SE461750B - Foerfarande foer styrning av ett flygande objekt, saasom en projektil, mot ett maal och projektil foer foerfarandets genomfoerande - Google Patents

Description

461 750 10 15 20 25 30 35 2 i given vinkel relativt objektets längdaxel. Härigenom kommer objektet att utsättas för en sidkraft som beror på nämnda snedställning av rota- tionsaxeln relativt längdaxeln.

I en annan utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen ändras bladens bladvinkel, d v s vinkeln mellan de enskilda bladen och deras ro- tationsaxel, periodiskt i takt med deras rotation i rummet. Härigenom kommer objektet att utsättas för en sidkraft som beror på nämnda perio- diska vinkeländring.

I ytterligare en utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen ändras bladens anfallsvinkel, d v s de enskilda bladens vinkelläge om- kring sin egen längdaxel, periodiskt i takt med deras rotation i rummet.

Här styras objektet på samma sätt som en helikopter utan drivning av ro- torn.

En projektil för förfarandets genomförande, vilken har medel för att i beroende av en styrsignal styra in projektilen mot ett önskat mål, kännetecknas enligt uppfinningen därav, att nämnda medel innefattar blad eller vingar, som i en första del av kastbanan ligger infällda i projek- tilen och som kan fällas ut i en given punkt av banan och därvid är så utformade att de bringas att rotera genom sin kontakt med den förbiström- mande luften, varjämte finns manöverorgan för att ställa om bladen i beroende av nämnda styrsignal för instyrning av projektilen mot målet.

Uppfinningen àskàdliggöres med hjälp av exempel under hänvisning till bifogade ritningar, där figur 1 visar en sidovy av en projektil med en rotor för instyrning av projektilen mot ett mål under utnyttjande av autogiro-principen i enlighet med uppfinningen, fig 2 visar samma projek- til sedd bakifrån, fig 3 visar en perspektivvy av ett utförande av rotor, fig 4a) och b) visar genom schematiska sídovyer principen för instyr- ningen av projektilen mot målet vid det i fig 1 och 2 visade utförandet, fig 5, 6 och 7 visar genom schematiska sidovyer principen för instyrning av projektilen mot målet vid andra utföranden av autogiro-styrningen en- ligt uppfinningen.

I fig 1 och 2 är 10 en projektilkropp som i sin nos har en mâlsöka- re 11 med antenn 12 och som'í exemplet är försedd med rollstabiliserings- rader 13. Baktill i projektilen finns en rotor 14 som består av tvâ rotorblad 15, 16. I utförandet enligt fig 3 är rotorbladen förenade genom ett nav 17. Rotorhladen 15, 16 är svängbara och kan fällas framåt så att de göms i fickor 18, 19 i sidan av projektílkroppen. Låsorgan håller fast torbladen i infällt läge. Lásorganen kan pâverkas av en frigöringsmeka- P0- 10 15 20 25 30 35 é 6 'I 7 5 Û nism som friger rotorbladen så att de fälles ut till det visade läget. I detta läge intar rotorbladen ett fast vinkelläge relativt navet och är enligt fig 3 snedställda på samma sätt som en propeller. Rotorn är lagrad på en i projektilkroppen fäst kula 20 genom ett kullager 21, så att den dels är fritt roterbar omkring en rotationsaxel 22 och dels kan ändra sin rotationsaxel relativt projektilaxeln 23. Inställning av rotationsaxeln 22 sker genom vridning av rotorn omkring tvâ mot varandra vinkelräta ax- lar 01 och 02. vridning omkring ena axeln 01 åstadkommas av en elektrisk motor 24 som är kopplad till den inre kullagerringen via ett mekaniskt länksystem omfattande armarna 25, 26, 27. vridning omkring den andra axeln 02 ástadkommes av en elektrisk motor 28 som är kopplad till den in- re kullagerringen via ett liknande länksystem. Länköverföringen kan vara av samma utförande som det som är beskrivet i den svenska patentskriften 8106754-8.

Drivströmmarna till motorerna 24, 28 erhålles från ett drivsteg 29 som i sin tur erhåller styrsignal 5 från màlsökaren 11. Genom att vrida rotorn omkring de båda axlarna 01 och 02 ställes rotoraxeln därvid in i en vinkel relativt projektilens längdaxel, som ger projektilen en kraft i en sådan riktning att projektilbanan förskjuts i riktning mot målet.

Detta áskádliggöres i fig 4, där a) visar projektilen med rotorbladen 15. 16 utfällda men utan snedställning av rotoraxeln. Projektilen påverkas här inte av någon sidkraft utan rotorn har endast en bromsande inverkan.

I fig 4b) har rotoraxeln 22 ställts i en vinkel u mot längdaxeln 23. Pro- jektilen pâverkas nu av en kraft i den genom pilen P angivna riktningen och kommer följaktligen, förutom sin rörelse i längdriktningen, att ut- sättas för en rörelse i nämnda riktning P. Genom att ställa in vinkeln u kan varje fel hos projektilbanan korrigeras så att projektilen träffar målet.

Funktionen är den att, sedan projektilen skjutits ut på vanligt sätt med rotorbladen infällda i projektilkroppen, rotorbladens lásorgan pâverkas i en lämplig punkt av projektilbanan, så att rotorbladen fälles ut till det visade läget, och málsökaren aktiveras. Frigörandet av rotor- bladen kan ske på tidsbasis räknat från utskjutningstidpunkten eller medelst signal från en avstândsmätare eller dylikt. Genom samverkan med den förbiströmmande luften sättes rotorn i rotation och projektilen brom- sas ned till en vinkelhastighet w som är lämplig för màlsökning och slut- fasstyrning. När málsökaren funnit önskat mål ger den sedan sådana styr- signaler S till de elektriska motorornas drivsteg att projektilen styres 461 750 10 15 20 25 30 mot målet genom snedstallnjng av rotorn.

Pig 5 _l1ustrerar en annan princip för autogiro-styrning enligt uppfinningen. Rotorbladen 31, 32 är här fästa direkt på rotorkroppen 30 som inte är rollstabiliserad. De som en propeller utbildade rotorbladen upprätthåller därvid en rotation w hos projektilkroppen, sedan denna bromsats ned till en för slutfasstyrning lämplig hastighet. Rotorbladen är svängbara omkring två mot projektilens längdaxcl vinkclräta axlar 33, 34 så att den s k bladvinkeln, d v s vinkeln mellan bladets längdaxel och rotationsaxeln, kan ändras. Inuti projektilen finns inställningsorgan, varmed varje rotorblad individuellt i varje ögonblick kan ställas in i varje önskad bladvinkel. För slutfasstyrning av projektilen ändras därvid bladvinkeln periodiskt i takt med projektilens rotation på sådant sätt att varje blad fälles bakåt, då det passerar en given del av rotations- varvet, sett i rummet, såsom är visat i fig Sb). Härigenom kommer en kraft att verka pa projektilen i en genom pilen P1 angiven riktning. Pro- jektilen kommer följaktligen, förutom sin rörelse i längdriktningen, att röra sig i sidled i nämnda riktning.

Ytterligare ett utförande av autogiro-styrning enligt uppfinningen är visat i fig 6. Också i delta fall är rotorbladen 36, 37 fästa direkt på projektilkroppen 35 och projektilen ej rollstabiliserad. Rotorbladen är här inställbara med avseende pá sin anfallsvinkel, d v s vinkelläge omkring sin egen längdaxel, och samverkar med inställningsorgan varmed anfallsvinkeln kan varieras periodiskt i takt med rotationen, på samma sätt som i en helikopter. Härigenom kommer olika stora bromskrafter att verka på rotorbladen vid olika punkter av rotationsvarvet beroende på den momentana anfallsvinkeln vid detta ställe, såsom är illustrerat genom pi- larna F1 och E2 i fig 6b, och projektilen kommer att tippa och röra sig i sidled.

Varianter på de två sistnämnda utföringsformerna är visade i fig 7. I detta fall är huvuddelen 38 av projektilkroppen rollstabiliserad och har baktill en relativt huvndkroppen rotcrbar del 39 respektive 40, som uppbär rotorbladen 41, 42 resp 43, 44. I fig 7a) är rotorbladen 41, 42 inställbara med avseende på sin bladviukel och i fig 7b) är rotorbladen 43, 44 inställbara med avseende på sin anfallsvinkel. Bladvinkel resp an- fallsvinkel ändras periodiskt under rotalionen på samma sätt som i fig 5 resp 6 och slutfasstyrning sker på tidigare beskrivet sätt.

Ett otal modifikationer av de beskrivna utföringsformerna är tänk- bara inom uppfinningens ram. Således behöver den lnftdrivna rotorn inte 15 20 25 30 35 -Pn Cïx _\ \_1 "I CI S1 vara placerad baktill i prnjektilvn utan kan exempelvis ligga mitt på projektilen. I transportläget och under utskjutning av projektilen kan rotorbladfln också vara fällda bakåt istället för framåt som i det visade flxemp1eL. Istället för en enda rotor kan också tvá mntroterande rotorer vara anordnade. I vissa styrsituationer, i synnerhet vid styrning av pro- jektilen mot flygande mål, kan styrningen i stället baseras på att en omställning av rotorbladens rotationsaxel ändrar projektílens anfallsvín~ - kel, d.v.s. vinkel mellan projcktilens längdaxel och den mötande luftens riktning, och därigenom påverkar rörclsebanan.

Claims (9)

461 750 Patentkrav.

1. l. Förfarande för styrning av ett flygande objekt som färdas i en kast- bana, såsom en projektil (10), och som har medel (24) för att i beroende av en styrsignal (S) styra in objektet mot ett önskat mål, k ä n n e t e c k- n a t av att i en punkt av kastbanan blad eller vingar (i5,16) fälles ut från objektet, vilka är så utformade att de bringas att rotera Gu) genom sin kontakt med den förbiströmmande luften, och att bladen ställes om i beroende av styrsignalen för instyrning av objektet mot målet.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, vid vilket bladen är roterbart lag- rade (21) pâ objektet, k ä n n e t e c k n a t av att omställning av bladen för styrning av objektet verkställes därigenom att bladens rotationsaxel (22) ställes in i given vinkel (1) relativt objektets längdaxel (23).

3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att om- ställningen av bladen (31,32) för styrning av objektet verkställes därigenom att bladens bladvinkel, d.v.s. vinkeln mellan bladens längdaxel och rotations- axeln, ställes om periodiskt i takt med rotationen Q» i rummet.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att om- ställning av bladen (36,37) för styrning av objektet verkställes därigenom att bladens anfallsvinkel, d.v.s. bladens vinkelläge omkring sin egen längd- axel, ställes om periodiskt i takt med rotationenßq i rumet.

5. Projektil (10,30,35) för utförande av förfarandet enligt något av pa- tentkraven 1-4, vilken projektil efter utskjutning färdas i en kastbana och har medel (24) för att i beroende av en styrsignal (S) styra in objektet mot ett önskat mål, k ä ngn e t e c k n a d av att nämnda medel innefattar blad eller vingar (15,l6;31,32;36,37) som i en första del av kastbanan ligger infällda i projektilkroppen (18,19) och som kan fällas ut i en given punkt av banan och därvid är så utformade att de bringas att rotera kt) ge- nom sin kontakt med den förbiströmmande luften, varjämte finns manöverorgan (25-27) för att ställa om bladen i beroende av styrsignalen för instyrning av projektilen mot målet.

6. Projektil (10) enligt patentkravet 5, vid vilken bladen är roterbart lagrade i projektilen så att de är roterbara omkring en given rotations- Q) 7 461 750 axel (22), k ä n n e t e c k n a d av att manöverorganen innefattar medel (24) för att ställa in bladens rotationsaxel i en given vinkel $¿) relativt projektilens längdaxel (23).

7. Projektil(30)enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att ma- növerorganen (33,34) innefattar medel för att ändra bladens bladvinkel, d.v.s. vinkel mellan varje enskilt blads (31,32) längdaxel och rotations- axeln, periodiskt i takt med deras rotation tab 1 rummet.

8. Projektil (35) enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att manöverorganen innefattar medel för att ändra bladens (36,37) anfallsvinkel än), d.v.s. bladens vinkelläge omkring sin egen längdaxel, periodiskt i takt med deras rotation Cd i rummet.

9. Projektil (10,30,35) enligt något av patentkraven 5-8, k ä n n e - t e c k n a d av att styrsignalen (S) för omställning av vingarna eller bladen (15,16;31,32;36,37) alstras av en i projektilen befintlig målsökare (11,12) som mäter in positionen av det önskade målet.