EP3835710B1 - Flugkörper mit pyrotechnischer entriegelung - Google Patents

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EP3835710B1
EP3835710B1 EP20212241.2A EP20212241A EP3835710B1 EP 3835710 B1 EP3835710 B1 EP 3835710B1 EP 20212241 A EP20212241 A EP 20212241A EP 3835710 B1 EP3835710 B1 EP 3835710B1
Authority
EP
European Patent Office
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coupling element
movement
missile
output
moved
Prior art date
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Active
Application number
EP20212241.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3835710A1 (de
Inventor
Stefan Neukam
Klaus Bär
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diehl Defence GmbH and Co KG
Original Assignee
Diehl Defence GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Diehl Defence GmbH and Co KG filed Critical Diehl Defence GmbH and Co KG
Publication of EP3835710A1 publication Critical patent/EP3835710A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3835710B1 publication Critical patent/EP3835710B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/02—Stabilising arrangements
    • F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means

Definitions

  • the invention relates to a missile.
  • a specific component of a missile should only be activated / moved / ... at a specific time. To do this, this should be locked or unlocked.
  • the canards of a missile should only emerge from the missile at a desired time. It must be ensured that they remain locked in their waiting position until this point and can be unlocked and set up at the right moment.
  • a device for holding and extending canards is known.
  • a device for reducing the sensitivity of tailplane-stabilized combat bodies to lateral flow is known.
  • From the DE 37 21 512 C1 A missile with an over-caliber tail is known, the rudder blades of which are folded into the missile structure for storage, transport and launch and are locked in this position at the front until they are released to unfold by a safety device depending on the launch acceleration.
  • the object of the invention is to propose a solution for a corresponding missile with such a component.
  • the missile contains a device for locking and/or unlocking, in particular only for unlocking, a component locked by a latch.
  • the device comprises at least one latch which can be moved between a block position that locks the component and a release position that releases the component or is moved during unlocking.
  • the device comprises a pyrotechnic force element with an output (output element, output part, ...) which can be or is moved pyrotechnically from a passive position to an active position in response to a trigger signal. The output is therefore moved pyrotechnically.
  • Pyrotechnics is part or the driving element of or in the power element.
  • the device comprises a coupling element through which at least one of the bolts is coupled to the output as follows: A mechanical movement of the bolt from the block position to the release position is caused by a movement of the output from the passive position to the active position or vice versa. A corresponding movement coupling is therefore carried out during operation.
  • latches per component can be provided in the missile and/or a multi-part component can be provided, the respective parts of which are held by one or more latches.
  • Several components can also be provided, each being locked by at least one of the latches, etc.
  • the transition from the release position to the block position can also be caused by the transition from the passive to the active position.
  • the variants can - in the case of several bars - be the same for all bars or be mixed and different. Locking can also take place instead of unlocking, etc.
  • the missile or the device or the locking/unlocking itself is very robust against environmental influences.
  • At least one of the bars is at least partially moved or movable by a rotary movement between the block position and the release position or is moved accordingly during operation.
  • the bolt rotates, in particular around a single, preferably several, axes of rotation, possibly combined with translation. Corresponding movements are particularly favorable for missiles.
  • At least one of the bars is designed in one piece with at least a portion of the coupling element.
  • an or several bars are made in one piece with the entire coupling element.
  • the one-piece object is a stable, rigid, but deformable object (due to the movement of the output) as intended. This leads to a particularly simple and interference-proof design of the device.
  • the coupling element is or is moved by the movement of the output and the bolt is moved based on the movement of the coupling element and/or the coupling element is deformed by the movement of the output and the bolt is moved based on the deformation of the coupling element.
  • the output can therefore cause both movements and deformations on the coupling element.
  • deformation is accompanied by movement.
  • the coupling element is or is moved exclusively by the movement of the output and the bolt is moved based on the movement of the coupling element. So there is no deformation.
  • Such a device can be implemented in particular with very little force (the output has to apply little force).
  • the coupling element is a joint arrangement with at least one joint, i.e. H. the coupling element contains at least one joint.
  • This embodiment is particularly suitable in combination with the exclusive movement without deformation, as explained above.
  • a combination of deformation and joint arrangement is also conceivable.
  • the force element has a base body and the output is movable relative to the base body between the passive position and the active position or is moved accordingly.
  • the output in particular carries out a linear movement with respect to the base body.
  • Such force elements are commercially available.
  • the base body is attached to a fixed structure (e.g. base structure/support structure/shell/...) of the missile, so that the output acts as an actuator that moves relative to the fixed structure.
  • the device contains at least one support that is stationary relative to the base body.
  • the coupling element rests on the support (at least in the active or passive position of the output).
  • the support is or forms a rotating and/or displacement point for the movement (rotation and/or translation) of the coupling element.
  • the support is formed by a part of the above-mentioned fixed structure of the missile, so that the output acts as an actuator that moves relative to the support.
  • the device contains at least two supports and the coupling element is a - in particular deformable - body which rests on both supports (at least in the active or passive position of the output).
  • the output is connected to the coupling element between the supports in a deforming and/or moving manner (see the options above).
  • the force element is triggered or the output moves, the coupling element is deformed and/or moved between the two supports.
  • the coupling element or the body is or is pulled between the supports when it is deformed and / or moved by the output and at least one of the bars is positioned over one of the supports, in particular outwards ("outside”: In particular, a section of the coupling element or body that protrudes beyond the point of engagement of the output and/or the two supports, i.e. not between them, is formed. Due to the deformation and/or movement of the body between the supports, the part/section of the coupling element that projects beyond the supports and thus the bolt is also moved. This leads to a particularly simple solution in terms of construction.
  • the component is a wing of the missile.
  • the wing is in particular a tail unit, rudder, canard, etc.
  • Corresponding wings can be developed particularly easily thanks to the invention.
  • the bolt is at least rotated, i.e. moved in a rotational manner, in particular additionally moved in a translational manner. This has already been explained above in connection with the missile.
  • the coupling element is moved and/or deformed in order to move the latch. This has already been explained above in connection with the missile.
  • the coupling element is placed on two supports and deformed and/or moved between them. This has already been explained above in connection with the missile.
  • the invention is based on the following findings, observations and considerations and also has the following embodiments.
  • the embodiments are sometimes also called “the invention” for simplicity.
  • the embodiments can also contain parts or combinations of the above-mentioned embodiments or correspond to them and/or possibly also include previously unmentioned embodiments.
  • the invention is based on the idea of a rigid and/or articulated structure (output/coupling element/bolt), which holds a component, in particular canards, in a waiting position (locked position) via a latch, in particular a retaining lug (nose). If the release of the component, e.g. B. the canards, a pyrotechnic force element is ignited and deforms and / or moves them Structure. The retaining lugs (latches) move away from the component (canard) and unlock it, giving it e.g. B. the opportunity to position yourself.
  • the invention is very robust against environmental influences. There is no need for freely moving parts that can come loose due to vibrations or shocks. There are no bearings necessary or present that could solidify due to corrosion.
  • the invention has no gears or freely moving parts.
  • the required movement is generated in particular by deformation and/or displacement. This results in a high level of resistance to misbehavior and environmental influences.
  • the system has hardly any tolerances and is easy to manufacture. The system can be used where space is limited.
  • the invention is based on the basic idea and works by deforming and/or moving a structure (output/coupling element/bolt).
  • the structure is presented in particular as a beam with two supports, which are located away from the ends of the beam within the length of the beam.
  • a force is applied to the beam between the supports by a pyrotechnic force element (its output).
  • its output By loading the structure, the free ends of the beam are raised and unlock the canards suspended there. Due to a self-securing force element (the output is secured in particular in the active position) and a plastic deformation of the structure (the coupling element), the unlocking remains active and prevents locking again.
  • a pyrotechnic unlocking there is a pyrotechnic unlocking.
  • a structure (coupling element) is forced into a desired deformation by a pyrotechnic force element and the structure thereby releases the lock.
  • the invention can be used in a projectile to prevent accidental unlocking of the component or the canards and to achieve a desired unlocking via an electrical impulse from the electronics. This means that the component / the canards can be unlocked / come out of the projectile at a desired time.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of a section of a missile 2, not shown, which contains a device 4.
  • the missile 2 extends along a central longitudinal axis 3.
  • the device 4 is used to unlock four (see also Fig. 3 ), each locked by a latch 6, not shown components 8, of which in Figure 1 only one is indicated as an example.
  • Figure 1a shows the component 8 in the locked state, when a nose 10 of a latch 6 engages behind a projection 12 of the component 8 and thus prevents the component 8 from moving in the direction of the arrow 14.
  • the device 4 has four bars 6, of which in Figure 1a only two are visible.
  • Figure 1a shows a block position PB of the bars 6, in which they lock the respective components 8.
  • the latches 6 can be moved into a release position FP, in which they release the respective component 8, as in Figure 1b is shown.
  • the component 8 can then move in the direction of the arrow 14.
  • the device 4 contains a pyrotechnic force element 16 with an output 18 in the form of an output element, here a tension bolt.
  • the force element 16 contains a base body 20, which is fixed in a cup-shaped recess 22 of a support structure 24 of the device 4 or the missile 2.
  • the output 18 is linear relative to the base body 20 in the direction of an arrow 26 in response to a trigger signal SA (only indicated symbolically here) pyrotechnically from a passive position PP ( Figure 1a ) into an active position PA ( Figure 1b ) movable.
  • SA a trigger signal
  • the device 4 contains a coupling element 27.
  • the coupling element 27 is fixed to the output 18 by a screw connection (thread in the output 18, hole in the coupling element 27, screwed-in screw with washer).
  • the bars 8 are motion-coupled with the output 18 as follows: a movement of the output 18 from the passive position PP to the active position PA in the direction of the arrow 26 causes a movement of the bars 6 from the block position PB to the release position PF. This is achieved by the tensile screw connection of the output 18 to the coupling element 27 explained above.
  • the corresponding movement coupling is through the Figures 1a , b shown.
  • the bars 6 are designed in one piece with the coupling element 27 or its respective sections 32, here end sections (see also Figure 3 ).
  • the coupling element 27 is designed here in the shape of a cross or two crossed bars.
  • the movement of the bars 6 takes place through a combination of a rotary or rotational movement (arrow 28) and a translational or displacement movement (arrow 30), which in Figure 1b is indicated.
  • the movement takes place on or around a support 36 or its pivot and displacement point 38.
  • Figure 1b It can be seen that the coupling element 27 is both moved and deformed by the movement of the output 18 in the direction of the arrow 26. The deformation occurs in the form of a bend in the area 34 of the coupling element 27. Due to the deformation and bending, the bars 6 are moved. In Figure 1b is thanks to the deformation that has occurred Figure 1b now also the (end) section 32 of a third arm/beam of the coupling element 27 and a third bar 6 formed onto it in its release position FP in the middle of the image.
  • the device 4 contains a total of four supports 36 on which the coupling element 27 rests.
  • the supports 36 form a respective pivot and displacement point 38 for the movement of the coupling element 27.
  • the supports 36 are here designed together as an annular collar 37 of the support structure 24, surrounding the central longitudinal axis 3 in a ring, whereby Figure 1a , b shows alternative variants (left and right in the picture) of a collar cross section. In reality, the collar 37 is particularly uniform.
  • the coupling element 27 is a body that is rigid in the positions PB, PF or states PA, PP, but can be deformed by the output 18 during the transition between them and rests on the four supports 36.
  • the output 18 is therefore deforming between the supports 36 on the coupling element 27, here by the above-mentioned screw connection in the output 18.
  • the coupling element 27 (in Figure 1 in the middle and downwards) between the supports 36.
  • the bars 6 each form sections 32 of the coupling element 27 that project outwards via the supports 36, i.e. viewed from the connection point of the output 18 beyond the supports 36.
  • the procedure is as follows:
  • the latches 6 are moved from the block position PB, which locks the components 8, into the release position PF, which releases the components 8.
  • the output 18 of the pyrotechnic force element 16 is moved pyrotechnically from the passive position PP into the active position PA in response to the trigger signal SA.
  • the coupling element 27 couples the bolt 6 with the output 18 according to a movement coupling in such a way that the movement of the output 18 from the passive position PP to the active position PA causes the mechanical movement of the bolt 6 from the block position PB to the release position PF.
  • the component 8 is thus released or unlocked by the latch 6.
  • the latch 6 is rotated (arrow 28) and moved (arrow 30).
  • the coupling element 27 is moved and deformed to move the latch 6.
  • the coupling element 27 is placed on four supports 36 and deformed between them, i.e. in Figure 1 pulled downwards and thereby bent.
  • Figure 2 shows the arrangement Figure 1 , but with an alternative coupling element 27.
  • This is now a joint arrangement and has a total of four joints 40.
  • the coupling element 27 is no longer deformed, but rather the coupling element 27 or its joints 40 are only moved.
  • the bars 6 are moved exclusively by the movement and no longer by the deformation of the coupling element 27. Otherwise, the above applies Figure 1
  • Figure 3 shows the top view in the direction of arrow III of the arrangements from the Figures 1 and 2 .
  • the joints 40 with their respective axes of rotation 42 according to Figure 2 are indicated by dashed lines as a variant of the deformable coupling element 27.
  • the circular collar 37, which forms the supports 36 and pivot and displacement points 38 in the area of the coupling element 27, is again clearly visible.
  • the Coupling element 27 with four arms and four integrally formed bars 6 is designed as a holding cross.
  • Figure 4 shows in a view according to the Figures 1 and 2 a section of an alternative missile 2.
  • the components 8 here are wings 44 in the form of canards.
  • Figure 4 shows the block position PB or passive position PP of the bolt 6 as well as a locked wing 44 in the picture on the right.
  • the release position PF of the bolt 6 and the associated position / state of the coupling element 27 are also shown in dashed lines for an active position PA.
  • an unlocked wing 44 that has emerged from the missile 2 or its casing 46 or outer contour is shown in dashed lines on the left.
  • the coupling element 27 is shown here again without a joint and is therefore deformed when unlocking.
  • the coupling element 27 can also be used Fig. 2 be used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flugkörper.
  • Ein bestimmtes Bauteil eines Flugkörpers soll erst zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert / bewegt / ... werden. Hierzu soll dieses ver- oder entriegelt werden. Z. B. sollen die Canards eines Flugkörpers erst zu einem gewünschten Zeitpunkt aus dem Flugkörper austreten. Es muss gewährleistet sein, dass diese bis zu diesem Zeitpunkt verriegelt in ihrer Warteposition verweilen und im richtigen Moment entriegelt werden und sich aufstellen können.
  • Aus der bisherigen Praxis ist es bekannt, eine derartige Entriegelung über einen Sicherungsstift zu realisieren, welcher über eine Mechanik gezogen wird. Hierzu sind beispielsweise elektrische Arretierbolzen oder Linear-Aktuatoren bekannt (https://www.continental-automotive.com/en-GL/Passenger-Cars/Powertrain/Gasoline-Technologies/Gas-Exchange/Air-Path/Digital-Linear-Actuator).
  • Aus der EP 2 759 799 B1 ist eine Vorrichtung zum Halten und Ausfahren von Canards bekannt. Aus der DE 32 22 378 A1 ist eine Vorrichtung zur Verringerung der Empfindlichkeit leitwerksstabilisierter Gefechtskörper gegen seitliche Anströmung bekannt. Aus der DE 37 21 512 C1 ist ein Flugkörper mit überkalibrigem Leitwerk bekannt, dessen Ruderblätter für die Lagerung, den Transport und den Start in die Flugkörperstruktur eingeklappt und in dieser Stellung stirnseitig arretiert sind, bis sie von einer Sicherungseinrichtung startbeschleunigungsabhängig zum Ausklappen freigegeben werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für einen entsprechenden Flugkörper mit einem derartigen Bauteil vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Flugkörper gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Der Flugkörper enthält eine Vorrichtung zur Ver- und/oder Entriegelung, insbesondere nur zur Entriegelung, eines durch einen Riegel verriegelten Bauteils. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Riegel, der zwischen einer das Bauteil verriegelnden Blockposition und einer das Bauteil freigebenden Freigabeposition bewegbar ist bzw. bei der Entriegelung bewegt wird. Die Vorrichtung umfasst ein pyrotechnisches Kraftelement mit einem Abtrieb (Abtriebselement, Abtriebsteil, ...), der auf ein Auslösesignal hin pyrotechnisch aus einer Passivposition in eine Aktivposition bewegbar ist bzw. bewegt wird. Der Abtrieb wird also pyrotechnisch bewegt. Die Pyrotechnik ist Teil bzw. das Antriebselement des bzw. im Kraftelement. Die Vorrichtung umfasst ein Koppelelement, durch das mindestens einer der Riegel mit dem Abtrieb wie folgt bewegungskoppelt ist: Eine mechanische Bewegung des Riegels von der Blockposition in die Freigabeposition ist durch eine Bewegung des Abtriebs von der Passivposition in die Aktivposition bedingt oder umgekehrt. Im Betrieb wird also eine entsprechende Bewegungskopplung ausgeführt. Im Flugkörper können insbesondere mehrere Riegel pro Bauteil vorgesehen sein und/oder ein mehrteiliges Bauteil vorgesehen sein, dessen jeweilige Teile durch einen oder mehrere Riegel gehalten sind. Es können auch mehrere Bauteile vorgesehen sein, wobei jedes durch mindestens einen der Riegel verriegelt ist, usw.
  • Die Formulierung "oder umgekehrt" ist so zu verstehen: Auch kann der Übergang von der Freigabeposition in die Blockposition durch den Übergang der Passiv- in die Aktivposition bedingt sein. Die Varianten können jeweils - im Fall mehrerer Riegel - für alle Riegel gleich oder gemischt unterschiedlich vorgesehen sein. Es kann auch eine Verriegelung statt einer Entriegelung stattfinden, usw.
  • Der Flugkörper bzw. die Vorrichtung bzw. die Ver-/ Entriegelung an sich ist sehr robust gegenüber Umwelteinflüssen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einer der Riegel zumindest anteilig durch eine Drehbewegung zwischen der Blockposition und der Freigabeposition bewegt bzw. bewegbar bzw. wird er im Betrieb entsprechend bewegt. Es erfolgt also in jedem Fall eine Rotation des Riegels, insbesondere um eine einzige, vorzugsweise auch mehrere Rotationsachsen, gegebenenfalls kombiniert mit einer Translation. Entsprechende Bewegungen sind für Flugkörper besonders günstig.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einer der Riegel mit zumindest einem Abschnitt des Koppelelements einstückig ausgeführt. Insbesondere ist ein oder mehrere Riegel mit dem gesamtem Koppelelement einstückig ausgeführt. Insbesondere ist das einstückige Objekt ein stabiles, starres, aber bestimmungsgemäß (durch die Bewegung des Abtriebs) verformbares Objekt. Dies führt zu einer besonders einfachen und störsicheren Ausführung der Vorrichtung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist bzw. wird das Koppelelement durch die Bewegung des Abtriebs bewegt und der Riegel anhand der Bewegung des Koppelelements bewegt und/oder es wird das Koppelelement durch die Bewegung des Abtriebs verformt und der Riegel anhand der Verformung des Koppelelements bewegt. Durch den Abtrieb können also sowohl Bewegungen als auch Verformungen am Koppelelement verursacht werden. So sind verschiedene konstruktive Lösungen der Vorrichtung möglich. Insbesondere geht dabei eine Verformung mit einer Bewegung einher.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist bzw. wird das Koppelelement durch die Bewegung des Abtriebs ausschließlich bewegt und der Riegel anhand der Bewegung des Koppelelements bewegt. Hierbei erfolgt also keine Verformung. Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere sehr kraftarm (der Abtrieb muss wenig Kraft aufbringen) realisierbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Koppelelement eine Gelenkanordnung mit mindestens einem Gelenk, d. h. das Koppelelement enthält mindestens ein Gelenk. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere in Kombination mit der ausschließlichen Bewegung ohne Verformung, wie sie oben erläutert wurde. Jedoch ist auch eine Kombination von Verformung und Gelenkanordnung denkbar.
  • Erfindungsgemäß weist das Kraftelement einen Grundkörper auf und der Abtrieb ist relativ zum Grundkörper zwischen der Passivposition und der Aktivposition bewegbar bzw. wird dieser entsprechend bewegt. Der Abtrieb führt hierbei insbesondere eine Linearbewegung bezüglich des Grundkörpers aus. Derartige Kraftelemente sind kommerziell erhältlich. Insbesondere ist der Grundkörper an einer Fixstruktur (z. B. Grundstruktur / Tragstruktur / Hülle / ...) des Flugkörpers befestigt, so dass der Abtrieb als Aktor wirkt, der sich relativ zur Fixstruktur bewegt.
  • Erfindungsgemäß enthält die Vorrichtung mindestens ein relativ zum Grundkörper ortsfestes Auflager. Auf dem Auflager liegt das Koppelelement (zumindest in der Aktiv- oder der Passivposition des Abtriebs) auf. Das Auflager ist bzw. bildet einen Dreh- und/oder Verschiebepunkt für die Bewegung (Rotation und/oder Translation) des Koppelelements. So ergeben sich konstruktiv besonders einfache und robuste Vorrichtungen. Insbesondere ist das Auflager durch einen Teil der o.g. Fixstruktur des Flugkörpers gebildet, so dass der Abtrieb als Aktor wirkt, der sich relativ zum Auflager bewegt.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält die Vorrichtung mindestens zwei Auflager und das Koppelelement ist ein - insbesondere verformbarer - Körper, der (zumindest in der Aktiv- oder der Passivposition des Abtriebs) auf beiden Auflagern aufliegt. Der Abtrieb ist verformend und/oder bewegend (siehe die Optionen oben) zwischen den Auflagern am Koppelelement angebunden. Bei der Auslösung des Kraftelements bzw. Bewegung des Abtriebs erfolgt also eine Verformung und/oder Bewegung des Koppelelements zwischen den beiden Auflagen. Dies führt zu einer besonders robusten Vorrichtung. Insbesondere erfolgt eine - insbesondere - Durchbiegung des Koppelelements zwischen den Auflagern, wobei diese als Stütze für die Bewegung/Verformung dienen.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist bzw. wird das Koppelelement bzw. der Körper bei dessen Verformung und/oder Bewegung durch den Abtrieb zwischen die Auflager gezogen und wenigstens einer der Riegel ist als über eines der Auflager, insbesondere nach außen ("außen": insbesondere jenseits bezüglich des Angriffspunktes des Abtriebs und/oder bezüglich der beiden Auflager, also nicht zwischen diesen), hinausragender Abschnitt des Koppelelements bzw. des Körpers ausgebildet. Durch die Verformung und/oder Bewegung des Körpers zwischen den Auflagern wird auch der über die Auflager hinausragende Teil / Abschnitt des Koppelelements und damit der Riegel bewegt. Dies führt zu einer konstruktiv besonders einfachen Lösung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bauteil ein Flügel des Flugkörpers. Der Flügel ist insbesondere ein Leitwerk, Ruder, Canard, usw. Entsprechende Flügel können dank der Erfindung besonders einfach entwickelt werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10 zur Ver- und/oder Entriegelung eines durch einen Riegel verriegelten Bauteils eines Flugkörpers. Bei dem Verfahren
    • wird der Riegel von einer das Bauteil verriegelnden Blockposition in eine das Bauteil freigebende Freigabeposition bewegt (oder umgekehrt, siehe oben),
    • wobei ein Abtrieb eines pyrotechnischen Kraftelements auf ein Auslösesignal hin pyrotechnisch aus einer Passivposition in eine Aktivposition bewegt wird,
    • wobei ein Koppelelement den Riegel mit dem Abtrieb derart bewegungskoppelt, dass die Bewegung des Abtriebs von der Passivposition in die Aktivposition die mechanische Bewegung des Riegels von der Blockposition in die Freigabeposition bedingt oder umgekehrt (siehe oben),
    • wobei das Koppelelement auf zwei Auflagern aufgelegt und zwischen diesen verformt und/oder bewegt wird.
  • Das Verfahren und zumindest ein Teil dessen Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Flugkörper erläutert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Riegel zumindest gedreht, also rotatorisch bewegt, insbesondere zusätzlich translatorisch bewegt. Dies wurde oben im Zusammenhang mit dem Flugkörper bereits erläutert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Koppelelement bewegt und/oder verformt, um den Riegel zu bewegen. Dies wurde oben im Zusammenhang mit dem Flugkörper bereits erläutert.
  • Erfindungsgemäß wird das Koppelelement auf zwei Auflagern aufgelegt und zwischen diesen verformt und/oder bewegt. Dies wurde oben im Zusammenhang mit dem Flugkörper bereits erläutert.
  • Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch "die Erfindung" genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
  • Die Erfindung basiert auf der Idee einer starren und/oder gelenkigen Struktur (Abtrieb / Koppelelement / Riegel), welche über einen Riegel, insbesondere eine Haltenase (Nase), ein Bauteil, insbesondere Canards, in einer Warteposition (verriegelte Position) hält. Wird die Freigabe des Bauteils, z. B. der Canards, eingeleitet, wird ein pyrotechnisches Kraftelement gezündet und verformt und/oder verschiebt diese Struktur. Die Haltenasen (Riegel) entfernen sich vom Bauteil (Canard) und entriegeln dieses, geben diesem z. B. die Möglichkeit, sich aufzustellen.
  • Die Erfindung ist sehr robust gegenüber Umwelteinflüssen. Es sind keine freibeweglichen Teile nötig, welche sich durch Vibrationen oder Erschütterungen lösen können. Es sind keine Lagerstellen nötig bzw. vorhanden, welche sich durch Korrosion verfestigen könnten.
  • Die Erfindung besitzt insbesondere keine Getriebe oder freibewegliche Teile. Die erforderliche Bewegung wird durch insbesondere eine Deformation und/oder Verschiebung erzeugt. Daraus resultiert eine hohe Resistenz gegen Fehlverhalten und Umwelteinflüsse. Das System ist kaum toleranzbehaftet und einfach in der Herstellung. Das System kann bei geringen Bauräumen angewendet werden.
  • Die Erfindung basiert auf der Grundidee bzw. funktioniert durch Deformation und/oder Verschieben einer Struktur (Abtrieb / Koppelelement / Riegel). Die Struktur stellt sich insbesondere als Balken mit zwei Auflagern dar, welche von den Enden des Balkens entfernt innerhalb der Balkenlänge liegen. Durch ein pyrotechnisches Kraftelement (dessen Abtrieb) wird eine Kraft auf den Balken zwischen die Auflager eingebracht. Durch Belastung der Struktur werden die freien Enden des Balkens angehoben und entriegeln die dort eingehängten Canards. Durch ein sich selbst sicherndes Kraftelement (der Abtrieb ist insbesondere in der Aktivposition gesichert) und einer plastischen Verformung der Struktur (des Koppelelements) bleibt die Entriegelung aktiv und verhindert ein erneutes Verriegeln.
  • Gemäß der Erfindung ergibt sich eine pyrotechnische Entriegelung. Gemäß der Erfindung wird durch ein pyrotechnisches Kraftelement eine Struktur (Koppelelement) zu einer gewollten Deformation gezwungen und die Struktur löst dadurch die Verriegelung.
  • Die Erfindung kann in einem Geschoss genutzt werden um eine versehentliche Entriegelung des Bauteils bzw. der Canards zu verhindern und eine gewollte Entriegelung über einen elektrischen Impuls der Elektronik zu erzielen. Somit kann das Bauteil / können die Canards zu einem gewünschten Zeitpunkt entriegelt werden / aus dem Geschoss treten.
  • Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
    • Figur 1
    eine Vorrichtung eines Flugkörpers zur Entriegelung eines Bauteils mit dem a) verriegelten und b) entriegelten Bauteil,
    Figur 2
    eine alternative Vorrichtung mit gelenkigem Koppelelement im a) verriegelten und b) entriegelten Zustand,
    Figur 3
    eine Draufsicht auf die Vorrichtungen aus den Fign. 1 und 2 in Richtung des Pfeils III,
    Figur 4
    einen Flugkörper mit alternativer Vorrichtung und ver- und entriegelten Flügeln.
  • Figur 1 zeigt in einer Prinzipskizze einen Ausschnitt aus einem nicht näher dargestellten Flugkörper 2, der eine Vorrichtung 4 enthält. Der Flugkörper 2 erstreckt sich entlang einer Mittellängsachse 3. Die Vorrichtung 4 dient zur Entriegelung von vier (siehe auch Fig. 3), jeweils durch einen Riegel 6 verriegelten, nicht weiter dargestellten Bauteilen 8, von denen in Figur 1 exemplarisch nur eines angedeutet ist. Figur 1a zeigt das Bauteil 8 im verriegelten Zustand, wenn eine Nase 10 eines Riegels 6 einen Vorsprung 12 des Bauteils 8 hintergreift und so eine Bewegung des Bauteils 8 in Richtung des Pfeils 14 verhindert. Insgesamt verfügt die Vorrichtung 4 über vier Riegel 6, von denen in Figur 1a nur zwei sichtbar sind. Figur 1a zeigt damit eine Blockposition PB der Riegel 6, in der sie die jeweiligen Bauteile 8 verriegeln. Die Riegel 6 sind in eine Freigabeposition FP bewegbar, in der sie das jeweilige Bauteil 8 freigegeben, wie in Figur 1b gezeigt ist. Das Bauteil 8 kann sich dann in Richtung des Pfeils 14 bewegen.
  • Die Vorrichtung 4 enthält ein pyrotechnisches Kraftelement 16 mit einem Abtrieb 18 in Form eines Abtriebselements, hier eines Zugbolzens. Das Kraftelement 16 enthält einen Grundkörper 20, der in einer hier topfförmigen Ausnehmung 22 einer Tragstruktur 24 der Vorrichtung 4 bzw. des Flugkörpers 2 fixiert ist. Der Abtrieb 18 ist relativ zum Grundkörper 20 linear in Richtung eines Pfeils 26 auf ein Auslösesignal SA (hier nur symbolisch angedeutet) hin pyrotechnisch aus einer Passivposition PP (Figur 1a) in eine Aktivposition PA (Figur 1b) bewegbar.
  • Die Vorrichtung 4 enthält ein Koppelelement 27. Das Koppelelement 27 ist durch eine Verschraubung (Gewinde im Abtrieb 18, Bohrung im Koppelelement 27, eingeschraubte Schraube mit Unterlegscheibe) am Abtrieb 18 fixiert. Durch das Koppelelement 27 sind die Riegel 8 mit dem Abtrieb 18 wie folgt bewegungsgekoppelt: eine Bewegung des Abtriebs 18 von der Passivposition PP in die Aktivposition PA in Richtung des Pfeils 26 bewirkt eine Bewegung der Riegel 6 von der Blockposition PB in die Freigabeposition PF. Dies wird durch die oben erläuterte zugbelastbare Verschraubung des Abtriebs 18 am Koppelelement 27 bewirkt. Die entsprechende Bewegungskopplung ist durch die Figuren 1a,b dargestellt. Die Riegel 6 sind einstückig mit dem Koppelelement 27 bzw. dessen jeweiligen Abschnitten 32, hier Endabschnitten, ausgeführt (siehe auch Figur 3). Das Koppelelement 27 ist hier in der Form eines Kreuzes bzw. zweier gekreuzter Balken ausgeführt.
  • Die Bewegung der Riegel 6 erfolgt hierbei durch eine Kombination aus einer rotatorischen bzw. Drehbewegung (Pfeil 28) und einer translatorischen bzw. Verschiebebewegung (Pfeil 30), die in Figur 1b angedeutet ist. Die Bewegung erfolgt an bzw. um ein Auflager 36 bzw. dessen Dreh- und Verschiebepunkt 38.
  • Figur 1b ist zu entnehmen, dass durch die Bewegung des Abtriebs 18 in Richtung des Pfeils 26 das Koppelelement 27 sowohl bewegt als auch verformt wird. Die Verformung tritt in Form einer Verbiegung im Bereich 34 des Koppelelement 27 auf. Aufgrund der Verformung und Verbiegung werden die Riegel 6 bewegt. In Figur 1b ist dank der erfolgten Verformung gegenüber Figur 1b nun auch der (End-)Abschnitt 32 eines dritten Armes / Balkens des Koppelelements 27 und an diesem angeformt ein dritter Riegel 6 in seiner Freigabeposition FP mittig im Bild sichtbar geworden.
  • Die Vorrichtung 4 enthält insgesamt vier Auflager 36, auf denen das Koppelelement 27 aufliegt. Die Auflager 36 bilden einen jeweiligen Dreh- und Verschiebepunkt 38 für die Bewegung des Koppelelement 27. Die Auflager 36 sind hier gemeinsam als ringförmiger Kragen 37 der Tragstruktur 24, die Mittellängsachse 3 ringförmig umgebend ausgeführt, wobei Figur 1a,b alternative Varianten (links und rechts im Bild) eines Kragenquerschnitts zeigt. In der Realität ist der Kragen 37 insbesondere einheitlich ausgebildet.
  • Das Koppelelement 27 ist ein an sich in den Positionen PB, PF bzw. Zuständen PA, PP starrer, jedoch beim Übergang zwischen diesen durch den Abtrieb 18 verformbarer Körper, der auf den vier Auflagern 36 aufliegt. Der Abtrieb 18 ist damit verformend zwischen den Auflagern 36 am Koppelelement 27 angebunden, hier durch die o.g. Verschraubung im Abtrieb 18. Bei der Verformung wird das Koppelelement 27 (in Figur 1 mittig und nach unten) zwischen die Auflager 36 gezogen. Die Riegel 6 bilden über die Auflager 36 jeweils nach außen, also vom Anbindungspunkt des Abtriebs 18 aus gesehen nach jenseits der Auflager 36, ragende Abschnitte 32 des Koppelelements 27.
  • Bei einem Verfahren zur Entriegelung der durch die Riegel 6 verriegelten Bauteile 8 des Flugkörpers 2 wird als wie folgt vorgegangen: Die Riegel 6 werden von der die Bauteile 8 verriegelnden Blockposition PB in die die Bauteile 8 freigebende Freigabeposition PF bewegt. Der Abtrieb 18 des pyrotechnischen Kraftelements 16 wird auf das Auslösesignal SA hin pyrotechnisch aus der Passivposition PP in die Aktivposition PA bewegt. Das Koppelelement 27 koppelt den Riegel 6 mit dem Abtrieb 18 gemäß einer Bewegungskopplung derart, dass die Bewegung des Abtriebs 18 von der Passivposition PP in die Aktivposition PA die mechanische Bewegung des Riegels 6 von der Blockposition PB in die Freigabeposition PF bedingt. Das Bauteil 8 ist damit vom Riegel 6 freigegeben bzw. entriegelt.
  • Der Riegel 6 wird dabei gedreht (Pfeil 28) und verschoben (Pfeil 30). Das Koppelelement 27 wird bewegt und verformt, um den Riegel 6 zu bewegen. Das Koppelelement 27 wird dazu auf vier Auflagern 36 aufgelegt und zwischen diesen verformt, also in Figur 1 nach unten gezogen und dadurch gebogen.
  • Figur 2 zeigt die Anordnung aus Figur 1, jedoch mit einem alternativen Koppelelement 27. Dieses ist nunmehr eine Gelenkanordnung und weist insgesamt vier Gelenke 40 auf. Bei der Bewegung des Abtriebs 18 wird das Koppelelement 27 nicht mehr verformt, sondern das Koppelelement 27 bzw. dessen Gelenke 40 werden ausschließlich bewegt. So werden die Riegel 6 auch ausschließlich durch die Bewegung, nicht mehr durch die Verformung des Koppelelement 27 bewegt. Ansonsten gelten die oben zu Figur 1 getroffenen Aussagen sinngemäß auch für die Ausführungsform gemäß Figur 2.
  • Figur 3 zeigt die Draufsicht in Richtung des Pfeils III auf die Anordnungen aus den Figuren 1 und 2. Die Gelenke 40 mit ihren jeweiligen Drehachsen 42 gemäß Figur 2 sind als Variante des verformbaren Koppelelements 27 gestrichelt angedeutet. Gut sichtbar ist nochmals der kreisförmig umlaufende Kragen 37, der im Bereich der Koppelelements 27 die Auflager 36 und Dreh- und Verschiebepunkte 38 ausbildet. Das Koppelelement 27 mit vier Armen und vier einstückig angeformten Riegeln 6 ist als Haltekreuz ausgeführt.
  • Figur 4 zeigt in einer Ansicht gemäß der Figuren 1 und 2 einen Ausschnitt aus einem alternativen Flugkörper 2. Die Bauteile 8 sind hier Flügel 44 in Form von Canards. Figur 4 zeigt ausgezogen die Blockposition PB bzw. Passivposition PP der Riegel 6 sowie im Bild rechts einen verriegelten Flügel 44. Im Bild links ist zusätzlich gestrichelt bei einer Aktivposition PA die Freigabeposition PF des Riegels 6 und die zugehörige Position / Zustand des Koppelelements 27 dargestellt. Außerdem ist links gestrichelt für diesen Fall ein entriegelter und somit aus dem Flugkörper 2 bzw. dessen Hülle 46 bzw. Außenkontur ausgetretener Flügel 44 dargestellt. Das Koppelelement 27 ist hier wieder ohne Gelenk dargestellt und wird daher bei der Entriegelung verformt. Alternativ und nicht dargestellt kann hier auch das Koppelelement 27 aus Fig. 2 eingesetzt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Flugkörper
    3
    Mittellängsachse
    4
    Vorrichtung
    6
    Riegel
    8
    Bauteil
    10
    Nase
    12
    Vorsprung
    14
    Pfeil (Auslösung Bauteil)
    16
    Kraftelement
    18
    Abtrieb
    20
    Grundkörper
    22
    Ausnehmung
    24
    Tragstruktur
    26
    Pfeil (Bewegung Abtrieb)
    27
    Koppelelement
    28
    Pfeil (Rotation)
    30
    Pfeil (Translation)
    32
    Abschnitt
    34
    Bereich
    36
    Auflager
    37
    Kragen
    38
    Dreh- und Verschiebepunkt
    40
    Gelenk
    42
    Drehachse
    44
    Flügel
    46
    Hülle
    PB
    Blockposition
    PF
    Freigabeposition
    PA
    Aktivposition
    PP
    Passivposition
    SA
    Auslösesignal

Claims (12)

  1. Flugkörper (2) mit einer Vorrichtung (4) zur Ver- und/oder Entriegelung eines durch einen Riegel (6) verriegelten Bauteils (8),
    - mit dem mindestens einen Riegel (6), der zwischen einer das Bauteil (8) verriegelnden Blockposition (PB) und einer das Bauteil (8) freigebenden Freigabeposition (PF) bewegbar ist,
    - mit einem pyrotechnischen Kraftelement (16) mit einem Abtrieb (18), der auf ein Auslösesignal (SA) hin pyrotechnisch aus einer Passivposition (PP) in eine Aktivposition (PA) bewegbar ist,
    - mit einem Koppelelement (27), durch das mindestens einer der Riegel (6) mit dem Abtrieb (18) derart bewegungskoppelt ist, dass eine mechanische Bewegung des Riegels (6) von der Blockposition (PB) in die Freigabeposition (PF) durch eine Bewegung des Abtriebs (18) von der Passivposition (PP) in die Aktivposition (PA) bedingt ist oder umgekehrt,
    wobei
    das Kraftelement (16) einen Grundkörper (20) aufweist und der Abtrieb (18) relativ zum Grundkörper (20) zwischen der Passivposition (PP) und der Aktivposition (PA) bewegbar ist, und dadurch gekennzeichnet dass die Vorrichtung (4) mindestens ein relativ zum Grundkörper (20) ortsfestes Auflager enthält, auf dem das Koppelelement aufliegt, wobei das Auflager (36) ein Dreh- und/oder Verschiebepunkt (38) für die Bewegung des Koppelelements (27) ist.
  2. Flugkörper (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens einer der Riegel (6) zumindest anteilig durch eine Drehbewegung zwischen der Blockposition (PB) und der Freigabeposition (PF) bewegt ist.
  3. Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens einer der Riegel (6) mit zumindest einem Abschnitt (32) des Koppelelements (27) einstückig ausgeführt ist.
  4. Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Koppelelement (27) durch die Bewegung des Abtriebs (18) bewegt und/oder verformt ist und der Riegel (6) anhand der Bewegung und/oder der Verformung des Koppelelements (27) bewegt ist.
  5. Flugkörper (2) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Koppelelement (27) durch die Bewegung des Abtriebs (18) ausschließlich bewegt ist und der Riegel (6) anhand der Bewegung des Koppelelements (27) bewegt ist.
  6. Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Koppelelement (27) eine Gelenkanordnung mit mindestens einem Gelenk (40) ist.
  7. Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung (4) mindestens zwei Auflager (36) enthält und das Koppelelement (27) ein Körper ist, der auf beiden Auflagern (36) aufliegt, wobei der Abtrieb (18) zwischen den Auflagern (36) am Koppelelement (27) angebunden ist.
  8. Flugkörper (2) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Koppelelement (27) bei der Verformung und/oder Bewegung zwischen die Auflager (36) gezogen ist und wenigstens einer der Riegel (6) als über eines der Auflager (36) hinausragender Abschnitt (32) des Koppelelements (27) ausgebildet ist.
  9. Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bauteil (8) ein Flügel (44) des Flugkörpers (2) ist.
  10. Verfahren zur Ver- und/oder Entriegelung eines durch einen Riegel (6) verriegelten Bauteils (8) eines Flugkörpers (2), bei dem
    - der Riegel (6) von einer das Bauteil (8) verriegelnden Blockposition (PB) in eine das Bauteil (8) freigebende Freigabeposition (PF) bewegt wird,
    - wobei ein Abtrieb (18) eines pyrotechnischen Kraftelements (16) auf ein Auslösesignal (SA) hin pyrotechnisch aus einer Passivposition (PP) in eine Aktivposition (PA) bewegt wird,
    - wobei ein Koppelelement (27) den Riegel (6) mit dem Abtrieb (18) derart bewegungskoppelt, dass die Bewegung des Abtriebs (18) von der Passivposition (PP) in die Aktivposition (PA) die mechanische Bewegung des Riegels (6) von der Blockposition (PB) in die Freigabeposition (PF) bedingt oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Koppelelement (27) auf zwei Auflagern (36) aufgelegt und zwischen diesen verformt und/oder bewegt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Riegel (6) zumindest gedreht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Koppelelement (27) bewegt und/oder verformt wird, um den Riegel (6) zu bewegen.
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