DE3010027C2 - Schwenkbare Anordnung eines Leitwerks, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschossen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schwenkbare Anordnung eines Leitwerks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches I.

65 In dem Hauptpatent ist eine schwenkbare Anordnung eines Leitwerkes, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschosses beschrieben. Hierbei sind die Leitwerksflügel jeweils an einem LeitwerksRügelträger befestigt und werden um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen mit Hilfe eines Antriebes aus der Ruhestellung in die Flugstellung geschwenkt. In der Ruhestellung erstrekken sich die Flügel mit ihrer Flügelhöhe in Flugkörperbzw. Geschoßlängsrichtung und liegen mit ihrer Flügeltiefe in einer Sehnenebene innerhalb der Flugkörperbzw. Geschoßkontur. In der Flugstellung liegen sie in einer die Flugkörper- biw. Geschoßlängsachse enthaltenden Radialebene. Die Leitwerksflügel werden mit Hilfe einer Kulissenzwangsführung in einer Schwenkbewegung aus der Ruhestellung in die radiale Flugstel-Iung so geschwenkt, daß die Flügel während des Schwenkvorganges ständig in einer SehneneDene des Flugkörpers bzw. Geschosses liegen.

Eine solche Verschwenkung der Leitwerksflügel aus der Ruhestellung in die Flugstellung hat den Vorteil, daß bei einer Anströmung des Flugkörpers bzw. Geschosses von vorne die Leitwerksebenen ständig in Windrichtung liegen. Auf diese Weise werden keine Dreh- bzw. Kippmomente auf den Flugkörper bzw. das Geschoß ausgeübt, so daß dessen Stabilität nicht gestört wird. Außerdem hat eine solche Anordnung den Vorteil, daß sehr hohe und damit aerodynamisch wirksame starre Leitwerksflügel noch innerhalb der Flugkörper- bzw. Geschoßkontur untergebracht werden können. Hierdurch wird eine hohe Flugstabilität garantiert.

Das Ausschwenken der einzelnen Leitwerksflügel über die Kulissenzwangsführung erfolgt mit Hilfe eines Antriebes, mit dem die Flügel zunächst aus der Ruhestellung in eine Übergangsstellung geschwenkt werden, in der die Schwenkung um eine senkrecht zur Flugkörper- bzw. Geschoßlängsachse verlaufende erste Schwenkachse abgeschlossen ist. Anschließend werden die Leitwerksflügel aus diesar Üburgangsstellung um eine zweite, parallel zur Flugkörper- bzw. Geschoßlängsachse liegende Schwenkachse in die radiale Flugstellung gebracht und dort verriegelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der Schwenklager und des kulissengesteuerten Stellglieds gemäß dem Hauptpatent so weiter zu bilden, daß trotz Erhöhung der Funktionssicherheit ein kompakterer Aufbau und eine Senkung der Fertigungskosten erreicht werde." kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des erste, Patentanspruches angegebenen Merkmaie gelöst.

Gemäß der Erfindung weist demnach jeder Leitwerksflügelträger eine flugkörper- bzw. geschoßfeste, sich parallel zur Flugkörper- bzw. Geschoßlängsachse in Richtung der zweiten Schwenkachse erstreckende Lagerbuchse auf. die als Kulisse mit einer konzentrisch um diese /weite Schwenkachse verlaufenden Kulissenbahn ausgebildet ist. Die Lagerbüchse wird von einer Schwenkhülse umgriffen, auf der der Leitwerksflügel um die erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkhülse weist eine gerade, zur zweiten Schwenkachse parallel verlaufende Führungsbahn auf, während der Leitwerksflügel mit einem Führungsschlitz versehen ist. In der Lagerbüchse ist ein Bolzen verschiebbar gelagert, der einen Mitnehmerstift aufweist, welcher durch die Kulissenbahn und die Führungsbahn hindurchragt und in den Führungsschlitz im Leitwerksflügel eingreift. Beim Abfahren der Kulissenbahn durch den Mitnehmerstift wird durch dessen Eingriff in die

Führungsbahn der Schwenkhülse der Leitwerksflügel um die zweite Schwenkachse und durch den gleichzeitigen Eingriff in den Führungssehlitz des Leitwerksflügels um die erste Schwenkachse verschwenkt.

Bei einer solchen Ausbildung der Schwenk- und Antriebsvorrichtung sind die Schwenklager und die gesamte Steuerungsmechanik für die Leitwerksflügel nicht separate Baueinheiten, sondern in einer einzigen kompakten Anordnung integriert. Durch die Anordnung der Schwenklager der Leitwerksflügel quasi um die Kulissensteuerung herum ist der Raumbedarf für die gesamte Schwenk- und Steuermechanik nur sehr gering, da der Raum praktisch optimal ausgenutzt wird. Durch die Verlängerung der bewegten und ineinandergreifenden Einzelteile werden neben der Raumersparnis auch die Fertigungskosten gesenkt und schließlich auch die Funktionssicherheit der gesamten Anordnung erhöht.

Die Kulissenbahn ist so ausgestaltet, daß zunächst die Leitwerksflügel in einer Sehnenebene gerade aus der Flugkörper- bzw. Geschoßkontur herausgeschwenk', d. h. um die erste Schwenkachse gedreht werden, und daS anschließend die Flügel gleichzeitig um beide Schwenkachsen bis in die radiale Flugstellung geschwenkt werden. Bei der Überlagerung dieser beiden Schwenkbewegungen bleiben jedoch die Flügelebenen immer in einer Sehnenebene, so daß sie bei einer Anströmung des Flugkörpers bzw. Geschosses mit ihren Flügelebenen in Windrichtung liegen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung hervor.

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

F i g. 1 eine teilweise geschnittene bzw. aufgebrochene Ansicht eines Flugkörperhecks mit einem Klappleitwerk gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Aufsicht bzw. einen Querschnitt auf jeweils einem TeM des Flugkörperhecks mit einer Darstellung verschiedener Stellungen des Klappleitw erks;

F i g. 3 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Lagerung mit Kurvensteuerung für einen Leitwerksflügel des Klappleitwerks.

In Fig. 1 ist von einem Flugkörper lediglich ein Teil des Gehäuses 3 eine, Flugkörpers m^;t einen. Außenmantel 3a gezeigt. Am Heckende sind um den Umfang verteilt vier Leitwerksflügel 1 jeweils an einem Leitwerksflügelträger 2 befestigt und liegen in ihrer Ruhestellung X in einem Schlitz- bzw. einer Ausnehmung 14 innerhalb der Flugkörperkontur mit ihrer Flügelhöhe H in Richtung rler Flugkörperhngsachse C und mit ihrer Flügeltiefe T in einer Sehnenebene SE(X), die parallel zur Flugkörperlängsachse G verläuft. Die Leitwerksflügel 1 sind im Flügelträger 2 um zwei zueinandersenkrechte Schwenkachsen A und B verschwenkbar, wobei die erste Schwenkachse A in Ruhestellung des Flugkörpers senkrecht auf der Sehnenebene 5E(¹AV steht und die zweite Schwenkachse B parallel zur Flugkörperlängsachse G verläuft.

Um Leitwerksflügel 1 werden nun zunächst um die srstc Schwenkachse A in der Sehnenebene SE(X) aus dem Gehäuse 3 des Flugkörpers in eine Übergangsstellung V geschwenkt, und zwar so weit, daß die Flügel bei der anschließenden Schwenkbewegung um die Schwenkachse B nicht durch Teile der Flugkörper- bzw. Geschoßkontur behindert werden. Diese Schwenkbewegung ist in Fig. I für den in Aufsicht gezeigten Leitwerksflügel 1 (X) mit dem Pfeil P1 angedeutet. In dieser Übergangsstellung Vbefi den sich die Leitwerksflügel weiterhin in der Sehnenebene (SE(X).

Aus dieser Übergangsstellung Y werden die Leitwerksflügel 1 einmal weiterhin um die erste Schwenkachse A und auch um die zweite Schwenkachse B geschwenkt, so daß tangentiale und radiale Schwenkbewegungen überlagert sind. Die Flügel werden so jeweils in Flugstellung Z geschwenkt, wöbe sie dann in einer die Flugkörperlängsachse f enthaltenden Radialebene RE liegen (vgl. F i g. 2).

ίο Wie besonders aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Leitwerksflügel 1 des Klappleitwerks mitsamt den Flügelträgern 2 auf einem Ring 21 befestigt, der auf dem Heck des Flugkörpers montiert ist. Der Ring weist vier sich radial erstreckende Ansätze 23 auf, die im Abstand von jeweils 90° in Umfangsnchtung zwischen zwei benachbarten Flügelträgern 2 angeordnet, sind. Auf diesen Ansätzen 23 stützen sich Druckfedern 24 ab, die mit ihren anderen Enden an einem gemeinsamen Druckring 25 anliegen (Fig. 1). In Ruhestellung des clapplcitwerks liegt dieser Drucknng 25 direkt an einer rad'aien Schulter 26 des Ringes 21 an. wobei dann die Druckfedern 25 zusammengepreßt sind. Der Druckring 25 ist femer über jeweils einen Zugbolzen 27 mit einem Flügelträger 2 verbunden, über den die Verschwenkung der Leitwerksflügel 1 aus der Ruhestellung in die Flugstellung und die Verriegelung der Leitwerksflügel eingeleitet wird.

In F ig. 3 ist der Flügelträger 2 darges.ellt. der eine integrierte Baueinheit der Schwenklager für die Leitwerksllügel und einer Kulissensteuerung ist. Der Flügelträger 2 weist eine Lagerbüchse 28 auf. die mit der erwähnten Schulter 26 des Ringes 21 starr verbunden ist und den Zugbolzen 27 umgreift. Die Lagerbüchse 28 weist eine Kulissenbahn 29 auf, in die ein Mitnehmerstift 30 des Zugbolzens 27 eingreift. Die Kulissenbahn 29 weist einen ersten geraden Abschnitt 29a ^uf. der in der durch einen Pfeil PZ gekennzeichneten Zugrichtung des Zugbolzens 27 verläuft. An diesen Abschnitt schließt sich ein zweiter Abschnitt 29i» an. der in Umfangsrichtung uer Lagerbuchse 28 etwa um einen Winkel von etwa 90° verläuft. An diesen Abschnitt schließt sich ein dritter Abschnitt 29c an. der wiederum in Zugrichtung P3 des Zugbolzens 27 ausgerichtet ist.

Die Lagerbüchse 28 ist von einer Schwenkhülse 31 umgeben, die auf der Lagerbüchse 28 verwendet werden kann. Die Schwenkhülse 31 weist eine gerade Führungsbahn 32 für den Mitnehmerstift 30 des Zugbolzens 27 auf. die in Zugrichtung P 3 des Zugbolzens 27 verläuft. Die Länge der Führungsbahn überdeckt den axialen Abstand zwischen den Endpunkten der Kulissenbahn 29. Auf einem seitlichen Ansatz 33 der Sch ven^hjlse 31 ist außerhalb der Führungsbahn 32 ein Gabelträger 34 um die senkrecht zur Zugrichtung P 3 verlaufende erste Schwenkachse 4 mittels ein?s Drehzapfens 35 gelagert. Mit dem Gabelträger 34 ist der Leitwerksflügel 1 verbunden. Der Gabelträger 34 weist einen Führungsschiit' 36 für den Mitnehmerstift 30 des Zugbolzens auf. der in der gezeigten Stellung des beschriebenen Flügelträger, die mit der Ruhestellung des Leitwerksflügels übereinstimmt, etwa senkrecht zu der Führungsbahn 32 der Schwenkhülse 31 and dem geraden Anteil 29a der Kulissenbahn 29 der Lagerbüchse 28 verläuft. Der Gabeltrrger 34 umfaßt das in der Figur hintere Ende der Schwenkhülse 31 und ist so ausgebildet, daß er in der Ebene der Leitwerksflügel um die Schwenkhülse in dem gewünschten Rahmen unter Steuerung der einzelnen Kulissen geschwenkt werden kann.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in Fig.3 nicht sichtbare Unterseite des Flügelträgers 2 identisch ausgebildet ist. so daß in der Lagerbüchse eine in Umfangsrichtung um 180° versetzte Kulissenbahn, in der Schwenkhülse eine zugeordnete Führungsbahn und in dem Gabelträger ein entsprechender Führungsschlitz sowie Drehzapfen und ferner am Zugbolzen ein weiterer Mitnehmerstift vorgesehen sind, um die mechanische Stabilität und die Führungssicherheit bei dem zu beschreibenden Schwenkvorgang zu verbessern.

In der in F ι g. 3 gezeigten Ruhestellung des Leit· werksflugels ist der Zugbolzen 27 in die Lagerbuchse 28 Vollständig eingeschoben, wobei dann der Druckring 25 an den Ring 21 anliegt. Der Mitnehmerstift 30 des Zugbolzens liegt am hinteren Ende der Kulissenbahn 29 und dem hinteren Ende der Führungsbahn 32 an und greift etwa in der Mitte des Führungsschlitzes 36 in diesen ein. Wird der Zugbolzen 27 unter Wirkung der Druckfedern 24 in Richtung des Pfeiles P 3 gezogen, so wird während des Gleitens des Mitnehmerstiftes 30 in dem geraden Abschnitt 29a der Kulissenbahn 29 und dem darüberliegenden Abschnitt der Führungsbahn 32 der Leitwerksflügel 1 in seiner, der Sehnenebene SE(X) entsprechenden Flügelebene in Pfeilnchtung P1 aus dem Gehäuse 3 des Flugkörpers bis in die Übergangsstellung Y geschwenkt. Der Leitwerksflügel bewegt sich dabei so, daß das in F i g. 3 linke Ende des Führungsschlitzes 36 sich auf den Mitnehmerstift zubewegt. Wird der Zugbolzen 27 weitergt, ogen. so wird er in der Kulissenbahn

29 längs des gekrümmten Abschnitts 296 geführt. Da die Führungsbahn 32 der Schwenkhülse weiterhin gerade verläuft, wird die Schwenkhülse um die Lagerbüchse 28 gedreht, da der Mitnehme.stift 30 ständig in der Kulissenbahn 29. der Führungsbahn 32 und dem Führungsschlitz 36 verbleibt. Der gekrümmte Abschnitt 2Sb der Kuiissenbahn ist dabei so ausgesiaitet, daß der Schwenkung in Umfangsnchtung um die Schwenkachse B noch eine Schwenkbewegung in Sehnenebene um die Schwenkachse A überlagert ist. Der Grad der Überlagerung hängt von der Anstellung des gekrümmten Ab-Schnitts 296 gegenüber der zweiten Schwenkachse B ab. Bei der Fuhrung des Mitnehmerstifts in dem in Umfangsrichtung der Lagerbüchse 28 vet laufenden Abschnitt 296 der Kulissenbahn 29 wind der Zugbolzen 27 um seine mit der zweiten Schwenkachse B zusammenfallende Längsachse gedreht; 'im dies zu ermöglichen, ist der Zugbolzen 27 in dem Drucknng 26 in einem Drehlager 37 gelagert (vgl. Fig. 1).

Während des Verlaufs des Mitnehmerstifts 30 in dem gekrümmten Abschnitt 296der Kulissenbahn 29 bewegt sich der Leitwerksflüge! 1 aus der Übergangssteilung Y in die Radialebene RE. die von dem Leitwerksflügel 1 erreicht wird, wenn sich der Mitnehmerstift 30 am Ende dieses gekrümmten Abschnittes befindet Anschließend wird ier Mitnehmerstift 30 in den wiederum geraden, axial 'erlaufenden Abschnitt 29c der Kuiissenbahn 29 gezogen, so daß der Leitwerksflügel über den Mitnehmerstift und den Führungsschlitz 36 nochmals in der Radialebene RE verschwenkt wird. Durch diesen Abschnitt 29c der Kulissenbahn 29 kann z. B. die gewünschte Endpfeüung des Leitwerksflügels eingestellt werden, !n dieser Endstellung, in der der Mitnehmerstift

30 am Ende der Kuiissenbahn 29. der Führungsbahn 32 und in der F i g. 3 am rechten Ende des Führungsschiitzes 36 anliegt, wird der Leitwerksflügel verriegelt

Durch den allen Zugbolzen 27 gemeinsamen Druckring 23 werden alle Leitwerksflügel 1 synchron ausgeschwenkt und in der Endstellung verriegelt Diese Endstellung ist für einen Flügel in der Fig. 1 dargestellt, wobei hier die Längsachse des Leitwerksllügels senkrecht auf der Flugkörperlängsachse C steht. Selbstverständlich sind bei entsprechenden Ausführungen der Kulissenbahn 29 auch andere Anstellungen bzw. Pfeilungen der Leitwerksflügel möglich. In der Fig. 1 ist auch schematisch die Lage von Kuiissenbahn, Führungsbahn und Führungsschlitz in der Endstellung der Leitwerksflügel dargestellt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Klappleitwerkes liegen die Leitwerksflügel im cingcklappten Zustand vor dem Flügelträger und zeigen in Richtung Flugkörperspitze, so daß sie nach hinten in Richtung Flugkörperheck ausgeschwenkt werden. Selbstverständlich ist auch eine Anordnung möglich, bei der die Flügelspitzen im eingeklappten Zustand gegen das Flugkörperheck ausgerichtet sind, so daß sie in Richtung auf die Flugkörperspitze ausgeklappt werden. Unabhängig von der gewählten Anordnung liegt der Kern der Erfindung jedoch darin, die Schwenklager für die Leitwerksflügel und die Steuerung zum Ausklappen der Flügel in die Flugsteilung in einer Baueinheit zu integrieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schwenkbare Anordnung eines Leitwerks, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschossen, mit jeweils an einem Leitwerksflügelträger befestigten Leitwerksflögeln, 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, wobei die Antriebsglieder für die Leitwerksflügel eine Zwangsführung für die Leitwerksflügel aufweisen, mit der deren Schwenkbewegung aus der Ruhestellung in die radiale Flu.gjtellung um die beiden Schwenkachsen so verkoppelt ist. daß die Flügelebene während des gesamten Schwenkvorganges ständig in der Anströmrichtung des Flugkörpers liegen, gemäß Patent 2841773, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leitwerksflügelträger (2) eine flugkörper- bzw. geschoßfeste, sich paraüc: zur Flugkörper-/Ge-Schoßlängsachse in Richtung einer Schwenkachse (B) erstreckende Lagerbüchse (28) aufweist, die als Kulisse mit einer konzentrisch um diese Schwenkachse (B) verlaufenden Kulissenbahn (29) ausgebildet ist, daß üie Lagerbüchse (28) von einer Schwenkhülse (31) umgriffen irt, auf d.T der Leitwerksflügel (1) um die andere Schwenkachse (A) schwenkbar (Pfeil Pl) gelagert ist unu die ine gerade, parallel zur Richtung der Schwenkachse (B) verlaufende Führungsbahn (32) aufweist, daß in der Lagerbüchse (28) ein Bolzen (27) verschiebbar gelagert ist, der einen durch die Kulissenbahn (29) und die Führungsbahn (32) reichenden und ferner in einen Führungsschlitz (36) im Leitwerksflügel (1) eingreifenden Mitnehmersi.ift (30) aufweist, der beim Gleiten in der Kulissenbahn und in der Führungsbahn den Leu· werksflügel (1) um die Schwenkachse (B) und durch den Eingriff in den Führungsschlitz (36) den Leitwerksflügel um die Schwenkachse (A) verschwenkt.

2. Leitwerksanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenbahn (29) in Hubrichtung (Pi) des Bol/ens (27) zunächst einen achsparallelen Bahnabschnitt (29a,/ in dem der Mitnehmerstift (30) den Leitwerksflügel (1) um die Schwenkachse (A) verschwenkt, und anschließend einen Bahnabschnitt {29b) mit einer für den Schwenkbereich festzulegenden Kurvensteigung gegenüber der Schwenkachse (B) aufweist, in dem der Mitnehmerstift den Leitwerksflügel gleichzeitig um beide Schwenkacrsen (A. B)b\s in die Radialebene (RE) des Flugkörpers bzw. Geschosses verschwenki.

3. Leitwerksanordnung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Bannabschnitt (73b) mit der festzulegenden Kurvensteigung ein weiterer achsparalleler Bahnabschnitt (73c) zum Einstellen der Pfeilung und zum Arretieren des Leitwerksflügels (1) in der Radialebene (RE)anschließt.