DE3120022C2

DE3120022C2 - Lagekreisel

Info

Publication number: DE3120022C2
Application number: DE3120022A
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing. grad. 8000 München Gruber; Wolfgang Von Dipl.-Ing. 8012 Riemerling Hoessle
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1983-03-31
Also published as: US4491029A; DE3120022A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Lagekreisel für die Stabilisierung und Lenkung von Flugkörpern, vorzugsweise von aus einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßenem Subflugkörper.

Zur Lenkung und Stabilisierung von Flugkörpern werden Lagekreisel als Referenzgeber verwendet, die im allgemeinen in zwei kardanisch angeordneten Rahmen gelagert sind. Ferner sind aus der DE-AS 634, der DE-OS 26 57 187 und der US-PS 65 250 derartige Kreisel bekannt, die einen zusätzlichen antreibbaren Lagerrahmen aufweisen. Der zusätzliche Rahmen dient dabei vornehmlich dazu, um rückdrehungsfreie Kreiselmomente zu erzeugen oder um Belastungsspitzen im Stellsystem zu vermeiden.

Problematisch wird die Verwendung solcher bekannter Lagekreisel in Subflugkörpern, welche von einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßen werden. Bei nichtrollendem Trägerflugkörper stellt die Übergabe der Roilageinformation von einem Lagekreisel im Trägerflugkörper zum Lagekreisel im Subflugkörper kein Problem dar. Rollt jedoch der Trägerflugkörper, so ist eine Aktivierung des Lagekreisels mit üblicherweise verriegelten Rahmen, — sogenannten freien Lagekreiseln —, ohne Nachführeinrichtung nicht möglich. Es ist zwar denkbar, einen Lagekreisel mit nicht verriegeltem Außenrahmen zu verwenden, wobei völlig offen ist, wie komplex der Antrieb des Rotors sein muß, es ist aber neben den beim Aktivierungsvorgang auftretenden, nicht ohne aufwendige Maßnahmen vermeidbaren Ablagen des Innenrahmens des Lagekreisels darüber hinaus nicht gewährleistet, daß die Spinnachse in der durch die große Nickwinkelbewegung des Subflugkörpers geforderten horizontalen Lage ausgerichtet ist Da unbekannt ist, in welcher Achsenlage der Kreisel gestartet wurde, ist ferner keine feste Referenz gegeben.

Eine weitere Lösung des Problems kann darin gesehen werden, die Lagekreisel in den Subflugkörpern

ίο bereits ver dem Start des Trägerflugkörpers zu aktivieren. Wegen der langen Flugzeit und des Rollens des Trägerflugkörpers kann die geforderte Lagegenauigkeit allerdings nur mit relativ aufwendigen, unter Umständen sogar nur mit nachführbaren Kreiseln erfüllt werden, wobei das zur Verfügung stehende Volumen in den Flugkörpern die größten Einschränkungen bedingt

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Lagekreisel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei äußerst geringem baulichen Aufwand der Lagekreisel im Flugkörper die Roilageinformation übernehmen kann.

Diese Aufgabe ist für einen Lagekreisel mit einem zusätzlich antreibbaren Rahmen für die Stabilisierung von Flugkörpern vorzugsweise eines aus einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßenen Subflugkörpers dadurch gelöst, daß der Lagekreisel im Flugkörper mit verriegelten Rahmen in den zusätzlichen Rollrahmrn gehängt wird, der vor Aktivierung des Flugkörpers entgegengesetzt zum Rollen antreibbar ist und daß über einen digital-inkrementalen Abgriff zwischen Flugkörper und zusätzlichem Rollrahmen mittels des Antriebs eine Synchronisation des zusätzlichen Rollrahmens in definierter Lage zum erdfesten Koordinatensystern mit Hilfe des Lagekreisels des Trägerflugkörpers erfolgt

Auf diese Art und Weise ist vorteilhaft mit nur sehr geringem Aufwand, darüber hinaus unter Verwendung vorhandener Kreiselbaugruppen, die Übergabe der Roilageinformation zu bewerkstelligen. Mit anderen Worten: durch diese einfache Maßnahme wird es möglich, die Aufgabe zu lösen, einen Kreisel mit verriegeltem Rahmen in einem rollenden System zu aktivieren.

Die Erfindung ist anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt den Schnitt durch einen Lagekreisel nach der Erfindung.

Der Lagekreisel 1 besteht aus einem äußeren Gehäuse 10, in welchem ein Antrieb 2 eingebaut ist. Der Antrieb 2 dient in noch zu erläuternder Weise dazu, einen zusätzlichen Rollrahmen 4 anzutreiben. Bei diesem Antrieb 2 kann es sich um einen gesonderten Elektromotor, z. B. einen Gleichstrom- oder Schrittmotor, oder auch einen frequenzgesteuerten Asynchronmotor handeln. Es kann aber auch ein pyrotechnischer Gasgenerator nach dem Stand der Technik verwendet werden.

Im zusätzlichen Rollrahmen 4 ist der Kreisel 7 mit einem Außenrahmen 8 und einem Innenrahmen 3 untergebracht. Außerdem ist ein pyrotechnischer Gasgenerator 9 vorhanden, der über ein Gasleitrohr U den Läufer des Kreisels 7 in bekannter Weise antreibt. Ferner sind vorhanden ein digitalinkrementaler Abgriff 5 zwischen Flugkörper und zusätzlichen Rollrahmen 4 und ein digitalinkrementaler Abgriff 6 zwischen dem zusätzlichen Rollrahmen 4 und dem Außenrahmen 8 des Kreisels 7. Beide Abgriffe 5, 6 weisen in bekannter Weise Rasterscheiben 12,13 auf, wobei die Rasterschei-

be 12 kreiselfest und die Rasterscheibe 13 rollrahmenfest montiert ist

Im Bereich des Antriebs 2 ist außerdem ein Schleifringübertrager 14 für den inkrementalen Abgriff 6, den pyrotechnischen Gasgenerator und dessen Zündung und gegebenenfalls füi die Motorspeisung vorhanden.

Wie aus der Figur erkennbar, wird der Lagekreisel 1 im Subflugkörper mit verriegelten Rahmen in den zusätzlichen Rollrahmen 4 gehängt Der zusätzlicne Rollrahmen 4 wird vor Beginn der Aktivierung des Lagekreisels 1 mit Hilfe des Antriebs 2 entgegengesetzt zum Rollen des Trägerflugkörpers angetrieben.

Über den digitalinkr'ementalen Abgriff 5 zwischen Trägerflugkörper and zusätzlichem Rollrahmen 4 erfolgt mit dem Antrieb 2 eine Synchronisation des zusätzlichen Rollrahmens 4 in definierter Lage zum erdfesten Koordinatensystem mit Hilfe des Lagekreisels des Trägerflugkörpers. Nach Aktivierung des Lagekreisels 1 können über den weiteren digital-ink, ementalen Abgriff 6 zwischen dem zusätzlichen Rollrahmen 4 und dem Außenrahmen 8 des Kreisels mögliche Entriegelungsfehler /u Null gesetzt werden.

Nach dem Ausstoßen des Subflugkörpers vom Trägerflugkörper wird zweckmäßigerweise der Antrieb des zusätzlichen Rollrahmens 4 mit geeigneter optimierter Drehzahl fortgesetzt um bei dem nichtrollenden Subflugkörper mit den beiden vorhandenen einfachen digitalen Abgriffen 5, 6 die geforderte hohe Winkelauflösung für die Rollage des Subflugkörpers zu erhalten.

Durch die Zusammenbenuizung der vorhandenen Baugruppen wird darüber hinaus vermieden, daß bei nichtrollenden Subflugkörpern am Kreisel ein digitaler Abgriff mit sehr hoher Auflösung, — was sehr teuer ist —, oder ein analoger Abgriff notwendig ist wobei bei der analogen Lösung eine Blockierung des äußeren zusätzlichen Rollrahmens 4 in sehr genauer definierter Lage zum Subflugkörper nach dem Ausstoß erfolgen müßte.

Die Übertragung der Digiialinformation aus dem digitaiinkrementalen Abgriff 6 stellt kein Problem dar, weil die vom Antrieb 2 angetriebene Achse des zusätzlichen Rollrahmens 4 nicht reibungsarm gehalten werden muß.

Aufgrund der großen Nickwinkeländerungen der Subflugkörper auf deren Anflugbahn zum Ziel ist es ferner zweckmäßig, daß die Spinnachse des Lagekreisels des Subflugkörpers horizontal ausgerichtet ist, da die Kardanrahmen üblicher Kreiselkonstruktionen keine beliebig großen Winkel zulassen.

Neben der vorbeschriebenen Anwendung der Erfindung in Subflugkörpern ist darüber hinaus wegen der hohen Rollfrequenz des Trägerflugkörpers die Verwendung auch für den Lagekreisel des Trägerflugkörpers empfehlenswert. Mit Hilfe eines angetriebenen zusätzlichen Rollrahmens wird der Lagekreisel des Trägerflugkörpers von deren Rollbewegung entkoppelt, so daß die Genauigkeit erhöht wird, da wegen der Startbeschleunigung keine beliebige Vergrößerung der Kreiselmassen zur Verbesserung der Genauigkeit durch Erhöhung des Kreiseldrallimpulses möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Lagekreisel mit einem zusätzlich antreibbaren Rahmen für die Stabilisierung von Flugkörpern, vorzugsweise eines aus einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßenen Subflugkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagekreisel (1) im Flugkörper mit verriegelten Rahmen (3, 8) in den zusätzlichen Rollrahmen (4) gehängt wird, der vor Aktivierung des Flugkörpers entgegengesetzt zum Rollen antreibbar ist, und daß über einen digital-inkrementalen Abgriff (5) zwischen Flugkörper und zusätzlichem Rollrahmen (4) mittels des Antriebs (2) eine Synchronisation des zusätzlichen Rollrahmens (4) in definierter Lage zum erdfesten Koordinatensystem mit Hilfe des Lagekreisels des Trägerflugkörpers erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aktivierung des Lagekreisels (1) über einen weiteren digitalinkrementalen Abgriff (6) zwischen dem zusätzlichen Rollrahmen (4) und dem Außenrahmen (8) des Kreisels (7) Entriegelungsfehler zu Null setzbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zwei digitalkrementalen Abgriffe (5, 6) über eine Messung des Zeitverzugs zwischen den Einzelimpulsen zweier Rasterscheiben (12,13) eine extrem hohe Winkelauflösung herstellbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des zusätzlichen Rollrahmens (4) bei nichtrollendem Flugkörper zur Messung der hohen Winkelauflösung für die Rollage fortsetzbar ist.