DE2841773C2 - Schwenkbare Anordnung des Leitwerks, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschossen - Google Patents

Description

erwähnten Störungen auf die Flügel und den Flugkörper vergrößern daher zusätzlich die Instabilität des Flugkörpers.

In der DE-AS 11 68 804 ist ein KJappleitwerk beschrieben, dessen trapezförmige Flügel jeweils um eine einzige Schwenkachse drehbar gelagert sind Diese Achse ist schräg zur Flogelebene und schräg zur Flugkörper- bzw. Geschoßlängsachse ausgerichtet Aus der Ruhestellung werden diese Flügel z. B. wiederum durch Windkräfte nach dem Start in die Flugstellung geschwenkt

Bei diesem Klappleitwerk wirken die Windkräfte während des gesamten Schwenkvorganges auf die Flügelebenen, bis die Flügel in der Flugstellung in der Radialebene des Flugkörpers bzw. Geschosses zu liegen kommen. Auch auf die Flügel dieses Klappleitwerkes wird daher während des Schwenkvorganges auf den Flugkörper ein Kraft- und Drehmoment ausgeübt, das EU den oben genannten Störungen führen kann.

Aus der DE-OS 22 27 103 ist ein Klappleitwerk bekannt, bei dem in Ruhestellung die Leitwerksflügel in einer Sehnenebene innerhalb der Flugkörper- bzw. Geschoßkontur liegen. Die Flügel werden um eine einzige Achse senkrecht zu der Sehnenebene in die Flugstellung geschwenkt Während des Schwenkvorganges liegen die Flügelebenen zwar ständig in Windrichtung, so daß durch das Ausklappen keine unkontrollierbaren Drehmomente auf den Flugkörper bzw. das Geschoß wirken. Sind die Flügel jedoch in Flugstellung, in der sie sich weiterhin in der gleichen Sehnenebene befinden, so wird bei Seitenwind ein Rollmoment auf den Flugkörper bzw. das Geschoß übertragen, so daß dieses Roilmoment mittels einer etwaigen Steuerung wieder ausgeglichen werden müßte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappleitwerk der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem das Ausklappen der Leitwerksflügel in eine radiale Flugstellung mit sehr geringen Störkräften auf den Flugkörper bzw. das Geschoß erfolgt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Leitwerksflügel werden gemäß diesen Merkmalen mittels eines Stellgliedes zwangsgeführt aus der Ruhestellung in die Flugstellung gebracht. Durch die Zwangsführung ist die Schwenkbewegung der Leitwerksflügel um die beiden senkrecht zueinander verlaufenden Schwenkachsen kontrolliert so verkoppelt, daß die Leitwerksilügel während des gesamten Schwenkvorganges ständig in der Anströmrichtung des Flugkörpers bzw. Geschosses liegen, d. h. mit ihrer Flugkörperebene ständig in Windrichtung.

Bei einer Anströmung des Flugkörpers bzw. Geschosses von vorne können daher über die I .eitwerksflügel keine Windkräfte auf den Flugkörper wirken, die ein Drehmoment oder andere Störkräfte auf den Flugkörper ausüben. Lediglich während des Schwenkvorganges können kurzzeitig auf den Flugkörper bei seitlicher Windanströmung geringe Rollmomente ausgeübt werden, die jedoch die Flugrichtung des Flugkörpers bzw. des Geschosses praktisch nicht beeinflussen. In der Flugstellung befinden sich die Leitwerksflügel in einer Radialstellung, so daß auch bei einer Queranströmung keine Rollmomente mehr auf den Flugkörper wirken.

Diese Zwangsführung der Leitwerksflügel während des Schwenkvorganges kann auf einfache Weise z. B. durch eine Kulissenführung ermöglicht werden. Als AntriebsEÜed z. B. eine vorgespannte Feder verwendet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Heck eines Flugkörpers mit der Anordnung der Leitwerksflügel,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß F i g. 1 und

Fi g. 3 eine Ansicht des Flugkörperhecks mit teilwei-.0 se aufgeschnittenem Außengehäuse im Bereich der Anordnung der Leitwerksflügel.

Das Flugleitwerk des Flugkörpers weist vier Leitwerksflügel 1 auf. Sie sind über erste Schwenkachsen A an jeweils einem Leitwerksflügelträger 2 angelenkt, die ihrerseits über zweite Schwenkachsen B drehbar am Gehäuse 3 des Flugkörpers gelagert sind. In Ruhestellung (X) erstrecken sich die Leitwerksflügel 1 mit ihrer Höhe Wm Längsrichtung des Flugkörpers und mit ihrer Tiefe Tbefinden sie sich in einer Sehnenebene Sfinnerhalb des Außenmantels 3a des Flugkörpers. Die ersten Schwenkachsen A sind senkrecht zur Sehnenebene SE gerichtet; die Schwenkachsen B verlaufen parallel zur zentralen Flugkörperlängsachse C.

An den Leitwerksflügeln 1 ist über ein Scharnier Aa mit einer Drehachse Cjeweils ein plattenförmiges Stellglied 4 angelenkt. Die Schwenkachsen B und die Drehachsen Cliegen nicht in einer Ebene; ihr Abstand bildet einen wirksamen Hebelarm bc, auf dessen Funktion später noch näher eingegangen wird. Mit dem Gehäuse 3 sind für jeden Leitwerksflügel 1 Kulissenkörper 5 mit Kulissen 6 fest verbunden, in denen Mitnehmerstifte 7 geführt sind, die vorne jeweils an einem Antriebsglied 8 befestigt sind. Diese stehen unter der Vorspannung von Druckfedern 9. Die Mitnehmerstifte 7 greifen jeweils durch entsprechend geformte Ausnehmungen 10 in den Stellgliedern 4.

Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert wie folgt:

Es wird davon ausgegangen, daß sich die Leitwerksflügel 1 in Ruhestellung X befinden, in der sie durch eine Flugkörperverpackung 11 gegen die Kraft der Druckfedern 9 gehalten werden. Beim Start des Flugkörpers bzw. Abschuß des Geschosses werden die Leitwerksflügel 1 durch da? Zurückbleiben der Verpackung ti frei, so daß die Kraft der Druckfedern 9 wirksam werden kann. Der Einfachheit halber werden die Vorgänge nur an einem Leitwerksflügel 1 beschrieben. Die Druckfeder 9 bewegt das Antriebsglied 8, das mittels einer Ausnehmung 12 durch einen gehäusefesten Stift 13 geführt so ist, nach hinten bzw. nach rechts (siehe Fig. 1). Durch den am Antriebsglied 8 vorne befestigten Mitnehmerstift 7, der in der Kulisse 6 vorerst geradlinig nach hinten gleitet, wird das Stellglied 4 infolge des wirksamen Hebelarmes a zwischen dem Mitnehmerstift 7 und der ersten Schwenkachse A zunächst in Pfeilrichtung U um die Schwenkachse A gedreht, und zwar zunächst nur bis zur Übergangsstellung 4 (Y). Bei diesem Vorgang schwenkt der Leitwerksflügel 1 durch seine Verbindung über das Scharnier 4a mit dem Stellglied 4 mit und er bo gelangt durch eine Ausnehmung 14 im Flugkörperaußenmantel 3a, in der verlängerten Sehnenebene S£'sich bewegend, in die Übergangsstellung 1 (Y). Ab diesem Punkt verläuft die Kulisse 6 im Kulissenkörper 5 nicht r,:;hr parallel zur zentralen Flugkörperlängsachse G b5 sondern schräg zu dieser (F i g. 3). Dadurch ergibt sich für die weitere Bewegung des Antriebsgliedes 8 ein Vektor in Umgangsrichtung, und zwar auf die Fig. 3 schauend nach links. Damit wird auch das Stellglied 4

durch den Mitnehmerstift 7 in Umfangsrichtung nach links gezogen (Pfeilrichtung V), und zwar bis zur Stellung 4(Z), welche der Betriebsstellung X(Z) für den Leitwerksflügel 1 entspricht, in der dieser radial gerichtet ist. Die Drehachse C ist dabei in der Lage C" gewandert (siehe Fig.2). Um beim Schwenkvorgang von der Übergangsstellung Y zur Betriebsstellung Z die Sehnenhöhe des Schwenkbogens, den das Scharnier 4a von der Lage (C) zur Lage (C) beschreibt, auszugleichen, ist das Scharnier 4a als entsprechend bemessenes Langloch ausgebildet. In der Betriebsstellung Z sind die Leitwerksflügel 1 fest verriegelt. Dafür sorgt ein parallel zur Triebwerkslängsachse C verlaufender Endabschnitt 6;i der Kulisse 6, der sich mit einem Endabschnitt 10a der Ausnehmung 10 im Stellglied 4 in der Verriegclungspo- r> sition in Deckung befindet.

Die Lagerung und der Antrieb der Leitwerksflügel 1 und diese selbst sind in dem freien Raum zwischen der konvergent-divergenten Schubdüse 15 untergebracht. Dabei erfolgt die Installierung der Lagerung im Bereich des konvergenten Teils der Schubdüse 15, während sich die Leitwerksflügel 1 in Längsrichtung nach hinten erstrecken.

Die beschriebene Anordnung ist nicht nur anwendbar bei Flugkörpern sondern auch z. B. bei Unterwasserfahrzeugen, wie Torpedos, die ebenfalls aus Rohren ausgestoßen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schwenkbare Anordnung eines Leitwerks, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschossen, mit jeweils an einem Leitwerksflügelträger befestigten Leitwerksflügeln, die um zwei zueinander senkrechte Achsen mit Hilfe von Antriebsgliedern aus einer Ruhestellung, in der sie mit ihrer Flügelhöhe sich in Flugkörper- bzw. Geschoßlängsrichtung erstrecken und mit ihrer Flügeltiefe in einer Sehnenebene innerhalb der Flugkörper- bzw. Geschoßkontur liegen, in eine Flugstellung klappbar sind, in der sie in einer die Flugkörper- bzw. Geschoßlängsachse enthaltenden Radialebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsglieder (4,5,8) für die Leitwerksflügel yi) eine Zwtngsführung (Stellglied 4 mit Kulissenkörper 5) für die Leitwerkshügel aufweisen, mit der deren Schwenkbewegung aus der Ruhestellung (X) in die radiale Flugstellung (Z) um die beiden Schwenkachsen (A, B) so verkoppelt ist, daß die Flügelebenen während des gesamten Schwenkvorganges in der Anströmrichtung des Flugkörpers bzw. Geschosses liegen.

2. Leitwerksanordnung nach AnsDruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (4, 5, 8) mit der Zwangsführung (4, 5) jeden Leitwerksflügel (1) zunächst aus der Ruhestellung (X) um die erste Schwenkachse (A) in einer die Leitwerksflügel (1) in der Ruhestellung (X) enthaltenden Sehnenebene (SE) in eine Übergangsstellung (Y) und anschließend aus dieser Übergangsstellung in einer Schwenkbewegung um die zweite Schwenkachse (B) in die Flugstellung (Z) überführt.

3. Leitwerksanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bewegen der einzelnen Leitwerksflügel (1) aus der Ruhestellung (X) in die Flugstellung (Z) an jedem Leitwerksflügel (1) ein Stellglied (4) über ein Scharnier (4a) mit einer Drehachse (C), die mit einem wirksamen Hebelarm (bc) in der Übergangsstellung (Y) parallel zur zweiten Schwenkachse (B) verläuft, angelenkt ist, und daß mit dem Stellglied (4) in einem als wirksamen Hebelarm (a) dienenden Abstand zur ersten Schwenkachse (A) ein Antriebsglied (8) gekoppelt ist, das insbesondere durch eine vorgespannte Feder (9) angetrieben ist.

4. Leitwerksanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung (4,5) einen gehäusefesten Kulissenkörper (5) mit einer Kulisse (6) zur Führung eines dem Antriebsglied (8) zugeordneten Mitnehmerstiftes (7) aufweist, der durch eine Ausnehmung (10) des Stellgliedes (4) greift und dieses dabei so antreibt, daß das Stellglied (4) zuerst so lange in Pfeilrichtung (U) geschwenkt wird, bis der Leitwerksflügel (1) aus der Ruhestellung in einer Sehnenebene (SE) um die erste Schwenkachse (A) vollständig ausgeschwenkt ist, und daß dann das Stellglied (4) in eine senkrecht zur zweiten Schwenkachse (^verlaufende Richtung ao (V) bewegt bzw. gezogen wird.

5. Leitwerksanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (6) im Kulissenkörper (5) einen parallel zur zweiten Schwenkachse (B) verlaufenden Endabschnit! (6,1^ aufweist, der sich es hierbei mit einem Endabschnitt (10;?^ der Ausnehmung (10) im Stellglied (4) in Deckung befindet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine schwenkbare Anordnung eines Leitwerks, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschossen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Flugstabilisierung von aus Rohrwaffen abgefeuerten Geschossen erfolgt durch einen Längsdrall oder bei drallosen Geschossen durch ein Flugleitwerk. Da einerseits ein über das Geachoßkaliber hinausragendes, in die freie Luftströmung eingreifendes Flugleitwerk eine wesentlich wirksamere Flugstabilität erzeugt als ein innerhalb des Kalibers am hinteren Ende des Geschosses installiertes Flugleitwerk, andererseits aber das Abschußrohr das Geschoßkaliber bestimmt, hat man für solche Rohrwaffen sogenannte Klappleitwerke entwikkelt, bei denen die einzelnen Leitwerksflügel um eine oder mehrere Schwenkachsen aus einer Ruhestellung innerhalb des Flugkörperaußenmantels oder direkt am Flugkörperaußenmantel in eine Flugstellung überführt werden können, in der sich die Leitwerksflügel in einer die Längsachse des Flugkörpers bzw. Geschosses enthaltenden Radialebene befinden.

Aus der DE-OS 19 54 953 ist ein Klappleitwerk bekannt, bei dem die Leitwerksflügel jeweils schwenkbar an einem ebenfalls schwenkbaren Flügelträger angeordnet sind. Die beiden Schwenkachsen stehen jeweils senkrecht aufeinander, so daß die Leitwerksflügel in der Ruhestellung direkt an den Außenmantel des Flugkörpers geklappt werden können. Aus dieser Stellung können sie durch Schwenken um beide Achsen in die Flugstellung überführt und dort arretiert werden. Die Flügel werden entweder von Hand, mittels Federn oder nach dem Abschuß des Flugkörpers durch die angreifenden Windkräfte in die Flugstellung verschwenkt. Da derartige Flugkörper aus Abschußrohren abgefeuert werden, kommen praktisch nur die beiden letztgenannten Möglichkeiten in Betracht, da die Flügel ausgeschwenkt werden müssen, nachdem der Flugkörper das Abschußrohrj verlassen hat.

Die Problematik bei dieser Leitwerksanordnung be-| steht darin, daß die Verschwenkung der Flügel aus de Ruhestellung in die Flugstellung nicht koordiniert erfolg». Werden die Flügel z. B. durch Windkräfte mit ode ohne Unterstützung von Federn verschwenkt, so werden die Flügel nach Verlassen des Abschußrohres von den Windkräften aus ihrer Anlagestellung an dem Ge schoßmantel abgehoben, d. h., der Leitwerksträger wire um seine Schwenkachse geschwenkt, so daß jetzt die Windkräfte auch auf die Breitseite der Flügel wirken Hierdurch werden die Flügel allmählich um die Flügelschwenkachse am Flügelträger in die Windrichtung ge dreht und gleichzeitig um die Leitwerksträgerachs« weiter verschwenkt, bis sie in ihre Flugstellung gelan gen. Auf jeden Fall liegen während des Schwenkvorgan ges die Leitwerksflügelebenen teilweise auch quer zui Anströmrichtung des Windes, d. h. auf die Flügel wi ein Kraft- und Drehmoment ausgeübt. Dieses Drehmo ment wird zwar zum Ausklappen der Flügel benützt, ha jedoch den Nachteil, daß dadurch unkontrollierte Kräf te auf den Flugkörper ausgeübt werden, insbesonder dann, wenn, wie anzunehmen, nicht alle Flügel synchroi in die Flugstellung klappen. Wenn der Flugkörper nich gelenkt ist, können daraus bereits nach dem Start derar tige Abweichungen von der geplanten Fluglinie resultie ren. daß ein gezieltes Schießen nicht sicher möglich isi Ist der Flugkörper ein selbstgetriebener Flugkörper, s< muß zudem bedacht werden, daß kurz nach dem Star die Gluggeschwindigkeit noch sehr klein und dahe auch die Flugstabilität des Flugkörpers gering ist. Dii