DE4115400C2 - Geschleppter Flugzielkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen geschleppten Flugzielkörper in Form eines aus einem textilen Gewebe, Kunststoff oder einem anderem weichen, faltbaren Material bestehenden Schleppsackes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntermaßen werden für Luftschleppziele aus Kostengründen Schleppsäcke verwendet, durch deren Öffnung beim Schleppen des Sackes Luft eintritt, um diesen infolge des sich aufgrund der Fluggeschwindigkeit einstellenden Staudrucks in eine gewünschte Konfiguration, beispielsweise zu einem Zylinder oder einem Kugelstumpf, aufzublasen und dadurch dem Gebilde eine Formstabilität zu erteilen, die aus aerodynamischen und flugtechnischen Gründen erforderlich ist.

Zu diesem Zwecke hat sich als notwendig erwiesen, den Druck im Sackinneren in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit nicht zu groß werden zu lassen, da anderenfalls die Gefahr besteht, daß der Schleppsack zerreißt.

Aus der US-A-2 270 884 ist ein geschleppter Flugzielkörper bekannt, der in seinem in Strömungsrrichtung hinteren Abschnitt sechs etwa auf einer Kreisbahn angeordnete, einzelne Schleppsäcke aufweist, deren hintere Enden jeweils eingeschnürt sind und die mittels eines äußeren, umfangsseitigen Bandes in ihrer Anordnung gehalten sind. Aus der US-A-2 238 876 ist ferner ein geschleppter Flugzielkörper bekannt, der sechs etwa auf einer Kreisbahn angeordnete zylindrische, sackartige Körper aufweist, die von einer sackartigen Umhüllung mit eingeschnürtem Ende umgeben sind. Ein ähnlicher Flugzielkörper ist in der US-A-2 269 469 beschrieben.

Der Strömungswiderstand der bekannten Schleppsäcke, der proportional dem Widerstandsbeiwert c_w, der Schattenfläche F_s und dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit V_s ist, ist infolge der großen Schattenfläche und einer an den Schleppsäcken vermehrt auftretenden Wirbelbildung insbesondere im Bereich der Lufteintrittsöffnungen vergleichsweise hoch, so daß bei den bekannten Flugzielkörpern aufgrund der hohen aerodynamischen Schleppwiderstände mit erhöhten Betriebskosten zu rechnen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flugzielkörper der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der der aerodynamische Widerstand verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen geschleppten Flugzielkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Zurücksetzung des vorderen Randes des Innenkörpers in bezug auf den vorderen Rand des Außenkörpers ist die Wirbelbildung im Bereich des vorderen, anstromseitigen Endes des Flugzielkörpers wirksam reduziert. Dadurch, daß die kreisringförmige Fläche des Zwischenraums am anstromseitigen Ende nur etwa ein Drittel der gesamten Querschnittsfläche des Schleppsacks an seiner Stirnseite beträgt, läßt sich der aerodynamische Widerstand deutlich reduzieren, so daß der erfindungsgemäße Flugzielkörper besonders wirtschaftlich einsetzbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines schleppsackartigen Flugzielkörpers bekannter Bauart,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungs­ gemäßen Flugzielkörpers,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Teiles eines erfindungsgemäßen Schleppsackes mit einem in Form von parallelen, wulstförmigen Luftkammern ausge­ bildeten Außenkörper und einem zylindrischen Innen­ körper,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils des Schleppsackes von Fig. 3 mit zwecks Zusammenfaltung des Schleppsackes in einer Ebene ausgebreiteten Luftkammern,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Luftsackes als sich in Richtung des hinteren Sackendes verjüngender Konus,

Fig. 6 eine Radialschnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleppsackes mit radial zur Sacklängsachse ausgerichteten, die Luftkammern begrenzenden Trennwänden,

Fig. 7 eine der Fig. 6 vergleichbare Radialansicht des Schleppsackes mit sich in Richtung auf die Sack­ längsachse erstreckenden konkav oder konvex ge­ krümmten, die Luftkammern begrenzenden Wänden,

Fig. 8 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht eines Radial­ schnittes des Schleppsackes mit die parallelen Luft­ kammern begrenzenden, S-förmig gekrümmten Enden und

Fig. 9 eine der Fig. 8 vergleichbare Ansicht eines Radialschnittes des Schleppsackes mit die parallelen Luftkammern begrenzenden gerade gerichteten, ebenen Wänden.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte, bekannte Flug­ zielkörper in Form eines aus einem textilen Gewebe oder einem anderen weichen, faltbaren Material bestehenden Schleppsackes 1 wird mittels einer aus Seilen 3 gebildeten Spinne 2 an einer Öse 4 von einem Schleppflugzeug durch die Luft geschleppt und füllt sich dabei unter dem sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit einstellenden Stau­ druck prall mit Luft. Die Luft tritt durch die vordere Sacköffnung 5 ein und verläßt durch die im Bereich seines Bodens 6 in seiner Seitenwand angeordneten Austrittsöffnungen 7. Damit stellt sich im Inneren des Schleppsackes 1 ein Druck ein, der unterhalb des Staudrucks liegt und der dem Sack die gewünschte Formstabilität verleiht.

In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße geschleppte Flugziel­ körper in Form eines aus einem textilen Gewebe, Kunststoff oder einem anderen weichen, faltbaren Material bestehenden Schleppsackes 8 schematisch in Seitenansicht dargestellt, der mittels einer aus Seilen 3 bestehenden Spinne 2 wie bei der bekannten Ausführungsform gemäß Fig. 1 an einer Öse 4 mit Hilfe eines Schleppflugzeuges durch die Luft gezogen wird und das sich dabei prall mit Luft füllt. Der Schleppsack 8 weist eine kreiszylindrische Hülle auf, be­ stehend aus einem an seiner vorderen Stirnseite 13 und seiner hinteren Stirnseite 14 offenen, luftdurchströmten Innenkörper 9 und einem diesen mit Abstand umgebenden und mit ihm vernähten Außenkörper 10, der mit dem Innenkörper 9 einen etwa kreisringförmigen Zwischenraum 15 bildet. Dieser Zwischenraum 15 ist an seinem vorderen, anstromseitigen Ende 16 für den Lufteintritt in Richtung der Pfeile A offen und an seinem hinteren, abstromseitigen Ende 17 durch einen Boden 18 geschlossen, der jedoch einen ge­ wissen Luftdurchtritt ermöglicht, so daß der Boden 18 als eine den freien Luftaustritt zumindest teilweise behindernde Einrichtung bezeichnet werden kann.

Der vordere Rand 12 des Innenkörpers 9 ist erfindungsgemäß in bezug auf den vorderen Rand 11 des Außenkörpers 10 zurückgesetzt angeordnet, wodurch vermieden wird, daß sich in diesem Bereich Luftwirbel bilden, die beispielsweise die am Schleppsack ange­ ordneten Sensoren zur Messung gewünschter Daten beein­ trächtigen würden.

Somit handelt es sich bei dem Schleppsack gemäß Fig. 2 um ein Gebilde, das in seinem Innenkörper 9 von der an­ strömenden Luft im wesentlichen frei durchströmt wird, so daß sich vor der von dem Rand 12 begrenzten vorderen Öffnung des Innenkörpers kein oder nur ein relativ geringer Staudruck aufbaut, diese Öffnungsfläche also nicht als den Strömungswiderstand bestimmende Schattenfläche zu berücksichtigen ist. Eine solche Schattenfläche bildet dagegen die kreisringförmige Öffnung des Zwischenraums 15 zwischen dem Außenkörper 10 und dem Innenkörper 9 am anstrom­ seitigen Ende 16. Diese kreisringförmige Fläche ist erfindungsgemäß in etwa nur 1/3 so groß wie die gesamte vordere Stirnseite 13 des Schleppsacks 8, weshalb der Strömungswiderstand gegenüber einem Schleppsack, dessen gesamte Stirnseite mit dem Staudruck beaufschlagt wird, um etwa 1/3 geringer ist.

Damit sich dieser kreisringförmige Schleppsack 8 bei der Anströmung der kreisringförmigen Öffnung an seinem vorderen Ende 16 zu der gewünschten schlanken Form aufbläst, also die aus aerodynamischen Gründen und Flugstabilitätsgründen erforderliche Formstabilität erhält, sind Außenkörper 10 und Innenkörper 9 miteinander so vernäht, daß sich in Umfangs­ richtung nebeneinanderliegende Luftkammern 19 bilden, die unterschiedliche Konfigurationen haben können, bei­ spielsweise, wie aus Fig. 3 ersichtlich, Wulstform 26 aufweisen und von der Oberfläche 20 des Innenkörpers 9 begrenzt werden sowie vom Außenkörper 10.

Eine schematische perspektivische Ansicht dieser parallelen Luftkammern 19 wulstförmiger Konfiguration 26, die sich kreisringförmig um den zylindrischen oder konisch ausge­ bildeten Innenkörper in Richtung der Körperlängsachse 22 erstrecken, ist als in eine Ebene abgewickeltes Gebilde in Fig. 4 dargestellt. Diese Abwicklung soll auch ver­ deutlichen, daß der Schleppsack aus einem solch weichen Material besteht, daß er sich ohne weiteres zusammenfalten läßt, um möglichst wenig Platz in Anspruch zu nehmen.

Anstelle des in Fig. 2 verwendeten Innenkörpers 9 zylindrischer Form läßt sich zur weiteren geometrischen Stabilisierung eines solchen weichen Schleppsacks nicht nur der Innenkörper sondern auch der kreisringförmige Zusammenschluß der diesen umgebenden Luftkammern 19 und damit der Außenkörper 10 so ausbilden, daß beide eine sich in Strömungsrichtung der Luft, also nach hinten zu konisch verjüngende Form erhalten, wie dies in Fig. 5 schematisch dargestellt ist, d. h. bei einer solchen Form ist der vordere Durchmesser D des Schleppsacks größer als der hintere Durchmesser d. Dadurch ergibt sich beim Anströmen des Schleppsacks ein Druckaufbau im freien Innenraum des Innenkörpers, der die Schleppsackwand nach außen drückt und damit die Ausbildung einer kreisförmigen Querschnittsform unterstützt. Falls erforderlich, läßt sich der Druck in den Luftkammern 19 auch einstellen, beispielsweise mit Hilfe von nur in Fig. 1 dargestellten Luftöffnungen am hinteren Ende der Luft­ kammern.

Anstelle der in Fig. 3 dargestellten wulstförmigen Aus­ bildung der Luftkammern 19 lassen sich diese im Zwischen­ raum 15 zwischen Außenkörper 10 und Innenkörper 9, wie aus Fig. 6 ersichtlich, auch dadurch herstellen, daß der Zwischenraum durch radial zur Körperlängsachse 22 ausge­ richtete Wände 21 aufgeteilt wird.

Weitere Konfigurationen solcher Luftkammern 19 sind in den Fig. 7 bis 9 schematisch dargestellt, nämlich durch Unterteilung des Zwischenraums 15 zwischen den beiden Körpern mit Hilfe von in Richtung auf die Körperlängsachse 22 (vgl. Fig. 5) konkav oder konvex gekrümmten Wänden 23 oder mit Hilfe von S-förmig konkav und konvex gekrümmten Wänden 24 oder mit Hilfe von jeweils zwei zwischen dem Außenkörper 10 und dem Innenkörper 9 geradflächig verlaufenden, auf dem Außenkörper und dem Innenkörper unter einem Winkel <0° und <180° aufeinandertreffenden Wänden 25. All diese den Zwischen­ raum in Luftkammern 19 unterteilenden Wände sind sowohl mit dem Außenkörper als auch mit dem Innenkörper fest verbunden, bestehen jedoch in aller Regel aus einem dem Außenkörper und dem Innenkörper entsprechenden Material, sind also faltbar.

Allerdings ist für dieses Wandmaterial nicht unbedingt erforderlich, daß es, wie das Material der faltbaren Sackhülle zur Radarreflexion mit eingelegten Metallfäden versehen ist.

Damit die Lufteintrittsöffnungen am vorderen Ende 16 des Zwischenraums 15 bzw. der Luftkammern 19 unter der Wirkung der anströmenden Luft und des sich einstellenden Staudrucks nicht so verformt werden, daß sie einen Luft­ eintritt überhaupt verhindern oder wesentlich behindern, können diese Öffnungen durch eine nicht dargestellte Spannvorrichtung, beispielsweise in Form von mit dem Öffnungsrand verbundenen mechanischen Spannringen, offen­ gehalten werden, die jedoch so beschaffen sind, daß sie sich zusammen mit dem Schleppsack zusammenfalten lassen.

Claims (11)

1. Geschleppter Flugzielkörper in Form eines aus einem textilen Gewebe, Kunststoff oder einem anderen weichen, faltbaren Material bestehenden Schleppsackes (8), der einen an seiner vorderen und hinteren Stirnseite (13, 14) offenen, luftdurchströmten, rohrförmigen Innenkörper (9) und einen diesen zumindest teilweise mit Abstand umgebenden, rohrförmigen Außenkörper (10) aufweist, wobei Innenkörper und Außenkörper (9, 10) unter Ausbildung eines sackartigen, kreisringförmigen Zwischenraums (15) teilweise miteinander verbunden sind und der Zwischenraum (15) an seinem vorderen, anstromseitigen Ende (16) für den Lufteintritt offen ist sowie an seinem hinteren, abstromseitigen Ende (17) eine den freien Luftaustritt zumindest teilweise behinderte Einrichtung (18) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vordere Rand (12) des Innenkörpers (9) in bezug auf den vorderen Rand (11) des Außenkörpers (10) zurückgesetzt ist und
daß die kreisringförmige Fläche des Zwischenraums (15) am anstromseitigen Ende (16) etwa 1/3 der gesamten Querschnittsfläche des Schleppsackes (8) an seiner Stirnseite (13) beträgt.

2. Flugzielkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (9) eine zylindrische Form hat.

3. Flugzielkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (9) eine sich in Strömungsrichtung der Luft konisch verjüngende Form hat.

4. Flugzielkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (15) in eine Vielzahl paralleler, voneinander getrennter Luftkammern (19) aufgeteilt ist, die durch parallel zur Körperlängsachse (22) ausgerichtete Wände (21) voneinander getrennt sind.

5. Flugzielkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (15) in eine Vielzahl paralleler, voneinander getrennter Luftkammern (19) aufgeteilt ist, die durch in Richtung auf die Körperlängsachse (22) konkav oder konvex gekrümmte Wände (23) voneinander getrennt sind.

6. Flugzielkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (15) in eine Vielzahl paralleler, voneinander getrennter Luftkammern (19) aufgeteilt ist, die durch in Richtung auf die Körperlängsachse (22) S-förmig konkav und konvex gekrümmte Wände (24) voneinander getrennt sind.

7. Flugzielkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (15) in eine Vielzahl paralleler, voneinander getrennte Luftkammern (15) in eine Vielzahl paralleler, voneinander getrennte Luftkammern (19) aufgeteilt ist, die eine wulstförmige Konfiguration (26) aufweisen.

8. Flugzielkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnungen (16) der Luftkammern (19) zur Verbesserung des Eintretens der Luftströmung in diese Luftkammern durch eine Spannvorrichtung offenhaltbar sind.

9. Flugzielkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung ein mit dem Öffnungsrand (11, 12) verbundener mechanischer Spannring ist.

10. Flugzielkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl am Öffnungsrand (12) des Innenkörpers (9) als auch am Öffnungsrand (11) des Außenkörpers (10) ein Spannring angeordnet ist.

11. Flugzielkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (9) und der Außenkörper (10) eine sich in Strömungsrichtung der Luft konisch verjüngende Form haben.