DE3127071C2

DE3127071C2 - Abwurfkörper

Info

Publication number: DE3127071C2
Application number: DE19813127071
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8025 Unterhaching Reiter
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE3127071A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abwurfkörper (1), z.B. eine abwerfbare Mine, Streubombe od.dgl., die zum Aufrichten des Abwurfkörpers nach dem Aufprall auf dem Boden durch eine Betätigungseinrichtung, vorzugsweise einen Gasgenerator (9), abspreizbare Arme (5) aufweist. Zwischen den einzelnen, symmetrisch um den Umfang des Abwurfkörpers verteilten Armen sind entfaltbare Segelflächen (6) gespannt. Gemäß der Erfindung werden die Arme bereits während des Fluges des Abwurfkörpers zur Beeinflussung von dessen Flugbahn gesteuert bis zu einem bestimmten Winkel abgespreizt und nach dem Aufprall des Abwurfkörpers auf dem Boden weitergespreizt, so daß dieser aufgerichtet wird. Als Arme werden vorzugsweise elastische Well- bzw. Balgenschläuche verwendet, die längs ihrer unteren bzw. oberen Mantellinien unterschiedliche Längenstreckung aufweisen und von dem Gasgenerator aufgeblasen werden.

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Abwurfkörper der eingangs genannten Art insbesondere die Konstruktion für die beim Aufrichten beteiligten Elemente zu vereinfachen und ein sicheres Aufrichten auch bei gegebenenfalls hoher Aufprallgeschwindigkeit des Abwurfkörpers auf den Boden zu gewährleisten.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeoenen Merkmale gelöst

Demgemäß ist zwischen den abspreizbaren Armen eine entfaltbnre Segelfläche gespannt, durch die der Abwurfkörper bereits während seines Fluges durch die Luft merklich abgebremst wird. Außerdem sind die Arme zumindest teilweise elastische und an ihren freien Enden gasdicht abgeschlossene Schlauchgebilde, die von einem Gasgenerator aufgeblasen werden. Die Dehnbarkeit der Schläuchgebilde, die bevorzugt als sogenannte Wellschläuche ausgebildet sind, ist so abgestellt, daß durch das Aufblasen die Arme entgegen der Flugrichtung verschwenkt werden.

Derartige elastische Schlauchgebilde haben zudem den Vorteil, daß der Aufprall des Abwurfkörpers am Boden gedämpft wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen stellt dar

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Abwurfkörper gemäß der Erfindung mit einer Stiibiüsierungs- und Bremsvorrichtung aus mehreren abspreizbaren Armen, zwischen die Segelflächen gespannt sind, wobei in der Figur drei Stellungen der Arme dargestellt sind;

F i g. 2 eine Aufsicht auf den Abwurfkörper gemäß F i g. 1 in der zweiten Stellung der Arme;

F i g. 3 einen Abwurfkörper gemäß der Erfindung in mehreren Funktionslagen;

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil eines als Wellschlauch ausgebildeten abspreizbaren Armes des Abwurfkörpers;

Fig.5 zwei Schnitte längs der Linien V_rVi bzw. V₂-V₂ in F i g. 4.

Ein Abwurfkörper 1 weist ein zylindrisches Gehäuse mit einem Vorderteil 2 und einem Heckteil 3 auf. Im Innern des Vorderteiles befinden sich d»e für die Funktion des Abwurfkörpers notwendigen Einrichtungen, wie z. B. eine Sprengladung und ein Zünder. Im Heckteil ist eine Stabilisierungs- und Aufrichtvorrichtung 4 zusammengeklappt untergebracht; diese Vorrichtung weist mehrere, symmetrisch um den Umfang des Abwurfkörpers verteilte und in einer radialen Ebene ausschwenkbare Arme 5 auf. Zwischen jeweils zwei benachbarten Armen ist eine fächerförmig gefaltete Segelfläche 6 aus elastischem Material eingespannt. Aus der in F i g. 1 mit A bezeichneten eingeklappten Stellung können die Arme 5 in Pfeilrichtung verschwtnkt werden, so daß bis in die mit B bezeichnete Stellung in F i g. 1 die Arme 5 und Segelflächen 6 einen nach hinten offenen Kegelmantel bilden. Werden die Arme weiter in Pfeilrichtung geschwenkt, so bilden Arme und Segelflächen einen nach vorne offenen Kegelmantel, bis die Arme in die mit Cbezeichnete Endstellung gelangen, in der der Abwurfkörper aufgerichtet ist

Die Arme 5 sind weiter unten näher beschriebene Wellschläuche, die so ausgebildet sind, daß die in F i g. 1 oberhalb der Segelflächen 6 liegenden angedeuteten Mantellinien 52 sich stärker ausdehnen können als die unterhalb der Segelflächen gelegenen Manteilinien 5|. In der Stellung B in F i g. 1 ist die untere Mantellinie 5| des Wellschlauches bereits gestreckt, während die obere Mantellinie 5₂ noch gewellt ist Ik der Endstellung C sind beide Mantellinien gestreckt, so daß sich ein im wesentlichen glatter Schlauch ergibt, wie dies schematisch in F i g. 1 dargestellt ist Die Wellschläuche weisen einen sich zu ihrer Spitze an den freien Enden verjüngenden Querschnitt auf und sind an diesem freien Ende gasdicht abgeschlossen. Mit ihrem offenen Ende sind sie am Abwurfkörper in der Nähe des hinteren Teiles des Vorderteiles 2 nach außen gasdicht befestigt Die AnIagepunkte der Wellschläuche an dem Vorderteil des Abwurfkörpers sind im Bereich der unteren Mantellinie 5i mit 7 und im Bereich der oberen Mantellinie 5₂ mit 8 in der F i g. 1 bezeichnet

In dem Vorderteil 2 des Abwurfkörpers ist im Bereich der Wellschläuche ein kreisringförmiger Gasgenerator 9 angeordnet der über düsenförmige öffnungen 10 in der Wand des Vorderteiles 2 mit den Innenräumen aller Wellschläuche 5 verbunden ist

Ein Teil eines solchen als Abspreizarm verbundenen Wellschlauches ist in den Fig.4 und 5 im Schnitt gezeigt Jeder Wellschlauch besteht in Längsrichtung aus abwechselnd aufeinanderfolgenden aufgeweiteten Bereichen Bw und eingeschnürten Bereichen Be, so daß die gesamte Anordnung balgartig ist Wie oben bereits erwähnt verjüngen sich die Querschnitte der aufgeweiteten und der eingeschnürten Bereiche zum freien Ende der Wellschläuche hin. Die Wellschlauch^ bestehen aus einem elastischen Mantei ti, in den über den gesamten Umfang verlaufend eine Armierung 12 eingelegt ist. Die Armierung 12, z. B. in Form eines aus in Kunststoff getränkten Fasern gewebten Schlauches, ist von Zugfäden 13 umgeben, die in Mantellinien des Wellschlauches verlaufen. Die Umfangsarmierung 12 und die eine zusätzliche Armierung bildenden Zugfäden 13 sind z. B. aus Glasfasern.

Wie aus dem Längsschnitt gemäß F i g. 4 hervorgeht, sind die Krümmungsradien R 1 im oberen, d. h. der oberen Mantellinie 5₂ zugewandten aufgeweiteten Bereich Bw kleiner als die Krümmungsradien R 2 in dem der unteren Mantellinie 5i zugewandten aufgeweiteten Bereich Bw. Ebenso sind die Krümmungsradien r 1 in jedem der oberen Mantellinie 5₂ zugewandten eingeengten Bereich Be kleiner als die Krümmungsradien rl in dem der unteren Mantellinie 5i zugewandten eingeengten Bereich. Die eingeengten Bereiche Be und die aufgeweiteten Bereiche Abschließen dabei so aneinander an, daß der Mittelpunkt Oi des größten Kreisdurchmessers eines aufgeweiteten Bereiches Bw oberhalb des Mittelpunktes O₂ des kleinsten Kreisdurchmessers des eingeengten Bereiches ße liegt, wie dies in der Doppelschnitt-Darstellung gemäß F i g. 5 dargestellt ist. Der Mittelpunkt Oi ist demnach der oberen Mantellinie 5₂, der Mittelpunkt O₂ der unteren Mantellinie 5i des Wellschlauches zugewandt. Daraus ergibt sich, daß der WeIlschlauch längs der unteren Manteliinie 5| kürzer ist als längs der oberen Mantellinie 5₂. Die übrigen Mantellinien des Wellschlauches zwischen der unteren Mantellinie 5i und der oberen Mantellinie 5₂ haben kontinuierlich wachsende Längen, die zwischen der der unteren Mantellinie 5i und der der oberen Mantellinie 5₂ liegen. Wie aus dem linken Teil der Doppelschnitt-Darstellung gemäß F i g. 5 entsprechend dem Schnitt V₂ hervorgeht, verläuft die Umfangsarmierung 12 in den eingeengten Bereichen Be mäanderförmig, während diese Armierung im Bereich des größten Kreisdurchmessers des aufgeweiteten Bereiches ßii' glatt längs des Schlauchumfanges verläuft. In den Übergangsbereichen zwischen dem kleinsten Kreisdurchmesser im eingeengten

Bereich und dem größten Kreisdurchmesser iin aufgeweiteten Bereich wird die Amplitude der Mäanderwicklung der Armierung 12 kontinuierlich kleiner, bis der glatte Verlauf entsprechend dem Schnitt Vi erreicht ist.

Wird der Wellschlauch nach Zündung des Gasgenerators durch die in den Innenraum des Schlauches eintretenden Gase aufgeblasen, so wird der trotz der Armierung elastische Mantel 11 des Wellschlauches durch die Druckkräfte verformt und wird entsprechend seiner elastischen Eigenschaften aus der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Ruhelage ausweichen. Dies ist nun nur in den Bereichen möglich, in denen die Umfangsarmierung 12 aufgrund ihrer Mäanderform sich radial nach außen ausdehnen kann. Eine Ausdehnung im Bereich des größten Kreisdurchmessers der aufgeweiteten Bereiche Bw ist aufgrund der dort glatt geführten Umfangsarmierung 12 nicht möglich. Dies bedeutet, daß einmal der Schlauch in seiner Länge gestreckt wird, zum anderen ist jedoch die mögliche Gesamtlängenstreckung längs der Mantellinien des Wellschlauches unterschiedlich. Sie ist am kleinsten im Bereich der unteren Mantellinie 5i und am größten im Bereich der oberen Mantellinie 52 des Wellschlauches. Aus diesem Grunde streckt sich der Wellschlauch im oberen Bereich stärker als im unteren Bereich. Da der Wellschlauch im Bereich der unteren Mantellinien S₁ am Abwurfkörper am Punkt 7 (Fig. 1) und im Bereich der oberen Mantellinie 52 am Punkt 8 am Abwurfkörper 1 befestigt ist, heißt das, daß der Wellschlauch 5 zusätzlich zu der Längenstreckung um den Punkt 7 in Pfeilrichtung verschwenkt wird. Die Längen-Streckung bei gleichzeitiger Verschwenkung bzw. Abspreizung des Wellschlauches erfolgt solange, bis die in den Mantellinien des Wellschlauches verlaufenden Zugfäden 13 der Axialarmierung gestreckt sind. Die untere Mantellinie 5i des Wellschlauches bildet dann eine gerade Linie, wie dieses aus der Position B in F i g. 1 hervorgeht Die obere Mantellinie 52 verläuft in dieser Position noch in Wellenform. Die ursprünglich mäanderförmige Radialarmierung 12 der eingeschnürten Bereiche Be ist · in dieser Stellung in ihrem unteren Teil um die untere Mantellinie 5i längs des Schlauchumfanges gestreckt, so daß hier eine Aufweitung des Schlauches bei weiterem Aufblasen verhindert wird. Wird der Wellschlauch weiter aufgeblasen, so wird er noch in den Bereichen gestreckt, in denen seine Oberfläche wellenförmig ist, d. h. in den Bereichen, die oberhalb der bereits gestreckten unteren Mantellinie in Richtung der oberen Mantellinie liegen. Gleichzeitig wird der gesamte Wellschlauch weiter um den Punkt 7 verschwenkt. Diese Längsstreckung der oberen Bereiche unter gleichzeitiger Schwenkung erfolgt so!ange_: bis auch die obere Mantellinie 5j vollständig gestreckt ist, wie dieses in der Position C in F i g. 1 angedeutet ist Der gesamte Wellschlauch hat dann im wesentlichen die Form eines glatten Kegelmantels.

In F i g. 3 sind schematisch einzelne Zustände des Abwurfkörpers dargestellt

In der mit Pi bezeichneten Lage des Abwurfkörpers kurz nach dem Abwurf z. B. aus einem Flugzeug, wird das aus zwei Schalen 3i und 32 bestehende Heckteil 3 des Abwurfkörpers abgesprengt, so daß die als Wellschläuche ausgebildeten Arme 5 mit den dazwischen gespannten Segelflächen 6 freiliegen. Anschließend wird der Gasgenerator 9 gezündet so daß Gas in die Wellschläuche einströmt und diese, wie oben beschrieben, allmählieh aus der Mantellinie des Abwurfkörpers abspreizt Hierdurch wird der Abwurfkörper aerodynamisch stabilisiert und je nach der Winkelstellung der Arme auch abgebremst. Gleichzeitig wird am Bug des Abwurfkörpers eine Haube 14 aus elastischem Material von dem Gasgenerator 9 oder einem separaten Gasgenerator bis in eine aerodynamisch günstige Form aufgeblasen.

In der Position Pi sind die Arme bereits etwa 60° gespreizt, so daß die Arme mit den Segelflächen einen nach hinten offenen Kegelmantel bilden. Hierdurch wird der Abwurfkörper weiter stabilisiert und abgebremst.

Beim Aufschlag Pj des Abwurfkörpers auf dem Boden sind die Arme etwa 75° bis 80° abgespreizt, so daß der Abwurfkörper mit einem relativ flachen Aufschlagwinkel von etwa 50° auf den Boden auftritt. Durch die elastischen Arme und die elastische Haube 14 wird dabei die auf das Gehäuse des Abwurfkörpers wirkende Aufprallenergie abgeschwächt.

Durch weiteren Gaseintritt in den Innenraum der Arme 5 werden diese weiter abgespreizt, wobei sich der Abwurfkörper langsam aufrichtet, bis er seine Endposition P4 erreicht, in der die Längsachse des Abwurfkörpers in Lotrichtung steht und die Arme einen Winkel von etwa 150° gegen die Längsachse des Abwurfkörpers einnehmen. Die Arme 5 mit den dazwischen gespannten Segelflächen haben jetzt die Form eines nach vorne gerichteten Kegelmantels.

In dieser Endposition kann z. B. eine gerichtete Sprengladung des Abwurfkörpers gezündet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abwurfkörper, wie abwerfbare Mine, Streubombe oder dergleichen, der mehrere zunächst in Flugrichtung nach hinten weisende, mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung während des Fluges in einer die Längsachse des Abwurfkörpers enthaltenden Ebene abspreizbare Arme zum Abbremsen und Stabilisieren des Abwurfkörpers aufweist, die nach dem Aufprall des Abwurfkörpers auf dem Boden gleichsinnig bis in eine nach vorne weisende Position weitergespreizt werden, um dadurch den Abwurfkörper aufzurichten, dadurch gekennzeichnet, daß für einen aus der Luft absetzbaren Abwurfkörper (1) zwischen den Armen (5) eine entfaltbare Segelfläche (6) gespannt ist, daß die Arme (5) zumindest teilweise elastische Schlauchgebilde sind, die an ihren freien Enden gasdicht geschlossen sind und deren Anlenkpunkte (7, 8) am Abwurfkörper (1) in der Schwenkebene einen Abstand voneinander aufweisen, daß die Schlauchgebilde (5) längs ihres Mantels (11) in den von den Anlenkpunkten (7,8) ausgehenden Richtungen (5|, 52) in der Schwenkebene unterschiedliche Dehnbarkeiten aufweisen, wobei die Dehnbarkeit des Mantels (11) in der von dem vorderen Anlenkpunkt (7) ausgehende Richtung (5i) wesentlich kleiner als diejenige in der vom hinteren Anlenkpunkt (8) ausgehenden Richtung (S₂) ist, und daß die am Abwurfkörper (t) nach außen gasdicht befestigten Enden der Schlauchgebilde (S) mit einem Gasgenerator (9) kommunizieren.

2. Abwurfkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (5) Wellschläuche sind, deren Mantel (11) in der Schwenkebene von den Anlenkpunkten (7, 8) ausgehend jeweils wellenförmig verläuft, wobei sich Wellentäler und Wellenberge auf gegenüberliegenden Seiten jeweils einander gegenüberliegen, und daß bei den nicht aufgeblasenen Wellschläuchen (5) die im Querschnitt kreisförmigen konvexen, jeweils einem Wellenberg zugeordneten weiten Bereiche (Bw) gegenüber den benachbarten, im Querschnitt ebenfalls kreisförmigen eingeschnürten konkaven, jeweils einem Wellental zugeordneten Bereichen (Be) einen in Richtung dei stärker zu dehnenden Mantellinie (52) des Wellschlauches (5) versetzten Mittelpunkt (0i) aufweisen.

3. Abwurfkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien (R 1, r 1) der konvexen weiten Bereiche (Bw) und der eingeschnürten Bereiche (Be) des Wellschlauches (5) auf Seiten der stärker zu dehnenden Mantellinie (5₂) kleiner sind als diejenigen Krümmungsradien (R 2, r2) auf der gegenüberliegenden Seite.

4. Abwurfkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (11) des Wellschlauches eine innere, längs des Schlauchumfangs verlaufende dehnbare Armierung (12) und diese Armierung umgebende, längs der Mantellinien des Wellschlauches verlaufende Zugfäden (13) aufweist.

5. Abwurfkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Armierung (12) und Zugfäden (13) aus faserverstärkten Werkstoffen bestehen.

6. Abwurfkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellschläuche (5) einen sich zu deren freien Enden verjüngenden Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abwurfkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Abwurfkörper, wie etwa aus einem Flugzeug abwerfbare Minen oder Streubomben weisen oftmals gerichtete Wirkladungen auf, so daß der Abwurfkörper nach dem Aufprall auf dem Boden erst in eine Position gebracht werden muß, in der die Wirkrichtung der Wirkladung die gewünschte Ausrichtung hat Dieses Positionieren wird allgemein als Aufrichten bezeichnet Hierzu

ίο weist der Abwurfkörper mehrere, symmetrisch um seinen Umfang verteilte schwenkbare Arme auf, die etwa in Nuten des Abwurfkörpers in Ruhelage befindlich sind. Nach dem Aufprall des Abwurfkörpers am Boden werden diese Arme pneumatisch, hydraulisch oder auf andere geeignete Art vom Abwurfkörper abgespreizt, so daß dieser nunmehr in eine definierte Position aufgerichtet wird; vgl. hierzu ttwadie DE-OS 18 00 121.

Üblicherweise müssen derartige Abwurfkörper nach ihrem Abwurf während ihres Fluges gebremst werden, damit der Aufprall auf dem Boden nicht zur Zerstörung des Abwurfkörpers führt Hierzu ist es bekannt am Abwurfkörper einen Bremsfallschirm vorzusehen, der nach einer gewissen Zeit nach dem Abwurf automatisch entfaltet wird und den Abwurfkörper so langsam zu Boden läßt

Zur Beherrschung dieses Problems ist es ferner aus der DE-OS 26 37 793 bekannt, am Heck eines Abwurfkörpers fedörnde, radial abspreizbare Lamellen vorzusehen. Diese Lamellen spreizen sich nach dem Abwurf automatisch nach hinten ab und wirken als Brems- und Stabilisierungsvorrichtung für den Abwurfkörper. Diese Brems- und Stabilisierungsvorrichtung hat gegenüber z. B. Bremsfallschirmen den Vorteil, daß die Flugbahn des Abwurfkörpers nach dem Abwurf glatter verläuft als diejenige eines von einem Bremsfailschirm abgebremsten Abwurfkörpers. Werden z. B. eine Vielzahl derartiger Abwurfkörper von einem Flugzeug in ein sogenanntes Streufeld am Boden abgeworfen, so kann mit dieser Lamellenanordnung ein wesentlich breiteres und gleichmäßiger belegtes Streufeld als mit herkömmlichen Abwurfkörpern erreicht werden.

Der au' dem Boden aufgeprallte Abwurfkörper kann jedoch mit derartigen elastischen Lamellen nicht aufgerichtet werden; hierzu muß eine separate Aufrichtvorrichtung vorgesehen werden.

Aus der US-PS 23 98 794 ist eine aus der Luft abwerfbare Seemine bekannt, die zur Stabilisierung während des Fluges in der Luft am Minenkörper anliegende schwertartige Arme aufweist, die nach dem Eintauchen in das Wasser zur Verringerung der Sinkgeschwindigkeit zunächst abgespreizt werden. Die Seemine trifft am Meeresboden bereits in annähernd senkrechter Stellung auf, wonach die Arme rasch gleichsinnig weiter geschwenkt werden, um die Seemine in dieser aufrechten Position zu halten. Zwar wird durch das weitere Spreizen der Arme die Seemine nach dem dortigen Ausführungsbeispiel im eigentlichen Sinne nicht aufgerichtet; jedoch ist eine Aufrichtung bei einem schiefen Aufprall der Seemine auf dem Meeresboden durchaus denkbar.

Die Betätigungsvorrichtung zum Abspreizen der Arme und gegebenenfalls zum Aufrichten der Seemine ist mechanisch recht kompliziert und in dieser Form nicht ohne weiteres auf Luft-Boden-Abwurfkörper zu übertragen. Die Aufprallgeschwindigkeit eines Luft-Boden-Abwurfkörpers ist immer noch so hoch, daß dabei die komplizierte mechanische Betätigungsvorrichtung der bekannten Seemine Schaden leiden würde, so daß eine Aufrichtung nicht mehr gewährleistet ist.