DE3403508A1 - Flugkoerper - Google Patents
FlugkoerperInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/02—Stabilising arrangements
- F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
- F42B10/16—Wrap-around fins
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- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
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Description
VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES
VON KREISLER KELLER SELTING WERNER
Dynamit Nobel Aktiengesellschaft
5210 Troisdorf
PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Dr.-Ing. K.W. Eishold ti981
Dr.-Ing. K.W. Eishold ti981
Dr.-Ing. K. Schönwald Dr. J. F. Fues Dipl.-Chem. AIeIc von Kreisler
Dipl.-Chem. Carola Keller Dipl.-Ing. G. Selting
Dr. H.-K. Werner
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
D-5000 KÖLN 1 Sg-Fe
1. Februar 1984
Flugkörper
Die Erfindung betrifft einen Flugkörper mit einem am rückwärtigen Ende seines Rumpfes angeordneten Leitwerk,
das während des Fluges seitlich abstehende stabilisierende Flossen aufweist, welche zusammen mit dem Rumpf
oder relativ zu diesem um die Rumpfachse rotieren.
oder relativ zu diesem um die Rumpfachse rotieren.
Leitwerke von gelenkten und ungelenkten Flugkörpern sind mit mindestens drei, vorzugsweise vier, manchmal
jedoch auch mehr als vier seitlich abstehenden Flossen ausgestattet. Die Flossen sind mit gleichen Winkelab-
ständen am Heck des Flugkörpers verteilt angeordnet, damit sich die stabilisierende Wirkung des Leitwerks
möglichst wenig mit der Drehlage des Flugkörpers ändert. Um Asymmetrien auszugleichen, die z.B. durch eine
ungleichmäßige Verteilung des Triebwerkschubes oder
durch ungleichmäßige Massenverteilung des Flugkörpers hervorgerufen werden können, ist es bekannt die Flug-
körper während des Fluges um ihre Längsachse rotieren
zu lassen. Diese Rotation wird dadurch erreicht, daß die seitliche abstehenden Flossen geringfügig schräggestellt sind, so daß die an ihnen entlangstreichende
Luft das Leitwerk und mit diesem den gesamten Flugkörper dreht. Zum Ausgleich dieser Unsymmetrien reichen in
der Regel 2 bis 3 U/s aus. Die maximale Drehzahl wird gelegentlich auch höher gewählt, z.B. 16 U/s, u.a.,
weil es notwendig ist, über den gesamten Geschwindigkeitsbereich einer Rakete eine ausreichende Rotation zu
gewährleisten.
Schließlich ist es bekannt, das Leitwerk an dem Rumpf des Flugkörpers um die Längsachse herum drehbar anzuordnen,
wobei der Rumpf relativ zu dem Leitwerk rotiert.
Die Anbringung mehrerer Flossen an dem Flugkörper erfordert hohe Produktions- und Montagekosten. Infolge
der hohen Anforderungen, die bezüglich Festigkeit, aerodynamischer Formgebung, Maßhaltigkeit u.dgl. an die
Flossen gestellt werden, können die Flossen nicht nach Art billiger Massenprodukte hergestellt werden. Ihre
Herstellung ist vielmehr wegen der erforderlichen hohen Qualität aufwendig und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flugkörper der eingangs genannten Art so auszubilden, daß
die Fertigungskosten reduziert werden, ohne dabei die Flugkorperleistungen zu verschlechtern.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin,
daß maximal zwei Flossen vorgesehen sind und daß die Rotationsgeschwindigkeit wesentlich größer ist als
die durch Rotationsunsymmetrie hervorgerufenen trägheitsbedingten Nick- oder Gierfrequenzen.
Der erfindungsgemäße Flugkörper weist anstelle der übliehen
drei oder vier Flossen nur maximal zwei Flossen auf. Im Vergleich zu einem vierflossigen Leitwerk bedeutet
dies, daß zwei einander gegenüberliegende Flossen entfernt und die verbleibenden Flossen entsprechend
vergrößert sind. Die stabilisierende Wirkung des Leitwerks wird dadurch in der einen Richtung erhöht, in der
dazu rechtwinkligen Richtung aber beseitigt. Durch Wahl einer geeigneten Drehgeschwindigkeit um die Symmetrieachse
des Flugkörpers wird erreicht, daß der Flugkörper stabil fliegt, weil die Drehung so schnell ist, daß
sich die Stabilitätswechsel flugmechanisch nicht bemerkbar machen können. Es bleibt eine mittlere Stabilität.
überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß ein
Flugkörper mit weniger als drei Flossen die erforderliche Flugstabilität hat, obwohl in mindestens einer
Achse keine Stabilisierung durch Flossen erfolgt. Voraussetzung ist, daß die Stabilitäts-Wechselfrequenz
größer ist als die Nick- bzw. Gierfrequenz des Flugkörpers, daß der Flugkörper also um die Querachsen zu
träge ist, um aerodynamisch und oder flugmechanisch auf die zeitliche Stabilitätsänderung zu reagieren. Praktische
Versuche haben gezeigt, daß dieses Prinzip sehr gut funktioniert und das es dadurch möglich ist, zwei
Flossen (oder mindestens eine Flosse) einzusparen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind genau zwei
Flossen einander gegenüberliegend angeordnet. Diese Flossen sollten hinsichtlich ihrer Massenverteilung
untereinander gleich sein, so daß beim Drehen des Flugkörpers keine Unwucht entsteht. Die Flossen sind in
einer gemeinsamen durch die Längsmittelachse des Flugkörpers hindurchgehenden Ebene angeordnet und bewirken
eine Stabilisierung quer zu dieser Ebene. Da die Rotationsgeschwindigkeit dieser Ebene wesentlich größer ist
als die von der Trägheit des Flugkörpers abhängige Frequenz der Instabilitäten, können die Instabilitäten
nicht zu einer Kursänderung des Flugkörpers führen.
10
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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
15
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Flugkörpers,
Fig. 2 eine Ansicht des Leitwerks einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 3 eine Ansicht des Leitwerks aus Richtung des
Pfeiles III der Fig. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte Flugkörper weist einen langgestreckten zylindrischen Rumpf 10 auf, der das Motorgehäuse
bildet und an den sich vorne eine Ogive 10' anschließt. An das rückwärtige Ende des Rumpfes 10
schließt sich die Düse 12 an, deren Innenquerschnitt sich nach hinten vergrößert. Die Düse 12 ist von dem
Leitwerk 11 umgeben, das ebenfalls an dem rückwärtigen Ende des Rumpfes 10 befestigt ist. Das Leitwerk 11
weist zwei nach entgegengesetzten Richtungen abstehende Flossen 13,14 auf, die auf Längsachsen 15 schwenkbar
gelagert sind. Die vorderen Enden der Schwenkachsen 15 sind an dem Rumpf 10 befestigt und die rückwärtigen
Enden an einem die Düse 12 umgebenden Ring 21. Die Flossen 13 und 14 bestehen aus Segmenten, die durch
Drehen um die Längsachsen 15 herum eingeklappt v/erden können. Sie bestehen aus je einem starren Bauteil
(innen), auf das ein Federblech (außen) genietet ist, so daß die Flossen im eingeklappten Zustand nicht über
die Kontur des Rumpfes 10 hinausragen. Dies ermöglicht den Start des Flugkörpers aus einem zylindrischen Werferrohr.
Nach dem Verlassen des Werferrohres werden die Flossen 13,14 unter der Wirkung kombinierter Druck-/Drehfedern
16, die die jeweilige Längsachse 15 umgeben, seitlich ausgestellt und nach hinten arretiert. Im ausgefahrenen
Zustand stehen die Flossen 13,14 gemäß Fig. 1 über die Kontur des Rumpfes 10 nach entgegengesetzten
Richtungen ab. Beide Flossen 13,14 sind um 180° gegeneinander versetzt. Die Flossen sind zur Längsrichtung
des Flugkörpers 10 in bekannter Weise um einen kleinen Winkel (Einstellwinkel) schräggestellt, so daß der
Flugkörper bei seinem Flug eine Drehung um seine Längsachse ausführt. Die Drehzahl hängt von der Massenträgheit
und der Größe der auftretenden Instabilitäten ab. Sie liegt vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 30
Hz.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fign. 2 und 3 sind die beiden Flossen 13 und 14 in bekannter Weise entsprechend
der Umfangskrümmung des Rumpfes gekrümmt, so daß sie sich im eingefahrenen Zustand (im Werferrohr) an
die Kontur des Rumpfes anpassen.
Jede der Flossen 13,14 ist über eine Achse 17 mit einem Lenker 18 verbunden, dessen anderes Ende an einer
Längsachse 15 angelenkt ist. Die Lenker 18 sind durch die auf den Längsachsen 15 sitzenden Drehfedern 16 so
vorgespannt, daß sie nach dem Verlassen des Werferrohrs annähernd radial abstehen, wobei die Flossen 13,14
durch die auf den Achsen 17 sitzenden Drehfedern 19 bis zu einem (nicht dargestellten) Anschlag geschwenkt und
arretiert werden. Während des Fluges nehmen die Flossen 13,14 den in den Fign. 2 und 3 dargestellten Zustand
an, wobei - bei der in Fig. 3 gezeigten horizontalen Ausrichtung des Flugkörpers - die eine Flosse 13 nach
unten und die andere Flosse 14 nach oben gewölbt ist. Infolge des Einstellwinkels der Flossen rotiert der
Flugkörper in Richtung des Pfeiles 20 in Fig. 3 um seine Längsachse.
Je nach der Konfiguration des Flugkörperheckbereiches und den Stabilitätsanforderungen an das zweiflossige
Leitwerk können Flossen 14 und Lenker 18 eine Einheit bilden, so daß die Achsen 17 und die Drehfedern 19
entfallen können. Dadurch müssen entweder - bei einer starren Ausführung - die teilzylindrischen Segmente 13
und 14 verkleinert oder die Krümmung der Segmente vergrößert werden.
Claims (4)
1. Flugkörper mit einem am rückwärtigen Ende seines Rumpfes angeordneten Leitwerk, das während des
Fluges seitlich abstehende stabilisierende Flossen aufweist, welche zusammen mit dem Rumpf oder relativ
zu diesem um die Rumpfachse rotieren,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß maximal zwei Flossen (13,14) vorgesehen sind und daß die Rotationsgeschwindigkeit wesentlich
größer ist als die durch Rotationsunsymmetrie hervorgerufenen trägheitsbedingten Nick- oder Gierfrequenzen.
2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß genau zwei Flossen (13,14) einander
gegenüber angeordnet sind.
3. Flugkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flossen (13,14) zur Erzeugung einer gemeinsamen Drehung von Rumpf (10) und Leitwerk
(11) in bezug auf die Flugrichtung schräg eingestellt sind.
4. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flossen (13,14) relativ zu dem Rumpf (10) ausschwenkbar sind.
Priority Applications (4)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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- 1984-02-02 DE DE19843403508 patent/DE3403508A1/de not_active Withdrawn
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1985
- 1985-01-31 GB GB08502392A patent/GB2153982A/en not_active Withdrawn
- 1985-01-31 IT IT47626/85A patent/IT1182164B/it active
- 1985-02-01 FR FR8501467A patent/FR2559256A1/fr active Pending
Also Published As
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IT8547626A1 (it) | 1986-07-31 |
IT1182164B (it) | 1987-09-30 |
FR2559256A1 (fr) | 1985-08-09 |
IT8547626A0 (it) | 1985-01-31 |
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GB8502392D0 (en) | 1985-03-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |