DE2757250C3

DE2757250C3 - Einrichtung zur Startstabilisierung eines Flugkörpers

Info

Publication number: DE2757250C3
Application number: DE19772757250
Authority: DE
Inventors: Günther 8012 Ottobrunn Karpa
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1981-04-02
Also published as: DE2757250A1; DE2757250B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Stabilisierung 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 mit bestimmter 7ugkraft abwickelnden Zugseil.

Beim Abschuß von Flugkörpern, etwa zur Panzerbekämpfung, treten kurz nach dem Start Störungen in Form von Nick- und Gierwinkelbewegungen bis zu einer Größenordnung von ±30° 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 nichtaerodynamisches 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 Anfahrtstrecke von z. B. 20 bis 30 m überhaupt gelenkt, da :r nach dem Start erst von dem Lenkschützen bzw. von einem automatischen Goniometer bzw. Lenkstand erfaßt werden muß.

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. DE-OS 21 44 140. Das Zugseil ist hierbei entwede direkt auf dem Heck des Flugkörpers oder auf einer separaten Spulenkörper in ein Befestigungsmittel, vorzugsweise ein Metall eingebettet. Der Lktstizitätsmodul von Metallen ist über einen weiten Temperaturbereich, der für den Einsatz des Flugkörpers von Bedeutung ist konstant, so daß hierdurch wesentlich bessere Ergebnisse bei der Startstabilisierung erzielt werden als bei bekannten Einrichtungen, bei denen das Bindemittel ein Kunststoffkleber war.

Die Schwierigkeit bei der Startstabilisierung besteht darin, daß die Abspulkraft des Zugseiles von der Spule über den gesamten Weg stetig sein muß, um zusätzliche

Ό Störungen des Flugkörpers durch ungleichmäßiges Abziehen des Zugseiles zu vermeiden. Bei Versuchen hat sich nun herausgestellt, daß bei verhältnismäßigen leichten Flugkörpern, z. B. den erwähnten Panzerabwehrflugkörpern die Seilkraft in wesentlich höherem Maße als bisher angenommen konstant gehalten werden muß. Diese Anforderung wird durch die bekannte Einrichtung noch nicht befriedigend gelöst, da die Schichtdicke des Einbettungsmetalls, aber auch die gleichmäßige Zusammensetzung des Metalls nicht beliebig konstant gehalten werden kann. Die bekannte Einrichtung liefert lediglich eine mechanische Startstabilisierung; zusätzliche Hilfsmittel zur aerodynamischen Stabilisierung in der Startphase sind hier jedoch nicht voi gesehen.

^ 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 zusätzlich zur aerodynamischen Startstabilisierung des Flugkarte pers in der Startphase herangezogen werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Spule und Zugseil ein einziger rotationssymmetrische!·, am Heck des Flugkörpers befestigter Drehkörper sind, der auf seinem Umfang eine in Windungen entsprechend den Windungen eines Zugseils auf einer Spule verlaufenden 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

⁴⁽¹ kontinuierlich abgezogenen Band abgespult wird.

In einen derartigen Drehkörper kann die Rille mit einer Genauigkeit von ohne weiteres '/,oostel Millimeter eingeschnitten werden; eine solche Genauigkeit ist jedoch auch nötig, um beim Start eines leichten Flugkörpers diesen gleichmäßig durch die Seilkraft des abgezogenen Bandes zu beeinflussen. Der Drehkörper kann beispielsweise aus einer Metalldose gefertigt sein, in die die Rille als Sollbruchstelle eingeschnitten oder eingeprägt ist.

^r'° L>er Drehkörper wird durch den Abspulvorgang kontinuierlich abgebaut, was auch zur Beeinflussung der äußeren Kontur des Flugkörpers herangezogen werden kann. Hierdurch kann die aerodynamische Stabilität des Flugkörpers in der Startphase beeinflußt werden. Es kann nämlich durch gezielte Ausgestaltung der Form und Oberfläche des Drehkörpers die Außenkontur des Flugkörpers bestimmt verändert werden; auch durch die bestimmte Form der Rillen des Drehkörpers kann dessen Oberflächenrauhigkeit beeinflußt werden. Bei geeigneter Auslegung der Rillengeometrie und auch der Form des Drehkörpers können die Strömungsverhältnisse um den Flugkörper in der Startphase so beeinflußt werden, daß der aerodynamische Druckpunkt des Körpers gegenüber dem Schwerpunkt nach hinten

^Μ verschoben wird, was mit einer höheren aerodynamischen Stabilität des Flugkörpers gleichbedeutend ist. Beim Abspulen des Bandes von dem Drehkörper wird dieser gleichzeitig abgebaut, so daß 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

Vorzugsweise hat der Drehkörper die Form eines Kegelstumpfmantels, der auf das Heck des Flugkörpers aufsteckbar ist und dessen Basis mit dem größten Durchmesser nach hinten weist

Der Querschnitt der Rille kann z. 3. dreieckig, trapezförmig, quadratisch oder ähnlich sein.

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.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierin stellt dar

F i g. 1 einen Flugkörper kurz nach dem Start von einer Abschußvorrichtung mit einer Einrichtung zur Startstabilisierung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 einen auf das Heck des Flugkörpers aufschiebbaren Drehkörper, der zur Startstabilisierung gemäß der Erfindung verwendet wird und

Fig. 3a, b, c jeweils einen Schnitt durch eine Einzelheit des in F i g. 2 gezeigten Drehkörpers.

In Fig. 1 ist ein über ein Kabel 2 fernienkbarer 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 Solirichtung entsprechende Lenksignale gebildet werden, die einem Stellermechanismus im Flugkörper 1 über das Kübel 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 70° bis 80° in Abzugrichtung auf.

Die Abspulkraft kann hierbei über den gesamten Stabilisierungsweg konstant sein; aber auch eine stetig anwachsende oder in speziellen Bereichen sinkende Abspulkraft kann gewählt werden. 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 S so hoch, daß der außermittige Angriff der Seilkraft praktisch kompensiert wird und keine Rolle spielt; die Abspulfrequenz liegt in der Gegend von 400 Hz.

Durch den Drehkörper 5 am Heck des Flugkörpers 1

is wird gleichzeitig die aerodynamische Stabilität des Flugkörpers beeinflußt. Die Oberflächenrauhigkeii 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 erhöhl sich üuch die Fluggeschwindigkeit des Flugkörpers, je weiter sich dieser von der Abschußvorrichtung 3 entfernt. Durch die höhere Geschwindigkeit wird die durch Flügel 9 am

2-3 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.

Der Querschnitt der Rille 6 kann etwa dreieckförmig (Fig. 3a) oder topfförmig mit schrägen Seitenwänden

i"> und glattem Boden (Fig. 3b), bzw. mit senkrechten Seitenwänden und dreieckförmigem Boden (Fig. 3c) sein.

Mit der beschriebenen Einrichtung zur Startstabilisierung gemäß der Erfindung wird demnach die Stabilität

■to des Flugkörpers in der Startphase mechanisch durch Zugkraft und aerodynamisch durch entsprechende Formgebung des Drehkörpers beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Stabilisierung 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 mit bestimmter Zugkraft abwickelnden Zugseil, dadurch gekennzeichnet, daß Spule und Zugseil ein einziger rotationssymmetrischer, am Heck des Flugkörpers (1) befestigter Drehkörper (5) sind, der auf seinem Umfang eine in Windungen entsprechend den Windungen eines Zugseils auf einer Spule verlaufenden 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 (8) abgespult wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (5) die Form eines Kegelstumpfmantels aufweist, der auf das Heck des Flugkörpers (1) aufsteckbar ist und dessen Basis mit dem größten Durchmesser nach hinten weist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Drehkörpers (5) gegen die zur Drehachse senkrechte Achse in einem spitzen Winkel in Richtung des Hecks des Flugkörpers (1) geneigt verlaufen.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (5) aus Metallblech gefertigt ist, in das die Rille (6) eingeprägt ist.