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Bezeichnung: Drallbehafteter Flugkörper zum
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Absetzen einer Last mittels eines Fallschirms Die Erfindung betrifft
einen drallbehafteten Flugkörper zum Absetzen einer aus dem Flugkörper nach dessen
Abschuß ausgestoßenen, während des Sinkfluges mit vorgegebener Drehzahl rotierenden
Last mittels eines Fallschirms.
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Drallbehaftete Flugkörper für fallschirmgetragene Lasten, die beispielsweise
aus einem pyrotechnischen Leuchtsatz bestehen können, sind beispielsweise aus den
DE-OS 21 44 400, 24 29 912, 25 18 645 sowie aus der US-PS 3,834,312 bekannt.
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In dem Flugkörper befindet sich gewöhnlich mindestens ein Zwischenbehälter,
der die Last und den mit ihr verbundenen Fallschirm aufnimmt. Wenn sich der Zwischenbehälter
nach dem Abschuß des Flugkörpers von diesem getrennt hat und die Last sowie den
gepackten Fallschirm freigibt, öffnet sich der Fallschirm schlagartig. Der Öffnungsstoß
kann durch einen vorher ausgestoßenen
Bremsfallschirm reduziert
werden. Infolge der hohen Anfangsdrehzahl der rotierenden Einheit aus Last und gepacktem
Fallschirm gestaltet sich der Öffnungsvorgang sehr schwierig, obwohl bereits an
dem Zwischenbehälter selbst eine Rotationsbremse zu einer anfänglichen Reduzierung
der hohen Anfangsdrehzahl geführt haben kann. Infolge der Luftströmung wird der
Fallschirm sofort nach Beginn des Öffnungsvorgangs gegenüber der fast unvermindert
weiterrotierenden Last stark abgebremst, weil die Anströmfläche des Fallschirms
im Vergleich zur Last wesentlich größer und -seine Rotationsmasse wesentlich geringer
als diejenige der Last ist. Dadurch würden sich, wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen
werden, die Fangleinen des Fallschirms, die an der Last befestigt sind, sofort zu
einem unlösbaren Knäuel eindrehen und einen geordneten Öffnungsvorgang der Kappe
des Fallschirms unmöglich machen.
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Aus der DE-PS 28 09 109 ist zwar bereits ein Packverfahren für Fallschirme
bekannt, bei dessen Anwendung den Nachteilen der verschiedenen Massen und deren
Lage gegenüber der Drehachse von Fallschirm und Last im Sinne einer weitgehenden
Äusschaltung einer gegenseitigen Verdrehung von Last und Fallschirm in dem Zwischenbehälter
und insbesondere auch beim Öffnungsvorgang selbst entgegengewirkt wird. Außerdem
können die Fangleinen des Fallschirms über einen Drehwirbel mit der Last verbunden
sein (DE-OS 24 29 912), so daß eine gewisse Relativdrehzahl zwischen Last und Fallschirm
beim Öffnungsvorgang und auch später ermöglicht wird.
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Die Möglichkeit der inschaltung eines Drehwirbels fällt jedoch fort,
wenn die Last während des Sinkfluges rotieren soll, beispielsweise, wel durch die
Rotation eine bessere Ausleuchtung des Bereichsaunter der Nutzlast erreicht werden
soll. Denn die Rotation wird zweckmäßig von dem Fallschirm vorgegeben, der der Last
eine entsprechende Drehgeschwindigkeit zu erteilen hat.
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Deshalb ist ein drehzahlgleiche Koppelung erforderlich. Hierfür
könnte
die Drehgeschwindigkeit der aus Last und Fallschirm bestehenden Einheit zunächst
auf den Wert Null gebracht werden, um dann eine entsprechende Koppelung sowie einen
Drehantrieb wirksam werden zu lassen, der Last und Fallschirm gemeinsam mit der
vorgeschriebenen Betriebsdrehzahl rotieren läßt. Diese Lösung würde jedoch einen
zu hohen Zeitaufwand bedingen, und die bis zum Erreichen des Sinkfluges begrenzte
Zeit reicht hierfür nicht aus.
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Es besteht daher die Aufgabe, einen drallbehafteten Flugkörper der
eingangs genannten Art mit Last und Fallschirm so auszubilden, daß zum einen auch
bei sehr hoher Drehgeschwindigkeit der Last und des Fallschirms zu Beginn des Öffnungsvorgangs
eine freie, ungehinderte Entfaltung des Fallschirms ermöglicht wird und zum anderen
die am Fallschirm hängende Last in der Sinkphase mit einer vorgegebenen Betriebsdrehzahl
rotiert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der
Fallschirm in an sich bekannter Weise mit einem Drehantrieb in der Form düsenartiger
Öffnungen in der Kappe des Fallschirms versehen ist und die Fangleinen des Fallschirms
mittels einer Freilaufeinrichtung mit der Last verbunden sind.
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Die beiden vorstehenden Merkmale ermöglichen einen einwandfreien Entfaltungsvorgang
des Fallschirms auch bei sehr hoher Drehzahl der aus Last und Fallschirm bestehenden
Einheit zu Beginn des Öffnungsvorgangs des Fallschirms. Denn die Fangleinen des
Fallschirms sind mittels einer Freilaufeinrichtung, die insofern in der Öffnungsphase
des Fallschirms mit einem Drehwirbel wirkungsgleich ist, mit der Last verbunden,
so daß in der kritischen Phase zu Beginn des Öffnungsvorgangs eine Relativdrehgeschwindigkeit
zwischen der mit hoher Drehzahl weiterrotierenden Last und dem bereits beim Öffnungsvorgang
stark abgebremsten Fallschirm möglich ist. In dieser Phase spielt das weitere Merkmal,
wonach der Fallschirm in an sich bekannter Weise mit einem Drehantrieb
versehen
ist, noch keine Rolle. Allerdings ist darauf zu achten, daß die düsenförmigen Öffnungen
in der Kappe des Fallschirms eine Drehkraft in Richtung der Rotation bewirken, die
dem Fallschirm und der Last bereits durch den drallbehafteten Flugkörper -erteilt
wird. Denn der Fallschirm soll erfindungsgemäß nur bis auf die vorgegebene Betriebsdrehzahl,
die beispielsweise in der Größenordnung von 2 - 20 Hz liegt, abgebremst werden,
also ohne Drehrichtungsänderung in den bezweckten rotationsbehafteten Sinkflug übergehen.
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Sobald die während des Öffnungsvorgangs des Fallschirms und auch noch
danach schneller als der Fallschirm rotierende Last durch ihre Rotationsbremse bis
auf die Drehzahl des Fallschirms verzögert ist und ihre Drehgeschwindigkeit diejenige
des Fallschirms zu unterschreiten beginnt, wird der Freilauf selbsttätig gesperrt,
und der Fallschirm erteilt der Last über seine Fangleinen die Drehkraft, die notwendig
ist, um die Last synchron mit dem Fallschirm rotieren zu lassen.
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Dieses erfindungsgemäße Prinzip zeichnet sich durch besondere Einfachheit
und Zuverlässigkeit aus.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf
die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Fallschirm und eine damit
verbundene Last in schematischer Darstellung im Sinkf lug.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Last 1 über eine
Freilaufeinrichtung 2 mit einem Fallschirm 3 verbunden.
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Last 1 und Fallschirm 3 befinden sich im Sinkflug und rotieren mit
gleicher Drehgeschwindigkeit a = b. Der Drehantrieb ergibt sich aus einer Vielzahl
von symmetrisch möglichst im Randbereich der Kappe 4 des Fallschirms 3 angeordneten
düsenartigen Öffnungen 5, aus denen die in die Kappe 4 geströmte Luft etwa tangential
zur Kreisform der Kappe 4 austritt, wie durch die Pfeile
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ist. Der Drehantrieb wird über Fangleinen 7 auf ein Außengehäuse 2a der Freilaufeinrichtung
2 übertragen, deren Innengehäuse 2b an der Last 1 befestigt ist. Wie schematisch
dargestellt ist, greifen die Fangleinen 7 durch ihre Anordnung am Außengehäuse 2a
über einen-Hebelarm gegenüber der Längsmittelachse des Systems an, damit ein Drehmoment
erzeugt und auf die Last 1 übertragen werden kann.
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Bis es zu dieser Sinkflugphase mit vorgegebener Drehgeschwindigkeit
a = b kommt, durchläuft das System etwa die nachfolgenden Phasen: 1. Die Last 1
und der mit ihr über die Freilaufeinrichtung 2 verbundene und verpackte Fallschirm
3 befinden sich im Innenbehälter eines nicht dargestellten Flugkörpers, dem beim
Abschuß zwecks Stabilisierung seiner Fluglage ein starker Drall erteilt-wird, so
daß die Last 1 und der Fallschirm 3 mit sehr hoher gleich großer Drehgeschwindigkeit
rotieren.
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2. Nach dem Ausstoßen des Zwischenbehälters aus dem Flugkörper kann
die Drehgeschwindigkeit der Last 1 und des noch gepackten Fallschirms 3 bei Benutzung
einer Rotationsbremse am Innenbehälter bereits verringert werden.
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3. Die Last 1 und der Fallschirm 3 verlassen den Innenbehälter.
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Der ausgestoßene Fallschirm 3 streckt und öffnet sich und wird dabei
von der Luft strömung infolge seiner großen Anströmfläche und seiner kleinen Rotationsmasse
stark abgebremst, während die Last 1 ihre hohe Drehgeschwindigkeit zunächst, jedenfalls
noch während des Öffnungsvorganges des Fallschirms 3 beibehält. Die Freilaufeinrichtung
2 bewirkt, daß der Fallschirm 3 langsamer rotieren kann als die Last 1, ohne daß
sich die Fangleinen 7 zu einem unlösbaren Knäuel eindrehen. Der Fallschirm 3 kann
sich vielmehr im wesentlichen
ungehindert strecken und öffnen,
bis die Kappe 4 vollständig gefüllt ist.
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4. Der Fallschirm 3 ist durch die anhaltende Luftströmung bis auf
eine Drehgeschwindigkeit von ca. 2 - 20 Hz abgebremst worden. Diese Drehgeschwindigkeit
b behält der Fallschirm 3 bei, da sie seiner vorgegebenen Betriebsdrehzahl entspricht,
für die sein Drehantrieb bei vorgegebener Sinkgeschwindigkeit bzw. Gewicht der Last
1 ausgelegt ist. Die nach wie vor noch schneller als der Fallschirm 3 rotierende
Last 1 wird durch eine nicht dargestellte Rotationsbremse weiter abgebremst, so
daß sie in gleicher Richtung wie der Fallschirm 3, jedoch mit höherer Drehgeschwindigkeit
dreht.
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5. Die Drehgeschwindigkeit der Last 1 ist soweit abgebremst, daß sie
den Wert a erreicht, der dem Wert b der Drehgeschwindigkeit des Fallschirms 3 entspricht,
und die Drehschwindigkeit der Last 1 beginnt, diejenige des Schirms 3 zu unterschreiten.
Nun wird die Freilaufeinrichtung 2 selbsttätig gesperrt und der unter der Wirkung
des Drehantriebs rotierende Fallschirm 3 beginnt, die Last 1 mit gleicher Drehzahl
a = b mitzunehmmen. Last 1 und Fallschirm 3 haben die eingangs beschriebene Sinkflugphase
erreicht, in der sie synchron mit vorgegebener Drehgeschwindigkeit von beispielsweise
2 - 20 Hz rotieren.