arranged around the longitudinal axis of the projectile at regular angular intervals, which can be controlled to generate transverse forces via a roll signal distributor synchronized with the rolling frequency of the projectile, characterized in that the projectile (1) has an odd Number of at least three independently controllable control members (2; 2i; 2 ₂ ) via the rolling signal distributor

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß (1) fünf Steuerorgane (2₃) aufweist2. Projectile according to claim 1, characterized in that the projectile (1) has five control members (2 ₃ )

3. Gescboß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollsignalverteüer (Fig.5) für eine mit der Rollfrequenz (φ) des Geschosses (I) synchronisierte Aufschaltung von Lenkkommandos (von 20; R) auf die einzelnen Steuerorgane (2; 2\; 22; 23) einen mit dem Ausgangssignal eines Rollfrequenzmessers (12) beaufschlagten und nach Erreichen eines Winkelbetrages, der dem Winkelabstand zwischen zwei Steuerorganen (2; 2u 2₂; 23) proportional ist, rücksetzbaren Integrator (11) sowie einen mit dessen Ausgang verbundenen Pulsformer (15) aufweist, der seinerseits mit einer Gatterschaltung (16, 17, 18) zum polaritätsrichtigen Aufschalten der dieser Schaltung zugeführten Lenkkommandos verbunden ist.3. Gescboß according to one of claims 1 or 2, characterized in that the Rollsignalverteüer (Fig.5) for a with the roll frequency (φ) of the projectile (I) synchronized activation of steering commands (from 20; R) to the individual control members ( 2; 2 \; 22; 23) an integrator (11) which is acted upon by the output signal of a rolling frequency meter (12) and, after reaching an angular _{amount which is proportional to the angular distance between two control elements (2; 2u 2 2} ; 23), and a resettable integrator with its output connected pulse shaper (15), which in turn is connected to a gate circuit (16, 17, 18) for the correct polarity switching on the steering commands fed to this circuit.