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Einrichtung zur Startstabilisierung eines Flugkörpers
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Startstabilisierung
eines Flugkörpers während der ersten Flugphase nach dem Start mit Hilfe von Seilkräften
mit einem am Startort und am Heck des Flugkörpers befestigten und sich von einer
Spule abwickelnden Zugseil.
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Beim Abschuß von Flugkörpern, etwa zur Panzerbekämpfung, treten kurz
nach dem Start Störungen in Form von Nick- und Gierwinkelbewegungen bis zu einer
Größenordnung von + 300 pro Sekunde auf. Durch die nach dem Start noch langsame
Fluggeschwindigkeit des Flugkörpers können diese Startstörungen allein durch aerodynamische
Mittel, etwa Stabilisierungsflossen, nicht ausgeglichen werden, da hierzu die aerodynamischen
Druckkräfte noch zu klein sind. Auch wenn ein nicht aerodynamisches Lenkverfahren
gewählt ist, so z.B. eine Ablenkung des Triebwerkstrahles mit Spoilern, so könnten
zwar diese Startstörungen prinzipiell ausgeglichen werden; bei herkömmlichen Lenkverfahren
wird Jedoch der Lenkflugkörper erst nach einer gewissen Anfahrtsstrecke von z.B.
20 bis 30 m überhaupt gelenkt, da er nach dem Start erst von dem Lenkschützen bzw.
von einem automatischen Goniometer bzw. Lenkstand erfaßt werden muß.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß in der Startphase am Heck
des Lenkflugkörpers ein am Startort befestigtes Zugseil angreift, das den Lenkflugkörper
sozusagen in die Sollflugrichtung hineinzieht; vgl. etwa die DT-PS 21 44 140.
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Die Schwierigkeit bei derartigen Einrichtungen zur Startstabilisierung
besteht insbesondere darin, während der Stabilisierungsphase den Lenkflugkörper
gleichmäßig zu beeinflussen, d.h. daß die Abspulkraft des Zugseils von der Spule
über den gesamten Weg stetig sein muß, um zusätzliche Störungen des Flugkörpers
durch ungleichmäßiges Abziehen des Zugseiles zu vermeiden.
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Zudem ist erwünscht, die Spule und das Zugseil als separates Bauteil
auszuführen, das erst mit dem Flugkörper verbunden wird, wenn dieser bereits vollständig
gefertigt ist. Hierdurch wird die Fertigung des Lenkflugkörpers nicht behindert;
vgl. hierzu die oben angegebene DT-OS 21 44 140, Fig. 3 mit entsprechender Beschreibung.
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Durch die angegebenen Einrichtungen zur Startstabilisierung wird zwar
eine mechanische Startstabilisierung erreicht; zusätzliche Hilfsmittel zur aerodynamischen
Stabilisierung in der Startphase sind hier jedoch nicht vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art konstruktiv so zu verbessern, daß das Zugseil mit stetiger Abspulkraft
abgezogen wird, und daß diese Einrichtung billig zu fertigen ist und zusätzlich
zur aerodynamischen Startstabilisierung des Lenkflugkörpers in der Startphase herangezogen
werden kann.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Spule und
Zugseil als ein Drehkörper ausgebildet sind, der auf dem Heck des Flugkörpers befestigt
ist und die Kontur des Flugkörpers in diesem Bereich im Sinne einer höheren aerodynamischen
Flugstabilität beeinflußt, und daß der Drehkörper auf seinem Umfang eine in Windungen
entsprechend den Windungen eines Zugseils auf einer Spule verlaufende eingeschnittene
Rille aufweist, die als Sollbruchstelle für den Drehkörper
dient,
so daß bei Einwirken einer Kraft auf das Ende des Drehkörpers dieser durch die Kerbwirkung
in einem kontinuierlich abgezogenen Band abgespult wird.
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Der Drehkörper wird durch den Abspulvorgang kontinuierlich abgebaut,
wodurch auch die äußere Kontur des Flugkörpers verändert wird. Der Drehkörper kann
beispielsweise aus einer Metalldose gefertigt sein, in die die Rille als Sollbruchstelle
eingeprägt ist. Vorzugsweise hat der Drehkö rper die Form eines Kegelstumpfmantels,
der auf das Heck des Flugkörpers aufsteckbar ist und dessen Basis mit dem größten
Durchmesser nach hinten weist.
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In Versuchen hat sich gezeigt, daß mit einem derartigen Körper, bei
dem Spule und Zugseil integriert sind und ein einziges Drehteil bilden, sehr konstante
bzw. stetige Zugkräfte erreicht werden. Außerdem kann durch entsprechende Formung
der Rille und durch die Form des Drehkörpers selbst die aerodynamische Stabilität
des Flugkörpers beeinflußt werden. Durch Materialvertiefung an der Außenseite des
Körpers durch die eingeschnittene Rille wird die Oberflächenrauhigkeit des Flugkörpers
in diesem Bereich verändert, so daß der Druckpunkt des Flugkörpers nach hinten verschoben
und damit die aerodynamische Stabilität erhöht wird. Beim Abspulen des Bandes von
dem Drehkörper wird dieser gleichzeitig abgebaut, so dadurch die aerodynamische
Stabilität verringert wird, was jedoch im Sinne der Flugstabilität ist, da sich
diese nach der Startphase bei steigender Geschwindigkeit des Flugkörpers ständig
erhöht.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung
näher erläutert.
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Hierin stellen dar: Fig. 1 einen Flugkörper kurz nach dem Start von
einer Abschußvorrichtung mit einer Einrichtung zur Startstabilisierung gemäß der
Erfindung; Fig. 2 einen auf das Heck des Flugkörpers aufschiebbaren Drehkörper,
der zur Startstabilisierung gemäß der Erfindung verwendet wird und Fig.
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3a,b,c jeweils einen Schnitt durch eine Einzelheit des in Fig. 2 gezeigten
Drehkörpers.
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In Fig. 1 ist ein über ein Kabel 2 fernlenkbarer selbstgetriebener
Flugkörper nach seinem Start von einer Abschußvorrichtung 3 gezeigt. Das Kabel 2
ist hierbei mit einem Kommandostand 4 verbunden, in dem bei Ablage des Flugkörpers
aus seiner Sollrichtung entsprechende Lenksignale gebildet werden, die einem Steuermechanismus
im Flugkörpers 1 über das Kabel 2 zur Rückführung des Flugkörpers 1 in die Sollrichtung
übermittelt werden. Auf das Heck des Flugkörpers 1 ist ein Drehkörper 5 geschoben
und hier befestigt. Der Drehkörper weist die Form eines Kegelstumpfmantels auf und
ist mit dem Flugkörper so verbunden, daß er sich nach hinten erweitert. Der Drehkörper
besteht aus dünnem Metallblech, in das spiralenförmig entsprechend Windungen eines
Zugseils eine Rille 6 eingeprägt ist. Die Windungen weisen gegen die Achse des Drehkörpers
eine Neigung von etwa 700 bis 800 in Abzugrichtung auf.
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Die Abspulkraft kann hierbei über den gesamten Stabilisierungsweg
konstant sein; aber auch eine stetig anwachsende oder in speziellen Bereichen sinkende
Abspulkraft kann gewählt werden.
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Führt demnach der Flugkörper um seine Nick- oder Gierachse Bewegungen
aus, die ihn aus seiner in der Fig. 1 dargestellten Sollrichtung bringen, wird er
durch das Band 8 wieder in diese Sollrichtung gezogen. Beim Abspulen ist durch die
Startgeschwindigkeit
des Flugkörpers die Abspulfrequenz des Bandes
8 vom Drehkörper 5 so hoch, daß der außermittige Angriff der Seilkraft praktisch
kompensiert wird und keine Rolle spielt; die Abspulfrequenz liegt in der Gegend
von 400 Hz.
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Durch den Drehkörper 5 am Heck des Flugkörpers 1 wird gleichzeitig
die aerodynamische Stabilität des Flugkörpers beeinflußt.
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Die Oberflächenrauhigkeit des Drehkörpers, bedingt durch die Anordnung
der Rillen 6 und Stege 7, verschiebt den Druckpunkt des Flugkörpers nach hinten,
so daß dieser zum Startbeginn aerodynamisch träge und stabiler als ohne den Drehkörper
ist. In der Startphase erhöht sich auch die Fluggeschwindigkeit des Flugkörpers,
je weiter sich dieser von der Abschußvorrichtung 3 entfernt. Durch die höhere Geschwindigkeit
wird die durch Flügel 9 am Flugkörper bestimmte Flugstabilität vergrößert, während
sich gleichzeitig die zusätzliche, durch den Drehkörper 5 hervorgerufene aerodynamische
Stabilität verkleinert. Die Form des Drehkörpers wird so gewählt, daß die aerodynamische
Stabilität über die Startphase, d.h.,so lange. bis der Drehkörper durch Abspulen
des Bandes 8 vollständig abgebaut ist, nahezu auf gleicher Größe gehalten wird.
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Der Querschnitt der Rille 6 kann etwa dreieckförmig (Fig. 3a) oder
topfförmig mit schrägen Seitenwänden und glattem Boden (Fig. 3b), bzw. mit senkrechten
Seitenwänden und dreieckförmigem Boden (Fig. 3c) sein.
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Mit der beschriebenen Einrichtung zur Startstabilisierung gemäß der
Erfindung wird demnach die Stabilität des Flugkörpers in der Startphase mechanisch
durch Zugkraft und aerodynamisch durch entsprechende Formgebung des Drehkörpers
beeinflußt.
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