DE1231116B

DE1231116B - Flugkoerper, insbesondere Raumfahrzeug, mit ausfaltbarem Ersatzfluegel

Info

Publication number: DE1231116B
Application number: DEJ23154A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Lifka
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1963-02-11
Filing date: 1963-02-11
Publication date: 1966-12-22

Description

Flugkörper, insbesondere Raumfahrzeug, mit ausfaltbarem Ersatzflügel Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugkörper, insbesondere auf ein Raumfahrzeug, mit einem vorzugsweise stark gepfeilten Tragflügel, einem Leitwerk und einem Ersatzflügel in Form eines ausfaltbaren flexiblen Flügels mit zentralem Kiel.
Raumfahrzeuge, die die Aufgabe haben, nach der Beendigung ihrer Mission im Orbit wieder zur Erde zurückzukehren, müssen speziell für die Flugbedingungen im Hyperschall und überschall aerodynamisch ausgelegt werden. Ferner muß den Problemen der Zellenerhitzung bei der Eintauchphase des Flugkörpers in die Atmosphäre sehr große Beachtung geschenkt werden. Daher müssen derartige Raumfahrzeuge mit Flügeln großer Pfeilung ausgestattet sein; in den meisten Fällen sind es Deltaflügel.
Das Verhältnis von Abfluggewicht zu Landegewicht ist bei derartigen Flugkörpern sehr groß, so daß man wohl für den Landeanflug eine kleine Flächenbelastung und damit eine relativ kleine Landegeschwindigkeit hat. Deltaflügel mit kleinem Seitenverhältnis haben aber ein kleines dcA/dx, d. h., um ein recht hohes cA für den Landeanflug zu erlangen, muß der Flügel und damit der ganze Flugkörper sehr steil angestellt werden. Bei großen Anstellwinkeln von Deltaflügeln lassen die Längs- und Querstabilität und die Ruderwirksamkeit sehr stark nach.
Es ist also in vielen Fällen gar nicht möglich, bei den erforderlichen hohen cA-Werten das Flugzeug stabil zu halten. Relativ hohe c#,i-Werte bei geringer Anstellung erreicht man mit Flügeln kleiner Pfeilung und dem daraus resultierenden größeren Seitenverhältnis; damit verbunden ist auch ein besseres Stabilitätsverhalten. Um Hochgeschwindigkeitsflugzeugen mit stark gepfeilten Flügeln bei der Lande- bzw. Startphase zu hohen Auftrieben bei kleiner Flügelanstellung zu verhelfen, ordnete man die Flügel um senkrechte Achsen schwenkbar an. Der Pfeilwinkel wird verkleinert, das Seitenverhältnis nimmt zu, und der Gradient dcA/dx wird größer. Der Schwenkmechanismus für die Flügel ist schon bei relativ kleinen Flugzeugen recht kompliziert und mit beträchtlichem Gewicht verbunden. Eine solche Lösung ist für Raumtransporter bei deren Größe und scharfen Gewichtsbedingungen wenig geeignet, den dcA/da-Wert zu erhöhen.
Es ist auch bereits bekannt, einen Ersatzflügel in Form eines ausfaltbaren flexiblen Flügels vorzusehen. Dieser Flügel ersetzt sozusagen aerodynanlisch das starre Tragwerk des Flugkörpers. Das Streckungsverhältnis des Ersatzflügels ist größer und der Pfeilwinkel kleiner als beim Originalflügel. Seine Fläche, entspricht annähernd der Projektionsfläche des gesamten Flugkörpers. Der Ersatzflügel ist an dem Flugkörper derart angebracht, daß er einen großen Anstellwinkel gegenüber dem Rumpf einnimmt. Da er aber an Seilen aufgehängt ist, können die am Flugkörper erzeugten Steuerrnomente nicht ohne weiteres auf den Ersatzflügel übertragen werden.
Erfindungsgemäß ist daher, um das wichtigste Steuermoment, das Nickinoment, auf den Ersatzflügel übertragen zu können, dessen Zentralkiel im rückwärtigen Bereich um eine Querachse gegenüber dem Rumpf des Flugkörpers schwenkbar und im vorderen Bereich durch einen teleskopartig verlängerbaren Lenker mit dem Rumpf des Flugkörpers verbunden. Die Einstellbarkeit der Länge der Teleskopstütze ermöglicht es, den Anstellwinkel des Zentralkiels gegenüber dem Rumpf des Flugkörpers zu bestimmen. Die dabei auftretende Nickmomentenänderung wird durch die am Flugkörper angebrachten Höhenruder ausgeglichen und durch den geschaffenen Dreiecksverband auf den Ersatzflügel -übertragen.
Die Erfindung läßt sich nicht nur bei Raumtransportern, sondern auch bei anderen Fluggeräten, bei denen obengenannte Gesichtspunkte zutreffen, anwenden.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Der Rumpf 1 und die sehr schlanken Deltaflügel 2 sind nach Gesichtspunkten der hypersonischen und hohen überschallströmung ausgelegt. Hinter der Hinterkante der Flügel befinden sich die Höhenruder 3, die auch als Querruder nach bekannter Weise benutzt werden können. Seitenleitwerke 4 bewirken die Stabilität um die Hochachse. 'Der Ersatzflügel 5 ist ein bekannter flexibler Flügel. Der Flügel ist im Oberteil des Rumpfes zusammengefaltet verstaut. Der Kiel 6 wird durch ein Teleskop 7 um ein Gelenk 8 nach oben geschwenkt und bildet zwischen sich und der Rumpfachse einen Winkel. Durch einen Spreizmechanismus werden die Holme 9 und 10 vom Kiel weggerichtet und bilden eineri fixierten Pfeilwinkel. Die Enden der Außenholme sind durch Seile 11 und 12 od. dgl. mit dem Flugkörper verbunden.
Die Steuerung um alle drei Achsen wird von den installierten Steuerorganen durchgeführt, im Gegensatz zu den bekannten Steuerungssystemen der bisher bekannten Anordnungen, bei denen durchWölbungsänderunge#, des Flügels gesteuert wurde.

Claims

Patentanspruch-Flugkörper, insbesondere Raumfahrzeug, mit einem vorzugsweise stark gepfeilten Tragflügel, einem Leitwerk und einem Ersatzflügel in Form eines ausfaltbaren flexiblen Flügels mit zentralem Kiel, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkiel des Ersatzflügels im rückwärtigen Bereich um eine Querachse gegenüber dem Rumpf des Flugkörpers schwenkbar ist und im vorderen Bereich durch einen teleskopartig verlängerbaren Lenker mit dem Rumpf des Flugkörpers verbunden ist.