NO339906B1 - Foldevinge for en flykropp - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en foldevinge for en fiykropp som omfatter to vingeflater som danner foldevingene, som i det minste i avsnitt i kantområdet er forbundet med hverandre og som på rotsiden er lagret dreibare om akser som ligger i fluktretningen i området til ytterflaten på flykroppen og i hvileposisjonen ligger an på ytterflaten til flykroppen og som etter at utfolding en har foregått til arbeidsposisjonen inntil foldevingen har en forhåndsbestemt avstand til innersiden av vingeflatene.

Flykropper blir startet fra en beholder i en utskytningsinnretning, hvor inner-diameteren knapt er større enn ytterdiameteren på flykroppen. Til stabiliseringen av flystillingen til flykroppen er det nødvendig med aerodynamiske virkeflater. Disse er på kjent måte enten klappet inn i utsparinger i ytterflaten til flykroppen eller blir i sammenfoldet tilstand festet foldet tett på ytterflaten til flykroppen. Ved start blir disse aerodynamiske virkeflatene umiddelbart etter at beholderen på utskytmgsinnretningen er forlatt ved hjelp av egnede innretninger overført fra hvileposisjonen til arbeidsposisjonen og skal der bli i stabil anordning under hele flukten.

Den kjente løsningen med aerodynamiske virkeflater som kan foldes inn er bare betinget egnet for flykropper som ved hjelp av et marsj drivverk skal fly over store avstander fra utskytningsstedet til målet. Som regel trenger de aerodynamiske virkeflatene som kan foldes sammen og den nødvendige mekanismen til utfoldingen mye plass i innerrommet til flykroppen, men som på grunn av marsj drivverket bygget inn på samme sted ikke står til rådighet. Det samme gjelder for virkeflatene som har en ramme som kan foldes ut, som er påspent et fleksibelt materiale. Slike byggemåter for virkeflatene har ut over dette den ulempen at de ikke er egnet for de belastningene som opptrer ved raskt flyvende flykropper, da fleksible materialer begynner å blafre og at det dermed kan stilles spørsmål ved den stabiliserende aerodynamiske virkningen.

Som en mulig annen løsning er anvendelsen av såkalte foldevinger. Fra DE 36 18 956 Cl er det blitt kjent et ledeverk med vinger som kan foldes ut, som består av vingeflater som i spissen er forbundet med hverandre. På vingeroten har hver av de to vingeflatene dreielager. Et av dreielagrene er et leddet fastlager og det andre er utformet som et leddet glidelager. Derigjennom kan vingeflatene foldes sammen og vikles opp på overflaten til flykroppen. Når flere slike vinger er montert på flykroppen ligger disse i sammenfoldet tilstand umiddelbart over hverandre og blir ved hjelp av en egnet løsbar innretning holdt fast på overflaten til flykroppen inntil frigivelsen. En slik byggemåte for en foldevinge fremstiller allerede en tydelig forbedring i forhold til de nevnte klappvingene, men har ved anvendelse på en raskt flyvende fiykropp stadig den ulempen, at foldevingen når det opptrer store belastninger, særlig når foldevingen skal bli dreid til aerodynamisk påvirkningen av fluktbanen og det dermed opptrer økende sideveis belastning, til tross for den foreliggende brekkasjesikringen ikke i nødvendig grad er stiv nok og som en følge av dette kan det opptre torsjon av vingen eller blafring i vingeflaten. Dermed kan det settes spørsmål ved suksessen av misjonen.

Dokumentet DE 4025515 Al omhandler vinge for et missil som skytes ut fra et rør. Den har ribber mellom flate metallpartier som er i kontakt med låseåpningene.

Oppgaven som ligger til grunn for oppfinnelsen er å forbedre prinsippet ved en foldevinge slik at på den ene siden kan fordelene ved en vinge som kan foldes sammen bli benyttet videre og at det samtidig blir oppnådd en vesentlig høyere stivhet mot blafring og torsjon når de nevnte belastningene opptrer.

Denne oppgaven blir på en måte løst gjennom oppfinnelsen angitt i krav 1. Vingeflatene er forbundet med hverandre på kantene på forsiden og baksiden. I innerrommet er det anordnet en forspent spredeinnretning for vingeflatene som minst har et fjærdrevet avstandselement, som i hviletilstanden er anordnet flatt og forspent mellom vingeflatene og etter utløsning av foldevingen går over fra hvileposisjonen til sin arbeidsposisjon og når arbeidsposisjonen er nådd holder innersidene på vingeflatene i passende forutbestemt avstand til den aerodynamisk virksomme profileringen for foldevingen. Gjennom forbindelsen for kantene til vingeflatene over hele den frittliggende kanten med unntak av rotområdet blir stivheten til foldevingen betydelig forbedret i forhold til den kjente åpne byggemåten. I tillegg sprer svingbare avstandselementer seg i arbeidsposisjonen til foldevingen mellom innersidene på vingeflatene. Den derigjennom fremkalte hvelvingen for vingeflatene i to retninger produserer en formstivhet som ikke kan bli oppnådd for en vingeflate som bare er bøyd i en retning.

På fordelaktig måte er vingeflatene også på kanten på spissen i det minste stedvis forbundet med hverandre. Forbindelsen for vingeflatene foregår på kantene som ligger utvendig over punktformede forbindelser. Resultatet av dette er først muligheten for foldevingen til å kunne bli foldet over overflaten på flykroppen på en enkelt måte.

Spredeinnretningen er fortrinnsvis anordnet i området ved symmetriplanet mellom vingeflatene. På en fordelaktig måte består spredeinnretningen av tilformede bladfjærer som har en omtrent S-formet krumning. Denne formen på bladfjærene er særlig godt egnet da de ved foldingen av vingene kan trykkes sammen flatt og under utfoldingsforløpet utøver nok fjærkraft på innersidene av vingeflatene, slik at foldevingen problemløst retter seg ut etter frigjøringen.

Det har vist seg fordelaktig, i det minste enkelte steder å forbinde spredeinnretningen med vingeflatene. Dermed blir stivheten til foldevingen økt betydelig, særlig i utfoldet tilstand.

Når en ende av den S-formede bladfjæren er formet slik at den forløper omtrent i midtplanet til foldevingen, så er denne byggeformen for bladfjæren på en spesiell måte egnet til monteringen av avstandselementer som bestemmer den nominelle avstanden for innersiden av vingeflatene.

En fordelaktig utforming av oppfinnelsen består i at avstandselementet blir dannet av en klaff som fjærbelastet er lagret dreibar om en akse anordnet inne i sprede innretningen, hvor bredden på klaffen tilsvarer avstanden til innersidene på vingeflatene i arbeidsposisjonen. Ved hjelp av et slikt avstandselement blir stivheten til den utfoldede foldevingen økt betydelig. En blafring for vingeflatene er dermed nærmest utelukket og den aerodynamiske profileringen til foldevingen blir bevart uforandret under hele flyfasen.

En annen forbedring viser seg når klaffen i arbeidsposijonen ligger an på et anlegg. Dermed er stillingen til klaffen mellom anlegget og armfjæren nødvendig for dreiningen av klaffen fiksert.

En særlig nevneverdig fordel ved foldevingen ifølge oppfinnelsen er at denne med hensyn til egenvekten av de nødvendige byggedelene kan bli fremstilt særlig lett og at spredeinnretningen sammenlignet med kjente utforminger med liten innsats utfolder en fremragende sprede- og støttevirlcning. Videre er det ved hjelp av denne byggeformen for en foldevinge sikret at foldevingen under alle forhold i omgivelsene folder seg ut sikkert og beholder sin form under misjonen.

Et utformingseksempel av oppfinnelsen er i tegningen fremstilt skjematisk forenklet og blir i det følgende nærmere beskrevet med angivelse av andre utformings-muligheter. Her viser figur la innerrommet i en utfoldet foldevinge med en spredeinnretning, figur lb et snitt AA' gjennom en foldevinge ifølge figur la, figur 2a spredeinnretning som består av en bladfjær, figur 2b spredeinnretningen ifølge figur 2a sett fra fronten, figur 3a en detalj av en bladfjær i spredeinnretningen, figur 3b tverrsnitt av en bladfjær ifølge figur 3a.

I figurene la og lb et det fremstilt et utformingseksempel på en foldevinge for en flykropp. Foldevingen består av til vingeflater la og lb som eksempelvis kan være fremstilt av et tynt fjærelastisk blikk. Anvendelsen av andre egnede materialer med sammenlignbare egenskaper som for eksempel fiberforsterket kunststoff er innen rammen for oppfinnelsen. De to vingeflatene er i det minste forbundet med hverandre på kantene 3a og 3b. I tillegg kan vingeflatene være forbundet med hverandre i kanten 3c på spissen. Som forbindelse kommer med hensyn til at vingen ønskes å kunne foldes sammen er det bare spørsmål om en punktvis forbindelse. Best har den punktvise forbindelsen for kantene hevdet seg som eksempelvis kan bli oppnådd gjennom punkt-sveising av vingeflater la, lb som består av blikk.

Begge vingeflatene er over dreielagre med akser 2 på en overflate på flykroppen som ikke er fremstilt forbundet med denne, hvorved dreielagret i det minste på en vingeflate er utformet forskyvbart til siden, slik at en gjensidig tilnærmelse for dreielagrene til begge vingeflatene kan foregå ved oppviklingen av foldevingen på overflaten til flykroppen.

Ifølge fremstillingen i figur la er den fremre vingeflaten lb blitt fjernet for å kunne vise spredeinnretningen 5 i innebygget tilstand. På kanten på rotsiden av foldevingen er dreielagret med aksen 2 synlig som muliggjør den mekaniske forbindelsen med flykroppen som ikke er vist. Front- og hekksidekantene 3 a og 3b er antydet. På disse kantene er vingeflatene la og lb forbundet fast med hverandre. I det indre 4 av foldevingen er spredeinnretningen 5 for begge vingeflatene la og lb anordnet som i utformingseksemplet består av fire gruppe med hver to bladfjærer 7a og 7b og en gruppe anordnet i midten med fire bladfjærer 7a og 7b. Denne spredeinnretningen 5 er plassert slik i det indre 4 av foldevingen at kreftene til de forspente bladfj ærene 7a og 7b i oppviklet tilstand for foldevingen virker mest mulig jevnt fordelt på innersiden av vingeflatene la og lb. Den punktformede forbindelsen 14 for den frie armen på bladfjærene 7a, 7b er antydet i kontaktområdet med den aktuelle vingeflaten la, lb.

Figur 2a viser eksempelvis en av disse gruppene med bladfjærer 7a, 7b i detalj. Det tilsvarende frontavsnittet for siden til kanten 11 er fremstilt i figur 2b. Spredeinnretningen 5 fra figur 2a består av to motsatt like tilformede bladfjærer 7a, 7b som i utgangspunktet med unntak av anleggene 10 utformet som armfjærer er utformet likeartet. Disse bladfjærene 7a, 7b består eksempelvis av fjærende materiale og er i området ved kanten 11 stedvis forbundet med hverandre 15, særlig punktsveiset. Med hensyn til formingen av tverrsnittet på bladfjærene 7a, 7b blir det henvist til figur 3b. Bladfjærene er også festet på vingeflatene la, lb, i det minste stedvis på fordelaktig måte over punktforbindelser.

I området ve den felles kanten 11 for de to bladfjærene 7a, 7b foreligger rammen 12 som tjener som opplagring for de dreibare avstandselementene 6. Avstandselementene 6 er i utformingseksemplet utformet som klaffer som drevet av dreiefjærene 9 blir svingt fra hvileposisjonen til arbeidsposisjonen. I hvileposisjonen ligger klaffene i flukt med rammen 12 i et plan sammen med de sammentrykte og forspente bladfjærene 7a, 7b mellom innersidene på de sammenfoldete vingeflatene la, lb. Under utfoldingsforløpet for foldevingen svinger trykket fra dreiefjærene 9 klaffene 6 inntil de når arbeidsposisjonen som er fremstilt i figur 2a. I arbeidsposisjonen ligger klaffene 6 an mot anleggene 10 dreid ved egen kraft som forhindrer en videre dreiing av klaffene 6 ut over arbeidsposisjonen.

Bredden D på klaffene 6 tilsvarer de stedlige forskjellige avstandene til innersiden på begge vingeflatene la, lb i arbeidsposisjonen. Følgelig kan det ved hjelp av spredeinnretningen og vingeflatene bli produsert en aerodynamisk virksom vinge-profil, slik det fremgår av figur lb.

Det er fordelaktig å utforme de fjærende anleggene 10 som del av bladfjærene 7a, 7b som allikevel består av fjærende materiale. Avstandselementene 6 kan innen rammen for fagmannen naturligvis også bli laget i andre byggeformer, når det er sikret at den samme funksjonaliteten blir oppnådd. Denne består i at avstandselementene i hvileposisjonen er anordnet forspent og mest mulig flat mellom innersidene på vingeflatene la, lb. Det fremstilte utformingseksemplet har med hensyn til dette den fordelen at klaffene anvendt som avstandselementer 6 sammen med anleggene 10 i hvileposisjonen har omtrent den samme materialtykkelsen som de sammentrykkede bladfjærene 7a, 7b.

I arbeidsposisjonen er klaffene arretert så godt at den noe varierende avstanden til innerveggene på vingeflatene la, lb, alt etter posisjonen inne i foldevingen, blir overholdt eksakt og også blir bevart under flyfasen. En inntrykning eller blafring for vingeflatene blir dermed unngått.

I figur 3 a er eksempelvis for begge vingeflatene som i figur 2a som fremre vingeflate 7a fremstilt for begge vingeflatene gjengitt i innebygget tilstand. Ved siden av rammene 12 og de integrerte anleggene 10 kan også de forhåndsbøyde lagrene 13 for aksene 8 sees, klaffer som tjener som avstandselementer 6 anordnet i rammen 12. Likeså er den S-formede krumningen til bladfjæren 7a fremstilt slik det er vist tydelig i figur 3b. I den samme figuren fremgår også bøyningen av armfjæren 10. Det blir innen rammen for oppfinnelsen overlatt til fagmannen å anvende andre utforminger for bladfjærene eller anleggene som virker likedan.

Bladfjæren 7b er bygget opp speilsymmetrisk med bladfjæren 7a. Den har likeledes rammen 12 og i rammen anordnet korresponderende formede akselagre 13. Men anlegget 10 foreligger ikke for bladfjæren 7b.

Andre byggeformer for spredeinnretningen og avstandselementene ifølge oppfinnelsen som virker likedan kan innen rammen for den foreliggende oppfinnelsen fremstilles av en fagmann. Det er tenkelig med andre fjærformer som på lignende vis flatt sammentrykt finner plass mellom vingeflatene og som etter at utløsningen har foregått kan sette opp disse.

Claims (3)

1. Foldevinge for en flykropp omfattende to vingeflater (la, lb) som danner foldevingen, som i det minste i avsnitt i kantområdet er forbundet med hverandre og som på rotsiden er lagret dreibare om akser (2) som ligger i fluktretningen i området til ytterflaten på flykroppen og i hvileposisjonen ligger an mot ytterflaten av flykroppen, og som etter at utfoldingen har skjedd i arbeidsposisjonen for foldevingen har en forhåndsbestemt avstand til innersiden av vingeflatene, hvor avstanden kan forhånds-bestemmes ved hjelp av i det minste et fjærdrevet avstandselement (6), hvor det i innerrommet (4) av foldevingen er anordnet en forspent spredeinnretning (5) for vingeflatene (la, lb), og hvor - vingeflatene (la, lb) ved kantene (3a, 3b) på for- og baksiden i det minste stedvis er forbundet med hverandre, - i hviletilstanden er det minst ene fjærdrevne avstandselementet (6) anordnet flatt og forspent mellom vingeflatene (la, lb), og som etter utløsningen av foldevingen fra hvileposisjonen går over til sin arbeidsposisjon, og etter å ha nådd arbeidsposisjonen holder innersidene av vingeflatene i forhåndsbestemt avstand (D) passende til den aerodynamisk virksomme profilering av foldevingen,karakterisert vedat ved at spredeinnretningen (5) innbefatter minst to like og motsatte preformede bladfjærer (7a, 7b) som er forbundet med hverandre i området med en felles kant (11), - ved at hvert avstandselement (6) er dannet av en klaff, som er roterbart montert på en fjærbelastet måte (9) om en akse (8) som er anordnet i sprednmgsinnretningen (5), hvor bredden av klaffen tilsvarer avstanden (D) mellom de indre sidene av vingeflatene (la, 1 b) i arbeidsposisjon, og - ved at i arbeidsposisjonen ligger klaffen an mot et fjæret anlegg (10).

2. Foldevinge ifølge krav 1,karakterisert vedat spredeinnretningen (5) er anordnet i området ved symmetriplanet (S) mellom vingeflatene (la, lb).

3. Foldevinge ifølge krav 2,karakterisert vedat bladfjærene (7a, 7b) har en omtrent S-formet krumning.