ES2328638T3 - Blanco volante. - Google Patents
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Abstract
Blanco volante con un alambre de calentamiento eléctricamente activado (1) para generar radiación de infrarrojos, caracterizado porque el alambre de calentamiento (1) está arrollado en varias espiras W alrededor de un eje Z, discurriendo el arrollamiento a lo largo del eje Z y siendo la superficie encerrada por la primera espira W_a más grande que la superficie encerrada por la última espira W_e.
Description
Blanco volante.
La invención se refiere a un artefacto volador
destinado a representar un blanco volante emisor de infrarrojos
según el preámbulo de la reivindicación 1. Un artefacto de esta
clase es conocido por el documento EP0911601.
Para fines de ejercicio con sistemas de armas
tierra/aire o aire/aire con dirección por infrarrojos (IR) se
utilizan artefactos voladores no tripulados como blancos volantes.
Estos artefactos voladores pueden ser cuerpos volantes remolcados o
aviones sin piloto. Éstos deberán simular en lo posible no sólo las
propiedades dinámicas de los blancos auténticos (por ejemplo,
aviones de combate), sino presentar también la misma radiación de
infrarrojos (IR).
Se conocen por el documento DE 40 24 263 C1 unos
cuerpos volantes autopropulsados con cargas de incandescencia
pirotécnicamente activadas. La radiación de IR se logra
sustancialmente debido a que la carga de incandescencia calienta
una placa metálica delgada dispuesta en la cola del cuerpo
volante.
Se conocen cuerpos volantes remolcados y aviones
blanco sin piloto que generan la radiación de IR deseada con las
llamadas bengalas de rastreo. Estas adolecen del inconveniente de
que son visibles en el monitor y arrastran tras de sí una estela de
humo. Además, la característica espectral de estas bengalas no está
adaptada a la radiación de los blancos auténticos. Por otra parte,
las irregularidades en la combustión de las bengalas producen
problemas de rastreo no deseados en la cabeza buscadora de IR.
Se conocen por los documentos EP 0 876 579 B1 y
WO 00/29804 unos blancos volantes en los que se conducen gases
calientes de un quemador incorporado al morro de los blancos
volantes. Se calientan allí las partes del morro y éstas sirven
como radiadores de infrarrojos. Aparte de la costosa constitución
del quemador y del complicado guiado del aire de alimentación y del
gas de escape para asegurar una combustión estable, es desventajoso
aquí el hecho de que el morro es fuertemente enfriado desde fuera
por el viento de marcha, de modo que son necesarias potencias de
calentamiento muy grandes para lograr una radiación de IR
suficiente.
Se conoce por el documento DE 102 10 433 C1 un
blanco volante en el que una turbina de gas de vuelo está dispuesta
delante del morro del blanco volante, considerado en la dirección de
vuelo. El morro del blanco volante que se encuentra en el chorro de
gas de escape de la turbina de gas de vuelo sirve de radiador de
infrarrojos. Un inconveniente de esta disposición es la mala
aerodinámica del blanco volante.
Se conoce por el documento EP 0 911 601 B1 un
blanco volante en el que está dispuesto en el morro, sobre una
placa radiadora plana, un alambre de calentamiento eléctricamente
activado. Un inconveniente de esta disposición es que solamente en
la dirección de vuelo es posible una radiación de IR. Una radiación
de IR lateralmente con respecto a la dirección de vuelo es posible
solamente con un gran coste de construcción.
El cometido de la invención consiste en indicar
un blanco volante de la clase genérica expuesta con el cual sea
posible una radiación espacial de IR en la dirección de vuelo y
lateralmente con respecto a la dirección de vuelo, sin un gran
coste de construcción.
Este problema se resuelve con el blanco volante
dotado de las características según la reivindicación 1. Otras
ejecuciones ventajosas son objeto de reivindicaciones
subordinadas.
Según la invención, el alambre de calentamiento
está enrollado en varias espiras W alrededor de un eje Z,
discurriendo el arrollamiento a lo largo del eje Z y siendo la
superficie encerrada por la primera espira W_a mayor que la
superficie encerrada por la última espira W_e. Se garantiza así que
sea posible una radiación de IR en un ángulo sólido grande. Además,
se mantiene pequeño el coste de construcción junto con un
aprovechamiento óptimo del espacio.
Por superficie encerrada por una espira se
entiende aquí la superficie que encierra la respectiva espira en
una superficie de proyección perpendicular al eje Z.
Por tanto, el alambre de calentamiento según la
invención forma un arrollamiento que se extiende en la dirección
del eje Z. La estructura de arrollamiento presenta al menos
superficies de radiación perpendiculares y paralelas al eje Z. Sin
embargo, la estructura de arrollamiento puede presentar también
otras superficies de radiación en otras direcciones espaciales que
no sean perpendiculares o paralelas al eje Z.
La superficie de radiación en, por ejemplo, la
dirección de vuelo está definida por la proyección de la estructura
de arrollamiento sobre un plano perpendicular al eje Z cuando este
eje Z está orientado en dirección paralela al eje de vuelo del
blanco volante. La superficie de radiación lateralmente con respecto
a la dirección de vuelo está definida de manera correspondiente
para el mismo caso por una proyección sobre un plano perpendicular
al eje Z.
En el caso más sencillo, el alambre de
calentamiento está arrollado formando una espiral cónica. Por
espiral cónica, denominada también espiral espacial de forma
cónica, se entiende una curva de superposición de espiral y hélice.
Una espiral es aquí una estructura en el plano, análogamente a los
surcos de un disco fonográfico. Una hélice es una estructura
tridimensional a lo largo de la envolvente de un cilindro.
En otras palabras, el alambre de calentamiento
está arrollado alrededor del eje Z, estrechándose el diámetro D de
las distintas espiras del arrollamiento en la dirección longitudinal
del eje. El arrollamiento alrededor del eje Z se efectúa
convenientemente en forma simétrica. Por diámetro D se entiende aquí
el diámetro medio de la respectiva espira. En caso de un
arrollamiento cuadrado, es decir que la espira forma el contorno de
un cuadrado, el diámetro es la diagonal del cuadrado.
Por tanto, con la invención no sólo es posible
una radiación de IR en la dirección de vuelo del blanco volante,
sino también lateralmente con respecto a la misma.
En lo que sigue se explican con más detalle la
invención y otras realizaciones ventajosas de la misma con ayuda de
figuras. Muestran:
La figura 1, un alambre de calentamiento según
la invención y
La figura 2, una sección vertical a lo largo del
eje longitudinal de un blanco volante según la invención.
La figura 1 muestra a título de ejemplo un
alambre de calentamiento según la invención en forma de una espiral
de calentamiento. El alambre de calentamiento 1 presenta un primer
extremo 2 y un segundo extremo 3. El primer extremo 2 discurre aquí
paralelamente al eje de simetría Z.
En este ejemplo el alambre de calentamiento 1
describe la forma de una espiral de calentamiento, encontrándose el
extremo 2 más cerca del eje Z que el otro extremo 3. La primera
espira W_a enmarca aquí una superficie mayor que la de la última
espira W_e del arrollamiento.
Convenientemente, el alambre de calentamiento 1
está constituido por un elemento. Sin embargo, es posible también
que el alambre de calentamiento 1 esté integrado por varios
elementos. Además, el alambre de calentamiento se denomina también
elemento de calentamiento.
El alambre de calentamiento 1 está constituido
por un material estable frente a la temperatura, por ejemplo
cromo-níquel, sin embargo, son posibles también
otras composiciones del material cuya estabilidad frente a la
temperatura se mantenga hasta 750ºC.
La altura del paso de los distintos
arrollamientos es convenientemente pequeña, por ejemplo más pequeña
que el diámetro del alambre de calentamiento, para conseguir una
buena cobertura del cuerpo portador. Se consigue así una longitud
lo más grande posible del alambre de calentamiento arrollado, con lo
que se garantiza una efectiva radiación de IR.
La figura 2 muestra en una representación
esquemática una sección a lo largo del eje longitudinal de un blanco
volante según la invención. En particular, en la figura 2 se
representa la proa del blanco volante. El elemento de calentamiento
1 está dispuesto dentro del blanco volante 4, estando limitado el
blanco volante 4 sustancialmente por el fuselaje 6 y el domo de IR
5. El elemento de calentamiento 1 está dispuesto convenientemente
detrás del domo de IR 5, visto en la dirección de vuelo (dirección
de la flecha).
Puede estar presente un cuerpo portador 7 sobre
el cual esté fijado el elemento de calentamiento 1. El cuerpo
portador 7 presenta convenientemente una forma semejante a la del
elemento de calentamiento 1. El cuerpo portador 7 puede presentar,
por ejemplo, la forma de un cono, un tronco de cono, una pirámide,
un tronco de pirámide o un casquete esférico. Por supuesto, el
cuerpo portador 7 puede presentar también una forma de un cono
doble, un tronco de cono doble, una pirámide doble o un tronco de
pirámide doble, tocándose las respectivas superficies de base de
los conos, troncos de cono, pirámides o troncos de pirámide. Se
garantiza así una radiación de IR dentro de un intervalo grande de
ángulos sólidos. Los radiadores de IR conocidos emiten radiación de
IR sustancialmente sólo en la dirección de vuelo o solamente con un
considerable coste de construcción pueden iluminar un intervalo
mayor de ángulos sólidos.
Sin embargo, es posible, por supuesto, cualquier
otra forma de un cuerpo portador 7 en la que el cuerpo portador 7
se estreche al menos parcialmente desde un diámetro grande hacia un
diámetro pequeño.
El domo de IR 5 consiste ventajosamente en un
material permeable a los infrarrojos, especialmente en sulfuro de
zinc, seleniuro de zinc o fluoruro de magnesio. El material
permeable a los infrarrojos se elige convenientemente de modo que
la transmisión de radiación de IR sea máxima en el intervalo de
longitudes de onda de 3-5 \mum y/o
8-12 \mum. El domo de IR 5 es convenientemente
esférico, es decir que está configurado como un casquete esférico.
Se consigue así una aerodinámica óptima del blanco volante.
La transición 8 entre el domo de IR 5 y el
fuselaje 6 es de constitución preferiblemente constante. Se
garantiza así que, durante el funcionamiento de vuelo del blanco
volante, no se originen turbulencias en el sitio de contacto 8
entre el domo de IR 5 y el fuselaje 6, por las cuales sería
perjudicada la resistencia ofrecida por el aire al blanco
volante.
volante.
\newpage
La transición 8 se encuentra aquí, visto en la
dirección de vuelo, a la misma altura con respecto a la superficie
de base G del cuerpo portador 7. Por supuesto, la transición 8 puede
encontrarse también detrás de la superficie de base G del cuerpo
portador 7, visto en la dirección de vuelo.
En caso de que el elemento de calentamiento 1
sea autoportante, es decir que no esté presente ningún cuerpo
portador, la transición 8 puede encontrarse detrás del alambre de
calentamiento 1, visto en la dirección de vuelo.
La figura 2 muestra que el extremo 2 del
elemento de calentamiento 1 se extiende paralelamente al eje de
simetría S del cuerpo portador 7. El otro extremo 3 se extiende en
el borde del cuerpo portador 7.
Convenientemente, el blanco volante 4 comprende
un sistema de regulación de temperatura (no representado). El
sistema de regulación puede variar la temperatura del elemento de
calentamiento 1 de una forma continua o escalonada.
Convenientemente, la variación de la temperatura tiene lugar durante
el vuelo. Es posible para ello que el blanco volante 4 comprenda
medios que puedan transmitir la temperatura actual del elemento de
calentamiento 1 a una estación en tierra.
El elemento de calentamiento 1 es activado por
vía eléctrica según la invención, efectuándose el suministro de
corriente por medio de generadores o acumuladores incorporados.
El cuerpo portador 7 está fabricado
convenientemente de un material termoaislante con una alta
estabilidad frente a la temperatura, por ejemplo cerámica.
En una primera realización el elemento de
calentamiento 1 puede estar directamente aplicado sobre la
superficie del cuerpo portador 7, por ejemplo por soldadura de
aporte, soldadura autógena o pegadura. Sin embargo, en una segunda
forma de realización el elemento de calentamiento puede estar
montado también en el cuerpo portador en posición distanciada de
éste, por ejemplo por medio de distanciadores (no representados)
dispuestos entre la superficie del cuerpo portador y el elemento de
calentamiento.
El cuerpo portador 7 puede estar revestido con
una capa conductiva 9, por ejemplo una capa de Ag, aplicada sobre
la superficie en la zona en la que la espiral de calentamiento 1
cubre el cuerpo portador 7. Esta capa 9 refleja la radiación de IR
emitida por el elemento de calentamiento 1, con lo que se mejora el
rendimiento de radiación de IR emitida en un intervalo de ángulos
sólidos.
Por supuesto, el elemento de calentamiento 1
puede estar fijado también en la figura 2 al fuselaje del blanco
volante 4, sin el cuerpo portador 7, con ayuda de medidas conocidas
para el experto. En este caso, el elemento de calentamiento dado a
título de ejemplo puede estar dispuesto también en la figura 2 en
una forma girada en 180º, es decir que la espira W_e con la
superficie más pequeña esté situada detrás de la espira W_a con la
superficie más grande, visto en la dirección de vuelo.
Claims (9)
1. Blanco volante con un alambre de
calentamiento eléctricamente activado (1) para generar radiación de
infrarrojos, caracterizado porque el alambre de
calentamiento (1) está arrollado en varias espiras W alrededor de un
eje Z, discurriendo el arrollamiento a lo largo del eje Z y siendo
la superficie encerrada por la primera espira W_a más grande que la
superficie encerrada por la última espira W_e.
2. Blanco volante según la reivindicación 1,
caracterizado porque el eje Z está orientado en dirección
paralela al eje longitudinal S del blanco volante (4).
3. Blanco volante según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el alambre de calentamiento (1) está
aplicado sobre un cuerpo portador (7).
4. Blanco volante según la reivindicación 3,
caracterizado porque el cuerpo portador (7) presenta la forma
de un cono, un tronco de cono, una pirámide, un tronco de pirámide
o un casquete esférico.
5. Blanco volante según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 anteriores, caracterizado porque el
cuerpo portador (7) es un aislador térmico.
6. Cuerpo volante según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5 anteriores, caracterizado porque el
cuerpo portador (7) está revestido con una capa conductiva (9).
7. Blanco volante según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 anteriores, caracterizado porque el
elemento de calentamiento (1) está montado detrás de un domo de IR
(5) de sulfuro de zinc, seleniuro de zinc o fluoruro de
magnesio.
8. Blanco volante según la reivindicación 7,
caracterizado porque el domo de IR (5) es de forma de
casquete esférico.
9. Blanco volante según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque la transición (8) entre el fuselaje del
blanco volante (4) y el domo de IR (5) es constante.
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