SE460438B

SE460438B - Rudder arrangement for missile or aeroplane

Info

Publication number: SE460438B
Application number: SE8605231A
Authority: SE
Inventors: T Wik
Original assignee: Bofors Ab
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1989-10-09
Also published as: SE8605231L; SE8605231D0

Abstract

The rudder surface or blade (2') is normally in a collapsed condition, but when the control signal is received it adopts at least one extended position in which it is angularly adjusted in relation to the flight direction of the airborne unit of which it forms part. The blade can be made to extend to varying degree dependent upon one or more control signals (i). Its angular adjustment when extended is between 5 and 30 deg. The airborne unit may be equipped with several rudder surfaces or blades which are positioned in front of the unit main bearer surface, vanes or wings. When the unit is manoeuvred in different directions and roll functions, the rudder surfaces or blades are activated in pairs or groups, the number of surfaces or blades being pref. four to eight.

Description

460 458 heten. 460 458 called.

Föreliggande uppfinning har som ändamål att framskapa en anord- ning som löser bl a ovanstående problem. Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för den nya anordningen är att roderytan respektive roderbladet är anordnat att i förhållande till enheten inta ett infällt läge och vid uppträdande styrsignal (-er) inta åtminstone ett av styrsignalen förorsakat utfällt läge, och att i nämnda utfâllda läge roderytan respektive roderbladet är vinkelställt i förhållande till enhetens flygriktning (längdaxel) varvid roderytan respektive roderbladet är anordnat (-d) att er- hålla varierad utfällningsgrad i beroende av en eller flera styr- signaler.The present invention has for its object to provide a device which solves, among other things, the above problems. That which mainly can be considered characteristic of the new device is that the rudder surface and the rudder blade, respectively, are arranged in proportion to the unit assume a recessed position and in the event of a control signal occurring assume at least one precipitated position caused by the control signal, and that in said unfolded position the rudder surface and the rudder blade, respectively, are angled in relation to the flight direction of the unit (longitudinal axis) wherein the rudder surface and the rudder blade, respectively, are arranged (-d) to maintain a varied degree of precipitation depending on one or more signals.

I vidareutvecklingar av uppfinningstanken är roderytans vinkel- ställning i förhållande till flygriktningen fastställd till ett förutbestämt värde som företrädesvis är valt inom vinkelområdet s-3o°° I ytterligare utföringsformer av uppfinningstanken är enheten an- ordnad med ett antal roderytor páverkbara från infällda till ut- fällda lägen, varvid roderytorna kan vara placerade framför enhe- tens huvudbëryta/vingar. Respektive roderyta som deltar i en inne- varande manöver för enheten är påverkbar från en styrutrustning så att den är infälld då ingen manöver sker av enheten och utfälld endast då manövern blir effektuerad.In further developments of the inventive concept, the angle of the rudder surface is position in relation to the direction of flight determined to one predetermined value which is preferably selected within the angular range s-30 ° °° In further embodiments of the inventive concept, the unit is used arranged with a number of rudder surfaces impactable from recessed to folded positions, whereby the rudder surfaces can be placed in front of tens main bearing surface / wings. Respective rudder area participating in a current maneuvering of the unit is controllable from a control equipment so that it is recessed as no maneuver is performed by the unit and unfolded only when the maneuver is executed.

I en föredragen utföringsform är resp roderyta vridbart infäst vid sin främre ände och är utvridbar radiellt genom enui förhållande till enhetens längdriktning snedställd spalt i enhetens hölje/skal.In a preferred embodiment, the respective rudder surface is rotatably attached to its front end and is rotatable radially by any relationship to the longitudinal direction of the unit oblique gap in the housing / shell of the unit.

Ut- och infällningsrörelserna är anordnade att ske med hjälp av magnetorgan och/eller elmotororgan. Enhetens manövereffekt kan vara reglerbar med hjälp av varierbar utfällningsgrad för respek- ïtive roderyta. I en alternativ utföringsform kan respektive roderyta inta tvâ lägen, infällt respektive utfällt läge.The fold-out and fold-in movements are arranged to take place with the aid of magnetic means and / or electric motor means. The unit's operating power can be adjustable by means of a variable degree of precipitation for ïtive roderyta. In an alternative embodiment, the respective rudder surface in two positions, recessed and unfolded position respectively.

Tidsorgan är därvid anordnade att medge en variabel utfällnings- tid för roderytan från det infällda till det utfällda läget och vice versa. Vid enhetens manövrering i olika riktningar påverkas roderytorna parvis och totala roderytor väljes företrädesvis inom antalsomràdet 4-8. 460 438 De ut- och infällbara roderytorna kan tilldelas förhållandevis små ytterdimensioner med bibehàllandet av god manövreringsförmàga för enheten. Små roderytor innebär fördelar i form av låg vikt och små krav pà inbyggnadsvolym. Andra fördelar är små utfällningskrafter och god förmåga att motstå belastning (anblásningskrafter).Timing means are then arranged to allow a variable precipitation time of the rudder surface from the retracted to the retracted position and vice versa. When the unit is operated in different directions, it is affected the rudder surfaces in pairs and total rudder surfaces are preferably selected within number range 4-8. 460 438 The retractable and retractable rudder surfaces can be allocated relatively small external dimensions while maintaining good maneuverability for the device. Small rudder surfaces mean advantages in the form of low weight and small requirements for installation volume. Other advantages are small precipitation forces and good ability to withstand load (blowing forces).

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som upp- visar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskri- vas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade rit- ningar där figur l från sidan visar en enhet med konventionellt uppbyggda roderorgan, figur 2 visar delar av en enhet försedd med det nya rodret, figur 3 visar i genomskärning enheten utefter snittet A-A , figur 4 visar i genomskärning enheten enligt figuren 2 utefter snittet B-B, figurer Sa-Sf visar principiellt och bakifrån hur utfällning av roderytor på enhet med fyra roder förorsakar olika kraftpáverkningar pà enheten för denna manövrering, och figurer Sa-6e visar motsvarande kraftpâverkningar pá enhet med sex utfällbara roder.A presently proposed embodiment of a device showing the features significant to the invention shall be described in the following with reference at the same time to the there figure 1 from the side shows a unit with conventional built-up rudder means, figure 2 shows parts of a unit equipped with the new one red, Figure 3 shows in section the unit along the section A-A, figure 4 shows in section the unit according to figure 2 along the section B-B, Figures Sa-Sf show in principle and from behind how precipitation of rudder surfaces on unit with four rudders causes different force effects on the device for this maneuvering, and Figures Sa-6e show the corresponding force effects on the unit with six fold-out rudders.

I figuren 1 visas en enhet i form av en missil med 1. Missilen är försedd med kända roder 2, t ex fyra till antalet, och vingar 3, likaså fyra till antalet. Rodren 2 är placerade-framför vingarna.Figure 1 shows a unit in the form of a missile with 1. The missile is provided with known rudders 2, for example four in number, and wings 3, likewise four in number. The rudders 2 are placed-in front of the wings.

Respektive roder är vridbart kring en vridpunkt A. Då enheten icke manövreras är rodret parallellställt med enhetens flygriktning 4/enhetens längdaxel la. Vid manövrering av enheten påverkas rod- 460 438 i förhàllan- .É de till flygriktningen. Vinkelställningen ger en lyftkraft F som ren 2 parvis så att respektive roder antar en vinkel är beroende av vinkelns storlek. Lyftkraften förorsakar ett tipp- moment TM kring enhetens tyngdpunkt T.The respective rudder is rotatable about a pivot point A. Then the unit does not is operated, the rudder is parallel to the direction of flight of the unit 4 / unit longitudinal axis la. When operating the unit, the rudder 460 438 in relation- .É those to the direction of flight. The angular position gives a lifting force F which clean 2 in pairs so that each rudder assumes an angle depends on the size of the angle. The lifting force causes a tipping moment TM around the unit's center of gravity T.

Nackdelen med nämnda typ är att de förorsakar ett luftmotstànd då ingen manövrering sker av enheten, samt ett instabiliserande tipp- moment.The disadvantage of said type is that they cause an air resistance then no maneuvering of the unit, as well as an unstabilizing tipping moment.

Enligt figurerna 2, 3 och 4 skall roderytan 2' vara anordnad in- och utfällbar i enhetens skal eller hölje l': I figuren 3 är roder- ytan/roderbladet visad(-t) i tre olika lägen, nämligen det fullt utfällda läget 2', ett mellanläge 2" och ett fullt infällt läge 2"'.According to Figures 2, 3 and 4, the rudder surface 2 'should be arranged in and foldable in the shell or housing 1 'of the unit: In Figure 3, the rudder the surface / rudder blade shown (-t) in three different positions, namely the full unfolded position 2 ', an intermediate position 2 "and a fully retracted position 2 "'.

Roderbladet är vridbart anordnat vid sina främre delar. Vridning kan därvid ske med hjälp av eller kring en axel 5 som är lagrings- bar eller lagrad i höljet, i därför avsedda urtagningar lb i det- ta. Utfällningsfunktionen är effektuerbar med en elmotor, som före- trädesvis anordnas i anslutning till nämnda axel 5. Elmotorn kan vara försedd med kugghjul som.är samverkbar med en motsvarande kuggkrans på roderbladet. Kompletterande eller alternativt kan ut- fällningsfunktionen effektueras med hjälp av magnetorgan som i fi- guren 3 symboliserats med 7. Elmotor- respektive magnetorgan sty- res och matas via en enhet 8. Enheten 8 erhåller styrinformation från en styrsignalsgenererande krets 9. Sistnämnda krets alstrar styrsignalen i beroende av information från en styrsignalmottaga- re 10 som är mottaglig för styrsignaler från en markplacerad ut-' rustning. Styrsignalöverföringen kan ske via trådlös eller träd- bunden förbindelse på i och för sig känt sätt. Alternativt kan styrsignalen på likaledes i och för sig känt sätt alstras inom en- heten, t ex i en málföljande utrustning i densamma.The rudder blade is rotatably arranged at its front parts. Twist can then be done by means of or about an axis 5 which is the storage bar or stored in the housing, in the corresponding recesses lb in the take. The precipitation function is executable with an electric motor, which are arranged in connection with said shaft 5. The electric motor can be equipped with gears that are compatible with a corresponding one gear ring on the rudder blade. Supplementary or alternatively the precipitation function is effected by means of magnetic means which in the symbol 3 is symbolized by 7. Electric motor and magnetic means traveled and fed via a unit 8. The unit 8 receives control information from a control signal generating circuit 9. The latter circuit generates the control signal in dependence on information from a control signal receiver which is receptive to control signals from a grounded output device. armor. The control signal transmission can take place via wireless or bound connection in a manner known per se. Alternatively can the control signal is generated in a manner known per se within a in a case-following equipment in the same.

I de olika vyerna enligt figurerna 2, 3 och 4 har olika varianter av styrutrustning visats. I utföringsexemplet enligt figuren 4 ut- nyttjas en elmotor 6', varvid elmotorns kugghjul angivits med 6a Vr och den motsvarande kuggkransen pà roderbladet 2' med 2a. Roder- 460 438 bladet kan arbeta med två distinkta lägen, varav det första läget utgöres av det fullt infällda läget och det andra läget utgöres av det fullt utfällda läget. Utfällningshastighetèn kan därvid varie- ras i tiden. Kretsen 9' visar i detta fall en tidskrets 9a av i och för sig känt slag.In the different views according to Figures 2, 3 and 4 have different variants of control equipment shown. In the exemplary embodiment according to FIG. an electric motor 6 'is used, the electric motor gear being indicated by 6a Fri and the corresponding gear ring on the rudder blade 2 'with 2a. Rudder- 460 438 the blade can work with two distinct positions, of which the first position consists of the fully recessed position and the other position consists of the fully unfolded position. The precipitation rate can then vary. race in time. The circuit 9 'in this case shows a time circuit 9a of i and per se known kind.

Karakteristiskt för uppfinningen är att roderytan/roderbladet i aktuellt utfällt läge intar en fixerad och pà förhand bestämd vin- kel F i förhållande till flygriktningen eller enhetens längdaxel la. I föreliggande fall utgöres roderbladet av en styv skiva som utfälles från det infällda läget 2"' via en slits eller skära lb i höljet 1'. Slitsen eller skåran är snedställd med vinkeln F i förhållande till enhetens längdaxel la respektive flygriktning.Characteristic of the invention is that the rudder surface / rudder blade in currently precipitated position assumes a fixed and predetermined win- k F in relation to the direction of flight or the longitudinal axis of the unit la. In the present case, the rudder blade consists of a rigid disc which precipitates from the recessed position 2 "'via a slot or cut lb in the housing 1 '. The slot or notch is inclined at an angle F i in relation to the unit's longitudinal axis 1a and direction of flight.

Materialet i roderbladet utgöras av en stàllegering och bladet har en utformning och hâllfasthet som möjliggör att det är håll- bart mot uppträdande anblàsningskrafter under enhetens flygning i den ballistiska banan.The material of the rudder blade consists of a steel alloy and the blade has a design and strength that enables it to be against occurring blowing forces during the flight of the unit in the ballistic trajectory.

Figurerna Sa-Sf visar hur manövrering sker med hjälp av parvis på- verkan av roder på enhet med fyra roder. Enligt figuren Sa är rod- ren 21 och 22 utfällda och de två övriga rodren infällda. En resul- terande kraft FV erhålles genom krafttillskotten FV1 och FVZ från rodren 21 respektive 22 På motsvarande sätt erhålles en kraft FH åt höger då rodren 23 och 24 är utfällda och rodren 21 och 22 är infällda. En kraft FN nedåt erhålles då rodren 22 och 23 är utfällda och rodren 21 och 24 är infällda. Om i stället rodren 21 och 24 hàlles utfällda och rodren 2 och 2 hålles infällda erhålles en uppàtriktad kraft FU. 2 3 Rollmoment RMH och RMV kan erhållas åt höger respektive vänster då diametralt motsatta roder 22, 24 respektive 21, 23 utfälles och de tvâ övriga rodren är infällda. Figurerna 6a-6e visar på motsvarande sätt hur krafter och rollmoment skall erhållas vid enheter med sex utfällbara roder. Enligt figuren 6a erhålles en kraft åt vänster då två i anslutning till vertikallinjen placerade roder utfälles och 460 438 övriga roder hålls infällda. En kraft snett uppåt till höger erhål- les enligt figuren 6b då tvâ motställda roder belägna på en diame- ter skild från såväl vertikal som horsiontalaxeln hålls utfällda och övriga roder hålls infällda. Roderparet enligt figuren 6c skall hållas utfällda och övriga infällda då en kraft snett nedåt höger önskas. För att i fallet med sex roder erhålla rollmoment åt höger eller vänster utfälles tre.roder av de sex rodren.Figures Sa-Sf show how maneuvering takes place by means of pairwise effect of rudder on unit with four rudders. According to Figure 5a, reindeer 21 and 22 unfolded and the other two rudders retracted. A result- driving force FV is obtained by the force additions FV1 and FVZ from rodren 21 and 22, respectively Correspondingly, a force FH to the right is obtained when the rudders 23 and 24 are unfolded and the rudders 21 and 22 are recessed. A force UN downward is obtained when the rudders 22 and 23 are unfolded and the rudders 21 and 24 are recessed. If instead the rudders 21 and 24 are kept unfolded and the rudders 2 and 2 are kept recessed, an upward force FU is obtained. 2 3 Role torque RMH and RMV can be obtained to the right and left then diametrically opposite rudders 22, 24 and 21, 23, respectively, are deposited and they the other two rudders are recessed. Figures 6a-6e show the corresponding way how forces and role moments are to be obtained at units with six fold-out rudders. According to Figure 6a, a force to the left is then obtained two rudders placed adjacent to the vertical line are precipitated and 460 438 other rudders are kept recessed. A force obliquely upwards to the right is obtained. according to Figure 6b when two opposite rudders located on a separate from both the vertical and the horizontal axis are kept unfolded and other rudders are kept recessed. The rudder pair according to figure 6c shall be kept unfolded and the other recessed then a force obliquely downwards right is desired. In order to obtain role torques in the case of six rudders to the right or left, three rudders of the six rudders are precipitated.

Fallet enligt figuren 6d ger ett rollmoment åt höger och enligt figuren 6e ett rollmoment åt vänster.The case according to figure 6d gives a rolling moment to the right and according to Figure 6e shows a rolling moment to the left.

Värdet på vinkel F fall. Företrädesvis väljes värdet inom vinkelomràdet 5-300. väljes i beroende av aktuellt konstruktions- 'Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan såsom exempel visa- de utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken. /ïllThe value of angle F case. Preferably, the value is selected within the angular range 5-300. selected depending on the current design The invention is not limited to the one exemplified above. they embodiment but can be subject to modifications within the framework for the appended claims and the inventive concept. / ïll

Claims

10375 460 438 PATENT REQUIREMENTS

Device at a rudder (2) arranged on a unit (1) in the form of a missile, projectile, aircraft, rocket, etc., which comprises a rudder surface or rudder blade (2 'which can be actuated depending on a control signal (i) , 2 ", 2" '), is characterized in that the rudder surface and the rudder blade, respectively, are arranged to assume a recessed position (2 "') in relation to the unit (1) and, in the event of a steering signal1 ( -er) assume at least one position caused by the control signal, and that in said extended position the rudder surface and the rudder blade are angled (-t) in relation to the flight direction (longitudinal axis) of the unit, the rudder surface and the rudder blade being arranged (-d ) to obtain a varied degree of precipitation depending on one or more control signals (i, i ').

Device according to claim 1, characterized in that the rudder surface and the angular position of the rudder blade, respectively, in relation to the direction of flight (4) is determined to a predetermined value which is preferably selected within the angular range 5-300.

Device according to claim 1, characterized in that the unit is arranged with a number of rudder surfaces or rudder blades which can be actuated from recessed to unfolded positions and that the rudder surfaces or rudder blades are placed in front of the main support surface or wings of the unit (3). 460 438

Device according to claim 3, characterized in that the respective steering function participating rudder surface / rudder blade can be actuated (-t) from a control unit (9, 10) so that it is recessed when it or it does not participate in the maneuver and unfolded only when respectively it participates in the maneuver.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rudder surface / rudder blade is rotatably attached to its front end and is expandable or expandable radially through a gap or cut (1b) in relation to the longitudinal direction of the unit. device cover.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective rudder surface / rudder blade is foldably arranged by means of magnetic means (7) and / or electric motor means (5.6 ') -

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating power of the unit is adjustable by means of a variable degree of precipitation for the respective rudder surface / rudder blade.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating power of the unit is variable by means of which the respective rudder surface is assigned two positions, the first position of which consists of the recessed position and the second position of the unfolded position. position, and that timing means (9a) are arranged to allow a variable precipitation time from the first to the second position and vice versa.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that when the unit is operated in different directions and role functions, the rudder surfaces or rudder blades are affected in pairs or in groups and that the number of rudder surfaces is preferably 4-8.