DE3210646A1

DE3210646A1 - Fenster fuer einen flugkoerper

Info

Publication number: DE3210646A1
Application number: DE19823210646
Authority: DE
Inventors: Herbert Hargrave Basil Hatfield Hertfordshire Minett; James McGregor Stevenage Hertfordshire Sowerby
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: Matra Bae Dynamics UK Ltd
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE3210646C2; FR2502577B1; FR2502577A1

Description

3210646 Patentanwälte „^: \„: „^: ·* Djp3.°-J^:ng. Curt Wallach

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Dipl.-Sng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

23. März 1982

Datum:

Unser Zeichen: 17 421 - K/Ap

British Aerospace
Public Limited Company
w 100 Pall Mall

London, SW1Y 5HR (England)

Fenster für einen Flugkörper

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fenster für einen Flugkörper und insbesondere auf ein Fenster für einen Flugkörper, der Strahlungsempfänger und/oder Strahlungssender mit sich führt.

Wenn ein Flugkörper einen elektromagnetischen Empfänger und/oder einen Sender mit sich führt, dann wird diese Einrichtung oft hinter einem Fenster angeordnet, das aus strahlungsdurchlässigem Material besteht, damit keine unnötige Erhöhung des Luftwiderstandes auftritt. Der Ausdruck "Fenster" bezieht sich dabei sowohl auf nicht brechende als auch auf lichtbrechende Anordnungen, z.B. Linsen.

Bei gewissen bekannten Anordnungen besteht das Fenster aus einem Material, welches so dimensioniert ist, daß die eigene Steifigkeit ausreicht um zu verhindern, daß das Fenster infolge des Luftwiderstandes verformt wird. Dies führt zu Fenstern, die vergleichsweise sehr dicke Abschnitte haben, und dies führt zu erhöhten übertragungsverlusten einem erhöhten Gewicht der Fenster und außerdem zu erhöhten Produktionskosten, weil dar, innere und das äußere Profil des Fensters sehr sorgfältig geformt werden muß. Da die Abschnitte außerdem verhältnismäßig dick sind, müssen die Materialien, aus denen das Fenster gefertigt wird, sehr sorgfältig im Hinblick auf ihre Durchlässigkeitscharakteristiken gewählt werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist ein Fenster für einen Flugkörper vorgesehen, welches aus einem Material besteht, das für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist und welches im Betrieb den aerodynamischen Druckbelastungen ausgesetzt ist. Gemäß der Erfindung ist die Dicke des Fensters so bemessen, daß es eine ungenügende Eigensteifigkeit besitzt, um diesen Druckbelastungen widerstehen zu können und es sind Mittel vorgesehen, um eine Druckabstützung für das Fenster von der anderen Seite her zu liefern, um einen Druckausgleich herbeizuführen. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das Profil des Fensters in der gewünschten Form aufrecht erhalten werden kann, unabhängig von den aerodynamischen Druckbelastungen.

Das Fenster weist vorzugsweise Mittel auf, die eine Abdichtung rings herum bewirken, um einen Hohlraum

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zu schaffen, der mit dem Druckmedium angefüllt wird.

Zweckmäßigerweise wird das Fenster von einem relativ starren Träger in Skelettform von außen her abgestützt, gegen den der Strömungsmitteldruck das Fenster anlegt.

Zusätzlich oder stattdessen kann ein relativ starrer Träger in Skelettform innerhalb des Fensters angeordnet werden. Gemäß einer weiteren Ausbildung kann das Fenster einen relativ starren Skelettaufbau eingebettet enthalten.

Vorzugsweise ist das Fenster kuppeiförmig ausgebildet und es kann aus einem Schichtenkörper aus Plastikmaterial, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen. Wenn das Fenster aus relativ dünnen Schichten besteht, können die Verzerrungen infolge des Fensters vermindert werden.

Zweckmäßigerweise bildet das Fenster den Bugbereich des Flugkörpers. Stattdessen kann das Fenster jedoch auch an einer anderen Stelle, beispielsweise im Rumpf des Flugkörpers oder am Schwanz oder unter einem Tragflügel ausgebildet sein.

Der Strömungsmitteldruck kann von einer Druckquelle geliefert werden, die vom Flugkörper mitgeführt wird. Stattdessen kann der Druck vom Staulufteffekt abgeleitet werden, wobei die Stauluft über Kanäle in den Flugkörper eingeleitet wird.

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Die Erfindung bezieht sich auch auf Flugkörper mit einem relativ dünnen Fenster aus einem Material, welches für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist und im Betrieb einer aerodynamischen Belastung ausgesetzt ist. Die Dicke des Fensters ist jedoch so bemessen, daß es nicht genügend Eigensteifigkeit besitzt, um den Druckbelastungen widerstehen zu können und deshalb sind Mittel vorgesehen, um eine Druckmittelabstützung für das Fenster von der anderen Seite her zu bewirken.

Das Druckmittel kann auch dazu dienen, die innerhalb des Fensters angeordnete Vorrichtung zu kühlen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Flugkörpers mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fensters;

Fig. 2 die in Figur 1 mit II gekennzeichnete Einzelheit in größerem Maßstab;

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Ausschnittes des Fensters gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Flugkörpers mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fensters;

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Fig. 5 eine Seitenansicht eines Flugkörpers mit einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fensters.

Gemäß Figur 1 und 2 weist der Flugkörper beispielsweise eine Lenkwaffe 1, einen Rumpf mit einer Kammer 2 auf, in der die elektrooptische Ausrüstung 3 angeordnet ist. Das Ende der Kammer ist durch ein Fenster 4 in Form eines Schichtenkörpers aus Polytetrafluoräthylen-Material geschlossen, und dieses Fenster ist an seinem Umfang zwischen der Platte 5 und dem Flansch dichtend verspannt. Der Flansch 6 kann einen integralen Teil des Flugkörpers bilden, oder er kann als Teil des Fensteraufbaus hergestellt sein.

Die Kammer 2 wird über ein Rohr 7 von einer nicht dargestellten inneren Druckquelle mit Stickstoff unter Druck gesetzt. Dieses Druckmittel kann auch benutzt werden, um die elektrooptische Ausrüstung 3 zu kühlen. Der zugeführte Druck wird so geregelt, daß der Luftdruck auf der Außenseite des Fensters 4 ausgeglichen wird, um eine Verzerrung des Fensters zu vermeiden, wenn der Flugkörper 1 in der Luft befindlich ist.

Die Anordnung kann einen Träger 8 aufweisen, der die Gestalt eines Maschenskeletts besitzt und außerhalb des Fensters 4 auf diesem liegend angeordnet ist. Außerdem kann das Fenster zwischen zwei derartigen Skelettträgern 8 eingebettet sein, die so angeordnet ist, daß ihr Skelettmuster übereinstimmt, um die Abdeckung des Fensters 4 zu vermindern,und das Fenster kann an dem

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Träger anliegen oder diesen einbetten. Der Träger kann aus Metall oder Plastikmaterial bestehen und in eine Form gebracht sein, die von der dargestellten Kuppelform abweicht. Gemäß einer weiteren Alternative kann der Skelett-Träger 8 im Inneren des Fensters angeordnet und in dieses eingegossen sein, und in diesem Fall kann der Träger die Arbeitsform definieren, die das Fenster unter dem Einfluß des äußeren aerodynamischen Druckes einnimmt.

Die Figuren 4 Und 5 zeigen ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel eines Fensters, welches insbesondere zweckmäßig ist, wenn der Flugkörper mit hoher Geschwindigkeit fliegt. Diese Ausführungsbeispiele entsprechen den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß dem Ausführungsbeispielen nach Figur 4 und 5 ist jedoch zur Erreichung eines Druckausgleiches zwischen der Luft auf der Außenseite des Fensters 4 und der Innenseite der Kammer 2 ein Kanal in Form einer Ringnut im Wandaufbau 10 angeordnet, und diese Nut liegt im Bereich eines positiven äußeren Druckes, wenn der Flugkörper sich auf seiner Flugbahn bewegt, und diese Nut steht mit der Kammer 2 über öffnungen 11 in Verbindung, die Fluktuation des Luftdruckes dämpfen, der auf diese Weise eingeführt wird. Das Fenster 4 ist dichtend in die Wand 10 mittels einer Hülse 12 eingesetzt.

In Figur 4 geht die Wand 10 in das Fensterprofil über, während in Figur 5 die Wand 10 nach vorn über das Fensterprofil vorsteht, um den Kanal 9 vor das Fenster zu

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setzen, und zwar in Form eines Zauns von Rohren. Außerdem können Ventile 13 gemäß Fig. 4 vorgesehen sein, um die Größe der Öffnung 11 in geeigneter Weise zu ändern.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die Kanäle 9 durch Bohren getrennter, nach vorn weisender Löcher hergestellt werden, die in Abständen rings um die Wand 10 herum angeordnet sind, oder es können nach vorn gerichtete Rohre und öffnungen 11 als Schlitze ausgebildet sein, die nach innen weisen, oder es kann eine einzige öffnung als kontinuierliche Nut ausgebildet sein, oder es können Kanäle 9 nach einer Stelle des Flugkörpers führen, der während des Fluges unter einem positiven Druck steht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der im Kanal 9 herrschende Druck benutzt werden, um die Druckerzeugungsvorrichtung geschwindigkeitsabhängig zu schalten .

Typische Abmessungen bei dem Aufbau nach Figur 1 sind die folgenden :

Dicke des Polytetrafluoräfhylenmaterials 0.1 mm

Dicke des Trägerskeletts 0.25 mm

Maschengröße des Trägers 5 mm χ 5 mm

Gitterwanddicke des Trägers 0.5 mm

Das Fenster kann auch aus einem anderen Material als aus Polytetrafluoräthylen bestehen, beispielsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen.

Zur Vermeidung von Irrtümern soll der Ausdruck "Flugkörper" nicht nur Flugzeuge und Waffen umfassen, sondern auch Gehäuse und Gondeln oder · dergleichen, die im Flug vom Flugzeug oder den Waffen getragen werden.

Claims

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Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 23. März 1982

Unser Zeichen: 17 421 - K/Ap

British Aerospace
Public Limited Company
Pall Mall
London, SW1Y 5HR (England)

Fenster für einen Flugkörper

Patentansprüche:

Fenster für einen Flugkörper, welches aus einem Material besteht, welches für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, wobei das Fenster im Fli.:g den aerodynamischen Druckbelastungen ausgesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (4) eine Dicke aufweist, die dem Fenster keine ausreichende Steifigkeit verleiht, um diesen Druckbelastungen widerstehen zu können, und daß Mittel (7) vorgesehen sind, um eine Druckabstützung des Fensters von der Gegenseite her zu bewirken.

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2. Fenster nach Anspruch 1, '

dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (5,6) vorgesehen sind, die das Fenster am Umfang abdichten und dadurch einen Hohlraum schaffen, der unter Druck gesetzt wird.
3. Fenster nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ starrer Träger in Skelettform außerhalb des Fensters vorgesehen ist, gegen den der innere Druck das Fenster anlegt.
4. Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ starrer Träger in Skelettform innerhalb des Fensters vorgesehen ist,,
5. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster einen relativ starren Skelettaufbau eingebettet enthält.
6. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster kuppeiförmig gesteltet ist.
7. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster aus einem Schichtenkörper aus Plastikmaterial besteht.

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8. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Polytetrafluorethylen besteht.
9. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster den Bugbereich eines Flugkörpers bildet.
10. Fenster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmitteldruck von einer Druckquelle herrührt, die mit dem Flugkörper mitgeführt wird.
11. Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle von einem Staulufteffekt gebildet wird und die Stauluft über Kanäle in den Flugkörper geleitet wi rd .
12. Flugkörper

dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem relativ dünnen Fenster gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgestattet ist.
13. Flugkörper nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftabstützung auch zur Kühlung der Vorrichtung dient, die innerhalb des Fensters angeordnet ist.
14. Flugkörper nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmitteldruck, der die Abstützung bewirkt, zur Kühlung des Fensters herangezogen wird.