ES2239157T3 - Unidad de aleteado. - Google Patents

Abstract

Unidad de aleteado diseñada para guiar proyectiles de artillería (1) disparados en trayectorias balísticas, que comprende un número de aletas articuladas idénticas (3a-d), desplegables desde una primera posición pasiva, retraída, a una segunda posición activa una vez que el proyectil (1) asociado con la unidad de aleteado se ha disparado desde el cañón desde el cual se pretende dispararlo, siendo posible controlar individualmente las aletas en la posición activa, caracterizada porque cada aleta articulada (3a-d) pivota individualmente en su propio brazo de oscilación (6a-d), que se extiende en la dirección longitudinal del proyectil, sobre una barra de control (5a-d), sostenida en el brazo de oscilación y dispuesta transversalmente a la dirección de vuelo del proyectil, mientras que cada brazo de oscilación (6a-d), para el despliegue de cada aleta (3a-d) desde su posición retraída, pasiva, a su posición activa desplegada, se sostiene en un extremo de manera que puede pivotar sobre una barrade oscilación (7a-d) fijada transversalmente a la dirección de vuelo del proyectil y perpendicular a dicha barra de control (5a-d) en el proyectil (1), y el patrón de movimiento de dichos brazos de oscilación (6a-d) cuando se activan oscilando hacia afuera desde una primera posición retraída, en la que toda la aleta articulada (3a-d) fija en cada brazo de oscilación (6a-d) se sitúa respectivamente por completo dentro de la forma externa aerodinámica del proyectil (1) manteniéndose hasta el lanzamiento y durante el mismo, hasta una segunda posición desplegada, en la que la aleta articulada completa (3a-d) fija en cada brazo de oscilación (6a-d) se sitúa respectivamente fuera de la misma forma aerodinámica externa.

Description

Unidad de aleteado.

La presente invención hace referencia a una unidad de aleteado ("canard fin") destinada al guiado de proyectiles de artillería disparados en trayectorias balísticas, especialmente desde armas con cañón. El objeto de la presente invención es resolver el problema de proporcionar una unidad de aleteado controlable, que durante la fase de lanzamiento del proyectil del cual forma parte pueda mantenerse retraída en su mayor parte dentro de la forma aerodinámica externa del proyectil y que, a continuación, en el punto necesario de la trayectoria, pueda desplegarse y activarse para guiar el proyectil en su trayectoria.

Dado que resultan muy rentables económicamente, se espera que sean cada vez más habituales los proyectiles de artillería guiados del tipo que se disparan principalmente desde cañones u obuses en trayectorias balísticas y cuyas trayectorias de proyectil, especialmente en el segmento descendente de las mismas, son corregidas mediante control remoto.

La disposición según la presente invención consiste por lo tanto en una unidad de aleteado del tipo que comprende un número de aletas guía idénticas, cada una de las cuales puede desplegarse de una primera posición pasiva, en la que se encuentran retraídas dentro de la cubierta externa aerodinámica del proyectil, a una segunda posición exterior activa, en la que toda la superficie de la aleta queda fuera de dicha cubierta externa y en la que es posible maniobrar las aletas, mediante control, y colocarlas en ángulo respecto al eje longitudinal del proyectil, con lo que se influye en la trayectoria del proyectil.

Además de utilizar unidades de aleteado dirigibles, con sistemas de control asociados para aumentar la probabilidad de impacto de los proyectiles de artillería equipados con las mismas, las unidades de aleteado pueden utilizarse junto con otras unidades de alerones desplegables similares dispuestas en la parte trasera del proyectil para proporcionarle características de deslizamiento que aumentan su alcance.

Para que puedan funcionar cuándo sea preciso activarlas, la mayoría de unidades de aleteado de este tipo y sus sistemas de control tienen que ser capaces de resistir elevadas aceleraciones y también rotaciones, que se producen durante la fase de lanzamiento y la fase inicial de la trayectoria balística, mientras que las aletas articuladas tienen que poder desplegarse de manera rápida y precisa en el instante adecuado. En la posición desplegada, la función específica de control también tiene que ser muy precisa, mientras que las aletas articuladas que lo forman tienen que resistir las tensiones a las que están expuestas cuando se activan para corregir la trayectoria del proyectil. Además, toda la unidad de aleteado constituye sólo un sistema auxiliar y, por lo tanto, debe ocupar un espacio mínimo en el proyectil.

Tal como queda aparente por la patente US 4.438.893, la utilización de unidades de aleteado para guiar proyectiles de artillería no es completamente nueva, pero la unidad de alerón que describe incluye alerones no retráctiles y está destinada a girar de forma libre con respecto al proyectil estabilizado en su rotación. Una técnica que trata aletas retráctiles puede verse a partir del documento GB-A-2246330.

El principio básico de la disposición según la presente invención es que cada aleta articulada pivota individualmente sobre su propio brazo de oscilación que se extiende en la dirección longitudinal del proyectil, sobre un eje de guía, sostenido en el brazo de oscilación y dispuesto transversalmente a la dirección de vuelo del proyectil. Los diversos brazos de oscilación se montan, a su vez, de manera que puedan pivotar sobre su propia barra de oscilación, que por un extremo se dispone transversal a su propia dirección longitudinal y la del proyectil pero perpendicular a dicha barra de control. La barra de oscilación posibilita el despliegue del brazo de oscilación desde una primera posición interior, en la que ésta y la aleta se encuentran suficientemente retraídas en el proyectil para que éste tenga la forma exterior aerodinámica necesaria para el lanzamiento, a una posición exterior en la que la aleta se encuentra totalmente fuera de la forma externa del proyectil, de manera que puede ser maniobrado por los elementos de control que se adaptan al mismo en el ángulo deseado respecto al eje longitudinal del proyectil. Según un desarrollo de la presente invención, para maniobrar simultáneamente todos los brazos de oscilación desde su posición retraída a sus posiciones desplegadas, se utiliza asimismo un elemento de accionamiento que puede desplazarse en la dirección longitudinal del proyectil sobre su eje central, que actúa sobre los brazos de oscilación mediante levas de control dispuestas en los bordes opuestos frente al eje central del proyectil.

Se considera que la variante óptima en este caso es que los brazos de oscilación se sostengan sobre sus ejes de oscilación en cada uno de los extremos de cara a la parte frontal del proyectil y para permitir que el elemento de accionamiento se desplace hacia adelante en la dirección del movimiento del proyectil cuando se activa. El elemento de accionamiento también puede combinarse con elementos de retención especiales, que en la posición original bloquean todos los brazos de oscilación para evitar su despliegue accidental, debido al efecto, por ejemplo, de la fuerza centrífuga en un proyectil giratorio, y que liberan la sujeción cuando se activa el elemento de accionamiento y empieza a moverse. Se consideró principalmente un conjunto de resorte o un acumulador de gas pirotécnico para accionar el elemento de accionamiento. La variante con un conjunto de resorte que dirige el elemento de accionamiento, en particular, ofrece una construcción que puede diseñarse de manera que cargue los brazos de oscilación en la dirección de despliegue, incluso cuando éstos han alcanzado su posición externa, de manera que los brazos de oscilación que permanecen en sus posiciones quedan seguros, incluso sin cierres especiales. Para guiar axialmente los brazos de oscilación en la dirección longitudinal del proyectil se propuso además que los brazos de oscilación y el cuerpo del proyectil se diseñen con superficies de control y de contacto opuestas convergentes en la dirección de despliegue de los brazos de oscilación, llevando las superficies a contacto entre sí en las posiciones completamente desplegadas de los brazos de oscilación y fijando las posiciones externas de los brazos de oscilación según el principio de cuña.

Tal como se afirmó anteriormente, según un desarrollo de la presente invención, los brazos de oscilación se sostienen preferentemente en los extremos delanteros según la dirección de vuelo. De esta manera resulta posible diseñar la pared trasera de la ranura, en la que pueden desplazarse cada aleta y su brazo de oscilación, de modo que en la posición retraída la aleta descanse su borde trasero contra el borde interior opuesto de la ranura. Esto a su vez permite que las fuerzas de aceleración que actúan sobre el proyectil durante el lanzamiento se transfieran directamente de las aletas al cuerpo del proyectil, de manera que pueden limitarse las dimensiones de las aletas y los ejes de control de las mismas.

Otro problema práctico que es preciso resolver en lo que se refiere a los proyectiles de artillería con aletas desplegables es de qué manera pueden dotarse de la forma más aerodinámica posible durante la fase de lanzamiento sin hacer más difícil el despliegue efectivo de las aletas. En el caso de aletas montadas en la parte trasera, éstas se cubren a menudo con cubiertas protectoras desechables durante el lanzamiento, que después se extraen coincidiendo con el despliegue de las aletas. Este tipo de solución no puede utilizarse en el caso de aletas articuladas, ya que éstas se encuentran en la parte delantera del proyectil. En la unidad de aleteado según la presente invención las aletas se despliegan a través de hendiduras o ranuras abiertas en la carcasa externa del proyectil y según un desarrollo de la presente invención estas ranuras o hendiduras están cubiertas por placas protectoras, que se diseñan con líneas de fractura definidas a lo largo de los bordes de cada hendidura. Estas líneas de fractura definidas serán perforadas cuando cada aleta empiece a desplazarse hacia la posición de despliegue. Tan pronto como las aletas articuladas están desplegadas por completo, puede recuperarse la forma aerodinámicamente favorable ya que los brazos de oscilación, que desplazan las aletas articuladas de la posición retraída a la posición desplegada, ocupan cada hendidura en sus posiciones desplegadas.

La presente invención se define en las reivindicaciones siguientes y ahora se describirá con algo más de detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas, que se refieren a un proyectil de artillería que puede lanzarse con una trayectoria balística desde un arma con cañón del tipo de un cañón u obús, estando equipado el proyectil con aletas de guía articuladas que se retraen durante el lanzamiento pero se despliegan en la trayectoria para guiar el proyectil principalmente en su trayectoria descendente.

En las figuras:

La figura 1 muestra una sección longitudinal de la parte frontal del proyectil con las aletas retraídas

La figura 2 muestra la misma sección que en la figura 1, pero con las aletas desplazándose hacia el exterior y

La figura 3 muestra la misma sección que en las figuras 1 y 2, pero con las aletas completamente desplegadas y

La figura 4 muestra una ilustración detallada de la función de despliegue de aletas para una aleta a una escala algo mayor

La figura 5 muestra la sección (V-V) de la figura 4 al doble de su escala y

La figura 6 muestra una proyección oblicua del almacenamiento y la función de despliegue de la aleta según las figuras 1 a 5.

Las diversas partes tienen los mismos números de referencia en todas las figuras y los componentes que se presentan en cada aleta reciben el mismo número de referencia con el sufijo (a-d).

El cuerpo del proyectil (1) con su parte frontal (2), en la que cuatro aletas articuladas idénticas (3a), (3b), (3c), (3d) se disponen de manera retráctil, aparece en las distintas figuras. En éstas, cada una de las aletas articuladas (3a-d) puede desplegarse a través de una hendidura o ranura independiente (4a-d) en la carcasa del proyectil (1). En la posición de partida, cada hendidura está cubierta por una placa protectora, que está diseñada con una línea de fractura definida a lo largo del borde de la hendidura y cada aleta, cuando empieza a moverse, perfora fácilmente estas líneas de fractura definidas. En su posición retraída pasiva, cada aleta articulada (3a-3d) presenta una alineación cero respecto a un plano de referencia que discurre a través del eje central del proyectil (1) y las aletas en sus posiciones desplegadas activas pueden entonces quedar en ángulo respecto a su plano de referencia girando sobre una barra de control (5a-d) dispuesta transversalmente a la dirección prevista para el vuelo del proyectil. Cada aleta articulada (3a-d) pivota además mediante su barra de control en un brazo de oscilación independiente (6a-d) que se extiende en la dirección longitudinal del proyectil. Los cojinetes de la barra de control (5a-d) se disponen en el extremo trasero de los brazos de oscilación (6a-d) en la dirección de vuelo del proyectil (1), mientras dichos brazos de oscilación, que ellos mismos se extienden por lo tanto en la dirección de vuelo del proyectil, se sostienen en sus respectivos extremos frontales sobre su propia barra de oscilación (7a-d) dispuesta transversalmente a la dirección de vuelo del proyectil (1), extendiéndose estas barras transversales a la dirección prevista para el vuelo del proyectil y perpendiculares a cada barra de control (5a-d).

En sus posiciones retraídas, las aletas articuladas (3a-d), tal como se aprecia en la figura 1, se sitúan en sus posiciones retraídas completamente dentro de la carcasa exterior balística del proyectil y, en esta posición, el borde trasero, indicado mediante (3a'-3d'), de cada aleta descansa contra el borde trasero opuesto (4a'-4d') de cada ranura (4a-d). El hecho de que las aletas se encuentren en todo momento retraídas durante el lanzamiento significa que durante el mismo estarán sostenidas a lo largo de todos los extremos traseros, lo que reduce significativamente las cargas de aceleración que actúan en los mismos durante el lanzamiento en sí. En su posición totalmente desplegada las aletas pueden maniobrarse individualmente mediante varillas de tracción y empuje (8a-d) acopladas a motores eléctricos o similares, mediante tuercas de bola de recirculación, por ejemplo (sólo -8a- y -8b- pueden verse en la figura 6), que a su vez accionan las aletas (3a-d) mediante los brazos de control (9a-d), a los cuales están fijadas (sólo -9a- y -9b- en la figura 6).

Para maniobrar los brazos de oscilación (6a-d) de sus posiciones retraídas con las aletas articuladas en su posición pasiva hasta su posición desplegada con las aletas articuladas (3a-d) en su posición activa, se utiliza, según la alternativa que se muestra en las figuras, un elemento de accionamiento (10) común a todas las aletas articuladas, que acciona todos los brazos de oscilación simultáneamente. El elemento de accionamiento (10) adopta la forma básica de un depósito cilíndrico dotado de arandelas de muelle (11), que en su estado comprimido trabajan para desplazar el elemento de accionamiento en la dirección de la flecha (A). En la posición original, el elemento de accionamiento queda fijo respecto a su tope correspondiente (12) mediante una retención de bola que contiene un cierto número de bolas de bloqueo (13). En el centro del tope opuesto se encuentra una barra de accionamiento (14), que a su vez está dotada de una ranura circular (15) y cuando el elemento de accionamiento (10) se dispara para desplegar las aletas, dicha barra de accionamiento se desplaza de modo que las bolas de bloqueo (13), que pueden ser varias, caigan en la ranura (15) y se libere el elemento de accionamiento. En su primer movimiento limitado, que es hacia adelante en la dirección de vuelo del proyectil, las varillas de bloqueo (17a-d) se liberan para que encajen en las ranuras correspondientes (16a-d) en cada brazo de oscilación (6a-d) respectivamente. En el ejemplo que se muestra, un borde de pestaña circular cumple la función de bloquear las varillas (17). El objetivo del bloqueo inicial es fijar los brazos de oscilación (6a-d) para evitar el despliegue accidental debido a una fuerte carga centrífuga, por ejemplo. Tan pronto como el elemento operativo (10) inicia su movimiento y dicho bloqueo se libera, el elemento de accionamiento (10), que se desplaza mediante las ruedas de control (18a-d) contra las levas de control (19a-d) que se forman en el lado inferior de los brazos de oscilación, desplazará los brazos de oscilación (6a-d) hacia sus posiciones exteriores.

Para definir las posiciones exteriores de los brazos de oscilación, se diseña cada uno con dos superficies de soporte (20a-d), (21a-d) que convergen una hacia la otra en la dirección de desplazamiento de los brazos de oscilación, cuyas superficies están diseñadas para actuar acopladas con las superficies de bloqueo fijas (22a-d), (23a-d), opuestas a dichas superficies de soporte y que convergen una hacia la otra en la dirección de desplazamiento de cada brazo de oscilación, cargando un resorte residual sobre el elemento de accionamiento que presiona dichas superficies de soporte y bloqueo en cada brazo de oscilación (6a-d) una contra la otra mediante las levas de control y, de esta manera, fijan las aletas (3a-d) en sus posiciones externas activas.

Cuando es necesario activar las aletas de control, la barra de accionamiento (14) se desplaza en la dirección de la flecha (A), las bolas (13) caen en la ranura (15) y el elemento de accionamiento (10) se libera y avanza mediante el conjunto de arandela y resorte (11) en la dirección de vuelo del proyectil (1), y el bloqueo de (16a-d) a (17a-d) libera primero la sujeción antes de que el elemento de accionamiento (10), mediante las ruedas de control (18a-d) y su acción contra las levas de control (19a-d), dirija los brazos de oscilación hacia su posición desplegada, en la que se fuerza el contacto de las superficies de soporte (20a-d) y (21a-d) con las superficies de bloqueo (22a-d) y (23a-d) y fijan la posición final de los brazos de oscilación, en la que están presionados por la fuerza de resorte residual en el conjunto de resorte (11). En esta posición final, las varas de arrastre (8a-d) se conectan con los brazos de control (9a-d) de las aletas y las aletas (3a-d) están listas para corregir la trayectoria del proyectil (1) tal como se requiere.

Tal como se dijo en la parte introductoria, cada aleta articulada (3a-d) está dotada de un brazo de control independiente (9a-d) que, cuando cada aleta articulada se encuentra en su respectiva posición desplegada, está conectado mediante un patín (24a-d) a las respectivas varas de arrastre anteriormente mencionadas (8a-d). Las varas de arrastre (8a-d) y los patines (24a-d) pueden desplazarse axialmente mediante un motor eléctrico y un perno de bola de recirculación se enrosca adelante y atrás paralelo al eje longitudinal del proyectil, de manera que las barras, los patines y los motores pueden montarse en la misma dirección, lo que limita las tensiones que actúan sobre los mismos en la fase de lanzamiento.

Dado que las barras de control (5a-d) de las aletas articuladas (3a-d) con las aletas en la posición desplegada quedan en ángulo en relación con la dirección de movimiento de los patines (24a-d), los brazos de control (9a-d) de las aletas articuladas se han diseñado con una articulación de rótula externa, que en el despliegue es, a su vez, transportada a una ranura de guía en cada patín (24a-d).

Claims (7)

1. Unidad de aleteado diseñada para guiar proyectiles de artillería (1) disparados en trayectorias balísticas, que comprende un número de aletas articuladas idénticas (3a-d), desplegables desde una primera posición pasiva, retraída, a una segunda posición activa una vez que el proyectil (1) asociado con la unidad de aleteado se ha disparado desde el cañón desde el cual se pretende dispararlo, siendo posible controlar individualmente las aletas en la posición activa, caracterizada porque cada aleta articulada (3a-d) pivota individualmente en su propio brazo de oscilación (6a-d), que se extiende en la dirección longitudinal del proyectil, sobre una barra de control (5a-d), sostenida en el brazo de oscilación y dispuesta transversalmente a la dirección de vuelo del proyectil, mientras que cada brazo de oscilación (6a-d), para el despliegue de cada aleta (3a-d) desde su posición retraída, pasiva, a su posición activa desplegada, se sostiene en un extremo de manera que puede pivotar sobre una barra de oscilación (7a-d) fijada transversalmente a la dirección de vuelo del proyectil y perpendicular a dicha barra de control (5a-d) en el proyectil (1), y el patrón de movimiento de dichos brazos de oscilación (6a-d) cuando se activan oscilando hacia afuera desde una primera posición retraída, en la que toda la aleta articulada (3a-d) fija en cada brazo de oscilación (6a-d) se sitúa respectivamente por completo dentro de la forma externa aerodinámica del proyectil (1) manteniéndose hasta el lanzamiento y durante el mismo, hasta una segunda posición desplegada, en la que la aleta articulada completa (3a-d) fija en cada brazo de oscilación (6a-d) se sitúa respectivamente fuera de la misma forma aerodinámica externa.

2. Unidad de aleteado, según la reivindicación 1, caracterizada porque las barras de oscilación (7a-d) de cada uno de los brazos de oscilación (6a-d) se disponen delante de las aletas (6a-d) en la dirección de vuelo del proyectil.

3. Unidad de aleteado, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque en sus respectivos movimientos de oscilación desde la posición retraída a la posición desplegada todos los brazos de oscilación constituyentes (6a-d) con las aletas articuladas asociadas (3a-d) son accionadas por uno y el mismo elemento de accionamiento mediante control remoto (10), que puede desplazarse en la dirección longitudinal del proyectil y que se desplaza contra las levas de control (19a-d) que se forman en el lado del borde interior de cada brazo de oscilación encarado al centro del proyectil, y que está diseñado con una función de bloqueo especial en forma de un borde de bloqueo (17a-d), que inicialmente se bloquea en las ranuras de bloqueo correspondientes (16a-d) en los brazos de oscilación (6a-d) y los bloquea para evitar cualquier forma de movimiento, y que en su propio desplazamiento primero libera dicha función de bloqueo y después ejecuta el movimiento de los brazos de oscilación (6a-d) y por lo tanto el movimiento de las aletas (3a-d) desde la posición retraída a la desplegada.

4. Unidad de aleteado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque cada uno de los brazos de oscilación (6a-d) comprende, en relación con el plano en que realiza su movimiento de oscilación individual, superficies de soporte (19a-d, 20a-d) que se encuentran alejadas unas de otras y convergen en la dirección de movimiento de los brazos de oscilación, y que están diseñados, cuando los brazos de oscilación (6a-d) se encuentran en posición desplegada, para interactuar con las superficies de tope correspondientes, opuestas e igualmente convergentes (21a-d, 22a-d) en la parte principal del proyectil (1), y estando diseñado el elemento de accionamiento (10), para ejecutar el movimiento de los brazos de oscilación (6a-d), para actuar sobre los brazos de oscilación (6a-d) en su dirección de despliegue, incluso después de haber completado su movimiento previsto.

5. Unidad de aleteado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los brazos de oscilación (6a-d) de las aletas (3a-d) se sostienen delante de los bordes delanteros de las aletas, mientras que los extremos posteriores (3a'-3d') de las aletas y los lados de los bordes opuestos en cada ranura (4a'-4d') del cuerpo del proyectil (1), en las que las aletas (3a-d) se encuentran en posición retraída, están diseñados en relación uno con otro de manera que en la posición retraída las aletas se sujetan contra cada uno de los lados del borde (4a'-4d') con sus respectivos bordes posteriores (3a'-3d').

6. Unidad de aleteado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el elemento de accionamiento para ejecutar el despliegue de las aletas (3a-d) comprende un conjunto de resorte cargado previamente (11), por lo menos parte de la fuerza de resorte almacenada del mismo se libera cuando deben desplegarse las aletas y la dirección de la carga previa del cual coincide con las tensiones de aceleración que imponen una carga en el proyectil (1) cuando es disparado.

7. Unidad de aleteado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque cada aleta (3a-d) posee un brazo de control (9a-d) alineado transversalmente respecto a su propia área de funcionamiento, que, cuando la aleta se encuentra en la posición desplegada, queda en contacto con la vara de accionamiento (8a-d), que puede desplazarse en la dirección longitudinal del proyectil y conectarse a la función de control del proyectil.