DE1149641B

DE1149641B - Guided projectile

Info

Publication number: DE1149641B
Application number: DEP27262A
Authority: DE
Inventors: Michael Cosgrove; George Donald Cutler
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1960-06-08
Publication date: 1963-05-30
Also published as: CH377229A; GB912671A; FR1291366A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gelenktes Geschoß, ζ. B. eine Rakete, dessen bzw. deren Lenkmittel verdrehbar um die Längsachse des Geschoßkörpers angeordnet sind.The invention relates to a guided projectile, ζ. B. a missile, its or its steering means are arranged rotatable about the longitudinal axis of the projectile body.

Bei Raketen ist es bekannt, die Bahn der Rakete dadurch zu bestimmen, daß die Düse der Verbrennungsgase mit ihrer Achse durch den Geschoßschwerpunkt läuft und zur Längsachse des Körpers geneigt wird und daß durch einen gesetzmäßigen Brennstoffverbrauch das Verhältnis von Schub- und Geschoßgewicht konstant gehalten wird. Dabei ist die Exzentrizität durch Verdrehung der Düse einstellbar. Bei einer anderen Ausführung wird das Einstellen durch Verschwenken der Düse und/oder der Leitflächen gewährleistet. Dieses Einstellen der Düsenachse bzw. der Leitflächen erfolgt vor dem Abschuß in Anpassung an die gewünschte Raketenbahn, so daß eine Lenkung während des Fluges nicht mehr möglich ist.In the case of missiles, it is known to determine the path of the missile in that the nozzle of the combustion gases runs with its axis through the center of gravity of the bullet and to the longitudinal axis of the body is inclined and that by a regular fuel consumption the ratio of thrust and Bullet weight is kept constant. The eccentricity can be adjusted by turning the nozzle. In another embodiment, the setting is made by pivoting the nozzle and / or the guide surfaces guaranteed. This adjustment of the nozzle axis or the guide surfaces takes place before the launch in adaptation to the desired rocket trajectory, so that steering is no longer necessary during flight is possible.

Während des Fluges versucht nun ein Geschoß bzw. eine Rakete sich um die Längsachse zu drehen und daher wurde bisher das Geschoß oder die Rakete als Ganzes gegen Drehung stabilisiert, damit die Wirkung der zu der Rakete gesendeten Lenksignale relativ zum Erdboden festgelegt werden kann.During the flight a projectile or a rocket tries to turn around the longitudinal axis and therefore the projectile or missile as a whole has hitherto been stabilized against rotation so that the Effect of the steering signals sent to the missile can be determined relative to the ground.

Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß die erforderliche Leistung zur Aufrechterhaltung der Orientierung des Geschosses auf der Flugbahn gegenüber bisher bekannten Ausführungen, bei denen das ganze Geschoß drehstabilisiert wird, verhältnismäßig klein gehalten werden kann.The invention is to be achieved that the power required to maintain the Orientation of the bullet on the trajectory compared to previously known versions in which the whole projectile is rotationally stabilized, can be kept relatively small.

Dies wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem gelenkten Geschoß der eingangs erwähnten Art der Träger der Lenkmittel unabhängig von der Drehung des Geschoßkörpers um diese erwähnte Längsachse gegen Drehung stabilisiert ist. Dabei kann der Geschoßkörper entweder frei oder in beabsichtigter Weise drehen um Streuungen herabzusetzen, die durch einen nicht ausgerichteten Antrieb, durch Luftströmungen oder durch Abwurfschleudern entstehen können. Da nur der Träger der Lenkmittel stabilisiert ist, und nicht mehr das ganze Geschoß, ist die erforderliche Leistung zur Aufrechterhaltung der Orientierung der im Raum stationären Lenkmittel klein und es ist eine kurze Ansprechzeit leicht erreichbar. Weiterhin unterstützt die Trägheit der Lenkmittel selbst die Stabilisierungswirkung in günstiger Weise. Somit wird durch die Erfindung der erforderliche Aufbau zur Erzielung der Drehstabilisierung reduziert und die Genauigkeit der Ausrichtung, die für den Geschoßkörper erforderlich ist, wird ebenfalls herabgesetzt.This is achieved according to the invention in that, in the case of a guided projectile, the aforementioned Type of support of the steering means regardless of the rotation of the projectile body around this mentioned Longitudinal axis is stabilized against rotation. The projectile body can either be free or in an intended Rotate in a manner to reduce scatter caused by a misaligned drive, can be caused by air currents or by being thrown away. Since only the carrier of the Steering means is stabilized, and no longer the whole projectile, is the power required to maintain it the orientation of the steering means stationary in space is small and there is a short response time easy to reach. Furthermore, the inertia of the steering means supports the stabilizing effect in itself cheaper way. The invention thus provides the structure required to achieve the rotation stabilization reduced and the accuracy of the alignment required for the projectile body, is also reduced.

Gelenktes GeschoßGuided projectile

Anmelder:
Pye Limited, Cambridge (Großbritannien)Applicant:
Pye Limited, Cambridge (Great Britain)

Vertreter: Dr. H. Wilcken, Patentanwalt,
Lübeck, Breite Str. 52-54Representative: Dr. H. Wilcken, patent attorney,
Lübeck, Breite Str. 52-54

¹S Beanspruchte Priorität: ¹ S Claimed priority:

Großbritannien vom 8. Juni 1960 (Nr. 20 116)Great Britain June 8, 1960 (No. 20 116)

Michael Cosgrove und George Donald Cutler,Michael Cosgrove and George Donald Cutler,

Cambridge (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt wordenCambridge (UK),
have been named as inventors

In dem Fall, wo die Lenkung durch Strahlablenkung bewirkt wird, ist das Drehmoment der Strahlablenkmittel, die innerhalb des Geschoßkörpers liegen können, klein, weil sie im wesentlichen symmetrisch liegen und auf sie keine Luftströmungskräfte einwirken. Lediglich die Reibung in der Lagerung erfordert bei der Drehung einen'Kraftaufwand.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Stabilisierung von einem Stabilisierungskreisel im Geschoßkörper gesteuert, der über einen Servomechanismus auf einen Antrieb zwischen dem Geschoßkörper und dem Lenkmittel wirkt.
Nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung besteht der Antrieb aus einem Motor, der auf dem drehbaren Träger der Lenkmittel gelagert ist, mit einem Ritzel, das in einen Zahnkranz eingreift, der mit dem Geschoßkörper fest verbunden ist und koaxial zur Längsachse desselben angeordnet ist.In the case where the steering is effected by beam deflection, the torque of the beam deflecting means, which may be located within the projectile body, is small because they are essentially symmetrical and are not acted on by air flow forces. Only the friction in the bearing requires a force to be exerted during rotation.
According to a further embodiment of the invention, the stabilization is controlled by a stabilization gyro in the projectile body, which acts via a servomechanism on a drive between the projectile body and the steering means.
According to a particular embodiment of the invention, the drive consists of a motor which is mounted on the rotatable support of the steering means, with a pinion which engages in a ring gear which is firmly connected to the projectile body and is arranged coaxially to the longitudinal axis of the same.

Um die Erfindung verständlicher zu machen, wird sie nun an Hand von Ausführungsbeispielen der Zeichnung erläutert, und zwar zeigtIn order to make the invention more understandable, it will now be based on exemplary embodiments of Drawing explained, namely shows

309 598/46309 598/46

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführung eines Geschosses nach der Erfindung, bei dem die Lenkung durch Strahlablenkung bewirkt wird,Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of a projectile according to the invention, in which the Steering is effected by beam deflection,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Schwanzteiles einer Ausführung eines Geschosses nach der Erfindung, bei dem die Lenkung durch Leitflächen erfolgt. Nach Fig. 1 bestehen die Strahlablenkmittel aus einem Rohr la, welches am Hinterende der Strahlmündung des nicht dargestellten Raketenmotors um Zapfen verdrehbar montiert ist. Zum Beispiel kann das Rohr in einer Kardananordnung gelagert sein, wobei die beiden Teile der Aufhängung je in ihrer Lage durch einen Motor gesteuert werden können, um die geforderte Ablenkung auf Grund empfangener Leitsignale zu erreichen. Die Strahlablenknüttel einschließlich der Kardanaufhängung und der Steuermotoren sind auf einem Drehtisch 1 montiert, der innerhalb des Geschoßkörpers 2 frei drehen kann, und zwar um die Längsachse des Körpers unter Steuerung durch einen Elektromotor 3, dessen Ausgangswelle mit einem Zahnrad 4 versehen ist, welches mit einem gezahnten Ring 5 kämmt.Fig. 2 is a schematic view of the tail part of an embodiment of a projectile according to the invention, in which the steering takes place through control surfaces. According to Fig. 1, the beam deflection means consist of a tube la, which is at the rear end of the jet orifice of the rocket motor, not shown, is mounted rotatably about pins. For example can the tube can be mounted in a cardan arrangement, the two parts of the suspension depending in their Location can be controlled by a motor to get the required distraction due to received To achieve guidance signals. Including the beam deflectors the cardan suspension and the control motors are mounted on a turntable 1, the can rotate freely within the projectile body 2, namely around the longitudinal axis of the body below Control by an electric motor 3, the output shaft of which is provided with a gear 4, which combs with a toothed ring 5.

Steuersignale für die Drehstabilisierung der Strahlablenkmittel werden aus dem Stabilisierungskreisel 6 durch eine Schaltung erhalten, welche aus einem abgeänderten Asynchronsystem besteht, welches die vorhandene Gleichspannungsquelle benutzt. Ein kreisförmiger Widerstand? ist fest mit dem Geschoßkörper verbunden, und eine Bezugsspannung wird über die beiden Schleifringe 8 zu zwei gegeneinander isolierten Bürsten 9 geführt, die um 180° versetzt und an den Kreisel 6 angelenkt sind, so daß sie im wesentlichen stationär bleiben, wenn das Geschoß dreht. Anschlußleitungen von um die Widerstandswicklungen 7 herum liegenden Punkten laufen zu entsprechenden Punkten eines gleichen kreisförmigen Widerstandes 10 in Nähe des Drehtisches 1. Ein Paar gegeneinander isolierter Bürsten 11, die mit dem Drehtisch drehen, sind über Schleifringe 12 mit dem Eingang eines Servoverstärkers 13 verbunden, dessen Ausgang über die Schleif ringe 14 dem Steuermotor 3 zugeführt wird. Sobald die Bürstenil rechtwinkelig zu den Bürsten 9 stehen, ist kein Spannungseingang am Verstärker 13 vorhanden, aber bei irgendeiner Drehung des Geschosses bewegt sich der Widerstand 7 gegenüber den Kreiselbürsten 9, und, wenn die Trägheit der Strahlablenkmittel diese Ablenkmittel nicht stationär hält, wird eine Fehlerspannung dem Verstärker 13 zugeführt, die verursacht, daß der Steuermotor 3 in Tätigkeit tritt und damit die Strahlablenkmittel in ihrer stabilisierten Stellung hält. Da die erforderliche Kraft nur der durch die Lagerung des Drehtisches entstehenden Reibung entgegenzuwirken hat, kann der Motor 3 sehr klein sein.Control signals for the rotational stabilization of the beam deflection means are obtained from the stabilization gyro 6 through a circuit which consists of a modified asynchronous system which uses the existing DC voltage source. A circular resistor? is firmly connected to the projectile body, and a reference voltage is fed via the two slip rings 8 to two mutually insulated brushes 9 which are offset by 180 ° and are hinged to the gyro 6 so that they remain essentially stationary when the projectile rotates. Connection lines from around the resistance windings 7 around points run to corresponding points of the same circular resistor 10 in the vicinity of the turntable 1. A pair of mutually insulated brushes 11, which rotate with the turntable, are connected via slip rings 12 to the input of a servo amplifier 13, the Output via the slip rings 14 to the control motor 3 is fed. Once the Bürstenil are perpendicular to the brushes 9, no voltage input to the amplifier 13 is present, but at any rotation of the projectile, the resistance 7 moves against the centrifugal brushes 9, and if the inertia of the beam deflecting means maintains this deflection is not stationary, an error voltage fed to the amplifier 13, which causes the control motor 3 to come into operation and thus hold the beam deflecting means in their stabilized position. Since the required force only has to counteract the friction caused by the mounting of the turntable, the motor 3 can be very small.

Die Fehlerspannung bei einer solchen Anordnung kann nicht genau sein, weil, wenn die Bezugsspannung durch die Kreiselbürsten 9 an einem Punkt zwischen den Leitungsverbindungen zugeführt wird, dann die Spannungen, die der zweiten Widerstandswicklung zugeführt werden, nicht genau die Span- nungsverteilung wiedergeben, wenn nicht eine unendliche Anzahl von Anschlüssen benutzt wird. Durch Verwendung eines Systems mit sechs Zwischenverbindungen zwischen den Widerständen 7 und 10 entsprechend Fig. 1, wird der Fehler auf einen unbedeutenden Wert herabgesetzt.The error voltage in such an arrangement may not be accurate because when the reference voltage is fed by the rotary brushes 9 at a point between the line connections, then the voltages fed to the second resistor winding, not exactly the span reproduce voltage distribution unless an infinite number of connections are used. By Using a system with six interconnections between resistors 7 and 10 according to FIG. 1, the error is reduced to an insignificant value.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bestehen die Geschoßlenkmittel aus zwei Paar sich diametral gegenüberliegenden Leitflächen 15, die auf einem besonderen Schwanzteil 16 des Geschosses montiert sind. Jedes Leitflächenpaar wird in seiner Lage durch einen nicht dargestellten Motor gesteuert, um deren erforderliche Bewegung auf Grund empfangener Lenksignale zu erreichen. Der Schwanzteil 16 des Geschosses ist am Geschoßkörper 17 mittels eines verbindenden Lagers, welches schematisch mit 18 bezeichnet ist, drehbar montiert. Der Schwanzteil dreht um die Längsachse des Geschoßkörpers frei unter Steuerung durch einen Elektromotor 19, dessen Ausgangswelle mit einem Zahnrad 20 versehen ist, welches mit einem gezahnten Ring auf der Innenfläche des Geschoßkörpers 17 kämmt. Die Lenk- oder Steuersignale für die Drehstabilisierung des Schwanzteiles 16 werden in der gleichen Weise erhalten, wie diejenigen für die Drehstabilisierung mit Strahlablenkrohr nach Fig. 1 und daher sind nur die Teile des Systems in Nähe des gezahnten Ringes 21 dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in Fig. 1 bezeichnen. Wenn auch nur zwei spezielle Ausführungen beschrieben wurden, ist verständlich, daß verschiedene Abänderungen innerhalb des Lösungsgedankens der Erfindung vorgenommen werden können. Zum Beispiel können andere Ausführungen für die Drehung der Lenkmittel erdacht werden, aber wegen der räumlichen Beschränkungen innerhalb des Geschoßkörpers in Nähe des Raketenmotors, ist es vorteilhaft, den Steuermotor 3 oder 19 auf dem Drehtisch oder an dem Schwanzteil des Geschosses zu montieren, und zwar je nach Fall, und den gezahnten Ring fest mit dem Geschoßkörper zu verbinden. Obgleich dies ein weiteres Paar Schleifringe bedingt, um die Steuersignale dem Motor zuzuführen, ist die zusätzliche Trägheit vorteilhaft. Wenn weiterhin eine Wechselstromquelle im Geschoß zur Verfügung stände, würde es möglich sein, einen Synchronantrieb oder ähnliche Anordnungen an Stelle des Asynchronsystems zu verwenden.According to the embodiment of FIG. 2, the projectile steering means consist of two pairs diametrically opposite guide surfaces 15, which are on a special tail portion 16 of the projectile are mounted. Each pair of guide surfaces is controlled in its position by a motor, not shown, to achieve their required movement based on received steering signals. The tail part 16 of the projectile is on the projectile body 17 by means of a connecting bearing, which is shown schematically at 18 is rotatably mounted. The tail part rotates around the longitudinal axis of the projectile body freely under the control of an electric motor 19, the output shaft of which is connected to a gear 20 is provided, which is provided with a toothed ring on the inner surface of the projectile body 17 combs. The steering or control signals for the rotational stabilization of the tail portion 16 are in the obtained in the same way as those for the rotation stabilization with beam deflection tube according to FIGS. 1 and therefore, only the parts of the system in the vicinity of the toothed ring 21 are shown, with the same reference numerals denote the same parts as in FIG. Even if only two special versions are described it is understandable that various modifications could be made within the solution concept of Invention can be made. For example, other designs can be used for the rotation the steering means are conceived, but because of the spatial restrictions within the projectile body near the rocket motor, it is advantageous to have the control motor 3 or 19 on the turntable or to mount on the tail part of the bullet, depending on the case, and the toothed one Ring firmly to connect to the projectile body. Although this requires another pair of slip rings, in order to feed the control signals to the motor, the additional inertia is advantageous. If still a If an alternating current source were available in the storey, it would be possible to use a synchronous drive or similar arrangements to be used in place of the asynchronous system.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Articulated projectile whose steering means are rotatably arranged around the longitudinal axis of the projectile body, characterized in that the carrier (1, 16) of the steering means (la, 15) is stabilized against rotation independently of the rotation of the projectile body (2) about this longitudinal axis .

2. Articulated projectile according to claim 1, characterized in that the stabilization of a stabilization gyro (6) in the projectile body (2) is controlled via a servomechanism acts on a drive between the projectile body (2) and the steering means (la, 15).

3. Articulated projectile according to claim 2, characterized in that the drive consists of one Motor (3, 19) which is mounted on the rotatable carrier (1, 16) of the steering means (1 α, 15) with a pinion (4, 20) which engages in a ring gear (5, 21) which is connected to the projectile body (2) is firmly connected and is arranged coaxially to the longitudinal axis of the same.

4. Articulated projectile according to one of claims 1 to 3, characterized in that the

Steering means consist of beam deflection means (la), which act on the propulsion jet at the rear end of the projectile motor.

5. Articulated projectile according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Guide means consist of guide fins (15) which can be rotated on a relative to the projectile body (2) Tail part (16) are arranged.

Documents considered: French Patent Specifications No. 1219 350, 867

1 sheet of drawings