DE3142313A1

DE3142313A1 - Flugkoerper

Info

Publication number: DE3142313A1
Application number: DE19813142313
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Böder
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1981-10-24
Filing date: 1981-10-24
Publication date: 1983-05-05
Also published as: AU555916B2; DE3272598D1; ES516686A0; JPS5883199A; AU8862682A; EP0077954B1; CA1186561A; EP0077954A2; ES8309004A1; US4524694A; EP0077954A3

Description

RHEINMETALL GMBH

Düsseldorf, den 23.10.81 Bs/Sch

Akte R 779

Flugkörper

Die Erfindung betrifft einen Plugkörper zum Transport einer Mehrzahl von an einem vorbestimmbaren Punkt der Flugbahn auszustoßenden Nutzlasten mit einer den Nutzlastraum umschließenden rohrförmigen Hülle und Mittel zum Ausstoßen der Nutzlast. · .

Ein Flugkörper, bei dem die Nutzlasten in Axialrichtung des Flugkörpers, insbesondere in Flugrichtung ausgestoßen werden, ist aus der DE-OS 25 58 060 bekannt. Es ist weiter bekannt, Nutzlasten in Axialrichtung des Flugkörpers heck-Seitig auszustoßen.

Mit diesem bekannten Ausstoßverfahren ist es in der Regel nicht möglich, die Nutzlasten über einen gewünschten breiten Geländestreifen entlang der Flugbahn des Flugkörpers Zu verteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flugkörper anzugeben, mit dem die Verteilung von Nutzlasten über relativ breite Geländestreifen entlang der Flugbahn des Flugkörpers möglich ist und der sich durch eine besonders robuste beschleunigungsfeste mechanische Konstruktion auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Flugkörpers mit einer z. T. geschnittenen, rohrförmigen Hülle, die den Blick auf die Nutzlast freigibt;

Fig. 2: eine Schnittdarstellung des Flugkörpers im Bereich des Nutzlastraums;

Fig. 3: eine Sicht auf eine Querschnittsfläche des

Flugkörpers mit Blickrichtung von Linie 3 3 gem. Fig. 2,;

Fig. 4: eine vergrößerte Detaildarstellung der Zeichnung gemäß.Fig. 3;

Fig. 5: eine Schnittdarstellung in Längsachsenrichtung des Flugkörpers entlang Linie 5 - 5 gemäß Fig. 4;

Fig. 6: eine vergrößerte SchnfLt tdars teilung der Befestigung der Segmente p.n einem den Flugkörper quer zur Längsachse unterteilenden Boden;

Fig. 7: eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels zur Befestigung der Segmente;

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Fig. 8: eine Schnittdarstellung entlang Linie 3 ~ 8 göm. Fig. 7.

Fig. 1 geigt eine schematische Darstellung eines Flugkörpers zum Transport einer Mehrzahl von an einem vorbestimmbaren Punkt der,Flugbahn ausgestoßenen Nutzlasten» Zwischen der Ogive 1 und dem am Heck des Flugkörpers angeordneten Leitwerk 2 ist ein im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildeter Teil des Flugkörpers 10 angeordnet, der nach außen von einer rohrförmigen Hülle 12 begrenzt ist. Diese Hülle 12 umschließt einen Nutzlastraum 4,in dem ggf. durch sich quer zur Längsachse des Flugkörpers 10 erstreckende-Böden 24 getrennt Nutzlasten 11 angeordnet sind. Um einen möglichst breiten Geländestreifen entlang der Flugbahn des Flugkörpers mit auszustoßenden Nutzlasten 11 belegen zu können» müssen diese Nutzlasten 11 in Radialrichtung, also senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Flugkörpers 10 ■ ausgestoßen werden. Dazu ist es erforderlich, daß zu einem vorbestimmbaren Zeitpunkt, nämlich dann, wenn der Flugkörper 10 einen bestimmten Punkt seiner Bahnkurve erreicht hat, die den Nutzlastraum 4 umgebende rohrförmige Hülle entfernt wird, um den Ausstoß der Nutzlasten in Radialrich.tung zu ermöglichen.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Ausgestaltung der rohrförmigen Hülle 12 des Flugkörpers, die bei Start und Fortbewegung des Flugkörpers 10 erheblichen Beschleunigungswerten sowohl in Längsachsenrichtung des Flugkörpers 10, als auch in Umfangsrichtung standzuhalten hat. Die Hülle 12 muß dennoch leicht abwerfbar sein, um den ungehinderten Ausstoß der Nutzlasten 11 zu ermöglichen.

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Weiter muß ihr Eigengewicht möglichst gering sein, um dexi Totlastanteil des Flugkörpers weitgehend zu reduzieren.

Die Erfindung bietet insbesondere folgende Vorteile:

- Die gesamte Außenhülle des Flugkörperabschnitts,aus dem die Nutzlast 11 seitlich herausgeschleudert werden soll, kann simultan lediglich aufgrund eigener Federspannung abgeschleudert werden;

- die gesamte Außenhülle übernimmt den wesentlichen Teil der beim Abschuß und ggf. bei Abbremsen des Flugkörpers auf der Flugbahn auftretenden Massenlängskräfte der Nutzlast;

- die gesamte Hülle übernimmt den wesentlichen Teil der bei Drehbeschleunigungen während des Abschusses und auf der Flugbahn auftretenden Drehmomente der Nutzlast und ihrer Bef es tigungs teile ;.

- die Hülle muß weder vernietet, geschweißt oder verschraubt werden, sondern wird lediglich über beispielsweise Exzenter verriegelt und in Rillungen bzw. Verzahnungen gehalten;

- die Hülle kann mit beliebig.vielen, im wesentlichen senkrecht zur Flugkörpexlängsachse liegenden Zwischenboden für die Befestigung von Nutzlastbaugruppen verbunden werden.

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Fig. 2 zeigt eine teilweise Schnittdarstellung in Längsachsenrichtung des Flugkörpers 10 im Bereich des liutzlas traums des Flugkörpers 10.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf eine Querschnittsebene des Flugkörpers 10 mit Blickrichtung aus Linie 3-3 g em. F i g . 2 .

Fig. 4 zeigt eine Detaildarstellung aus Fig* 3 in wesentlich vergrößertem Maßstab

Die rohrförmi.ge Hülle 12 besteht aus einer Mehrzahl lösbar miteinander verbundener Segmente 13, 13', die mit ihren Sextenkanten 16, 16' derart aufeinanderstoßen, daß sie im wesentlichen eine Zylindermantelfläche bilden. Zweckmäßig bestehen die Segmente 13, 13' aus einem elastischen Material, so daß ihre Biegung auf eine Zylindermantelfläche eine Rückstellkraft hervorruft. Die Segmente 13, 13' können daher nur unter· Anwendung einer Vorspannung in· die Zylindergestalt gezwungen und in dieser Lage verspannt werden- Dies hat das vorteilhafte Ergebnis, daß nach Lösung der Verspannung kurz vor Freigabe der Nutzlast 11 die Segmente 13, 13' sich in ihre ursprüngliche Gestalt umformen und sich so auf diese Weise im wesentlichen selbsttätig vom Flugkörper ablösen und Aus tr it tsöf f nungeii für das Ausstoßen der Nutzlasten 11 freigeben. Um eine Verspannung der die Hülle 12 des Flugkörpers 10 bildenden Segmente 13, 13' zu erzielen, sind jeder Seitenkante 16, 16^s jedes Segments 13, 13' benachbart auf der Innenfläche 14 jedes Segments ins Innere des Flugkörpers 10 ragende hakenförinige Fortsätze 15, 15' angeordnet. Diese überragen die jeweilige Seitenkante 16, 16' des ihnen zugeordneten Segments

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13, 13' in Richtung auf das benachbarte Segment 13 bzw. 13' und sind bei den mit den Seitenkanten 16, 16' aneinanderstoßenden Segmenten 13, 13' derart in der Höhe versetzt angeordnet, daß sie paarweise übereinandergreifend zangenförmig eine Ausnehmung 17 umschließen. Dabei sind die von den Fortsätzen 15, 15^l benachbarter Segmente 13, 13¹ umschlossenen Ausnehmungen 17 miteinander fluchtend angeordnet. Durch diese Ausnehmungen 17 greift, wi.e insbesondere aus Fig. 2 und Fig. 5 ersichtlich ist, ein Stab 18 hindurch, der parallel z.ur Längsachse des Flugkörpers 10 angeordnet ist. Dabei ist für jede Stoßstelle aneinandergrenzender Segmente 13, 13' ein derartiger Stab

18 vorgesehen.

Fig. 5 zeigt eine Teilschnittdarstellung in Längsachsenrichtung des Flugkörpers 10 im Bereich eines derartigen Stabs 18. ler Stab 18 weist im Bereich der hakenförmigen Fortsätze 15, 15' exzentrisch und/oder konisch oder abgestuft ausgebildete Sitze 19 auf, an die sich die hakenförmigen Fortsätze 15, 15' anlegen können, wodurch sie bei Relativbewegung des Stabs 18 in bezug auf die hakenförmigen Fortsätze 15, 15' gegeneinander verspannbar sind . Bei konusförmig und/oder abgestuft ausgebildeten Sitzen

19 wird diese Verspannung dabei durch eine Bewegung des Stabs 18 bei der Montage der Segmente 13, 13' in Längsachsenrichtung des Flugkörpers 10 erzielt* Bei exzentrischer und/oder konusförmiger Ausbildung der Sitze 19 " läßt sich eipe Verspannung der hakenförmigen Fortsätze 15, 15' durch eine Drehbewegung des Stabs 18 um seine Längsachse und/oder eine gleichzeitige Longitudinalbewegung des Stabs 18 in Längsachsenrichtung des Flugkörpers 10 erzielen, pie mit Hilfe des Stabs 18 erzielte Verriegelung der Segmente 13, 13' kann nach Erreichen des vorbe-

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stimmten Ausstoßpunkts der Nutzlasten 11 auf einfache Weise dadurch aufgehoben werden, daß der Stab 18 in entgegengesetzter Richtung - wie bei der Montage bewegt und/oder gedreht wird. Diese Longi tudinal-bzw. Drehbewegung des Stabs 18 setzt selbstverständlich eine gewisse Kraft voraus. Diese kann auf besonders einfache und betriebssichere Art und Weise durch eine mit einem ggf. elektrisch aktivierbarer) Zünder 21 versehene pyrotechnische Ladung 20 bereitgestellt werden. Zweckmäßig wird dabei der Stab 18 als einseitig geschlossener Hohlzylinder ausgebildet, der mit seinem offenen Endstück auf" der pyrotechnischen Ladung 20 aufliegt. Die bei Zündung der pyrotechnischen Ladung 20 erzeugten Gase können demzufolge durch das offene Endstück 22 des Stabs 18 in dessen Innenraum eindringen und auf seine dem offenen Endstück gegenüberliegende Stirnfläche eine Kraft ausüben. Da die pryortechnisehe Ladung 20 gleichzeitig auch auf die Kreisringfläche des Stabs 18 einwirkt,» mit dem dieser auf der pyrotechnischen Ladung 20 aufliegt^ ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise eine Druck-Zug-Kraft auf den Stab 18, die diesen in Längsachsenrichtung des Flugkörpers bewegt und dabei zu einer Entriegelung der Segmente 13, 13' führt. Die Verriegelung wird dadurch aufgehoben, daß die Sitze 19 des Stabs 18 bei der durch die pyrotechnikchö Ladung 20 bewirkten Fortbewegung des Stabs 18 aus dem Bereich der hakenförmigen Fortsätze 15, 15' hinausgleiten. Um dabei eine sichere Führung des Stabs 18 zu gewährleisten, werden zweckmäßig zusätzliche Führungen 23, 23' vorgesehen, die beispielsweise in den Nutzlastraum 4 unterteilenden Zwischenboden 24 angeordnet sind.

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Für den Fall, daß die Verriegelung der hakenförmigen Fortsätze If, 15' durch exzentrische Sitze 19 erfolgt, muß bei der Entriegelung eine Drehbewegung des Stabs herbeigeführt werden. Diese Drehbewegung kann auf. einfache Weise dadurch erzielt werden, daß zwischen Führung 23, 23^T einerseits und Stab 18 andererseits ein Gewinde großer Steigung angeordnet ist. Die du>:ch die pyrotechnische Ladung 20 erzeugte Kraft in Längsachsenrichtung des Stabs 18 wird dadurch in eine Drehbewegung umgewandelt.·

Wie insbesondere aus Fig. 2, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 hervorgeht, sind zur Begrenzung und/öder Abschottung des Nut zlas t raunis 4 quer zur Längsachse des Flugkörpers 10 sich erstreckende Böden 24 vorgesehen, auf deren Mantelfläche 25 die Segmente 13, 13' mit ihrer Innenfläche aufliegen. Um bei Beschleunigungswirkung in Längsachsenrichtung des Flugkörpers 10 eine Verschiebung der Segmente 13, 13^Y in Längsrichtung zu verhindern, sind in die Mantelflächen 25 der Böden 24 Nuten 26 eingelassen, in die ein an den Segmenten 13, 13' angeordneter Bund 27 eingreift. Um einerseits eine besonders gute Verriegelung, andererseits jedoch leichte Lösbarkeit der Segmente 13, 13' vom restlichen Flugkörper 10 zu erreichen, werden Nuten 26 und Bund 27 bevorzugt im Querschnitt keilförmig ausgebildet (Fig. 6). Dem Flugkörper wird beim Start · eine Rotationsbewegung um seine Längsachse erteilt, die auch während des Flugs ggf. durch zusätzlich angeordnete Triebwerke aufrechterhalten bzw. verstärkt werden kann. Diese Rotationsbewegung führt zu quer zur Längsachse gerichteten jjCraftkomponenten, die mit dem Ziel einer Torsion an den die Hülle .12 bildenden Segmenten 13, 13' angreifen.

Um eine Verschiebung der Segmente 13, 13' in Umfangsrichtung zu verhindern, werden die Segmente 13, 13' und die Böden 24 im Bereich ihrer keilförmigen Verbindung entweder verhakt (Fig. 7) oder mit ineinandergreifenden Zähnen 28 ausgestattet (Fig. 8).

Fig. 8 zeigt eine Schnittdarsteilung entlang der Linie . 8-8 gem. Fig. 7.

Die Segmente 13, 13' werden vorzugsweise aus im Flugzeugbau gebräuchlichen Leichtmetallen oder auch aus Kunststoff, inbesondere faserverstärktem Kunststoff hergestellt

Im Innern des Flugkörpers 10 wird vorteilhaft eine sich in Längsachsenrichtung des Flugkörpers erstreckende Stützkonstruktion vorgesehen, die einerseits den Nutzlastraum 4 in einzelne Abteile 4* zur Aufnahme je einer Nutzlast 11 unterteilt und die andererseits Stützpunkte oder Stützflächen 29 bietet, an die sich die Segmente 13, 13' mit ihrer Innenfläche 14 zusätzlich abstützen können. Zweckmäßig umfaßt die Stützkonstruktion parallel zur Längsachse des Flugkörpers angeordnete Trennwände 30, die einen Winkel zwischen sich einschließen und die die Stäbe 18, die hakenförmigen Fortsätze 15, 15' sowie die Stoßstellen zwischen den Segmenten 13, 13' in bezug auf die Nutzlasten 11 abschotten.

In einem weiteren, nicht durch eine Zeichnung erläuterten -Ausführungsbeispiel der Erfindung dienen die Segmente 13* 13' gleichzeitig zur Halterung von Zusatz- oder Korrekturtriebwerken, die beispielsweise während der Flugphase des Flugkörpers 10, die diesem beim Start mitgeteilten Drall aufrechterhalten oder verstärken. Diese Zusatz-

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oder Korrekturtriebwerke werden dann bei der Entriegelung zusammen mit den Segmenten 13,. 13' vom Flugkörper abgetrennt.

Die Entriegelung .der Segmente 13, 13' kann im Bedarfsfalle gleichzeitig oder zeitlich verzögert durchgeführt, werden. Die zeitliche Reihenfolge ist durch die Aktivierung der pyrotechnischen Ladungen 20 kontrollierbar.

Das Ausstoßen der Nutzlasten 11 kann entweder gleichzeitig mit dem Abtrennen der Segmente 13, 13' erfolgen oder zeitlich verzögert stattfinden. Die letztgenannte Möglichkeit erlaubtdas gezielte Ausstoßen einer Nutzlast 11 in Korrelation zur Drehbewegung des Flugkörpers 10 bezüglich seiner Längsachse. Dies erweist sich als besonders zweckmäßig in den Fällen, in denen eine große radiale Wurfweite bei Ausstoß der Nutzlasten 11 angestrebt wird.

RHEINMETALL GMBH Düsseldorf, den 23.10.81

Bs/Sch

Akte R 779

Bezugszeichenlis te

1 Ogive

2 Leitwerk

4, 4' Nutzlastraum

10 Flugkörper

11 Nutzlast

12 Hülle

13, 13' Segment 14 Innenfläche

15, 15' Fortsätze

16, 16' Seitenkante

17 Ausnehmung

18 Stab

19 Sitz

20 pyrotechnische Ladung

21 Zünder

22 offenes Endstück 22' Endstück 23, 23' Führung

24 Boden

25 Mantelfläche

26 Nut

27 Bund

28 Verzahnung

29 Schützpunkt, Stützfläche

30 Trennwand

Leerseite

Claims

" Π 423

RHEINMETALL GMBH " " ■-. . Düsseldorf, den 23.10.81

"■·, ■'-■■'--''■ Be/Sch

Akte R 779

Patentansprüche

.) Flugkörper zum Transport einer Mehrzahl von an einem vorbestimmbaren Punkt der Flugbahn auszustoßenden Nutzlasten mit einer den Nutzlastraura umschließenden rohrförmigen Hülle und Mitteln zum Ausstoßen der Nutzlast, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Hülle (12) aus einer Mehrzahl lösbar miteinander verbundener Segmente (13,13') besteht,- die eine Zylindermantelfläche bilden.
2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet, daß die Segmente (13,13')unter

. Vorspannung in die Zylxndergestalt gezwungen und indieser Lage verspannt sind,
3. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenkante (16, 16') jedes Segments (13, 13') benachbart auf der Innenfläche (14) jedes Segments ins Innere

des Flugkörpers (10) ragende hakenförmige Fortsätze (15, 15') angeordnet sind.
4. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durchgekennzeichnet, daß die Fortsätze (15, 15') die jeweilige Seitenkante des ihnen zugeordneten Segments(13, 13*)"in Richtung auf'das benachbarte Segment überragen und bei mit den Seitenkanten (16, 16') aneinanderstoßenden Segmenten(13, 13*) derart in der Höhe versetzt angeordnet sind, daß sie paarweise übereinandergreifend zangenförmig eine Ausnehmung (17) umschließen.
5. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn.zeichnet, daß die von den Fortsätzen(15,15') benachbarter Segmente (13, 13') umschlossenen Ausnehmungen (17) miteinander fluchtend angeordnet sind. ■
6. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß·für jede Stoßstelle aneinandergrenzender Segmente (13, 13') ein Stab (18) vorgesehen ist, der parallel zur Längsachse des Flugkörpers (10) angeordnet ist und der durch alle fluchtend angeordneten Ausnehmungen (17) hindurchgreift.
7. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (18) im Bereich der hakenförmigen Fortsätze (15, 15') exzentrisch und/oder konisch oder abgestuft ausgebildete Sitze(19) aufweist, an die sich die hakenförmigen Fortsätze (15, 15') anlegen und auf diese Weise bei Relativbewegung des Stabes (18) gegeneinander verspannbar sind.

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8. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a durch' ; gekennzeichnet, daß die Stäbe (13) in Achsrichtung des .Flugkörpers (10) verschiebbar und /öder um ihre Längsachse drehbar jangeordnet sind.
9. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabe (18) als einseitig geschlossener Höhlzylinder ausgebildet sind und daß das offene Endstück (22) des Stabes (18) auf einer mit Zünder(21) versehenen pyrotechnischen Ladung (20) aufliegt.
10. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Endstücke (22, 22') des Stabs (18) um Führungen (22^ 23') gelagert sind.
11. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung und/oder Abschottung des Nutzlastraums quer zur Längsachse des Flugkörpers 10 angeordnete Böden · (24) vorgesehen sind, auf deren Mantelfläche (25) die Segmente (13, 13') mit ihrer Innenfläche aufliegen.
12. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die

• Mantelfläche (²^) des Bodens (24) Nuten (26) eingelassen sind, in die ein an den Segmenten (13, 13') angeordneter Bund ( 27) eingreift.
13. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten

. (26) und Bund (27) im Querschnitt keilförmig ausgebildet sind.
14. Flugkörper nach einem der Ansprüche "J. bis 13, da durch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen von Nut (26) und Bund (27) mit ineinandergreifenden Zähnen (28) ausgestattet sind.
15. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (13, 13') aus Metallen oder Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff angefertigt sind.
16. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (13, 13') sich mit ihrer Innenfläche (14) gegen im Innern des Flugkörpers angeordnete Stützpunkte (29) abstützen.
17. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Stäbe (18) durch parallel zur Längsachse des Flugkörpers (10) angeordnete Trennwände (30) in bezug auf die Nutzlas ten(11) abgeschottet sind.