NL8902022A - Gierhoekvrij projectiel. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Gierhoekvrij projectiel.

De uitvinding heeft betrekking op een projectiel ter bestrijding van een tank van boven, met een gevechtskop en een tijdens de vlucht roterende stuureenheid.

Bij een dergelijk onder referentienummer DE-P 36 03 497.5 voorgesteld projectiel kunnen op grond van de roterende stuureenheid tijdens de vluchtmanoeuvre voor de overgang van de marsfase in de draai-zinkfase centrifugaal effecten optreden, die tot ongewenste verstoringen van de vluchtbaan (kogelbaan) kunnen leiden. Het wordt daarbij als nadelig beschouwd, dat bij ongewenst grote knikhoeken automatisch ongewenst grote gierhoeken en zij-verleggingen optreden, waarbij onder zij-verlegging de zijafwijkig van het projectiel in het doel verstaan wordt. Tot dusverre werd geprobeerd, de gierhoeken en verleggingen door toepassingen van een voorhoudgierhoek te reduceren, waarbij een voorhoudgierhoek door een hoek tussen een het doel bereikende sensor en een impulslading gevormd wordt. De samenhang tussen de in mechanisch opzicht bepaalde gierhoek en de aërodynamische reactie daarop als zij-verlegging is echter niet lineair en daardoor slechts moeilijk berekenbaar. Daarbij komt, dat verschillende begin-voorwaarden, zoals bijvoorbeeld verschillende doelafstanden, doel-hoogten, eindsnelheden etc. bij de inleiding in de draai-zinkfase te beschouwen zijn, zodat het in het algemeen niet mogelijk is door toepassing van slechts een voorhoudgierhoek voor alle doelafstanden, gierhoeken en zij-verleggingen tot een minimum te reduceren of niet te laten optreden,

De uitvinding stelt zich tot taak de zij-verlegging van het projectiel bij het eind-aanvliegen tegen het doel in de draai-zinkfase bij verschillende beginvoorwaarden te vermijden en een treffen onder een gierhoek van 0° te waarborgen. Dit probleem wordt opgelost door de in het kenmerk van conclusie 1 aangegeven maatregelen. Voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding blijken uit de kenmerken van de onderconclusies.

Door het invetten van de voorgestelde maatregelen volgens de uitvinding wort op voordelige wijze bereikt, dat de totale draaiimpuls van het projectiel gelijk aan nul wordt, waardoor de op grond van de centrifugaaleffecten opgeroepen nadelen niet meer kunnen optreden. Onder voorwaarde, dat op het gesloten projectielsysteem - gevechtskqp en stuureenheid - geen uitwendige draaimomenten inwerken, wordt door de ingezette maatregelen, in het bijzonder het optreden van gierhoeken en zij-verleggingen van het projectiel in het doel vermeden. De volgens de uitvinding aangebrachte maatregelen bewerkstelligen het vrijgeven van in tegengestelde richting werkende en qua bedrag van gelijke inwendige draaiirnpulsen, namelijk dat de som van de draaiimpulsen

Lgevechtskqp + ^stuureeriheid ~ ook opgeheven wordt. Daardoor kan het toerental van de sensor voor een aftasting zonder leemten verhoogd worden, zodat op bijzonder voordelige wijze in de stuureeriheid slechts één sensor in plaats van meerdere sensoren benodigd wordt. Verder kan door de uitvinding de knikhoeksnelheid van het projectiel wezenlijk verhoogd worden, zodat het projectiel het doel zoveel roogelijk loodrecht aangijpen kan. Deze aangrij pmogeli j kheid was bij oplossingen tot dusverre op grond van het opgetreden centrifugaal effect en de daaruit resulterende nadelige gierhoek en verleggingen niet mogelijk.

De maatregelen volgens de uitvinding bewerkstelligen, dat de gevechtskop en de stuureeriheid gelijktijdig in tegengestelde zin draaien.

Ter realisering worden daartoe meerdere oplossingsmogelijkheden voorgesteld. Bij alle oplossingsmogelijkheden dienen de voor het verkrijgen van de draaiimpuls van de gevechtskop toegepaste middelen gelijktijdig ook als aandrijfmiddelen voor het opwekken van de rotatie van de stuureeriheid.

Na een uitvoeringsvoorbeeld zetten tangentiaal uit mondstukken uittredende gassen van een pyrotechnisch aandrijfmechanisme van de gevechtskop gelijktijdig ook een omhullend en met de stuureeriheid verbonden scheprad in rotatie.

In een nog ander uitvoer ingsvoorbeeld worden separate uittree-mondstukken van de gevechtskop en van de stuureeriheid door een gemeenschappelijke pyrotechnische aandrijving met gas belast, zodat een tegenstrocmse rotatie van de hiervoor beschreven onderdelen ontstaat. Bepaald door de hoge energiedichtheid van de drijf lading wekken deze oplossingen slechts een gering gewicht op.

Dezelfde werking kan ook mechanisch door betrouwbaar functionerende onderhoudsvriendelijke en eenvoudig opgebouwde middelen, bijvoorbeeld door een spiraalveer of een schroefgang opgewekt worden.

De uitvinding wordt aan de hand van deze in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader toegelicht.

Fig. 1 toont een vleugel gestabiliseerd projectiel met een gevechtskop en een roterende stuureenheid in verschillende vlucht-fasen; fig. 2 toont in de vorm van een uitsnijding een zijaanzicht van een stuureenheid en een gevechtskop, die door een gemeenschappelijk pyrotechnisch aandrijf sas aangedreven worden; fig. 3 toont een doorsnede van het projectiel genomen over de lijn III-III in fig. 2; fig. 4 toont in de vorm van een uitsnijding een zijaanzicht van een stuureenheid en een gevechtskop, die separaat door een pyro-technische aandrijving aangedreven worden; fig. 5 toont een doorsnede door de gevechtskop genomen over de lijn V-V in fig. 4; fig. 6 toont een doorsnede door de stuureenheid genomen over de lijn VI-VI in fig. 4; fig. 7 toont op de wijze van een uitsnijding een zijaanzicht van een stuureenheid en een gevechtskop, die door middel van een spiraal-veer in rotatie gebracht worden; fig. 8 toont een doorsnede door het projectiel genomen over de lijn VIII-VIII in fig. 7; en fig. 9 toont in de vorm van een uitsnijding een zijaanzicht door een stuureenheid en een gevechtskop, welke door een schroefgang in rotatie gebracht worden.

Fig. 1 verduidelijkt in verschillende vluchtfasen a, b en c het vluchtproces van een onder referentienummer DE-P 36 03 497.5 voorgesteld vleugel gestabiliseerd projectiel 1 ter bestrijding van een tank 2 van boven. Dit projectiel 1 wordt bijvoorbeeld na het verlaten van een niet-weergegeven wapen in de eerste vluchtfase a na-versneld, terwijl in de daarop aansluitende marsfase b een grotere afstand, overbrugd wordt. In de overgang naar draai-zinkfase c, die op niet-weergegeven wijze door middel van een impulsspringlading ingeleid wordt, treden bij dit projectiel 1 de voorbeschreven nadelen qp grond van het centrifugaaleffect van de ten opzichte van de gevechtskop 3 roterende stuureenheid 4 op. Bij het afknikproces uit de marsfase b in de draai-z inkf ase c werkt bij dit projectiel 1, bepaald door de rotatie van de stuureenheid 4, een door de rotatie veroorzaakte draaiimpuls zodanig qp de stabiliteit van de vluchtrichting van het projectiel 1 in, dat dit onder een niet vermijdbare grotere of kleinere gierhoek en een daardoor veroorzaakte proj ectielpendeling de vlucht moet voortzetten.

De figuren 2-9 beperken zich uitsluitend slechts tot de weergave van het tot deze uitvinding behorende relatieve gebied van dit projectiel 1 en verduidelijken verschillende oplossingsmogelijkheden ter vermijding van het door het centrifugaaleffect bij het afknikken in de draai-zinkfase c ontstane proj eetielpendelingen. Bij alle oplossingsmogelijkheden zijn voor het opheffen van de draaiimpuls van de betreffende stuureeriheid 4.2, 4.4, 4.7, 4.9 tussen deze stuur-eeriheid en de lichamen 3.2, 3.4, 3.7, 3.9 van de gevechtskop drie middelen 5.2, 5.4, 5.7, 5.9 aangebracht, die aan het lichaam een met de draaiimpuls van de stuureeriheid overeenkomende, echter in tegengestelde richting werkende draaiimpuls af geven. Deze middelen 5.2, 5.4, 5.7, 5.9 zijn geschikt om de hier extra gewenste draaiimpuls van de gevechtskop 3 gelijktijdig voor de voor de doeldetectie van de in de stuureeriheid 4.2, 4.4, 4.7, 4.9 opgestelde (niet-weergegeven) sensor noodzakelijke rotatie te benutten. De middelen 5.2, 5.4, 5.7 en 5.9 bewerkstelligen, dat de bij de rotatie van de stuureeriheid 4.2, 4.4, 4.7, 4.9 opgewekte draaiimpuls Lstuureenheid door 6611 te9en“ gesteld werkende draaiimpuls van het gevechtskoplichaam j ectielkop opgeheven wordt. De totale draaiimpuls L van het projectiel 1 wordt daarbij gelijk aan nul en volgt uit onderstaande vergelijking:

waarbij de hoeksnelheid van de stuureeriheid is, de hoeksnelheid van het gechtskoplichaam is, Θ het massatraa^ieidsmoment van de stuureeriheid is en het massatraagheidsmoment van het gevechtskoplichaam is.

Doordat het massatraagheidsmoment θ ^ ten opzichte van het massatraagheidsmoment Θ ^ een veelvoud groter is, laten zich bij in de omgekeerde verhouding geringere hoeksnelheden van het gevechtskoplichaam echter zeer hoge hoeksnelheden van de stuureeriheid en wel overeenkomstig de formule

zeer hoge toerentallen V” opwekken. Door de verschillende aandrijfsystemen kan de stuureeriheid voor de doeldetectie bijvoorbeeld op ca.

60 omwentelingen per seconde versneld worden.

De figuren 1 en 2 verduidelijken in een eerste uitvoerings-voorbeeld, dat de middelen 5.2 uit ten minste twee met een drijf sas 6 binnen het lichaam 3.2 verbonden en aan de ontrek van het lichaam 3.2 tangentiaal symmetrisch tegenover elkaar liggend opgestelde mondstukken 7 en uit een de mondstukken 7 omhullende alsmede de uittree-gassen van de mondstukken canbuigende en met de stuureeriheid 4.2 verbonden schoepenkrans 8 bestaan. Door de ombuiging van de uit de mondstukken 7 uitstredende aandrijf gassen door de schoepen 9 van het inwendig van de tot de stuureeriheid 4.2 behorende schoepenkrans 8, wordt bijvoorbeeld een draairichting 18 van het lichaam 3.2 in een richting met de klok mee en een draairichting 19 van de stuureeriheid 4.2 in een richting tegen de klok in verkregen. Binnen het lichaam 3.2 kunnen twee of meer mondstukken 7 gelijkmatig over de onttrek verdeeld aangebracht zijn, die door leidingen 20.2 met de in de vluchtfase a geïnitiëerde drijf lading 6 van een kleine rakettenaandrijving verbonden zijn.

De figuren 4-6 verduidelijken, dat de middelen 5.4 ook uit ten minste telkens twee aan het lichaam 3.4 en aan de stuureeriheid 4.4 tangentiaal symmetrisch tegenover elkaar gelegen opgestelde mondstukken 10, ll bestaan kunnen. De mondstukken 10, 11 worden daarbij gemeenschappelijk door een enkel drijf sas 6.4 of gelijktijdig door (niet-weergegeven) separate drij fsassen met gelijke ladingshoeveelheid via leidingen 20.4 belast, waarbij de mondstukken 10 van het lichaam 3.4 ten opzichte van de mondstukken 11 van de stuureeriheid 4.4 in tegengestelde richtingen wijzen, zodat hier de stuureeriheid 4.4 in een richting 18 met de klok mee en het lichaam 3.4 in een richting 19 tegen de klok in in de betreffende draaiing gébracht kunnen worden.

Het in de figuren 7 en 8 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld toont, dat het middel 5.7 uit een aan de binnenzijde aan de stuureenheid 4.7 star en aan de buitenzijde aan het lichaam 3.7 van degevechtskop 3 losneembaar bevestigde spiraalveer 12 bestaat. De veerdraaiimpuls wordt hier na het ontgrendelen van een onder de beginversnelling onwerkzaam wordende verdraadboring 17 uit geschakeld. Deze borg bestaat uit een veerkracht belaste pen 21, die op grond van zijn starxivastigheidsvermogen tijdens de startfase in een boring van het lichaam 3.7 ingedrukt wordt en daardoor de haltepositie van de stuureeriheid 4.7 opgeeft.

Een verder uitvoeringsvoortoeeld blijkt uit fig. 9, waarna het middel 5.9 door een tussen het lichaam 3.9 en de stuureeriheid 4.9 opgestelde schroefgang 13 gevormd wordt. Daarbij neemt de stuureeriheid 4.9 tijdens de start van het projectiel 1 een ingrijpstand 16 met de schroefgang 13 en tijdens de vlucht een stand in op een vrijloop 15 van een aanzet 14 van het lichaam 3.9 in. De draaiingen van het lichaam 3.9 in een richting 18 met het klokwerk mee en de stuureeriheid 4.9 in een richting tegen de klok in worden bij de start in de versnellingsfase van het projectiel 1 daardoor opgewekt, dat de op een afstand 1 voor het lichaam 3.9 aangebrachte stuureeriheid 4 onder haar i massatraagheid in de voering van de schroefgang 13 naar het gevechts-koplichaam 3.9 toe bewogen wordt. De stijging van de schroefgang 13 is daarbij zo gekozen, dat een wrijvingsarm langsglijden van de stuur-eenheid 4.9 mogelijk is. Aan het einde van de slag 1 sterft de stuureeriheid 4.9 uit het schroefgangprofiel van de aanslag 14 uit, : zodat de stuureeriheid 4.9 in de vrijloop 15 ongehinderd kan rondlopen.

Bij alle weergegeven uitvoeringsvarianten kan een mogelijk eenzijdig draaiimpulsenverlies van de gevechtskop 3, op grond van de tijdens de vlucht uitgeklapte vleugel 24 (fig. 1). door een overeenkomstige schuine plaatsing van de vleugel 24 (fig. 1) weer opgeheven i worden.

Referentielij st 1 projectiel 2 tank 3 gevechtskop 3.2, 3.4, 3.7, 3.9 gevechtskoplichaam 4 stuureeriheid 4.2, 4.4, 4.7, 4.9 stuureeriheid 5.2, 5.4, 5.7, 5.9 middelen 6 drijf sas 6.4 drijfsas 7 mondstuk 8 schoeperikrans 9 schoepen 10 mondstuk a naversnellingsfase 11 mondstuk b marsfase 12 spiraalveer c draai-zirikfase 13 schroefgang 1 afstand 14 aanzet 15 vrijloop 16 ingrijpstand 17 verdraaiwaarborgrichting 18 richting 19 richting 20.2 leiding 20.4 leiding 21 pen 22 boring 23 opening 24 vleugel

Claims (6)

1. Projectiel (1) ter bestrijding van een tank (2) van boven, met een gevechtskop (3) en een tijdens de vlucht roterende stuureenheid (4), met het kenmerk, dat voor het opheffen van de draaiimpuls van de stuureenheid (4.2, 4.4, 4.7, 4.9) tussen de stuureenheid en het lichaam (3.2, 3.4, 3.7, 3.9) van de gevechtskop (3) middelen (5.2, 5.4, 5.7, 5.9) aanwezig zijn, die aan het lichaam (3.2, 3.4, 3.7, 3.9) een met de draaiimpuls van de stuureeriheid (4.2, 4.4, 4.7, 4.9) overeenkomende, echter tegengesteld werkende draaiimpuls afgeven.

2. Projectiel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen (5.2, 5.4, 5.7, 5.9) ook als aandrijfmiddel voor het opwekken van de rotatie van de stuureeriheid (4.2, 4.4, 4.7, 4.9) uitgevoerd zijn.

3. Projectiel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen (5.2) uit tenminste twee met een drijf sas (6) binnen het lichaam (3.2) tangentiaal symmetrisch tegenover gelegen opgestelde mondstukken (7) en uit een de mondstukken (7) omhullende alsmede de uittreegassen van de mondstukken (7) arnbuigende en met de stuureeriheid (4.2) verbonden schoepenkrans (8) bestaan.

4. Projectiel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen (5.4) uit tenminste telkens twee aan het lichaam (3.4) en aan de stuureeriheid (4.4) tangentiaal symmetrisch tegenover elkaar gelegen opgestelde mondstukken (10, 11) bestaan, die met dezelfde drijfladingshoeveelheden belast worden, waarbij de mondstukken (10) van het lichaam (3.4) ten opzichte van de mondstukken (11) van de stuureeriheid (4.4) in tegengestelde richtingen wijzen.

5. Projectiel volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen (5.7) uit een van binnen aan de stuureenheid (4.7) star en aan de buitenzijde aan het lichaam (3.7) van de gevechtskop (3) losneembaar bevestigde spiraalveer (12) bestaat, waarbij de veer-draaiimpuls na het ontgrendelen van een onder de beginversnelling cpgeheven verdraaiingsborg (17) uitgeschakeld wordt.

6. Projectiel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen (5.9) door een tussen het lichaam (3.9) en de stuureeriheid (4.9) opgestelde schroefgang (13) gevormd wordt, waarbij de stuureeriheid (4.9) opgestelde schroefgang (13) gevormd wordt, waarbij de stuureeriheid (4.9) gedurende de start een aangrijpstand (16) met de schroefgang (13) en tijdens de vlucht een stand op een vrijloop (15) van een aanzet (14) van het lichaam (3.9) inneemt.