-
Die
Erfindung betrifft eine Stabilisierungsflosseneinheit, die für das Leiten
von Artilleriegeschossen dient, welche auf ballistische Flugbahnen insbesondere
aus Laufrohrwaffen abgeschossen sind. Die Aufgabe der Erfindung
ist es, das Problem zu lösen,
eine steuerbare Stabilisierungsflosseneinheit vorzusehen, die während der
Abschießphase des
Geschosses, deren Teil sie bildet, zum großen Teil innerhalb der äußeren aerodynamischen
Form des Geschosses zurückgezogen
gehalten werden kann, und die danach an der erforderlichen Position der
Flugbahn entfaltet und aktiviert werden kann, um das Geschoss auf
der Flugbahn zu leiten.
-
Es
ist zu erwarten, dass gelenkte Artilleriegeschosse der Bauart, die
primär
aus Geschützen
oder Haubitzen auf ballistische Flugbahnen abgefeuert werden und
deren Geschossflugbahnen insbesondere in den absteigenden Abschnitten
derselben durch Fernsteuerung korrigiert werden, vermehrt allgemein üblich werden,
da sie sehr kosteneffektiv sind.
-
Die
Anordnung gemäß der Erfindung
besteht daher aus einer Stabilisierungsflosseneinheit von der Bauart,
die eine Anzahl von identischen Stabilisierungsflossen aufweist,
die jeweils aus einer ersten passiven Position, in welcher sie innerhalb
der aerodynamischen Außenhaut
des Geschosses zurückgezogen
liegen, in eine zweite aktive Außenposition entfaltet werden
können,
in welcher ihre gesamte Flossenfläche außerhalb dieser Außenhaut
liegt und in der die Flossen auf Befehl manövriert und relativ zur Längsachse
des Geschosses im Winkel verstellt werden können, um dadurch die Flugbahn
des Geschosses zu beeinflussen.
-
Abgesehen
von der Verwendung von steuerbaren Stabilisierungsflosseneinheiten
mit zugehörigen
Steuersystemen zur Erhöhung
der Trefferwahrscheinlichkeit von damit ausgerüsteten Artilleriegranaten,
können
auch Stabilisierungsflosseneinheiten zusammen mit weiteren, ähnlich entfaltbaren
Flosseneinheiten verwendet werden, die an der Rückseite der Granate angeordnet
sind, um den Granaten Gleitcharakteristika zu verleihen, die ihre
Reichweite erhöhen.
-
Um
funktionieren zu können,
wenn sie betätigt
werden sollen, müssen
die meisten Stabilisierungsflosseneinheiten dieser Bauart und deren
Steuersysteme in der Lage sein, großen Beschleunigungen und auch
Rotationen zu widerstehen, die während
der Abschießphase
und der anfänglichen
Phase der ballistischen Flugbahn auftreten, während die Stabilisierungsflossen
zu einem korrekten Augenblick schnell und präzise ausgeklappt werden können müssen. In
der ausgeklappten Position muss die eigentliche Steuerfunktion ebenfalls
sehr präzise
sein, während
die beteiligten Stabilisierungsflossen den Belastungen widerstehend
müssen,
welchen sie ausgeklappt sind, wenn sie betätigt werden, um die Flugbahn
des Geschosses zu korrigieren. Die ganze Stabilisierungsflosseneinheit
bildet darüber
hinaus nur ein Hilfssystem und darf daher nur einen minimalen Raum
in dem eigentlichen Geschoss einnehmen.
-
Wie
aus der US-A-4,438,893 bekannt, ist die Verwendung von Stabilisierungsflosseneinheiten zum
Lenken von Artilleriegeschossen nicht vollständig neu, aber die dort beschriebene
Flosseneinheit ist mit nicht einziehbaren Flossen versehen und es
ist beabsichtigt, dass diese in Relation zu dem rotationsstabilisierten
Geschoss frei rotierbar ist.
-
Eine
Technologie gemäß einziehbaren
Flossen kann aus der Veröffentlichung
des Dokumentes GB-A-2 246 330 entnommen werden.
-
Das
Basisprinzip der Anordnung gemäß der Erfindung
besteht darin, dass jede Stabilisierungsflosse einzeln um ihren
eigenen Schwenkarm, der sich in der Längsrichtung des Geschosses
erstreckt, um eine Lenkwelle gedreht werden kann, die in dem Schwenkarm gelagert
und quer zur Flugrichtung des Geschosses angeordnet ist. Die verschiedenen Schwenkarme
sind ihrerseits dann so montiert, dass sie jeweils um ihre eigene
Schwenkwelle schwenken können,
die an einem Ende quer zu ihrer eigenen Längsrichtung und derjenigen
des Geschosses, jedoch rechtwinklig zu der Steuerwelle, angeordnet
ist. Die Schwenkwelle ermöglicht
das Ausklappen des Schwenkarmes von einer ersten inneren Position,
in welcher dieser und die Flosse ausreichend weit in das Geschoss
zurückgezogen
sind, damit dieses die erforderliche aerodynamische Außenform
während des
Abschießens
hat, in eine äußere Position,
in der die Flosse vollständig
außerhalb
der Außenform
des Geschosses liegt, so dass sie durch an sie angepasste Steuerelemente
zu einem gewünschten
Winkel relativ zur Längsachse
des Geschosses manövriert
werden kann. Gemäß der Entwicklung
der Erfindung wird zum gleichzeitigen Manövrieren aller Schwenkarme aus
ihren zurückgezogenen
Positionen in ihre ausgeklappten Position weiterhin ein Betätigungselement
verwendet, das in der Längsrichtung
des Geschosses um dessen zentrale Achse verstellbar ist, das auf
die Schwenkarme mittels Steuernocken wirkt, die an deren gegenüber liegenden Kanten,
welche der zentralen Achse des Geschosses zugewandt sind, angeordnet
sind.
-
Es
wird davon ausgegangen, dass die optimale Variante hierbei ist,
dass die Schwenkarme um ihre Schwenkachsen jeweils an den Enden,
die der Vorderseite des Geschosses zugewandt sind, angeordnet sind
und ermöglichen,
dass das Betätigungselement
in der Bewegungsrichtung des Geschosses nach vorne bewegt wird,
wenn es betätigt
wird. Das Betätigungselement
kann auch mit speziellen Fangelementen kombiniert sein, die in der
ursprünglichen Position
alle Schwenkarme sperren, um ein unbeabsichtigtes Ausklappen infolge
von beispielsweise der Wirkung der Zentrifugalkraft bei einem rotierenden Geschoss
zu verhindern, und die ihren Griff, sobald das Betätigungselement
aktiviert ist und seine Bewegung beginnt, freigeben. Eine Federbaugruppe
oder ein pyrotechnischer Gasakkumulator wurde primär für den Betrieb
des Betätigungselementes
in Betracht gezogen. Die Variante mit der Federbaugruppe, die das
Betätigungselement
treibt, bildet insbesondere eine Konstruktion, die so gestaltet
werden kann, dass sie die Schwenkarme in der Ausklapprichtung selbst
dann belastet, wenn diese erst einmal ihre Außenposition erreicht haben,
so dass die Schwenkarme selbst ohne spezielle Sperren in ihren Positionen
gesichert bleiben. Für
die axiale Führung der
Schwenkarme in der Längsrichtung
des Geschosses wurde ferner vorgeschlagen, dass die Schwenkarme
und der Körper
des Geschosses mit einander gegenüber liegenden Kontakt- und
Steuerflächen
konstruiert sind, die in der Ausklapprichtung der Schwenkarme konvergieren,
wobei die Oberflächen
zur Anlage aneinander in der vollständig ausgeklappten Position
der Schwenkarme gebracht werden und die Außenpositionen der Schwenkarme nach
dem Keilprinzip fixieren.
-
Wie
vorstehend angegeben, sind gemäß einer
Entwicklung der Erfindung die Schwenkarme vorzugsweise an ihren
vorderen Enden in der Flugrichtung gelagert. Dies ermöglicht eine
Gestaltung der Rückwand
des Schlitzes, in welchem jede Flosse und ihr Schwenkarm bewegbar
sind, dergestalt, dass in der eingezogenen Position die Flosse mit
ihrer hinteren Kante an der gegenüber liegenden inneren Kante des
Schlitzes anliegt. Dies ermöglicht
dann, dass die Beschleunigungskräfte,
welche während
dem Abschießen
auf das Geschoss wirken, direkt von den Flossen auf den Körper des
Geschosses übertragen werden,
so dass die Abmessungen der Flossen und der Flossensteuerachsen
begrenzt sein können.
-
Ein
weiteres praktisches Problem, das gelöst werden muss, soweit Artilleriegranaten
betroffen sind, die mit ausklappbaren Flossen versehen sind, ist,
wie die Granate mit der bestmöglichen
aerodynamischen Form während
der Abschießphase
versehen werden kann, ohne dass dies das eigentliche Ausklappen
der Flossen schwieriger macht. Für
den Fall von hinten montierter Flossen sind diese häufig während der
eigentlichen Abschießphase
mit entfernbaren Schutzabdeckungen versehen, die dann in Verbindung
mit dem Ausklappen der Flossen entfernt werden. Diese Art der Lösung kann
für den
Fall von Stabilisierungsflossen nicht verwendet werden, da diese
am vorderen Teil der Granate angeordnet sind. Bei der Stabilisierungsflosseneinheit
gemäß der Erfindung
werden die Flossen durch offene Schlitze oder Spalte in der Außenhaut
der Granate ausgeklappt und gemäß einer
Entwicklung der Erfindung sind diese Schlitze oder Spalte durch
Schutzplatten abgedeckt, die mit bestimmten Sollbruchlinien entlang
der Kanten jedes Schlitzes konstruiert sind. Diese Sollbruchlinien
werden dann durchstochen, wenn jede Flosse anfängt, sich in Richtung auf die
ausgeklappte Position zu bewegen. Sobald als die Stabilisierungsflossen
vollständig
ausgeklappt sind, kann die aerodynamisch bevorzugteste Form dann
wieder hergestellt werden, wenn die Schwenkarme, welche die Stabilisierungsflossen
aus der zurückgezogenen in
die ausgeklappte Position bewegen, jeden Schlitz in ihren ausgeklappten
Positionen ausfüllen.
-
Die
Erfindung ist in den folgenden Ansprüchen definiert und wird nun
im Einzelnen unter Bezugnahme auf die anhängenden Figuren beschrieben,
die sich auf eine Artilleriegranate beziehen, die aus einer Laufrohrwaffe
vom Geschütz-
oder Haubitzentyp auf eine ballistische Flugbahn geschossen werden
kann, wobei die Granate mit Stabilisierungslenkflossen ausgerüstet ist,
die während
dem Abschießen
zurückgezogen
sind, jedoch auf der Flugbahn ausklappbar ist, um die Granate primär in ihrer absteigenden
Flugbahn zu lenken.
-
In
den Figuren zeigt:
-
1 einen
Längsschnitt
durch den vorderen Teil der Granate mit den eingezogenen Flossen;
-
2 die
gleiche Schnittansicht wie 1, jedoch
mit den sich nach außen
bewegenden Flossen; und
-
3 die
gleiche Schnittansicht wie die 1 und 2,
jedoch mit vollständig
ausgeklappten Flossen; und
-
4 eine
detaillierte Darstellung der Flossenausklappfunktion für eine Flosse
in etwas größerem Maßstab;
-
5 eine
Schnittansicht gemäß V-V in 4 im
zweifachen Maßstab;
und
-
6 eine
perspektivische Ansicht der Flossenverstauungs- und Ausklappfunktion
gemäß der 1 bis 5.
-
Die
verschiedenen Teile haben in allen Figuren die gleichen Bezugsziffern
und die Teile, welche in jeder Flosse vorkommen, sind mit der gleichen
Bezugsziffer mit dem Anhang a–d
versehen.
-
Der
Granatenkörper 1 mit
seinem vorderen Teil 2, in welchem vier identische Stabilisierungsflossen 3a, 3b, 3c, 3d einziehbar
angeordnet sind, erscheint in den verschiedenen Figuren. In diesen
ist jede Stabilisierungsflosse 3a–d durch einen separaten Schlitz
oder Spalt 4a–d
im Gehäuse
der Granate 1 ausklappbar. In der Startposition ist jeder
Schlitz durch eine Schutzplatte abgedeckt, die mit einer Sollbruchlinie
entlang der Kante des Schlitzes konstruiert ist, und diese Sollbruchlinien
werden durch jede Flosse leicht durchstoßen, wenn diese beginnt, sich
zu bewegen. In ihrer zurückgezogenen
passiven Position hat jede Stabilisierungsflosse 3a–d eine
Nullausrichtung in einer Referenzebene, die durch die zentrale Achse
der Granate 1 geht und die Flossen können in ihren ausgeklappten
aktiven Positionen dann relativ zu ihrer Referenzebene im Winkel
stehen, indem sie um eine Steuerwelle 5a–d gedreht
werden, die quer zu der beabsichtigten Flugrichtung des Geschosses
angeordnet ist. Jede Stabilisierungsflosse 3a–d ist weiterhin
durch ihre Steuerwelle in einem separaten Schwenkarm 6a–d, der
sich in der Längsrichtung
der Granate erstreckt, geschwenkt. Die Steuerwellenlager 5a–d sind
an dem hinteren Ende der Schwenkarme 6a–d in Flugrichtung des Geschosses 1 angeordnet,
während
die Schwenkarme, die sich selbst daher in der Flugrichtung des Geschosses
erstrecken, an ihren jeweils vorderen Enden um ihre eigene Schwenkachse 7a–d quer
zur Flugrichtung des Geschosses 1 gelagert sind, wobei
diese Wellen sich quer zu der beabsichtigten Flugrichtung des Geschosses
und rechtwinklig zu jeder Steuerwelle 5a–d erstrecken.
-
Wie
aus der 1 zu ersehen ist, liegen die Stabilisierungsflossen 3a–d in ihren
zurückgezogenen
Positionen vollständig
innerhalb der ballistischen Außenhaut
des Geschosses und in dieser Position liegt die hintere Kante, die
mit 3a'–3d' bezeichnet
ist, jeder Flosse an der gegenüber
liegenden hinteren Kante 4a'–4d' jedes Schlitzes 4a–d an. Die
Tatsache, dass die Flossen während
des Abschießens
immer zurückgezogen
sind, bedeutet, dass während
des Abschießens
sie entlang jeder hinteren Kante gelagert werden, wodurch die Beschleunigungslasten, welche
auf diese während
des eigentlichen Abschießens
signifikant verringert werden. In ihrer vollständig ausgeklappten Position
können
die Flossen einzeln mittels Stoß-Zug-Stangen 8a–d manövriert werden,
die an elektri sche Motoren oder dergleichen gekoppelt sind, und
zwar mittels beispielsweise Kugelschraubtrieben (in der 6 sind
nur 8a und 8b zu sehen), die ihrerseits die Flossen 3a–d mittels
Steuerarmen 9a–d
betätigen,
an welchen sie befestigt sind (in der 6 nur bei 9a und 9b gezeigt).
-
Für das Manövrieren
der Schwenkarme 6a–d
aus ihrer zurückgezogenen
Position mit den Stabilisierungsflossen in ihrer passiven Position
in deren ausgeklappte Position mit den Stabilisierungsflossen 3a–d in deren
aktiver Position, wird gemäß der in
den Figuren gezeigten Alternative ein Betätigungselement 10 verwendet,
das für
alle Stabilisierungsflossen gemeinsam ist, welches alle Schwenkarme
gleichzeitig betätigt.
Das Betätigungselement 10 hat
die Basisform eines zylindrischen Gefäßes, das mit Tellerfedern 11 gefüllt ist,
die in dem komprimierten Zustand das Betätigungselement in die Pfeilrichtung
A zwängen
oder verstellen. In der Ausgangsposition ist das Betätigungselement
relativ zu seinem Gegenanschlag 12 durch eine Kugelsperre gesperrt,
die eine Anzahl von Sperrkugeln 13 enthält. In der Mitte des Gegenanschlags
läuft eine
Betätigungswelle 14,
die ihrerseits mit einem Umfangsschlitz 15 versehen ist,
und wenn das Betätigungselement 10 ausgelöst werden
soll, um die Flossen auszuklappen, wird die besagte Betätigungswelle
so verstellt, dass die Sperrkugeln 13, von denen eine Anzahl
vorhanden sein können,
nach unten in den Schlitz 15 fallen und das Betätigungselement
freigegeben ist. Bei seiner ersten begrenzten Bewegung, die dementsprechend
in Flugrichtung des Geschosses nach vorwärts ist, werden Sperrkanten 17a–d freigegeben,
die in passende Schlitze 16a–d jedes Schwenkarmes 6a–d passen.
Bei dem gezeigten Beispiel erfüllt
eine Umfangsflanschkante die Funktion aller Sperrkanten 17.
Die Aufgabe des anfänglichen
Sperrens ist es, die Schwenkarme 6a–d zu sperren, um ein unbeabsichtigtes
Freisetzen, beispielsweise infolge einer hohen Zentrifugalkraft,
zu verhindern. Sobald das Betätigungselement 10 seine Bewegung
begonnen hat und die Sperrung gelöst ist, wird das Betätigungselement 10,
das mittels Steuerrädern 18a–d an Steuernocken 19a–d anliegt,
die an der Unterseite der Schwenkarme ausgebildet sind, die Schwenkarme 6a–d in Richtung
ihrer Außenpositionen
verstellen.
-
Um
die Außenpositionen
der Schwenkarme zu definieren, sind diese jeweils mit zwei Halteflächen 20a–d, 21a–d versehen,
die in der Bewegungsrichtung der Schwenkarme zusammenlaufen, welche so
gestaltet sind, dass sie paarweise mit feststehenden Sperrflächen 20a–d, 23a–d zusammenwirken, die
gegenüber
den Halteflächen
liegen und in der Bewegungsrichtung jedes Schwenkarmes zusammenlaufen,
wobei die restliche Federbelastung in dem Betätigungselement die besagten
Halte- und Sperrflächen
an jedem Schwenkarm 6a–d
mittels der Steuernocken gegeneinander presst und dadurch die Flossen 3a–d in ihren
aktiven Außenpositionen
fixiert.
-
Wenn
die Steuerflossen zu aktivieren sind, wird die Betätigungswelle 14 in
der Pfeilrichtung A verstellt, die Kugeln 13 fallen in
den Schlitz 15 und das Betätigungselement 10 wird
freigegeben und durch die Tellerfederbaugruppe 11 in Flugrichtung des
Geschosses 1 angetrieben und die Sperrung von 16a–d bis 17a–d gibt
als Erstes ihren Griff frei, bevor das Betätigungselement 10 mittels
seiner Steuerräder 18a–d und deren
Anliegen an den Steuernocken 19a–d die Schwenkarme in ihre
ausgeklappte Position treibt, in welcher die Halteflächen 20a–d und 21a–d mit den
Sperrflächen 22a–d und 23a–d in Kontakt
gezwängt
werden und die Endposition der Schwenkarme fixieren, in welcher
diese durch die restliche Federkraft der Federbaugruppe 11 gepresst werden.
In dieser Endposition sind die Zugstangen 8a–d mit den
Steuerarmen 9a–d
der Flossen verbunden und die Flossen 3a–d sind
bereit, die Flugbahn des Geschosses 1, wie erforderlich,
zu korrigieren.
-
Wie
bereits in dem einleitenden Teil angegeben, ist jede Stabilisierungsflosse 3a–d mit einem
separaten Steuerarm 9a–d
versehen, der, wenn jede Stabilisierungsflosse in ihrer jeweiligen
ausgeklappten Position ist, mittels eines Schiebers 24a–d mit der vorstehend
genannten jeweiligen Zugstange 8a–d verbunden ist. Die Zugstangen 8a–d und die
Schieber 24a–d
können
mittels eines Elektromotors und eines Kugelgewindes parallel zur
Längsachse
der Granate vorwärts
und rückwärts bewegt
werden, so dass die Wellen, die Schieber und die Motoren in der
gleichen Richtung montiert werden können, was die Kräfte begrenzt,
die auf diese während
der Abschießphase
wirken.
-
Da
die Steuerwellen 5a–d
der Stabilisierungsflossen 3a–d mit den Flossen in der ausgeklappten
Position zur Bewegungsrichtung der Schieber 24a–d im Winkel
liegen, sind die Steuerarme 9a–d der Stabilisierungsflossen
mit einer äußeren Kugelgelenkverbindung
konstruiert, die beim Ausklappen ihrerseits in einem Führungsschlitz
in jedem Schieber 24a–d
getragen wird.