NO167531B - Foldevingkonstruksjon for fjernstyrt rakett eller prosjektil. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en foldevingkonstruksjon omfattende en fast vingseksjon som er innrettet for montering til et skrog, en foldevingseksjon som er svingbart forbundet med den faste vingseksjon og normalt inntar en lagret tilstand, en påvirkningsanordning som er beliggende i én av vingseksj onene for påvirkning av foldevingseksjonen, og en vingutfoldingsmekanisme som er innkoplet mellom påvirkningsanordningen og foldevingseksjonen for raskt å utfolde foldevingseksjonen til en utfelt stilling ved frigivelse av påvirkningsanordningen.

Ved mange nåværende, militære anvendelser av fjern-styrte raketter eller prosjektiler blir plassbehovene for en rakett, på grunn av vingespennet, en avgjørende eller begrensende faktor. For eksempel er Penguin-raketten et bakke-til-bakke-våpen som for tiden innehas av en rekke nasjonale krigs f låter. Raketten lagres i og utskytes fra en boks på ca. 1,1 x 1,1 meter på grunn av det forholdsvis store vingespenn på 1,49 m. Som man vil forstå, blir knappheten på lagringsplass en hovedbekymring ved lagring av et antall av disse raketter i bokser. Dette er særlig tilfellet når raketter av denne type er innrettet for bruk av luftfartøyer, såsom helikoptere. Dersom en forholdsvis stor rakett med det tilsvarende, nødvendigvis store vingespenn skal benyttes, har man innsett at en foldevingkonfigurasjon må konstrueres for å tilveiebringe klaring med bakkeplanet og å tilveiebringe en rimelig innhylling når den transporteres på et luftfartøy, såsom et helikopter.

Dersom foldevingkonfigurasjonen skal benyttes, må sammenfoldingsmekanismen være innesluttet i vingkonturen, og vingutfoldingsmekanismen må være forholdsvis lett av vekt og sikre at vingene vil forbli i en utfoldet stilling når eh rakett med foldevingkonturen utsettes for luftmotstand og vibrasjon etter utfolding.

Den kjente teknikk viser foldevingkonstruksjoner for luftfartøyer og raketter.

US-patentskrift 2 719 682 (Handel) viser en sammenleggbar luftfartøyving hvor låsebolt-leddforbindelser danner inngrep med sperrehaker når vingen er helt utfoldet. Hovedulempen med denne kjente konstruksjon er at den stoler på nøyaktig innretting av låseboltene med de tilsvarende sperrehaker for å oppnå en sikker vingstilling. Ofte er dette umulig å oppnå etter at en rakett blir luftbåren og utsettes for vibrasjon, turbulens og vindmotstand. Som et resultat av dette ville en utfoldet rakett raskt bli ustabil.

US-patentskrift 2 876 677 (Clark et al) viser en rakett med en foldevingkonstruksjon som ved ut f olding blir låst på plass ved hjelp av en ring- eller bøylemekanisme. En sådan mekanisme er upålitelig når man tar i betraktning den store variasjon av omgivelsesforhold som påtreffes av vingene under utfolding.

US-patentskrift 4 410 151 (Hoppner et al) viser en rakett med sammenleggbare vinger som er hengslet til f jærmekanis-mer som presser vingene til å strekke seg ut til en utfoldet tilstand. Sperrehaker eller reiler benyttes til å låse de utfoldede vinger i stilling. Dette patent lider av de samme problemer som nevnt i forbindelse med Handel-patentet.

US patent 3 304 030 (Weimholt et al) viser en pyroteknisk påvirket foldefinnemontasje for et luftlegeme. Montasjen omfatter et indre, utvidbart kammer med en fremre, bevegelig del, og en pyroteknisk anordning for utvidelse av kammeret og bevegelse av den bevegelige del for svinging av finner til en oppreist stilling. I denne montasje er problemet med eventuell reversibel bevegelse av finnene ikke gjennomarbeidet.

Endelig viser DE-A-2 023 212 en foldevingkonstruksjon som er av den innledningsvis angitte type. Denne konstruksjon lider av det samme grunnleggende problem som er nevnt i forbindelse med Weimholt-patentet.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en hurtig, pålitelig og stabil foldevingkonstruksjon som unngår de ovenfor omtalte problemer ved den kjente teknikk.

Ovennevnte formål oppnås med en foldevingkonstruksjon av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at vingutfoldingsmekanismen omfatter en ikke-reversibel dødpunktmekanisme som omfatter et antall ledd med tilstrekkelig dimensjonstoleranse derimellom til å hindre reversibel bevegelse av foldevingseksjonen til en lagret tilstand, og at påvirkningsanordningen er en pyroteknisk påvirkningsanordning.

Som en praktisk sak kan hver av de forbedrede vinger fremstilles av to aluminium-støpes tykker med vingutfoldingsmekanismen innesluttet i vingkonturen.

3

Den pyrotekniske påvirkningsanordning eller aktuator avfyres og forskyver dødpunkt mekanismen til hvilken vingkonstruk-sjonen er festet. Benyttelse av en sådan aktuator sikrer en rask, sikker utfolding av de sammenleggbare vinger til en ikke-reversibel stilling. Dødpunktmekanismen står i klar motsetning til de mindre pålitelige og mindre nøyaktige mekanismer som er omtalt foran i forbindelse med den kjente teknikk.

Alle skjær- og bøyebelastninger understøttes av en sperre som er tilveiebrakt ved hjelp av en låse- og hengselbolt, idet belastningene overføres direkte til legemsklakker. Luftmot-standsbelastninger innføres i en fremre understøttelse ved at et ytre støpestykke tillates å hvile mot skulder- eller ansatshylser i en fremre hengselklakk. Vingene utfoldes parvis ved hjelp av sine individuelle aktuatorer og låses i den utfoldede stilling ved hjelp av dødpunktmekanismen. Når de befinner seg i den innfelte tilstand, holdes vingene på plass med en nøyaktig låsemekanisme, såsom kulelåser, inne i de pyrotekniske aktuatorer. Dødpunktmekanismen tilbyr fordelen med låsing av utfoldede vinger i stilling med løse toleranser mellom mekanismens leddforbindelser.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et sideriss som viser en sammenleggbar eller innfellbar vingseksjon som er utfelt slik at den ligger i samme plan som en fast vingseksjon, fig. 2 er et gjennomskåret riss som viser dødpunkt-låsemekanismen ifølge oppfinnelsen betraktet med den innfellbare ving i en innfelt tilstand, fig. 3 er et gjennomskåret sideriss som viser dødpunkt-låsemekanismen ifølge oppfinnelsen betraktet med den innfellbare ving i en innfelt tilstand, fig. 4 viser et ufullstendig tverrsnittsriss i et plan som går gjennom snittlinjen 4-4 på fig. 1, fig. 5 viser et ufullstendig tverrsnittsriss i et plan som går gjennom snittlinjen 5-5 på fig. 1, fig. 6 er et gjennomskåret riss som viser dødpunkt-låsemekanismen ifølge oppfinnelsen betraktet med den innfellbare ving i en utfoldet tilstand, og fig. 7 er et gjennomskåret sideriss som viser dødpunkt-låsemekanismen ifølge oppfinnelsen betraktet med den innfellbare ving i en utfoldet tilstand.

Fig. 1 er et sideriss som viser konstruksjonen av en sammenleggbar eller innfellbar ving som er konstruert i overens-stemmelse med oppfinnelsen.

Vingen 12 er festet til et rakettskrog som vil være beliggende ved henvisnings tal let 10. Vingen 12 har en innenbords, fast vingseksjon 14 og en utenbords, innfellbar vingseksjon (foldevingseksjon) 16. En vingespisshette 18 av plast kan være forankret på plass langs ytterkanten av foldevingseksjonen 16 for å oppnå en ønsket kontur.

Henvisningstallet 20 betegner et eneste støpestykke som fortrinnsvis er fremstilt av aluminium. Festeanordninger 22 er benyttet for å feste den faste vingseksjon 14 til rakettskroget 10. Ytterligere befestigelse mellom vingen og skroget oppnås ved

hjelp av festeanordninger 26 som forbinder den faste vingseksjon

14 med festeklakker 24 som er beliggende på skroget 10 og er

opptatt i overensstemmende rom som er dannet i den faste vingseksjon 14 som vist på fig. 4.

En pyroteknisk påvirkningsanordning eller aktuator 28 er beliggende i en utsparing som er dannet i den faste vingseksjon 14 og kan benytte en patron av den type som fremstilles av Martin Baker Ltd., England. Sådanne aktuatorer benytter typisk et tennstempel som treffer en tennladning for å avfyre en gasspatron som da genererer et høyt trykk mot et aktuatorstempel. En aktuator- eller drivstang 30 blir deretter forskjøvet for å bevirke operasjon av en dødpunktkmekanisme som på fig. 1 er generelt betegnet med henvisningstallet 31 og som skal beskrives nærmere senere. Dødpunktmekanismen er forbundet med foldevingseksjonen 16.

Under utfolding blir belastninger fra foldevingseksjonen 16 overført til vingseksjonen 14 via en understellseksjon 36 og bolter 38 som er innkoplet mellom skjakkelflenser 40 og 42 og en klakk 44. En liknende forbindelse er anordnet mellom vingseksjonene 14 og 16 med bolter 48 som er anbrakt mellom flenser 50, 52 og en klakk 56. Så snart foldevingseksjonen 16 er utfoldet, hindrer dødpunktmekanismen en reversering av utfoldingsbevegelsen og låser vingseksjonen 16 i den utfoldede stilling.

Foldevingseksjonen 16 kan være fremstilt med en vokskake- eller celle-underkonstruksjon av aluminium (ikke vist) og med understell seksjonen heftforankret til denne. Vingklednin-gene kan være kjemisk bearbeidet. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen kan kjernen være en todelt, heftforankret sammen-stilling, slik at binde- eller forankringslinjen passer til den kjemisk utfreste linje i de ytre kledninger. Den faste vingseksjon 14 er fremstilt med én konturert overflate og åpne celler som er lukket med en kledning som er forankret til støpestykket på den motsatte side.

Dødpunktmekani smen

Fig. 2, 3, 6 og 7 viser en forenklet versjon av dødpunktmekanismen som på fig. 1 er betegnet med henvisningstallet 31. Mer spesielt viser fig. 2 og 3 mekanismen når foldevingseksjonen 16 er i en innfelt eller lagret tilstand hvor vingseksjonene inntar den orientering som er vist på fig. 4 og 5. Aktuatorens 28 fremre ende er hengselmontert ved 64, og dens aktuator- eller drivstang 30 er ved sin ytre ende forbundet med en dreietapp 66 som er beliggende på en flens 70 på en første mekanisme-leddforbindelse 68. Sjakkelflenser 71 og 72 opptar et kuleledd-koplingsstykke 73 derimellom, idet koplingsstykket likeledes danner inngrep med den tilsvarende åpning som er dannet i en ende 74 av en andre leddforbindelse 76 som er i hovedsaken U-formet, som vist på fig. 2.

En motsatt ende av leddet 76 har form av en i hovedsaken sylinderformet, innstillbar krage som er betegnet med henvisningstallet 80. En lukket sløyfe 82 strekker seg oppover fra kragen 80 og har en i denne dannet åpning 84 for opptagelse av et kulelager-kopiingsstykke 86 i denne, idet kulelager-koplingsstykket er forlenget til en akseldel 88. Forbindelsen mellom den lukkede sløyfe 82 og lagerkoplingsstykket 86 setter den lukkede sløyfe 82 i stand til å svinge eller dreie mellom den vinkelorientering som er vist på fig. 2 (innfelt), og den som er vist på fig. 6 (utfelt). En antirotasjonsplate 81 holder den stillbare kragesløyfe 82 i stilling på lagerkoplingsstykket 86 og hindrer kragen 80 fra å dreie etter riktig innstilling under fremstilling. Idet det fortsatt henvises til fig. 2, 3, 6 og 7, passerer akseldelen 88 gjennom åpninger som er dannet i sjakkelflenser 90 og 92 på en leddforbindelse 94. Endene av akseldelen 88 er opptatt i flenser 96 og 98 som karakteriserer den avslut-tende leddforbindelse 100 i dødpunktmekanismen.

Virkemåten av dødpunktmekanismen vil forstås ved å sammenlikne fig. 2 (innfelt tilstand) og fig. 6 (utfelt tilstand). Operasjon av aktuatoren 28 forårsaker at stangen 30 beveger seg innover, og derved forårsaker rotasjon av leddet 68 med urviseren. Dette forårsaker en nedadrettet og med urviseren rettet dreining av leddet 76, hvilken dreining overføres for nedadrettet forskyvning av lagerkoplingsstykket 86. Antirota-sjons- sperrehaker 114 danner inngrep med en sperreverkgrensef late (ikke vist), slik at dreining av leddene 68 og 76 bare kan skje i utfoldingsretningen, slik at mekanisme-reversering til den innfelte tilstand dermed hindres. Da lagerkoplingsstykket 86 er forbundet med leddet 100 via akseldelen 88, dreier leddet 100 fra den på fig. 3 viste stilling til den stilling som er vist på fig. 6. Leddets 100 endeparti 102 har en aksel 104 som strekker seg utover fra begge ender av dette for å danne inngrep med faste dreietappunderstøttelser 106 og 108. Leddet 100 virker som en vinkelarm eller veiv som har endepartiet 102 dreibart festet til den faste vingseksjon og fastgjør leddets 76 lukkede sløyfe 82 til denne. Leddet 100 støtter således et øvre parti av dødpunkt-mekanismen til den faste vingseksjon. Dreiningen av leddet 100 fra den lagrede til den utfoldede tilstand som er vist på fig. 3 og 7, forårsaker en tilsvarende dreining av leddet 94 som på liknende måte tjener som en vinkelarm eller veiv som ved 112 har en ytre ende 110 dreibart montert til en flens 34' på foldeving-støpestykket. Ved å betrakte virkningen av leddet 94 fra den lagrede til den utfoldede tilstand som er vist på fig. 3 og 7, vil det innses at leddet 94, når det dreier mot urviseren, svingbart beveger foldevingseksjonens tilkoplede flens 34'.

Idet det henvises til fig. 2 og 6, vil man legge merke til at en ytterligere hengselforbindelse er tilveiebrakt mellom foldevingseksjonen og den faste vingseksjon ved hjelp av en dreieunderstøttelse 109 som er montert til den faste vingseksjon, idet denne dreieunderstøttelse opplagrer understellsflenser 107 og 111 på foldevingseksjonen. Når foldevingseksjonen er utfelt til den utfoldede stilling, overføres krefter fra foldevingseksjonen via flensene 107 og 111 til den faste vingseksjon, slik at foldevingseksjonen understøttes i en stabil stilling. Som et viktig konstruksjonstrekk må det være rikelig klaring mellom leddforbindelsesdelenes indre forbindelse i dødpunktmekanismen for å hindre bevegelsesreversering så snart mekanismen har inntatt orienteringen for den utfoldede stilling som er vist på fig. 6 og 7. På fig. 7 er et innlegg 116 vist å være beliggende mellom flensen 34' og et nedre seksjonsunderstell av den faste vingseksjon for å bistå ved nøyaktig innretting mellom disse deler.

Slik man vil innse ut fra den foregående beskrivelse av oppfinnelsen, er en dødpunktmekanisme for en foldevingkonstruksjon tilgjengelig for oppnåelse av hurtig utfolding av foldevin-gene til en pålitelig, låst og stabil stilling som eliminerer inntrekking av foldevingseksjonen som følge av krefter og vibrasjoner som påtreffes under flukt.

Claims (2)

1. Foldevingkonstruksjon omfattende

en fast vingseksjon (14) som er innrettet for montering til et skrog (10), en foldevingseksjon (16) som er svingbart forbundet med den faste vingseksjon og normalt inntar en lagret tilstand, en påvirkningsanordning (28) som er beliggende i én av vingseksjonene for påvirkning av foldevingseksjonen (16), og en vingutfoldingsmekanisme som er innkoplet mellom påvirkningsanordningen (28) og foldevingseksjonen (16) for raskt å utfolde foldevingseksjonen til en utfelt stilling ved frigivelse av påvirkningsanordningen (28), KARAKTERISERT VED at vingutfoldingsmekanismen omfatter en ikke-reversibel dødpunktmekanisme (31) som omfatter et antall ledd (68, 76, 94, 100) med tilstrekkelig dimensjons toleranse derimellom til å hindre reversibel bevegelse av foldevingseksjonen (16) til en lagret tilstand, og at påvirkningsanordningen (28) er en pyroteknisk påvirkningsanordning.

2. Foldevingkonstruksjon ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at dødpunktmekanismen omfatter et første ledd (68) som har et første punkt (66) på dette forbundet med påvirkningsanordningen (28, 30), et andre ledd (76) som har en første ende (74) dreibart forbundet (73) med et andre punkt som ligger motsatt av det første punkt på det første ledd (68) for forskyvning av det andre ledd (76), et sfærisk lager (86) som er forbundet med en andre ende (82) av det andre ledd (76), et tredje ledd (94) med en første ende (90, 92) som også er forbundet (88) med det sfæriske lager (86) for å tillate svingbar dreining av det tredje ledd (94) om sin første ende ved forskyvning av det andre ledd, et fjerde ledd (100) som ved en første ende (102) av dette er hengselmontert (104) til en stasjonær dreietapp (106, 108), idet det fjerde ledd (100) har en andre ende som er dreibart lagret (96, 98) til det sfæriske lager (86)for derved å forårsake sammenlenket rotasjon av leddendene som er forbundet med lageret, og en anordning (112, 34') som dreibart forbinder en andre ende (110) av det tredje ledd (94) med foldevingseksjonen (16) for dreining av foldevingseksjonen om det tredje ledds andre ende til en utfelt stilling som reaksjon på frigivelse av påvirkningsanordningen (28).