DE3815290C1

DE3815290C1 -

Info

Publication number: DE3815290C1
Application number: DE3815290A
Authority: DE
Inventors: Walter 8028 Taufkirchen De Kranz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1989-08-17
Also published as: US4925130A; FR2631110A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Veränderung der Flugrichtung von Flugkörpern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Steuerung von Hochgeschwindigkeits-Flugkörpern ist sowohl für ihre Stabilisierung während des Fluges als auch zur Ansteuerung eines vorge gebenen Zieles bei Abweichungen während der ballistischen Fluges erfor derlich. In der US-PS 43 99 962 wurde bereits vorgeschlagen, einen Flug körper mit einer gelenkig angeordneten Flugkörperspitze zu versehen, die beim Start des Flugkörpers fest mit dessen Gehäuse verbunden ist. Bei Abweichung des Flugweges von einem Sollweg kann die Flugkörperspitze entriegelt werden und durch eine Anzahl von pyrotechnischen Mitteln in ihrer Gesamtheit bezüglich der Längsachse des Flugkörpers geneigt werden, um so die Abweichung vom Sollweg zu kompensieren. Die pyrotech nischen Mittel sind dabei eine Vielzahl von pyrotechnisch betätigbaren Zylindern, die elektrisch angesteuert werden, wobei zur Beendigung der Verschwenkung der Flugkörperspitze sich der gesamte Flugkörper um 180° drehen muß, damit ein dem bereits betätigten Zylinder gegenüberliegender Zylinder die Verschwenkung der Flugkörperspitze wieder rückgängig machen kann. Eine derartige Vorrichtung ist baulich sehr aufwendig und nur für Flugkörper geeignet, die eine Rollbewegung ausführen, da die dort ver wendeten Zylinder nur in einer Richtung wirken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und zuverlässig wirkende Vorrichtung zur Veränderung der Flugrichtung von Flugkörpern und insbesondere Hochgeschwindigkeits-Flugkörpern zu schaffen, die sowohl für Flugkörper mit Rollbewegung als auch ohne Rollbewegung ver wendbar ist, und mit der sowohl eine Stabilisierung während des Fluges als auch eine Steuerung bei Abweichung vom Sollweg erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorzugweise weist die Außenwandung der Flugkörperspitze mindestens ein ringförmiges, senkrecht zur Flugkörperachse verlaufendes flexibles Element auf.

Das Verbindungsteil kann dabei die Rohrfeder oder auch eine an dieser gelagerte Stange sein.

Bei einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Nase über ein Drehachse mit dem Verbindungsteil verbunden und damit in einer einzigen Ebene verschwenkbar, wobei sie mit einem oder mit zwei symmetrisch zur Rohrfeder angeordneten Aktuatoren verbunden sein kann.

Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Nase über ein Kugelgelenk mit dem Verbindungsteil verbunden, so daß sie in einer beliebigen Ebene verschwenkt ist; auch hier kann die Nase mit einem oder mehreren Aktuatoren verbunden sein.

Der Aktuator kann hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbar sein; die Nase selbst kann mit einem Sensor z. B. für die Messung des Anstellwinkels versehen sein. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Nase als abgeflachte Scheibe ausgestaltet, wobei die Anlenkung am Verbindungsteil aus einem konzentrischen Stift und den Kippkanten des Verbindungsteils besteht; zur Verstellung der abgeflachten Scheibe können mehrere Verstellstifte vorgesehen sein, die mit den Enden der Aktuatoren verbunden sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Vorteil erzielt, daß nur ein sehr kleiner Teil der Flugkörperspitze, nämlich dessen Nase eine Verschwenkung bezüglich der Längsachse des Flugkörpers ausführt, so daß nur eine geringe Masse bewegt wird. Das Verschwenken der Nase der Flugkörperspitze mittels der Aktuatoren bewirkt, daß aerodynamisch verstärkend der Rest der Flugkörperspitze nachfolgt, so daß im Gegensatz zur Verschwenkung der kompletten Flugkörperspitze erheblich weniger Kraftaufwand zur Stabilisierung bzw. Steuerung des Flugkörpers erforderlich ist.

Sofern es sich um einen Flugkörper handelt, der keinerlei Rollbewegungen ausführt, sind mehrere Aktuatoren erforderlich, um eine Verschwenkung der Nase der Flugkörperspitze in die gewünschte Richtung zu bewirken. Bei einem Flugkörper der Rollbewegungen ausführt, genügt ein einziger Aktuator, der dann betätigt wird, wenn der Flugkörper die für die Steue rung erforderliche exakte Lage eingenommen hat.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Flugkörperspitze;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Flugkörperspitze in perspektivischer Ansicht und

Fig. 3 einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel.

In den Figuren ist mit 1 das Gehäuse eines Flugkörpers bezeichnet, das die Flugkörperspitze 2 trägt. Die Nase 4 der Flugkörperspitze 2 ist an einem Verbindungsteil 3 gelenkig befestigt, wobei sich dieses Verbindungsteil entlang der Längsachse des Flugkörpers erstreckt. Das Verbindungsteil kann dabei die Rohrfeder des Flugkörpers sein oder aber eine an dieser angelenkte Stange. Bei dem in Fig. 1 gewählten Ausführungsbeispiel ist die Nase 4 über eine Schwenkachse 5 gelenkig mit dem in Flugrichtung vorne liegenden Ende des Verbindungsteils 3 verbunden, wobei an der Nase 4 zwei Enden 8, 8′ zweier Aktuatoren 6 angreifen, die unter einem Winkel zum Verbindungsteil 3 angeordnet sind und deren jeweils anderes Ende 7 an einer geeigneten Befestigung 14 im Gehäuse des Flugkörpers befestigt ist.

Die Außenwand der Flugkörperspitze 2 kann mehrere ringförmige, im Abstand voneinander angeordnete flexible Elemente 11, 12, 13 aufweisen, um so eine Verschwenkung der Nase 4 und damit eine Verformung der Flugkörperspitze 2 zu erleichtern.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Aktuatoren und einer Schwenkachse 5 eignet sich insbesondere für einen Flugkörper mit Rollbewegungen; hierbei erfolgt ein Verschwenken der Nase 4 in der durch F angedeuteten Ebene dann, wenn der Flugkörper die richtige Lage zum Boden einnimmt. Ein Ausfahren des beweglichen Teils des Aktuators 6 entsprechend einem Einfahren des beweglichen Teils des (nicht dargestellten) unteren Aktuators bewirkt ein Verschwenken der Nase 4 nach unten. Die in Richtung der Verschwenkrichtung liegenden Abschnitte der flexiblen Elemente 11, 12, 13 werden dadurch zusammengedrückt; die der Verschwenkrichtung abgewandten Abschnitte dieser flexiblen Elemente etwas auseinandergezogen, wodurch eine ungleichmäßige Anströmung der Flugkörperspitze entsteht. Nachdem der Flugkörper den richtigen Flugweg wieder erreicht hat, wird die Verschwenkung der Nase 4 durch entgegengesetzte Bewegungen der Aktuatoren rückgängig gemacht. Diese doppelt wirkenden Aktuatoren 6 können hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch, insbesondere piezoelektrisch betätigbar sein.

Die Nase 4 kann ferner mit einem Sensor, z. B. einem Drucksensor 9 zur Messung des Anstellwinkels versehen sein, um so eine aktive Flugkörperstabilisierung an der Flugkörperspitze zu ermöglichen; sie kann ferner mit einem optischen Sensor bzw. einem Laser für externe Signalquellen versehen sein. Die Nase des Flugkörpers wirkt ingesamt als Initiator, der die aerodynamische Verstärkung durch Verbiegung der gesamten Flugkörperspitze initiiert.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nase nicht mehr kegelstumpfförmig ausgestaltet, sondern weist die Form einer abgeflachten Scheibe 15 auf, die sich besonders gut zur Erzielung einer asymmetrischen Stoßfrontrichtung und damit einer Querkrafterzeugung eignet. Die Anlenkung der Nase 15 am Verbindungsteil 3 erfolgt hier vorteilhafterweise über einen konzentrischen Stift 16 (Fig. 2 und 3) der den Mittelpunkt der abgeflachten Scheibe 15 durchsetzt. Ferner dienen auch die Kippkanten 18 des hier mit quadratischem Querschnitt versehenen Verbindungsteils 3 als Teil der Anlenkung, wobei ein Verschwenken der abgeflachten Scheibe 15 mittels verstellbarer Stifte 17, 17′ erfolgt, die wiederum mit den in Flugkörperrichtung vorne liegenden Enden der Aktuatoren verbunden sind.

Die Enden der Verstellstifte 17, 17′ dienen dabei als Auflager für die als abgeflachte Scheibe 15 ausgestaltete Nase, wobei der konzentrische Stift 16 fest mit dem Verbindungsteil 3 verbunden ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Veränderung der Flugrichtung von Flugkörpern, wobei die Flugkörperspitze gegenüber dem Flugkörpergehäuse verschwenkbar ist und zwischen Flugkörpergehäuse und Flugkörperspitze zumindest ein Aktuator zum Verschwenken der Flugkörperspitze vorgesehen ist, um dadurch eine Querkraft auf den Flugkörper auszuüben, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der vordere Bereich (Nase 9, 15) der Flugkörperspitze (2) mit dem zumindest einem Aktuator (6) verbunden ist, daß die Nase (9, 15) gegenüber der übrigen Flugkörperspitze (2) schwenkbar ist, und daß die übrige Flugkörperspitze (2) bzw. zumindest ein Teil der Flugkörperspitze (2) gegenüber dem Flugkörpergehäuse (1) schwenkbar abgestützt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum schwenkbaren Abstützen der Flugkörperspitze (2) gegenüber dem Flugkörpergehäuse (1) die Außenwandung der Flugkörperspitze (2) durch mindestens ein ringförmiges, senkrecht zur Flugkörperlängsachse verlaufendes, flexibles Element (11, 12, 13) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Flugkörpergehäuse (1) und der Nase (9, 15) eine Rohrfeder (3) sich in Flugkörperlängsrichtung erstreckt, an deren vorderem Ende die Nase (9, 15) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (9) an dem vorderen Ende der Rohrfeder (3) gelenkig gelagert ist (bei 5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (9) am vorderen Ende der Rohrfeder (3) in einem Kugelgelenk (5) gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase als abgeflachte Scheibe (15) ausgestaltet ist, die am vorderen Ende der Rohrfeder (3) mit dieser verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (15) auf einem mit der Rohrfeder koaxialen Stift (16) derartig gelagert ist, daß bei einer Verstellung der Aktuatoren (6) sich die Scheibe an die Vorderkante (18) der Rohrfeder (3) anlegt und um diese kippt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (6) hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (6) doppelt wirkende Stellzylinder sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (4) einen Sensor (9) für die Messung des Anstellwinkels aufweist.