DE4001914C2 - Träger für Nutzlasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger für Nutzlasten, wobei der Träger zur Durchführung einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn mit Lenkelementen versehen ist. Bei diesem Träger kann es sich bspw. um einen Träger für Wirkkörper und/oder Sensoren o. dgl. handeln.

Ein derartiger Träger ist bspw. aus der GB 13 47 462 bekannt. Dieser Träger ist insbes. für Unterwasseranwendungen vorgesehen, er weist zur Durchführung einer zieldetektierenden schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn Lenkelemente auf, die am Heck des Trägers ausgebildet sind. Bei diesem Träger sind die Lenkelemente als Ruderblätter gestaltet, die nur relativ kleine Flächen besitzen. Infolge dieser relativ kleinen Ruderflächen ist eine Lenkung dieses bekannten Trägers nur dann mit einer ausreichenden Genauigkeit bzw. Zuverlässigkeit möglich, wenn der Träger mit einer Antriebseinrichtung ausgebildet ist. Durch diese Antriebseinrichtung wird jedoch das Nutzlastverhältnis dieses Trägers beeinträchtigt.

Die US 13 82 166 offenbart zwei Träger, die miteinander mittels eines nachgiebigen Verbindungselementes permanent verbunden und insbes. dazu vorgesehen sind, von einem Luftfahrzeug über See abgeworfen zu werden, um ein Unterwasserziel, insbes. ein Unterseeboot, zu bekämpfen. Infolge der permanenten Verbindung der beiden Träger führen diese während des gravitationsbedingen Absinkens im Wasser eine schraubenlinienförmige Bewegung aus, wobei die Sinkgeschwindigkeit der beiden miteinander verbundenen Träger primär von der Ausbildung, d. h. vom Strömungswiderstand der beiden miteinander verbundenen Träger abhängig ist. Jeder der beiden miteinander permanent verbundenen Träger ist dort vorzugsweise mit einer Antriebseinrichtung versehen, durch welche die Bewegungsbahn bzw. insbes. die Absinkgeschwindigkeit der beiden Träger beeinflussbar ist. Durch die Antriebe der Träger ist jedoch auch hier das Nutzlastverhältnis beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Träger für Nutzlasten wie bspw. Wirkkörper und/oder Sensoren o. dgl. der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit einfachen Mitteln in der Lage ist, eine schraubenlinienförmige Bewegungsbahn mit relativ geringer Sinkgeschwindigkeit, d. h. eine quasi gleitende schraubenlinienförmige Bewegungsbahn auszuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Lenkelemente als Tragflächen ausgebildet sind, die in axialer Richtung des Trägers gegeneinander versetzt sind. Durch eine solche Ausbildung des Trägers ergibt sich eine nicht symmetrische Anströmung der Tragflächen, durch die eine Lenkung des Wirkkörperträgers zur Durchführung eines Kurvenfluges bewirkt wird. Durch diese Lenkung und durch den gleichzeitigen Einfluss der Gravitation ergibt sich demzufolge eine gleitende Bewegung des Trägers entlang einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn. Je nach der Ausbildung der Tragflächen und ihrer Anordnung in Bezug auf den Träger ergibt sich ein Kurvenflug entlang einer abwärtsgerichteten schraubenlinienförmigen Bahn mit einem relativ geringen Schiebewinkel oder ohne einen solchen Schiebewinkel.

Ein derartiger Träger für Nutzlasten, bei denen es sich bspw. um eine Anzahl im Träger befindliche Submunitionen und/oder Sensoren handeln kann, weist die Vorteile auf, dass durch die Tragflächen einerseits eine gleitende Bewegung entlang einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn realisierbar ist, und dass auf eine Lenkung bewirkende Seitenruder gegebenenfalls überhaupt verzichtet werden kann. Ferner kann auf Querruder zum Einstellen eines gewünschten Rollwinkels des Trägers verzichtet werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Tragflächen zwischen einer am Träger anliegenden Ruhestellung und einer vom Träger wegstehenden Betriebsstellung verstellbar sind. Eine solche Ausbildung des Trägers ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Unterbringung des Trägers in einem bspw. Transportzwecken dienenden Behältnis. Zur Verstellung der Tragflächen von der Ruhestellung in die vom Träger wegstehende Betriebsstellung sind vorzugsweise Antriebselemente vorgesehen, bei denen es sich bspw. um Federelemente, um pyrotechnische Elemente o. dgl. handeln kann. Um die Tragflächen in der vom Träger wegstehenden Betriebsstellung sicher festzuhalten, können an sich bekannte Festhalteeinrichtungen vorgesehen sein.

Die Tragflächen können eine an die Aussenkontur des Trägers angepasste Biegung aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich eine raumsparende Anlage der Tragflächen in der Ruhestellung am Träger.

Die Tragflächen müssen nicht mit einer an die Aussenkontur des Trägers angepassten Biegung geformt sein. Es ist bspw. auch möglich, die Tragflächen aus einem elastisch nachgiebigen Material wie bspw. einem Federblechmaterial auszubilden und in der Ruhestellung raumsparend an die Aussenkontur des Trägers anzulegen. In der Betriebsstellung können die Tragflächen aus elastisch federndem Material mit ihren vom Träger entfernten Endabschnitten nach unten gebogen wegstehen. Bei einer Ausbildung der Tragflächen aus elastisch federndem Material ist es möglich, dass jede Tragfläche in der Ruhestellung den Umfang des Trägers mindestens annähernd vollständig umschliesst. Es ist jedoch auch möglich, dass die Tragflächen den Träger um mehr als 360 Winkelgrad umschlingen, wenn die Tragflächen in axialer Richtung des Trägers ausreichend weit gegeneinander versetzt vorgesehen sind.

Die Tragflächen sind am Träger vorzugsweise entlang von Befestigungsabschnitten befestigt, die zumindest annähernd in axialer Richtung des Trägers verlaufen. Hierbei ist es möglich, dass die Befestigungsabschnitte der Tragflächen miteinander mindestens annähernd fluchten, so dass sich in der vom Träger wegstehenden Betriebsstellung der Tragflächen die Ausbildung eines sog. Hochdeckers ergibt, die Befestigungsabschnitte der Tragflächen können jedoch in Umfangsrichtung des Trägers auch voneinander beabstandet bzw. mindestens annähernd diametral gegenüberliegend befestigt sein, so dass die Tragflächen in der vom Träger wegstehenden Betriebsstellung nach Art eines sog. Mitteldeckers ausgebildet sind.

Die Tragflächen können dreieckförmig, trapezförmig oder mit einer beliebigen anderen Flügelform gestaltet sein.

Unabhängig davon, welche Grundflächengestalt die Tragflächen besitzen, ist es vorteilhaft, wenn die vom Träger entfernten Endabschnitte der Tragflächen in der vom Träger wegstehenden Betriebsstellung nach unten gebogen sind. d. h. nach unten weisen.

Zur Unterstützung der durch die vom Träger wegstehenden Tragflächen bewirkten Lenkung des Wirkkörpers entlang einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn kann am Heck des Trägers mindestens ein Ruderelement vorgesehen sein, das eine dem Träger entsprechende radiale Abmessung aufweisen kann, d. h. mit dem Träger kalibergleich sein kann.

Der erfindungsgemässe Träger kann sowohl ohne eigene Antriebseinrichtung ausgebildet, d. h. nur zur Durchführung einer gleitenden Bewegungsbahn vorgesehen sein, oder er kann mit einer Antriebseinrichtung versehen sein. Verwendung kann ein solcher Träger sowohl für ein Unterwasserfahrzeug oder für ein Luftfahrzeug finden. Je nachdem, ob der Träger als Unterwasser- oder als Luftfahrzeug Verwendung findet, ist es erforderlich, die Tragflächen in Bezug auf den Träger in Bezug auf seine Masse, Aufgabe, Mission u. dgl. passend zu dimensionieren.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Trägers für Nutzlasten. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht des Trägers von oben,

Fig. 2 eine Ansicht des Trägers gem. Fig. 1 von vorne, d. h. in Blickrichtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform des Trägers,

Fig. 4 den heckseitigen Endabschnitt einer dritten Ausführungsform des Trägers von oben,

Fig. 5 eine den Fig. 2 bzw. 3 ähnliche Vorderansicht einer vierten Ausführungsform des Trägers in der Betriebsstellung, und

Fig. 6 eine Vorderansicht einer fünften Ausführungsform des Trägers für Nutzlast in der Betriebsstellung.

Fig. 1 zeigt einen Träger 10 für (nicht dargestellte) Nutzlast, wobei der Träger 10 Tragflächen 12 aufweist, die in Fig. 1 in der vom Träger wegstehenden Betriebsstellung gezeichnet sind. Wie aus dieser Figur deutlich ersichtlich ist, sind die Tragflächen 12 in axialer Richtung des Trägers 10 gegeneinander versetzt. Dadurch ergibt sich ein Lenkung des Trägers 10 entlang einer Kurvenbahn, weil sich infolge der axial versetzten, unsymmetrischen Anordnung der Tragflächen 12 unsymmetrische Krafteinwirkungen auf den Träger 10 ergeben, die zum Kurvenflug führen.

Die Tragflächen 12 sind entlang von Befestigungsabschnitten 14 am Träger 10 befestigt. In Fig. 1 ist ein Träger 10 gezeichnet, bei dem die Befestigungsabschnitte 14 der beiden Tragflächen 12 miteinander in axialer Richtung des Trägers 10 fluchten. Bei der in dieser Figur gezeichneten Ausbildung des Trägers 10 sind die Befestigungsabschnitte 14 voneinander axial beabstandet, es wäre jedoch auch möglich, dass sich die axial fluchtenden Befestigungsabschnitte 14 teilweise überlappen.

In Fig. 1 sind dreieckförmige Tragflächen 12 dargestellt, selbstverständlich ist es auch möglich, die Tragflächen 12 trapezförmig, mit einer gebogen ausgebildeten Vorderkante oder geeignet anders zu gestalten.

Fig. 2 zeigt den Träger 10 mit den vom Träger 10 wegstehenden Tragflächen 12, die entlang den Befestigungsabschnitten 14, die in dieser Figur hintereinanderliegen, so dass nur einer der Befestigungsabschnitte 14 sichtbar ist, am Träger 10 befestigt sind. Mit strichlierten Linien sind die Tragflächen 12' in der am Träger 10 anliegenden Ruhestellung angedeutet. Aus dieser Figur ist auch ersichtlich, dass bei dieser Ausbildung die Tragflächen 12 eine an die Aussenkontur des Trägers 10 angepasste Wölbung aufweisen.

Wenn - wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt - die Befestigungsabschnitte 14 in axialer Richtung des Trägers 10 miteinander fluchten, ergibt sich in der vom Träger 10 wegstehenden Betriebsstellung der Tragflächen 12 die Ausbildung eines sog. Hochdeckers, wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist. Wenn demgegenüber die Befestigungsabschnitte 14 der beiden Tragflächen 12 in Umfangsrichtung des Trägers 10 voneinander beabstandet sind bzw. sich mindestens annähernd diametral gegenüberliegen, ergibt sich in der Betriebsstellung des Trägers 10, in welcher die Tragflächen 12 vom Träger 10 wegstehen, die Ausbildung eines sog. Mitteldeckers, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Mit der Bezugsziffer 12' sind auch in Fig. 3 die beiden Tragflächen in der am Träger 10 eng anliegenden Ruhestellung bezeichnet.

Fig. 4 zeigt den heckseitigen Endabschnitt des Trägers 10, wobei aus dieser Figur in einer Ansicht von oben ausserdem ein Abschnitt einer der beiden Tragflächen 12 in der vom Träger 10 wegstehenden Betriebsstellung gezeichnet ist. Die Tragfläche 12 ist mittels eines Befestigungsabschnittes 14 mit dem Träger 10 mechanisch fest verbunden. In dieser Figur ist ein Träger 10 angedeutet, der mit einem Seitenruder 16 ausgebildet ist, wobei dieses Seitenruder 16 derartig kleine Abmessungen aufweisen kann, dass es zum Träger 10 kalibergleich ist.

Bei dem in Fig. 4 angedeuteten, abschnittweise gezeichneten Träger 10 sind die beiden Befestigungsabschnitte 14 derartig vorgesehen, dass sie in axialer Richtung des Trägers 10 nicht miteinander fluchten, sondern in Umfangsrichtung des Trägers 10 voneinander beabstandet sind. In Ansicht von vorne oder von hinten entspricht der Träger 10 gemäss Fig. 4 folglich der in Fig. 3 gezeichneten Ausbildung.

Durch die in Längsrichtung des Trägers 10 gegeneinander versetzten Tragflächen 12 ist es möglich, ohne zusätzliche Querruder eine für den Kurvenflug gewünschte Rollage des Trägers 10 einzustellen. Nachdem die Lenkung bzw. der Kurvenflug des Trägers 10 durch die axial versetzten Tragflächen 12 bewirkt wird, kann auf Seitenruder überhaupt verzichtet werden, bzw. ist es möglich, diese entsprechend klein zu dimensionieren und an das Kaliber des Trägers 10 anzupassen. Die axial versetzte Anordnung der beiden Tragflächen 12 ermöglicht ausserdem in vorteilhafter Weise eine einfache Unterbringung des Trägers 10 in einem dafür vorgesehenen Transportbehältnis, wenn die Tragflächen 12 am Träger 10 anliegen, d. h. wenn sie sich in ihrer Ruhestellung befinden. Entsprechend einfach ist es möglich, die beiden Tragflächen 12 des Trägers 10 vor dem Einsatz des Trägers 10 zu entfalten, so dass sie vom Träger 10 wegstehen, d. h. sich in der Betriebsstellung befinden.

Fig. 5 zeigt in einer Vorderansicht einen Träger 10 mit Tragflächen 12, die in der vom Träger 10 wegstehenden Betriebsstellung gezeichnet sind. Die Tragflächen 12 bestehen aus einem federnden Material, z. B. aus einem Federblech. Sie können mittels Gelenken 18 mit dem Träger 10 gelenkig verbunden sein. Jede der beiden Tragflächen 12 kann mit einer Arretiereinrichtung ausgebildet sein, welche die entsprechende Tragfläche 12 in der vom Träger 10 weggespreizten Betriebsstellung festhält. Die (nicht gezeichneten) Arretiereinrichtungen können an den entsprechenden Gelenken 18 vorgesehen sein.

In Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Trägers 10 dargestellt, bei welcher jede der beiden Tragflächen 12 von je zwei Tragflächenteilen 20 und 22 gebildet ist. Jedes Tragflächenteil 20 bzw. 22 kann aus einem steifen oder vorzugsweise aus einem federnd nachgiebigen Material bestehen. Die Tragflächenteile 20 und 22 der Tragfläche 12 sind mittels eines Gelenkes 24 miteinander gelenkig verbunden. Die Tragflächenteile 22 sind an den Träger 10 durch Gelenke 18 angelenkt. Bei der in Fig. 6 angedeuteten Ausbildung können Arretiereinrichtungen vorgesehen sein, um die Tragflächenteile 20 und 22 jeder Tragfläche 12 in der aufgespreizten Betriebsstellung zu arretieren. Desgleichen können die Gelenke 18 mit Arretiereinrichtungen ausgebildet sein, um die Tragflächenteile 22 in der aktiven Betriebsstellung vom Träger 10 wegzuspreizen.

In den Fig. 5 und 6 sind Ausbildungen des Trägers 10 für Nutzlast angedeutet, die in der Betriebsstellung nach Art von sog. Hochdeckern wegstehende Tragflächen 12 aufweisen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Tragflächen 12 am Träger 10 derart vorzusehen, dass sich in der aufgespreizten Betriebsstellung ein sog. Mitteldecker ergibt. Insbes. aus Fig. 5 ist deutlich zu erkennen, dass die Biegung jeder Tragfläche 12 zwischen dem Gelenk 18 und dem vom Träger 10 entfernten Endabschnitt einen Krümmungsradius aufweist, der im aufgespreizten Zustand grösser ist als der Radius des Trägers 10. Eine solche Ausbildung ist möglich, wenn die Tragflächen 12 aus einem federnden Material bestehen, so dass sie sich in der Ruhestellung eng an den Träger 10 anschmiegen können.

Claims (10)

1. Träger für Nutzlasten, wobei der Träger (10) zur Durchführung einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn mit Lenkelementen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkelemente von Tragflächen (12) gebildet sind, die in axialer Richtung des Trägers (10) gegeneinander versetzt sind.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (12) zwischen einer am Träger (10) anliegenden Ruhestellung und einer vom Träger (10) wegstehenden Betriebsstellung verstellbar sind.

3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (12) eine an die Aussenkontur des Trägers (10) angepasste Biegung aufweisen.

4. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (12) aus elastisch federndem Material bestehen.

5. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (12) am Träger (10) entlang von Befestigungsabschnitten (14) befestigt sind, die zumindest annähernd in axialer Richtung des Trägers (10) orientiert sind.

6. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (14) der Tragflächen (12) miteinander mindestens annähernd fluchten.

7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (14) der Tragflächen (12) in Umfangsrichtung des Trägers (10) voneinander beabstandet sind.

8. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Heck des Trägers (10) mindestens ein Ruderelement (16) vorgesehen ist, das eine dem Träger (10) entsprechende radialer Abmessung aufweist.

9. Verwendung eines Trägers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Unterwasserfahrzeug.

10. Verwendung eines Trägers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Luftfahrzeug.