DE3901041C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkgeschoß mit einem Heißgasgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wird das von dem mitgeführten Heißgasgenerator erzeugte Gas abwechselnd durch eine oder mehrere der Düsen ausgeblasen, so entsteht zunächst eine Querkraft, die auf der reinen Schubwirkung des auftretenden Gases beruht, sowie eine zweite Querkraft, die aus der Stauung der Anströmung herrührt, als Folge des austretenden Gases aus der Düse (Effekt der Sekundärinjektion oder fluid-dynamischer Effekt). Dadurch entsteht also eine Verstärkung der ersten Querkraft, die von mehreren Einflüssen, wie der Geschwindigkeit, dem Abstand der Düse von der Geschoßspitze und dem Massendurchsatz durch die Düse abhängig ist.

Wird der Heißgasgenerator kurz nach dem Start aktiviert, so erfolgt bei geringem Düsenmassendurchsatz eine hohe Querkraft durch den fluid-dynamischen Verstärkereffekt, wobei die Verstärklung etwa das Zwei- bis Zweieinhalbfache gegenüber der reinen Schubkraft beträgt. In der Endphase des Fluges, bei wesentlich verringerter Geschwindigkeit und ohne wesentliche Querkraft wirkt der durch den Abstand des Heißgasgenerators hochgesteuerte Massendurchsatz, d. h. die hochgesteuerte reine Schubkraft der austretenden Gase allein.

Die EP-A 3 09 327 betrifft ein Lenkgeschoß mit einem Heißgasgenerator, dessen Gas eine Vielzahl von entlang des Umfangs geordnete, sich im wesentlichen senkrecht zur Geschoßlängsachse erstreckenden Ausblasdüsen durchsetzt, wobei der Gasdurchsatz durch die einzelnen Ausblasdüsen durch eine Steuervorrichtung regelbar ist; diese Steuervorrichtung weist zwei koaxial zueinander und zur Geschoßlängsachse angeordnete Hohlrohre auf, die jeweils mit einem Paar sich senkrecht zur Längsachse erstreckende Flügel versehen ist, wobei die beiden Rohre unabhängig voneinander um ihre Längsachse verdreht werden können, so daß jeweils die Außenränder der Flügelpaare die ihnen zugeordneten Ausblasöffnungen bei entsprechender Rotation der Rohre verschließen können. Eine exakte Kopplung, d. h. eine exakte gegenläufige Bewegung zwischen dem Verschließen mehrerer Ausblasdüsen und dem Öffnen der oder die die Querkraft erzeugenden Ausblasdüsen ist aber durch das unabhängig voneinander zu erfolgende Verdrehen der beiden Hohlrohre mit den starr an ihnen befestigten Flügeln konstruktionsaufwendig und in der Praxis nur schwer zu erzielen.

Die US-PS 47 12 747 beschreibt einen Flugkörper mit einer eine Querkraft erzeugenden Vorrichtung, die über eine Vielzahl von Kanälen die einzelnen Ausblasdüsen ansteuert. Die Steuerung erfolgt hierbei mit Hilfe von Steuerstangen, die durch Elektromagnete verschiebbar sind und so einzelne Heißluftkanäle verschließen bzw. öffnen, so daß die Beaufschlagung von in den Kanälen angeordneten Steuerkolben je nach der Auftreffrichtung der Heißgasströme Ausblasdüsen geöffnet bzw. verschlossen werden. Eine Zwangssteuerung zwischen den zu öffnenden bzw. schließenden Ausblasdüsen mittels einer zentralen Steuereinheit ist bei dieser Vorrichtung jedoch nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Steuervorrichtung für den Gasdurchsatz durch die Ausblasdüsen zu vereinfachen und auf Grund einer verbesserten Kopplung in ihrer Wirkung zu verbessern.

Ausgehend von einem Lenkgeschoß der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet erhebliche Vorteile bei der Erzeugung einer Querkraft durch die Ausblasdüsen. Insbesondere bei Verwendung von drei Armen zur Steuerung von drei Ausblasdüsen kann der Steuerstern um seine Lagestellung durch Betätigung zweier Stellglieder derart gekippt werden, daß durch die Betätigung der zugehörigen Ventilglieder zwei Ausblasdüsen verschlossen werden, während gleichzeitig diejenige Ausblasdüse mittels derer die Querkraft erzeugt werden soll, über das ursprüngliche Maß hinaus geöffnet wird. Dabei entsteht eine durch das Verkippen des als starres Bauteil ausgebildeten Steuersterns exakte Kopplung, d. h. eine exakte gegenläufige Bewegung zwischen dem Verschließen zweier Ausblasdüsen und dem Öffnen der die Querkraft erzeugenden Ausblasdüsen. Dabei weisen die erzeugten Querkräfte eine geringe Abhängigkeit von der Flugkörpergeschwindigkeit auf im Vergleich zu denjenigen bei Flugkörpern mit Rudersystemen, und zwar ohne Verwendung eines Druckreglers mit seinem hohen Platzbedarf und seiner bekannten Störanfälligkeit. Sowohl in der Ruhestellung des Steuersterns als auch in den dazwischenliegenden Positionen folgt ein konstanter Heißgasabfluß über die Gesamtheit der Ausblasdüsen, so daß kein Druckregler erforderlich ist.

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

Fig. 1 einenn Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkgeschosses;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkgeschosses und;

Fig. 3 und 4 zwei Draufsichten auf zwei verschiedene Steuersterne.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen Schnitt durch das Vorderteil eines Lenkgeschosses, das z. B. ein Kaliber von 35 mm aufweist und das in der Nähe der Geschoßspitze mit einer Vielzahl von regelmäßig entlang seines Umfangs angeordneten Ausblasöffnungen 8 versehen ist, deren Achsen sich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Geschosses erstrecken. Diese Ausblasdüsen 8 stehen mit einem Heißgasgenerator 1 in Verbindung, und zwar über geeignete Kanäle. In diese Kanäle sind an einer geeigneten Stelle Ventilkugeln 4 eingesetzt, die durch Ventilstößel 7 verschiebbar sind, so daß der Gasdurchsatz durch diese Ausblasdüsen durch eine geeignete Steuervorrichtung einstellbar ist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Steuervorrichtung einen Steuerstern 5 auf, der in seiner Mitte auf einer Spitze einer Halbkugel oder einer Vollkugel kippbar gelagert ist und der soviele Arme enthält, wie Ausblasdüsen vorgesehen sind. Jedem der Arme des Steuersterns 5 ist ein Ventilstößel 7 und diesem eine Ventilkugel 4 zugeordnet, so daß durch Verkippen des Steuersterns 5 der Gasdurchsatz durch die Ausblasdüsen veränderbar ist. Eine Steuerung des Steuersterns 5 erfolgt hierbei durch Steuerdrähte 3, die parallel zur Längsachse des Lenkgeschosses angeordnet sind und über Magnete 6 betätigt werden, die auf der dem Steuerstern abgewandten Seite des Heißgasgenerators 1 angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Ausblasdüsen 8 und drei Magnete 6 vorgesehen mit Steuerdrähten 3 für den dreiarmigen Steuerstern 5. Solange keiner der Magnete betätigt wird, strömt aus allen Düsen gleichviel Gas, wodurch sich die erzeugten Kräfte nach außen hin aufheben. Dies bedeutet, daß die drei vorhandenen Magnete 6 nicht erregt sind. Bedingt durch die Gaskräfte, die auf die drei Ventilkugeln 4 und damit auf die Ventilstößel 7 und den Steuerstern 5 wirken, sind die Steuerdrähte 3 gespannt, wobei sich diese auf den Anschlägen 15 von Ankerplatten 2 abstützen. Die Ankerplatten 2 selbst sind um Drehpunkte 16 verschwenkbar.

Soll nun eine der Ausblasdüsen eine Querkraft erzeugen, so werden gleichzeitig die Magnete der beiden anderen Ausblasdüsen erregt. Die zwei entsprechenden Steuerdrähte ziehen am Steuerstern, so daß durch Betätigung der zugehörigen Ventilstößel und Ventilkugeln diese beiden Ausblasdüsen verschlossen werden. Gleichzeitig öffnet sich die Ausblasdüse, die Querkraft erzeugen soll, über das ursprüngliche Maß hinaus, bedingt durch die Lage des Drehpunktes, der sich zwischen dieser Düse und den betätigten Steuerdrähten befindet gegen eine entsprechende Verkippung des Steuersterns.

Bei nicht-erregten Magneten drücken die Gaskräfte bzw. die auftretenden Momente den Steuerstern wieder in die drei Auflagepunkte, welche durch die drei Steuerdraht-Enden gebildet werden.

Die drei Ausblasdüsen können hintereinander jeweils nach 120° Umdrehung des Lenkgeschosses geschaltet werden, wobei die Betätigung durch Abschalten jenes Magnets erfolgt, dessen Ausblasdüse den Schub erzeugen soll.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkgeschosses, wobei hier mit 17 zwei Kanäle bezeichnet sind, die zum Heißgasgenerator führen und mit den Ausblasdüsen 8 in Verbindung stehen, deren Längsachse sich senkrecht zur Längsachse des Geschosses erstreckt. In die Ausblasdüsen 8 ragen als Ventilglieder Kolben 9, die mit einer Schubstange 10 verbunden sind, welche durch den Steuerstern 5 betätigbar sind. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Steuerstern 5 zwei Arme auf, die mit zwei Schubstangen 10 für zwei Kolben 9 in Verbindung stehen, wobei das Lenkgeschoß selbst mit zwei Ausblasdüsen 8 versehen ist. Der Steuerstern 5 ist hierbei auf einer Spitze 11 in seiner Mitte verkippbar gelagert und wird durch die Kraft einer Feder 13 beaufschlagt.

Mit 6 sind zwei Elektromagnete bezeichnet, in die jeweils eine Stange 14 eingreift, die bei Erregung der Elektromagnete axial verschoben wird und so den Steuerstern 5 um sein Lager 11 kippen läßt. Je nach der Kipprichtung dreht einer der beiden Kolben 9 in eine der Ausblasdüsen 8 ein und verschließt diese mehr oder minder.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Steuerstern 5 mit drei Armen zur Steuerung eines Lenkgeschosses mit drei Ausblasdüsen und Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Steuerstern mit vier kreuzförmig angeordneten Armen zur Steuerung eines Lenkgeschosses mit vier Ausblasdüsen.

Da die Ausblasdüsen in der Nähe der vorderen Spitze des Lenkgeschosses vorzugsweise in einem Abstand von etwa 20 mm angeordnet werden, ergibt sich, daß der Heißgasgenerator sowie das Magnetsystem auf einer Seite von den Ausblasdüsen aus gesehen, liegen muß. Dies bedeutet, daß entweder eine direkte Verbindung der Ausblasdüsen mit dem Magnetsteuersystem erzielt wird, mit einer Durchführung des Heißgases durch das Magnetsystem zu den Düsen oder aber eine direkte Verbindung des Heißgasgenerators mit den Ausblasdüsen und eine Durchführung, d. h., eine mechanische Übertragung der Steuersignale vom Magnetsystem, durch den Heißgasgenerator oder am Heißgasgenerator vorbei.

Bei letzterer Ausführungsform, wie sie schematisch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwirklicht ist, erhält man über den Anstellwinkel des Lenkgeschosses die größtmögliche Querkraft, d. h. die größtmögliche Ausnutzung des mitgeführten Treibstoffes im Heißgasgenerator. Rollt z. B. das Lenkgeschoß um seine Längsachse und sollte z. B. bei Vollkommando möglichst viel des ständig verbrennenden Treibstoffes als Schub in die gewünschte räumliche Querrrichtung ausgeblasen werden, so ist die Treibstoffausnutzung zusätzlich besser, je mehr Ausblasdüsen sich entlang des Umfangs des Lenkgeschosses befinden, wobei jeweils eine der Düsen, nämlich jene, die sich jeweils in der kommandierten räumlichen Richtung befindet, aktiviert wird, d. h., das Heißgas erhält.

Der erfindungsgemäße Steuerstern ist ein Bindeglied zwischen dem Ventilglied, das aus den Ausblasdüsen und den dazugehörigen Verschlußteilen besteht und dem Steuerglied, das im einfachsten Falle aus mehreren Doppelmagnetsystemen mit Federfesselung in der Mittellage besteht. Der Steuerstern dient der Flugsteuerung von Lenkgeschossen (oder anderen Flugkörpern) über mehrere Ausblasdüsen, wobei in der Ruheposition der Ventilkolben, d. h., in deren Mittellage wie auch in den Endstellungen (und den dazwischenliegenden Positionen) ein konstanter Heißgasabfluß über die Gesamtheit der Ausblasdüse erfolgt; dies bedeutet eine problemlose Gestaltung des Heißgasgenerators ohne zusätzliche Druckregulierung.

Claims (6)

1. Lenkgeschoß mit einem Heißgasgenerator, dessen Gas eine Vielzahl von regelmäßig entlang des Umfangs angeordnete, sich im wesentlichen senkrecht zur Geschoßlängsachse erstreckende Ausblasdüsen durchsetzt, wobei der Gasdurchsatz durch die einzelnen Ausblasdüsen durch eine Steuervorrichtung regelbar ist, die für jede Ausblasdüse ein Ventilglied umfaßt und die für jedes Ventilglied zur Betätigung einen Elektromagneten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Steuerstern (5) enthält, der eine der Anzahl der Ausblasdüsen (8) entsprechende Anzahl von Armen aufweist, der sich senkrecht zur Geschoßlängsachse erstreckt und der in der Geschoßlängsachse allseitig kippbar gelagert ist.

2. Lenkgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied ein in Axialrichtung verschiebbarer Kolben (9) ist, der parallel zur Außenwand des Lenkgeschosses angeordnet ist.

3. Lenkgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied eine Kugel (4) ist.

4. Lenkgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (6) eine am Steuerstern (5) angreifende Stange (14) aufweist, die in den Elektromagneten (6) eingreift.

5. Lenkgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet einen Ankerplatte (2) aufweist, an der ein Steuerdraht (3) befestigt ist, dessen anderes Ende an einem Arm des Steuersterns angreift.

6. Lenkgeschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstern in seiner Mitte auf einer Halbkugel oder Vollkugel gelagert ist.