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Vereinigte Flugtechnische Werke
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Gesellschaft mit beschränkter Haftung Unbemannter, aus einem Transportbehälter
zu startender Flugkörper (Zusatz zu P 29 35 044.5) (Zusatz zu P 29 35 044.5) Die
Erfindung betrifft einen unbemannten, aus einem Lager- und Transportbehälter zu
startenden und in einer in diesem angeordneten Führung gehalterten Flugkörper, mit
einem Raketentriebwerk für die Startphase und einem Propellerantrieb für den Marschflug
sowie mit beweglichen, sich erst nach dem Verlassen des Transportbehälters entfaltenden
Tragflächen und mit wenigstens zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordneten
und mit entsprechenden flihrungsschienen des Transportbehälters zusammenwirkenden
nihrungskörpern, bei dem die Entfaltung der Tragflächen Bewegungskomponenten
in
rückwärtiger und/oder seitlicher Richtung folgt und bei dem der Durchmesser der
Luftschraube so bemessen istg daß diese im Innern des Transportbehälters frei drehbar
ist.
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Ein solcher Flugkörper ist in der deutschen Patentanmeldung P 29 35
044.5 beschrieben. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Kleindrohne, wie sie
insbesondere zur Bekämpfung gegnerischer Radaranlagen eingesetzt wird. So lange
sich dieser Flugkörper in den zugehörigen Lager- und Transportbehälter befindet,
sind die Tragflächen bzw. Teile der Tragflächen an den Flugkörperrumpf geklappt.
Erst in dem Augenblick, in dem der Flugkörper den Transportbehälter verläßt, gehen
die Tragflächen in ihre Endstellung.
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Dabei wird durch gemäß Patentanmeldung P 29 35 044.5 vorgesehene Art
der Entfaltungsbewegung erreicht, daß der Entfaltungsvorgang durch die anströmende
Luft unterstützt wird, so daß nur geringe Stellkräfte für die Flügelentfaltung erforderlich
sind. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit dafür, daß Störungen während des
Entfaltungsvorgangs auftreten, erheblich vermindert. Dennoch stellt nach wie vor
die Phase bis zur vollständigen Entfaltung der Tragflächen einen besonders kritischen
Teil des Fluges dar.
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Der Flugkörper ist in dieser Phase besonders empfindlich gegen jede
Form von Störungen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den
Flugkörper gemäß der Hauptanmeldung in dem Sinne weiter zu verbessernw daß der Entfaltungsvorgang
möglichst reibungslos, insbesondere ohne negative Auswirkungen auf die Stabilität
der Fluglage, abläuft.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Betätigungseinrichtung
für die Entfaltung vorgesehen ist, die mit einer Steuerung zur Synchronisierung
der Entfaltungsbewegung beider Tragflächen versehen ist. Auf diese Weise wird verhindert,
daß durch den Entfaltungsvorgang zusätzliche Kräfte bzw. Momente am Flugkörper angreifen,
die seine Fluglage beeinflussen. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme
die Seitenwindempfindlichkeit des Flugkörpers in der Startphase erheblich vermindert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die Betätigungseinrichtung
so ausgelegt, daß zu Beginn des Entfaltungsvorgangs ein möglichst großes, gegen
Ende dieses Vorgangs jedoch nur noch ein vergleichsweise geringes Drehmoment auf
die Tragflächen um deren jeweilsige Schwenkachsen ausgeübt wird. Das hohe Anfangsmoment
bewirkt dabei eine möglichst rasche Einleitung der Entfaltungsbewegung' während
infolge des relativ kleinen Endmoments auf eine zusätzliche Dämpfung beim Einrasten
der Tragflächen in ihrer Endstellung verzichtet werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flugkörpers, das sich
durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet, ist in den Ansprüchen 3 und
4 wiedergegeben. Die Ansprüche 5 und 6 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen dieses
Flugkörpers, durch die insbesondere der vorstehend beschriebene Verlauf des Drehmoments
im Zusammenhang mit der Entfaltungsbewegung sichergestellt wird.
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Bei dem in den Ansprüchen 7 bls 10 wiedergegebenen weiteren Ausführungsbeispielen
des Flugkörpers nach der Erfindung wird dieser Drehmomentenverlauf ohne zusätzliche
Druck- bzw. Zugfedern realisiert.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert
werden. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Flugkörper gemäß der Erfindung während der Lagerung
im Transportbehälter in Schrägansicht, Fig. 2 einen Schnitt in Höhe der Betätigungseinrichtung
durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flugkörpers, Fig. 3 eine
Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2 Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig.
2 von einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 eine Darstellung entsprechend
Eig. 2 von einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 einen Schnitt
analog zu Fig. 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäSen Flugkörpers,
Fig. 7 a eine Prinzipskizze zur Kinematik der in Fig. 6 dargestellten Anordnung,
Fig. 7 b eine Darstellung des Verlaufs des auf die äußeren Tragflächenteile wirkenden
Drehmoments bei der Anordnung nach Fig. 6.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In einem Lager- und Transportbehälter 1, der eine frontseitige, durch
hier nicht dargestellte Klappen zu verschließende Startöffnung 2 aufweist und zugleich
als Abschußvorrichtung dient, ist ein unbemannter Flugkörper angeordnet.
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Dieser wird an seiner Positipn im Transportbehälter 1 durch zwei Fuhrungskörper
3, 4 fixiert, die an den Enden eines zur Flugkörperlängsachse symmetrischen Seitenleitwerks
5 angeordnet sind und in entsprechenden Führungsschienen 6, 7 des Transportbehälters
1 laufen. Die nihrungsschienen 6, 7 sind dabei in zwei diagonal gegenüberliegenden
Kanten des Transportbehälters 1 angeordnet, so daß der Flugkörper im Transportbehälter
1 dabei eine gegenüber seiner späteren Fluglage um 450 um seine Längsachse gedrehte
Position einnimmt.
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Die beiden Tragflächen des Flugkörpers sind jeweils etwa in der Hälfte
ihrer Spannweite in Längsrichtung geteilt, wobei die jeweils inneren Tragflächenteile
8 9 starr mit dem Rumpf 10 des Flugkörpers verbunden sind. Die äußeren Tragflächenbereiche
11, 12 sind mittels einer hier nur zum Teil erkennbaren Betätigungseinrichtung jeweils
um eine zur Flugkörperlängsachse parallele Achse A, B schwenkbar und in ihrer Endlage
durch einen Verriegelungsmechanismus 15 fixierbar. In den starr angeordneten Tragflächenbereichen
8 und 9 sind die Höhenruder 16, 17 des Flugkörpers untergebracht.
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Zum Antrieb des Flugkörpers nach erfolgtem Start ist ein hier nicht
dargestelltes Kolbentriebwerk vorgesehen, das auf eine heckseitig angeordnete Luftschraube
18 wirkt. Der Durchmesser der Luftschraube 18 ist so gewählt, daß diese im Innern
des Transportbehälters 1 frei drehbar ist.
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Zur Bereitstellung der erforderlichen Anfangsbeschleuni gung in der
Startphase ist ein Raketentriebwerk 22 mit Stabilisatorflächen 23, 24 vorgesehen.
Dieses ist hinter dem Rumpf 10 des Flugkörpers, koaxial zur Luftschraube 18, angeordnet
und über eine sich nach dem Start sdbsttätig vom Flugkörper lösende Halterung mit
diesem verbunden.
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Vor dem Abschluß des Flugkörpers aus dem Lager- und Transportbehälter
1 wird zunächst das das die Luftschraube 18 antreibende Kolbentriebwerk gestartet.
Der eigentliche Start des Flugkörpers erfolgt durch Zunden des Raketentriebwerks
22, das sich über die Halterung an den Führungskörpern 3 und 4 sowie Ansätze 29
und 30 der Tragflächen am Flugkörper abstützt und seinen Schub auf diesen überträgt,
wodurch dieser aus dem Transportbehälter 1 heraus beschleunigt wird. Unmittelbar
nach dem Verlassen des Transportbehälters erfolgt die Entfaltung der Tragflächen
mittels einer hierfür vorgesehenen Betätigungseinrichtung.
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Diese besteht bei dem in den Figuren 2 und 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Flugkörpers aus zwei Schwenkhebeln 80, 81 sowie zwei Zugstangen
82, 83. Letztere sind einerseits mit den äußeren Enden der Schwenkhebel 80, 81 gekoppelt
und greifen andererseits jeweils unter einem Hebelarm in Bezug auf die Schwenkachsen
A, B an den äußeren Tragflächenteilen 11, 12 an.
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Die Größe des jeweiligen Hebelarms ist dabei durch die Abmessungen
der Beschläge 84 gegeben.
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Die Schwenkachsen C, D der einarmigen Schwenkhebel 80 81 liegen parallel
zur Flugkörperlängsachse und werden durch die Bolzen 85, 86 gebildet, die in der
Lagerung 87 gelagert sind. An beiden Schwenkhebeln 80, 81 greift jeweils eine Zugfeder
88, 89 an, die auf diese
ein Drehmoment in Bezug auf die jeweilige
Schwenkachse C bzw. D ausübt. Die Zugfedern 88, 89 sind über Lagerböcke 90, 91 fest
an der Struktur der inneren Tragflächenteile 8 9 verankert.
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Zur Synchronisation der Entfaltungsbewegung der Tragflächen, d.h.
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des Schwenkvorgangs der beiden äußeren Tragflächenteile 11 und 12
dient eine Steuerung, die im Falle des hier dargestellten Ausführungsbeispiels von
zwei identischen Zahnrädern 92, 93 gebildet wird. Diese Zahnräder 92, 93 sind ebenso
wie die Schwenkhebel 80, 81 fest auf den Bolzen 85 bzw. 86 angeordnet und sind in
ihrem Durchmesser so bemessen, daß sie miteinander kammen.
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Solange sich der Flugkörper im Transportbehälter 1 befindet, bewirkt
die Vorspannung der Zugfedern 88 bzw. 89, daß die äußeren Tragflächenteile 11, 12
an der Innenwand des Transportbehälters anliegen. Unmittelbar nach dem Verlassen
des Transportbehälters beginnen die äußeren Tragflächenteile aufgrund des Drehmoments,
das die Zugfedern 88, 89 über die Zugstangen 82, 83 und die Beschläge 84 auf diese
ausüben, um die Schwenkachsen A bzw. B in ihre Endstellung zu schwenken, in der
sie durch den Verriegelungsmechanismus 15 arretiert werden. Die kammenden Zahnräder
92, 93 bewirken, daß sich beide Zugstangen 82, 83 und damit beide äußere Tragflächenteile
11 bzw. 12 absolut synchron bewegen. Somit wird verhindert, daß zusätzliche Kräfte
bzw. Momente auf den Flugkörper einwirken, die seine Fluglage in der Startphase
beeinflussen könnten.
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Bei den in Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der
Erfindung ist die vorstehend beschriebene Betätigungseinrichtung durch den Einbau
zusätzlicher Federn dahingehend erweitert worden, daß der Verlauf des jeweils an
den äußeren Tragflächenteilen wirksamen Drehmoments bezüglich der Schwenkachsen
den speziellen Anforderungen an die Flügelentfaltung im vorliegenden Fall angepaßt
ist.
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Fig. 4 ist eine teilweise Darstellung einer Anordnung, bei der an
jeden der Schwenkhebel 80, 81 zusätzlich zur ersten Zugfeder 88 bzw. 89 über einen
Seilzug 94 eine weitere Zugfeder 95 angreift. Diese weitere Zugfeder 95 ist jeweils
über eine Osenschraube 96 ebenso wie die erste Zugfeder 88 bzw. 89 fest mit der
Struktur des jeweiligen inneren Tragflächenteils 8 bzw. 9 verbunden. Der Seilzug
94 ist im Innern der zugeordneten ersten Zugfeder 88 bzw. 89 geführt. Die Abmessungen
der Seilzüge 94 bzw.
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der weiteren Zugfedern 95 sind dabei so gewählt, daß diese Federn
bereits entspannt sind, bevor die äußeren Tragflächenteile 11, 12 ihre Endstellung
erreicht haben.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß aufgrund der zusätzlichen
Federn 95 zur Einleitung des Entfaltungsvorgangs ein relativ großes Drehmoment auf
die äußeren Tragflächenteile wirksam wird.
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Die Entfaltung der Tragflächen erfolgt daher noch rascher. Im letzten
Teil des Entfaltungsvorganges, kurz vor dem Einrasten der äußeren Tragflächenteile,
sind dagegen nur noch die Zugfedern 88, 89 wirksam. Da diese so gewählt sind, daß
ihre Federkonstante erheblich kleiner als diejenige der Zugfedern 95 ist1 ist das
in dieser Phase wirksame Drehmoment erheblich kleiner als in der Anfangsphase. Daher
kann auf eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung, wie sie sonst beim Einsatz großer
Federkräfte erforderlich wäre, um die Wucht des Aufpralls der äußeren auf die inneren
Tragflächen teile zu mindern, verzichtet werden.
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Das gleiche gilt auch für die in Fig. 5 im Ausschnitt wiederge gebene
Anordnung. Auch hier sind zusätzlich zu den vergleichsweise schwach ausgelegten
Zugfedern 88 bzw. 89 stärkere Federn vorgeshen, die nur während des ersten Teils
des bei der Entfaltung zurückgelegten Weges wirksam sind. Es sind dies die Druckfedern
97.
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Diese umgeben konzentrisch die Zugstangen 82 bzw. 83 und stützen
sich
jeweils mit ihrem einen Ende an auf der Zugstange 82, 83 befestigten Ringschulter
98 und mit ihrem anderen Ende an einem geschlitzten Lagerbock 99 ab, der wiederum
fest mit der Struktur der inneren Tragflächenteile 8 bzw. 9 verbunden ist.
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Schließlich ist in den Figuren 6 und 7 ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Flugkörpers dargestellt, bei dem der Drehmomentenverlauf der Betätigungseinrichtung
ähnlich wie bei den beiden Anordnungen gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5 ist. Im Gegensatz
zu diesen weist die Anordnung gemäß Fig. 6 jedoch insgesamt nur zwei Federn auf.
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Die Betätigungseinrichtung besteht in diesem Fall aus einem federbelasteten
zweiarmigen Hebel 100 sowie zwei an diesen angreifenden Gelenkstangen 101, 102.
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Der Hebel 100 ist um eine durch seinen Mittelpunkt verlaufende, parallel
zur Flugkörperlängsachse liegende Achse E schwenkbar angeordnet, die durch den Bolzen
103 gebildet wird. An seinen äußeren Enden greifen, unter gleichem Abstand zur Schwenkachse
E, die beiden Gelenkstangen 101 102 an, deren äußere Enden mit Winkelhebeln 104
verbunden sind, von denen hier nur einer dargestellt ist.
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Diese Winkelhebel 104 sind um Achsen F schwenkbar, die ebenfalls parallel
zur Flugkörperlängsachse und damit auch zur Schwenkachse E des Hebels 100 liegen.
Die Schwenkachsen F werden dabei durch Bolzen gebildet, die fest in der Struktur
der inneren Tragflächenteile 8 bzw. 9 gelagert sind.
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Mit ihrem anderen Ende sind die Winkelhebel 104 jeweils über Lenker
105 mit den äußeren Tragflächenteilen 11 bzw. 12 gekoppelt, wobei
die
Lenker 105 unter einem Hebelarm in Bezug auf die Schwenkachsen A bzw. B an diesen
angreifen. Die Stellkraft am Hebel 100 wird im Fall des hier dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung von zwei Zugfedern 106, 107 aufgebracht, die einerseits an der Struktur
der inneren Tragflächenteile 8 bzw. 9 verankert sind und andererseits an den äußeren
Enden des zweiarmigen Hebels 100 angreifen. Der besseren Übersichtlichkeit halber
sind diese Federn nur. in der Prinzipskizze (Fig. 7a) zur Kinematik der Betätigungseinrichtung
dargestellt.
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Die Wirkungsweise der hier gezeigten Anordnung ist analog wie bei
den vorstehend beschriebenen: Nach dem Verlassen des Transportbehälters schwenkt
der Hebel 100 unter der Kraft der Federn 106 und 107 gegen den Uhrzeigersinn um
die Achse E. Uber die Gelenkstangen 101 und 102 überträgt sich diese Bewegung auf
die Winkelhebel 104, die ihrerseits über die Lenker 105 ein Drehmoment auf die äußeren
Tragflächenteile 11 und 12 in Bezug auf deren Schwenkachsen A bzw.
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B ausüben. Das dabei wirksame Drehmoment M ist in Abhängigkeit vom
Winkel « w um den der jeweils äußere Tragflächenteil 11, 12 gegenüber dem inneren
Tragflächenteil 8, 9 verschwenkt ist, in Fig..
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7 b dargestellt. In der Anfangsstellung, d.h. im Transportbehälter,
beträgt dieser Winkel angenähert 1350, in der Endstellung liegen beide Tragflächenteile
in einer Linie (= 0° ).
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Die Synchronisation der Entfaltungsbewegung beider Tragflächen ist
bei dieser Anordnung dadurch gewährleistet, daß die Abmessungen für die jeweiligen
Hebelarme bzw. die Längen der Gelenkstangen und Lenker für beide Tragflächen identisch
gewählt sind. Aus Gründen der Platzersparnis kann, abweichend von der in den Figuren
6 und 7 gezeigten Anordnung, die Schwenkachse E des zweiarnigen Hebels 100 in etwa
parallel zur Flugkörperhochachse liegen. Die Wirkungsweise entspricht dabei der
vorstehend beschriebenen Anordnung.
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Bezugszei chenliste 1 Transportbehälter 2 Startöffnung 3, 4 Führungskörper
5 Seitenleitwerk 6, 7 Führungsschienen 8, 9 innere Tragflächenteile 10 Rumpf 11,
12 äußere Tragflächenteile 15 Verriegelungsmechanismus, 16, 17 Höhenruder 18 Luftschraube
22 Raketentriebwerk 23, 24 Stabilisatorflächen 29, 30 Tragflächenansätze A, B Schwenkachsen
f.d. äußeren Tragflächenteile 11, 12 C, D Schwenkachsen der Schwenkhebel 80, 81
E Schwenkachse des Schwenkhebels 100 F Schwenkachse der Winkelhebel 104 M Drehmoment
bezgl. der Schwenkachsen A, B oL Winkel zwischen innerem und äußerem Tragflächenteil
80, 81 Schwenkhebel 82, 83 Zugstangen 84 Beschlag 85, 86 Bolzen 87 Lagerung 88,
89 Zugfedern 90, 91 Lagerböcke 92, 93 Zahnräder 94 Seilzug 95 Zugfeder 96 Ösenschraube
97 Druckfeder 98 Ringschulter 99 Lagerbock 100 Hebel 101, 102 Gelenkstangen 103
Bolzen 104 Winkelhebel 105 Lenker 106, 107 Zugfedern