SE501082C2 - Sätt och anordning för att ge en luftburen stridsdel ett önskat rörelsemönster - Google Patents

Description

501 082 och aerodynamiska bromsytor skall šktiveras och då med hjälp av en pyroteknisk sats trycka ut stridsdelen ur kanistern varvid målsökare och bromsytor av fjäderkraft och/eller under inverkan av de på stridsdelen verkande tröghetskrafterna och aerodynamiska krafterna fälls ut.

Det problem som lösts i och med föreliggande uppfinning är att i en sammanhängande sekvens ge stridsdelen dess ovan nämnda rotation och i samband därmed skjuta ut den ur dess skyddande kanister.

I och med att dess sök- och verkansfas inletts fungerar den här avsedda stridsdelen på i princip samma sätt som motsvarande stridsdelar av tidigare känd typ som tillförs ett avsett målområde av en rotations- stabiliserad projektil såsom en artillerigranat eller motsvarande och från vilken den kompletta stridsdelen avskiljs då projektilen når mål- områdets omedelbara närhet för att därefter bromsas upp till önskade värden både vad avser rotation och fallhastighet och ges samma typ av stabila fallbana och allmänna inriktning som stridsdelen enligt upp- finningen. I de fall då den kompletta stridsdelen transporteras till sitt målområde av en roterande projektil blir dock hela systemet något enklare eftersom det då främst rör sig om att bromsa ner den från bäraren (granaten) frigjorda stridsdelens rotation och fallhastighet till önskade värden samt att styra stridsdelens rotation så att denna sker omkring dess största huvudtröghetsaxel som skall bilda en .förutbestämd vinkel med stridsdelens verkansriktning.

Den bärare, i det följande benämnda kapsel, som avses i detta sammanhang kan t ex utgöras av en kryssningsmissil med egen målsökare som bär ett stort antal kompletta stridsdelar vilken den kan skjuta ut då den egna målsökaren identifierat ett mål, alternativt kan kapseln utgöras av en del i en fast försåtminering eller motsvarande.

Som redan påpekats kommer stridsdelarna av här aktuellt slag att så snart de nått sök- och verkansfasen fungera på identiskt samma sätt oberoende av om de transporterats till målområdet av en roterande bärare, såsom en artillerigranat, eller en kapsel av annat slag ur vilken 3 .sm 082 de inledningsvis utskjutes under icke roterande betingelser. Däremot ställer utskjutningen ur en icke roterande bärare som dessutom som regel rör sig eller finns närmare markplanet, andra specifika krav på funktionsstegen före sök- och verkansfasen. Detta innebär även krav på en del komponenter som inte behövs vid alternativet med artilleri- granaten som bärare. Den 'egentliga stridsdelen och däri fast ingående delkomponenter såsom målsökare verkansladdning och stridsdelens fallbana reglerande aerodynamiska bromsytor kan dock vara identiska.

Stridsdelar av denna generella typ finns beskrivna i bl a nedan uppräknade Europapafent och dito ansökningar 0 252 036; 0 424 337; 0 451 123; 92 850 218,6; 92 850 217.8; 92 850 202.0; 92 850 238.4. De här aktuella stridsdelarnas allmänna funktion beskrivs därvid i det förstnämnda patentet medan övriga skrifterna främst avser olika dellösningar av vilka inte alla tvångsmässigt måste ingå de i samband med föreliggande uppfinning aktuella stridsdelarna.

Rent generellt gäller dock att de hållfasthetsmässiga påkänningarna blir större på stridsdelarna om dessa transporteras till målområdet av en artillerigranat än om de tillförs målområdets av en aerodynamisk kapsel och utskjutes ur denna först i målområdets omedelbara närhet.

Om stridsdelen som inledningsvis antytts ingår i en kapsel som följer en aerodynamisk icke roterande bana relativt nära markplanet eller har en fast placering i detta måste stridsdelen alltså först ges tillräcklig flyghöjd i form av en ballistisk kastbana genom t ex en pyrotekniskt aktiverad utskjutning från kapseln i en på förhand i förhållande till avsett målområde bestämd tidpunkt och riktning samt i samband med eller i anslutning till utskjutningen förutom den inledningsvis nödvändiga flyghöjden även ges önskad rotation och en stabil fallbana med en förutbestämd fallhastighet under vilken målsökare och stridsdel måste aktiveras. Dessutom måste stridsdelen roteras omkring en största tröghetsaxel som bildar en förutbestämd vinkel med målsökarens och stridsdelens huvudaxlar, detta för att åstadkomma den spiralformiga avsökning av målområdet som beskrivs i EP 0 252 036. 501 082 1/ Det generella scenariot för insatsen av ett vapen av ovan antydd typ kan bli som följer: Från långt avstånd insättes kapseln i riktning mot det område där målet antas befinna sig. Då kapselns egen målsökare identifierat målet skjuts aktuellt antal kompletta stridsdelar ut ur kapseln. Detta görs företrädesvis bakåt i en vinkel, bestämd med hänsyn till kapselns flyghastighet. Genom avpassning av de kompletta stridsdelarnas utskjutningshastigheter, relativt kapselns egen hastighet och vald utskjutningsvinkel kan stridsdelen ges en önskad ballistisk bana som för den till en förutbestämd punkt över det identifierade målet. Om utskjutningen ur kapseln sker med en raketmotor bör denna så snart den ej längre behövs avskiljas från den kompletta stridsdelens andra huvuddel, i det följande benämnd cylindern.

Fram till det att stridsdelens andra huvuddel cylindern når sin nya ballistiska banas toppunkt kan det vara nödvändigt att bromsa dess pendlingsrörelser. Detta kan ske medelst en utfällbar fallskärm som efter det att cylindern passerat sin egen bantopp får en mer regelrätt fallskärmsfunktion.

Sedan cylindern passerat den ballistiska banans toppunkt och bromsats till en i huvudsak vertikal fallbana så gäller det att ge den egentliga stridsdelen en noggrannt förutbestämd rotation och aktivera dess målsökare och de bromsytor som skall styra dess fortsatta fallbana. Allt detta måste genomföras så att stridsdelen får en stabil fallbana roterande omkring en största tröghetsaxel som så nära som möjligt sammanfaller med bantangenten medan stridsdelens verkansriktning och målsökarens spaningsriktning bildar en vinkel med bantangenten.

Föreliggande uppfinning hänför sig främst till detta slutsteg vid vilket stridsdelen ges önskad rotation och dess målsökare och slutgiltiga bromsytor aktiveras. , sm essz Målsökaren och bromsytorna aktiveras genom att de fälls ut, samtidigt med att stridsdelen ges önskad rotation och befrias från den tidigare omnämnda kanistern med dess fallskärm. Dessa utfällbara bromsytorna kan vara av den typ som beskrivs i EP 90850325.3 och deras utformning har stor betydelse för att ge stridsdelen en pendelfri fallbana mot markplanet.. Även målsökaren kan vara av den typ som finns antydd i EP 90850325.3.

Den i föreliggande sammanhang aktuella stridsdelen är alltså inled- ningsvis d v s från startläget i kapseln infogad i en kanister som är lösbart sammanfogad med en raketmotor för utskjutning av densamma ur kapseln. Kanistern har form,en av en i sin ena ända öppen cylinder i vilken den egentliga stridsdelen är utskjutbart infogad. I kanisterns slutna ända är de för uppfinningen utmärkande organen infogade. En kanister som enbart har en skyddsfunktion och utan de för upp- finningen utmärkande speciella organen finns beskriven i EP 92850238.4.

Den på kommando från kapselns målsökare aktiverade raketmotorn skjuter alltså ut cylindern, d v s kanistern plus stridsdelen, vilken efter separation från raketmotorn får tidigare antydda ballistiska kastbana. I samband med nämnda separation från raketmotorn utvecklas på tidigare antytt sätt den fallskärm som behövs för att bl a stoppa upp eventuella pendelrörelser. Vid raketstarten startas även en tidsfunktion som bestämmer därpå följande funktionssekvenser.

Då cylinder, nått den ballistiska banans topp övergår fallskärmen från att ha varit närmast en pendelbroms till en mer renodlad fallskärmsfunktion.

Vid en av tidfunktionen bestämd punkt i fallbanans nedåtgående del aktiveras en i enlighet med föreliggande uppfinning utformad kombinerad funktion för att ge stridsdelen den för den fortsatta banan nödvändiga rotationen och utskjutningen av stridsdelen ur kanistern. 501 082 Enligt uppfinningen uppnås denna effekt: genom att kanistern utrustats med en ringformig koncentriskt omkring kanisterns huvudaxel anordnad brinnkammare försedd med en eller flera gasutloppsdysor vars utloppsriktning bildar en vinkel med brinnkammarens därigenom gående radie d v s de är mer eller mindre tangentiella. I brinnkamma- ren finns vidare likaledesuringformig drivkrutladdning, vilken med sin ena bredsida täcker en eller flera i riktning mot stridsdelen mynnande gasutlopp medan dess andra bredsida är fri att antändas av en i kanisterns centrum anbringad av tidsfunktionen initierad pyrosats.

Mellan stridsdelen och nämnda i riktning mot densamma anordnade gasutloppen är företrädesvis en förskjutbar drivspegel anordnad vilken då den påverkas av gastrycket från brinnkammaren trycker ut stridsdelen ur kanistern.

Funktionscykeln blir alltså den att cylindern först roterar upp i varv av genom de mer eller mindre tangentiellt anordnade gasutloppsdysorna utströmmande förbränningsgaserna, medan stridsdelen först därefter då de i riktning mot densamma riktade gasutloppen öppnats genom att drivkrutet i princip brunnit slut, via den förskjutbara drivspegeln, påverkas och trycks ut ur kanistern varvid målsökare och egna aerodynamiska bromsytor som hållits infällda av kanisterväggen fälls ut och målsökaren aktiveras.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven och den skall nu ytterligare beskrivas i sitt sammanhang tillsammans med bifogade figurer.

Av figurerna visar Figur l ett längdsnitt genom en komplett stridsdel.

Figur 2 ett tvärsnitt längs snittet II-II i figur 1.

Figur 3 en principskiss för utskjutningen av en komplett stridsdel ur en kapsel.

Figur 4 den kompletta flygsekvensen för en stridsdel.

Figur 5 ett längdsnitt genom kanistern och dess delar omedelbart efter det att stridsdelen lämnat kanistern. 7 7501 082 Figur 6 principskiss över stridsdelens flygläge under sök- och verkansfasen.

Figur 7 ett alternativt arrangemang över stridsdelens infogning i kanistern.

Den på fig l visade kompletta stridsdelen 1 innefattar den s k cylindern, bestående av en kanister 2 och en däri monterad stridsdel 3 mot dess verkansladdning 7 och diverse tillbehör såsom målsökare m m samt en raketmotor 4. I det visade altemativet hålls cylindern och raketmotorn samman av en lösbar fog 5 i form av en enkel överlapp- ning dem emellan. Detta är nämligen helt tillfredsställande eftersom kombinationen antingen befinner sig i utskjutningsläge i ett därtill avpassat eldrör som håller ihop de olika delarna alternativt håller accelerationskrafterna samman delarna under själva utskjutningen fram tills raketmotorn stannar och då är det avsikten att delarna skall separeras från varandra vilket även sker som en direkt följd av de aerodynamiska krafternas inverkan på kombinationen.

Raketmotorn 4 är en krutraketmotor med exempelvis sju utloppsdysor 6, av vilka tre syns på figuren, detta för att ge en tillräckligt snabb impuls. Det eldrör i vilket kombinationens raketmotor - cylinder skall monteras måste nämligen av tvångsmässiga skäl göras mycket kort.

Cylindern innefattar alltså kanistern 2 och stridsdelen 3. Den stridsdelen ingående verkansladdningen 7 kan t ex vara en projektilbildande RSV- laddning. Målsökaren har beteckningen 8. Dess detaljer har i likhet med bromsytorna 9 och 10 ej utritats på figuren 1 eftersom de där är helt infällda. Utseendet på detaljerna 8-10 framgår bäst av figurerna 5 och 6 där de visas i utfällt läge.

Mellan raketmotorns 4 övre motorvägg och kanistern 2 finns ett utrymme ll i vilket en fallskärm 12 finns inpackad. Den senare är fäst i kanistern vid ett beslag 13. I kanisterns mot raketmotorn vända ände finns vidare en ringformig brinnkammare 15 vars utseende ännu bättre framgås av fig 2. Till denna hör en centralt placerad tändladdning 16 vilken via fyra backventiler 17-20 har tillgång till brinnkammaren 15 i 501 082 8 vilken en ringformig drivkrutladdning 21 är anordnad. Drivkrutladd- ningen är med sin ena bredsida limmad mot brinnkammarens 15 mot stridsdelen 3 vända gavelända 22 och den täcker därmed ett antal, i föreliggande fall fyra i riktning mot stridsdelen 3 riktade gasutlopp 23- 26. Drivkrutets 21 andra bredsida är öppen för antändning.

Brinnkammaren 15 är vidare försedd med fyra i huvudsak tangentiella gasutloppsdysor 27-30 (se även fig 29.

Gasutloppen 23-26 mynnar i en ringformig kammare 31 bakom en förskjutbar drivspegel 32 som då den förskjutes kommer att rycka ut stridsdelen 3 ur kanistern 2. I stridsdelens 3 centrum är anordnad en eltändare 33 som överför en tändimpuls från en i målsökaren 8 inbyggd tidsfunktion till pyrosatsen 16. Mellan drivspegeln 32 och stridsdelen är anordnade två stödhalvor 34, 35 (jmfr fig 5).

Den ovan huvudsakligen tillsammans med fig 1 beskrivna kompletta stridsdelen 1 är som framgår av fig 3 avsedd att tillsammans med ett antal likadana stridsdelar vara monterade i var sina eldrör 36 i en kapsel 37. Som vidare framgår av denna figur görs utskjutningen i vinkeln a bakåt i kapselns 37 färdriktning. Detta kommer att ge stridsdelen en ballistisk kastbana i den utritade bantangentens riktning.

Utskjutningen sker företrädesvis på kommando från en i kapseln inbyggd målsökare då denna identifierat bekämpningsvärda mål M. (Se fig 4).

Så länge raketmotorn 4 är i drift håller accelerationen ihop cylindern och motorn. Då motorn stannar kommer de aerodynamiska krafterna att bryta isär dessa längs överlappningen 5. Som antydes på fig 4 sker detta vid punkten 38, d v s relativt snart efter det att motorn stannat. Då cylindern, d v s kanistern 2 med innehållande stridsdel 3 av de aerodynamiska krafterna avskiljs från den urbrunna raketmotorn 4 utvecklas fallskärmen 12 och stabiliseringsfasen inledes. De olika funktionsstegen fram t o m att stridsdelens målsökare aktiverats och sök- och verkansfasen inletts kan t ex styras av en i stridsdelens målsökare 8 inbyggd tidsfunktion som aktiveras då cylindern skjuts ur kapseln (kryssningsmissilen). 501 082 9 Sedan cylindern passerat bantoppen 39 påbörjas en nedåtgående Stabilisering i banan för att därefter i punkten 40 övergå i rotations och separationsfas. Cylindern hänger då i fallskärmen 12 och dess axel får inte skilja sig mer än ett på förhand bestämt antal grader från lodlinjen.

Rotations- och separationsfasen inleds med att pyrosatsen 33 initieras av den tidigare antydda tidsfunktionen och i sin tur tänder pyrosatsen 16 vilken i sin tur via backventilerna 17-20 tänder drivkrutet 21 varefter backventilerna stängs och krutgaserna börjar strömma ut genom dysorna 27-30 och därvid genom att dessa är i huvudsak tangentiellt inriktade 'börjar rotera upp cylindern i varv. Då drivkrutet 21 i huvudsak brunnit ut brister det över gasutloppen 23-26 och krutgaserna börjar strömma in i kammaren 31 varvid drivspegeln 32 tvingar stridsdelen 3 ut ur kanistern 2 sedan gastrycket först medfört att säkringar i form av brytstift eller motsvarande först eliminerats.

Vid denna tidpunkt har funktionen nått det läge som illustreras på fig 3 där stridsdelen 3 stödhalvoma 34 och 35 och drivspegeln 32 helt lämnat kanistern. Så snart stridsdelen 3 går fri från kanistern fälls de tidigare omtalade bärytorna 9 och 10 och målsökaren 8 ut.

I det visade exemplet roterar emellertid stridsdelen i inledningsskedet omkring den däri ingående verkansladdningens symmetrilinje vilken dock, genom att målsökaren 8 fälls ut vid sidan av den, ej sammanfaller med stridsdelen huvudtröghetsaxel. Efter ytterligare någon fallsträcka har den dock intagit en rotation omkring huvudtröghetsaxeln vilken då i sin tur bör ligga så nära lodlinjen som möjligt. Med denna inriktning som illustreras på fig 6 kommer målsökaren och verkansladdningens symmetrilinje genom rotationen och den samtidiga fallrörelsen i bantangenten att följa en in mot centrum spiralformigt förlöpande kurva som täcker och är beredd att bekämpa mål inom en förutbestämd målyta i markplanet.

Som framgått av det ovan sagda krävs en viss tid, d v s fallsträcka för att stridsdelen 3 i enlighet med ovan beskrivna exempel skall inta sitt 501 082 M stabila rotationsläge omkring huvudtröghetsaxeln eftersom den inledningsvis roteras upp omkring verkansladdningens symmetriaxel.

Denna tid kan dock förkortas och troligen helt elimineras om stridsdelen redan inledningsvis roteras upp omkring den axel som definierar huvudtröghetsaxelns läge vid utfälld målsökare och bromsytor. Detta kan antingen ske genom att dysorna 27-30 ges en asymmetrisk placering alternativt genom att stridsdelen placeras snedställd i kanistem. Den senare varianten har illustrerats på fíg 7. Vid den här visade varianten utnyttjas en kanister 41 med ovalt tvärsnitt.

Claims (7)

isat oaz ll

1. Sätt att i en sammanhängande sekvens ge sådana stridsdelar (3)_som lösbart infogade i en skyddande kanister (2) skjuts ut i ballistiska kastbanor en förutbestämd rotationsrörelse i samband med att stridsdelen (3) skjuts ut ur kanistern (2) kännetecknat därav att kanistern (2) roteras 'upp till önskad varvtal av därtill avpassade i kanisterns (2) ytterperiferi mynnande gasutloppsdysor (27-30) vilka matas med förbränningsgaser från en central brinnkammare (15) i vilken en drivkrutsats (21) förbränns och från vilken krutgaser i drivkrutsförbränningens slutskede dessutom avtappas genom vid förbränningen friställda inledningsvis av drivkrutet (21) täckta gasutlopp (23-26) för utskjutning av stridsdelen (3) ur kanistern (2).

2. Sätt enligt krav 1 kännetecknat därav att kanisterns (2) gasutloppsdysor (27-30) är excentriska och så utformade att de gemensamt ger kanistern en rotation som bildar en förutbestämd vinkel med stridsdelens symmetri och vilken sammanfaller med stridsdelens huvudtröghetsaxel då denna lämnat kanistern.

3. Sätt enligt krav 2 kännetecknad därav att den i kanistern (2) infogade stridsdelen (3) i samband med att kanistern roteras upp i varv ges en relativt den egna centrumaxeln snedställd rotationsaxel sammanfallande med stridsdelens största höghetsaxel då denna lämnat kanistern genom att den anordnats snedställd i kanistern medan utskjutningen ur kanistern genomförs i kanisterns centrumaxelriktning.

4. Anordning för att i enlighet med sättet enligt endera av kraven 1-3 i en sammanhängande sekvens ge en i en kanister (2) eller transport- behållare infogad och i denna i en ballistisk bana utskjuten stridsdel (3) en förutbestämd rotation parad med en utskjutning av stridsdelen (3) ur kanistern (2) kännetecknad därav att kanistern uppvisar en 501 082 h, öppen gavelända och minst en i dess andra ände anordnad brinnkammare (15) i vilken en drivkrutladdning (21) är anordnad varvid brinnkammaren är försedd med minst en vid kanisterns periferi anordnad dysa (27-30) som är så vinklad relativt kanisterns huvudaxel att därur utströmmande förbränningsgaser vid krutets förbränning ger kanistern en roterande rörelse och varvid nämnda drivkrut (21) inledningsvis är limmat mot den av brinnkammarens bredsidor som är vänd mot stridsdelen (3) och där täcker i riktning mot stridsdelen mynnande gasutlopp (23-26).

5. Anordning enligt krav 4 kännetecknad därav att de i riktning mot stridsdelen (3) riktade av drivkrutet inledningsvis täckta gasutloppen 8213-26) mynnar i en expansionskammare bakom en förskjutbar drivspegel (32) på vars andra sida stridsdelen är placerad.

6. Anordning enligt endera av kraven 4 eller 5 kännetecknad därav att kanisterns längs dess periferi anordnade raketutloppsdysor (27- 30) som ger denna dess rotation är anordnade excentriskt.

7. Anordning enligt krav 4 eller 5 kånnetecknad därav att stridsdelen (3) är så anbringad i kanistern att dess symmetriaxel bildar en vinkel med kanisterns symmetriaxel.