DE19839493C1 - Verfahren zur Steuerung eines Überschallflugkörpers sowie Überschallflugkörper - Google Patents
Verfahren zur Steuerung eines Überschallflugkörpers sowie ÜberschallflugkörperInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen des Flugverhaltens eines Überschallflugkörpers durch Beeinflussen der beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit den Flugkörper teilweise einhüllenden Kopfwelle, wobei die Kopfwelle durch mindestens teilweise sowie mindestens örtlich erfolgende Verformung der Oberfläche des Flugkörpers von dieser abgespreizt und/oder angenähert wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch einen Überschallflugkörper mit einer Außenoberfläche und einer Längsachse, der zur Beeinflussung seines Flugverhaltens mit mindestens einer Stellfläche, welche die Kontur der Außenoberfläche besitzt und die in dem beim Flug durch die Umgebungsluft von einer Kopfwelle umhüllten Bereich des Flugkörpers und bezüglich der Längsachse außermittig gelegen ist, zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, wobei die Stellfläche 303 als Stellelement ausgebildet ist, wodurch die Lage der Kopfwelle 301 durch Absenken und/oder Anstellen der Stellfläche 303 die Körperkontur 302 in diesem Bereich gegenüber deren Ausgangslage verändert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Flugverhaltens eines Über
schallflugkörpers bei höherer Überschallgeschwindigkeit bzw. Hyperschallgeschwin
digkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Überschallflugkörper zur
Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Die Steuerung eines Flugkörpers in Bodennähe mittels beweglicher Klappen, Spoiler
und Ruder ist nur im Unterschallbereich und allenfalls noch in dem der Schallgrenze
nahen Überschallbereich möglich. In höherem Überschallbereich oder Hyperschallbe
reich ist eine solche Steuerung jedoch einfach zu träge oder erzeugt zu viel Wider
stand.
Um diesem Problem abzuhelfen, hat man bei einem in der DE 38 04 931 C2 gezeigten
Flugkörper der eingangs genannten Art versucht, die Kopfwelle, die sich im Über-
bzw. Hyperschall um die vordere Spitze des Flugkörpers in nur geringem Abstand
herumlegt, örtlich abzuspreizen und dadurch gegenüber der Längsachse des Flug
körpers außermittig einen erhöhten Strömungswiderstand zu schaffen, der infolge
Querkraftdifferenz die gewünschte Ablenkung des Flugkörpers verursacht. Zu diesem
Zweck wird durch eine Öffnung in der Oberfläche des Flugkörpers entweder ein Fluid
unter Druck aus der Oberfläche ausgeblasen oder ein Brennstoff ausgespritzt, der
durch Abbrennen an der Oberfläche ein Verbrennungspolster erzeugt, das seinerseits
etwa infolge seiner Temperatur sich aufbläht und eine örtliche Abspreizung der Kopf
welle verursacht. Der Nachteil einer solchen Beeinflussung eines Flugkörpers bzw.
eines solchen Flugkörpers liegt darin, daß in den meisten Fällen Brennstoff oder
Druckströmungsmittel mitgeführt werden müssen. Auch soweit als Druckströmungs
mittel nur die anströmende Luft verwendet wird, erhöht sich doch in jedem Fall der
Strömungswiderstand des Flugkörpers nicht unerheblich. Im übrigen verlängert die
für das Zünden des Brennstoffs und den Druckaufbau eines Verbrennungsgasdruck
polsters erforderliche Zeit in nachteiliger Weise die Ansprechzeit der bekannten
Steuerung.
Aus der DE 35 03 041 C1 ist ein weiterer Überschallflugkörper mit einer Außenoberflä
che und einer Längsachse bekannt. Zur Beeinflussung des Flugverhaltens umfaßt der
Überschallflugkörper ein Vorderteil, welches gegenüber dem übrigen Flugkörperge
häuse allseitig schwenkbar gelagert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Strömungswiderstand eines Flugkör
pers der eingangs genannten Art, der insbesondere für die bodennahe Verwendung
bei Hyperschallgeschwindigkeit bestimmt ist, ganz allgemein nicht zu erhöhen. Insbe
sondere aber sollen ein Steuerverfahren und eine Steuerung gefunden werden, das
oder die ebenfalls einen geringen Luftwiderstand erbringt und das oder die aber einen
wesentlich höheren Wirkungsgrad erzielen und zu dessen Durchführung bzw. deren
Betrieb es nicht erforderlich ist, ein Druckströmungsmittel oder einen Brennstoff mit
zuführen.
Diese Aufgabe wird grundsätzlich durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. den
Flugkörper gemäß Anspruch 2 gelöst.
Erfindungsgemäß wird im Gegensatz zum Stand der Technik die Kopfwelle minde
stens örtlich durch Auswölben der Spitzenoberfläche lokal leicht abgespreizt und/oder
durch Einbeulen unter Verringerung des Luftwiderstandes an den Flugkörper ange
nähert. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, die Lage der Kopfwelle an mehreren,
symmetrisch um die Längsachse des Flugkörpers verteilten Stellen abzuspreizen
und/oder anzulegen. Der Luftwiderstand wird bei Einbeulung der Oberfläche verrin
gert, bei Auswölbung leicht vergrößert. Insgesamt ändert er sich nur unwesentlich.
Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß nicht mehr wie beim oben erwähnten Stand der
Technik Brennstoff aus dem Flugkörper ausgespritzt wird. Dieser Brennstoff benötigt
nämlich einen gewissen Zeitraum, um zu zünden und ein Verbrennungsgaspolster zu
bilden, während die Wirkung infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens unmittelbar
auf die Kopfwelle ausgeübt wird, so daß die obige Verzögerung entfällt. Die wesentli
chen Vorteile gegenüber dem zuvor genannten Überschallflugkörper mit einem allsei
tig schwenkbaren Vorderteil sind die deutlich kleineren bewegten Massen, die gerin
gere Steuerkraft, eine schneller ansprechende Steuerung, kleinere und weniger bela
stete Lager, einfachere Lager mit weniger Freiheitsgraden und eine feststehende Spit
ze (z. B. für Sucher oder Lufteinlaß).
Die bauliche Realisierung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf vielerlei Wei
se denkbar; so könnte etwa die gesamte Nase des Rumpfes des Flugkörpers,
und/oder die Profilnase seiner Trag- und/oder Leitflächen einen Segmentaufbau auf
weisen, wobei die einzelnen Segmente angestellt und/oder abgesenkt werden können,
um die Kopfwelle an diesen Segmenten abzuspreizen und/oder anzulegen.
Hierbei werden die als bewegliche Oberflächenteile ausgebildeten Segmente in der
Außenoberfläche unter der Kopfwelle durch einen Stellmechanismus bewegt, der mit
tels hochgespannter Stauluft gesteuert wird. Die Luftkraft, die auf die Außenseite der
beweglichen Oberflächenteile wirkt, ist dem Staudruck in etwa proportional, so daß
unabhängig von Flughöhe und Geschwindigkeit stets das richtige Maß an Antriebse
nergie zur Verfügung steht. Ferner ist die Stauluft an der Spitze leicht verfügbar. Nur
ein Minimum an Stellenergie muß gespeichert, verschossen und mitgenommen wer
den.
Die Stellglieder können in all jenen Bereichen liegen, in denen der Abstand zur sich
bei der Geschwindigkeit des Flugkörpers einstellenden Kopfwelle nicht so groß ist,
daß sich die erfindungsgemäße Verstellung der Stellglieder nicht mehr hinlänglich auf
die Lage der Kopfwelle auswirken kann. Die Stellfläche oder -flächen liegt bzw. liegen
somit bevorzugt im Bereich der Profilnase oder hinter einer eine Kopfwelle auslösen
den Ausbildung der Außenoberfläche, etwa der Wurzel eines Leitwerks, dessen Profil
nase gegenüber der Kopfwelle zurückweicht. Gedacht wird an Konus-Leitwerke oder
Abwandlungen davon.
Es können mehrere Stellglieder vorgesehen sein, die bevorzugt symmetrisch zur
Längsachse mit gleichen Winkelabständen angeordnet sind, und zwar bevorzugt in
der Nase des Flugkörpers und/oder in jeder der Leitwerksflächen. Es kann aber auch
unter Umständen nur ein einziges außermittiges Stellglied vorgesehen sein, das zum
Steuern des Flugkörpers ausreicht, wenn dieser um seine Längsachse rotiert.
Bevorzugt ist die oder jede Stellfläche zur Veränderung der Außenkontur des Flug
körpers einzeln beweglich, so daß wahlweise durch das ihm zugeordnete Oberflä
chensegment die Kopfwelle angespreizt oder angelegt werden kann.
Diese Bewegung kann jeweils bevorzugt mechanisch durch Drehteile oder Hebel er
folgen, die weiter bevorzugt elektromagnetisch, pneumatisch, pyrotechnisch oder hy
draulisch angetrieben sind. Druckluft unter der Stelloberfläche kann ebenfalls zur
Oberflächenänderung der Stellglieder zur Anwendung kommen, die durch Schieber
oder Ventile reguliert wird und die ebenso bevorzugt elektromagnetisch, pneumatisch,
pyrotechnisch oder hydraulisch angetrieben sind.
Bevorzugt wird das Stellglied abgesenkt, das auf der Seite der Längsachse liegt, zu
der der Flugkörper hin abgelenkt werden soll, um den Luftwiderstand des mit Hyper
schallgeschwindigkeit fliegenden Flugkörpers beim Steuern insgesamt zu verringern,
wodurch auch eine Verbesserung des Flugverhaltens durch mindestens örtliche Min
derung des Luftwiderstandes erzielbar ist.
Soweit beim Steuern der gesamte Luftwiderstand des Flugkörpers gemindert werden
soll, ist der Steuervorgang bevorzugt nur durch Absenken der Stellglieder einzuleiten.
Es ist aber ebensogut auch möglich, mehrere, symmetrisch angeordnete Stellglieder
vorzusehen, die beim Geradeausflug ständig abgesenkt sind. Bei einem Lenkvorgang
wird jene Stellfläche angestellt bzw. angehoben, die auf der von der gewünschten
Ablenkung abgewandten Seite der Längsachse angeordnet ist.
Schließlich ist es auch möglich, eine Reihe von symmetrisch angeordneten Stellglie
dern vorzusehen, die auch alle gleichzeitig angestellt bzw. abgesenkt werden können,
um den Luftwiderstand insgesamt zu erhöhen bzw. zu mindern und dadurch die Dauer
der Flugzeit des Flugkörpers zu beeinflussen, was eine axiale Steuerung bewirkt. Un
symmetrisches An- und/oder Absenken der Stellglieder resultiert in einer bevorzugt
radialen Steuerkomponente.
Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeich
nung beispielsweise noch näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Flugkörper im Längsschnitt und in stark schemati
sierter Darstellung, beim Flug mit Hyperschallgeschwindigkeit und im Gerade
ausflug,
a) den Flugkörper mit betätigter Steuerung durch Absenken der Stelloberflä che und
b) den Flugkörper mit betätigter Steuerung durch Anstellen der Stelloberflä che;
a) den Flugkörper mit betätigter Steuerung durch Absenken der Stelloberflä che und
b) den Flugkörper mit betätigter Steuerung durch Anstellen der Stelloberflä che;
Fig. 2 eine mögliche Segmentierung der Oberflächenkontur in sternförmige Kreis
segmente;
Fig. 3 die mögliche, beispielhafte Absenkung bzw. Anstellung der Kreissegmente;
Fig. 4 eine vorteilhafte Segmentierung in Balkensegmente;
Fig. 5 einen weiteren Flugkörper im Längsschnitt;
Fig. 6 den in Fig. 5 gezeigten Flugkörper im Querschnitt; wobei die obere Hälfte einen
Schnitt nahe der in Fig. 5 gezeigten Stange 31 und wobei die untere Hälfte ei
nen Schnitt in Höhe der in Fig. 5 gezeigten Ventilkugeln 51 und 52 zeigt;
Fig. 7 den in Fig. 5 gezeigten Flugkörper, wiederum im Längsschnitt, jedoch diesmal
mit betätigter Steuerung.
In der Zeichnung von Fig. 1a und Fig. 1b ist im Längsschnitt ein Kegel dargestellt, der
schematisch die Spitze eines Flugkörpers 305 veranschaulichen soll.
Ein tatsächlicher Flugkörper, etwa ein Wuchtgeschoß, ist jedoch beträchtlich länger
als dieser Kegel.
Der Flugkörper 305 ist zu seiner Längsachse 306 rotationssymmetrisch ausgebildet
und weist eine Außenoberfläche 302 auf, die von einer spitz zulaufenden Mantelfläche
und einer ebenen Heckfläche gebildet ist.
In der Zeichnung von Fig. 1a und Fig. 1b wird der Fall dargestellt, in welchem sich der
Flugkörper im Flug befindet, also von links nach rechts in Richtung der Längsachse
306 von der Umgebungsluft angeströmt wird.
Da die Anströmung mit Überschallgeschwindigkeit bzw. Hyperschall erfolgt, bildet sich
an der Spitze des kegeligen Flugkörpers eine Kopfwelle 301, die ihrerseits kegelig
verläuft und einen Scheitelwinkel aufweist, der in Abhängigkeit von der Anströmge
schwindigkeit nur wenig größer ist als der Scheitelwinkel des kegeligen Flugkör
pers 305.
Fig. 1 zeigt das physikalische Prinzip der Erfindung. Die Oberfläche oder Körperkon
tur 302 des Flugkörpers 305 ist definiert verformbar. Die Lage der Kopfwette 301 wird
durch z. B. Absenken einer Stellfläche 303 der Körperkontur 302 in diesem Bereich
gegenüber deren Ausgangslage verändert (Fig. 1a). Zur Vermeidung eines Absatzes
vergrößert sich die beaufschlagte Stellfläche 303. Die Kopfwelle 301 liegt in diesem
Fall näher am Körper an und der Gasdruck auf das abgesenkte Oberflächensegment
nimmt relativ stärker ab, als sich die Oberfläche vergrößert. Bei Anstellung gemäß Fig.
1b erhöht sich der Gasdruck auf den angestellten Körperteil. Die Kante von der Kör
perkontur 302 und der Stellfläche 303 ist strömungsmechanisch unbedenklich.
Die Richtung der Kraftwirkung 304 bei Absenken einer Stellfläche 303 der Körperkon
tur 302 verdeutlicht Fig. 1a. Eine Anstellung einer Stellfläche 303 der Kontur 302 ergibt
eine umgekehrte Kraftwirkung, siehe Fig. 1b.
Die Nase des Flugkörpers (Rückansicht siehe Fig. 2) kann in Kreissegmente 307 un
terteilt werden. Jedes dieser Segmente kann bei entsprechender Ausführung unab
hängig von den anderen gegenüber der Normallage angestellt oder abgesenkt wer
den; auch die gleichzeitige Absenkung und/oder Anstellung mehrerer Segmente ist
möglich. Fig. 3a zeigt z. B. die Außenkontur bei Absenkung eines der Körpersegmen
te, Fig. 3b bei in gleiche Richtung zeigende Kraftwirkung durch Absenkung und An
stellung.
Neben der Kreissegmentierung ist auch eine Einteilung in Balkensegmente möglich,
wie Fig. 4 anhand eines Schnittes durch eine Projektilnase verdeutlicht. Die oberflä
chenbündig eingepassten Balken 308 können bei entsprechender technischer Aus
führung unabhängig voneinander angehoben bzw. abgesenkt werden. Fig. 4b zeigt
eine gleichsinnig wirkende Anstellung und Absenkung.
Die Lage der Kopfwelle um Anbauten, z. B. Flossen, Leitwerke etc. kann durch deren
Oberflächenverformung an ein- bzw. ausfahrbaren Flossen, bzw. Flossenteilen am
Heck eines Projektils unter Beibehaltung einer geschlossenen Kontur beeinflusst
werden. Gleichzeitige Stellglieder an Nase und weiteren Anbauten sind möglich.
Die Bilder 5 bis 7 stellen eine mögliche Ausführung solch einer Spitze in verschiede
nen Schnitten dar. Die beweglichen Oberflächenteile 21 und 22 sowie 23 und 24 sind
miteinander beweglich verbunden mittels der Scharniere 25 und 26. Teil 21 ist vorne
mittels des Lagers 27 mit der Spitze gelenkig verbunden, Teil 23 mittels des Lagers 28.
Die hinteren Lager 29 und 30 erlauben sowohl eine Dreh- als auch eine Längsbewe
gung. Im hier gezeigten Fall sind die Scharniere 25 und 26 mittels einer Stange 31 ver
bunden, so daß die gegenüberliegenden Oberflächenteile jeweils komplementär aus
gelenkt werden. Außerdem muß das Stellsystem nur noch die Differenz der auf die
Teile 21 und 22 sowie 23 und 24 wirkenden Luftkraft aufbringen. Es sind jedoch auch
Fälle denkbar, in welchen die unabhängige Ansteuerung gegenüberliegender Oberflä
chenteile von Vorteil ist; z. B. falls mehr als zwei gegenüberliegende Oberflächenteile
zugleich bewegt werden sollen: Bild 6 zeigt deutlich, daß bei eingezogenen Teilen 24
die Teile 124 sowie 224 nicht ebenfalls eingezogen werden können, wohingegen es
möglich ist, bei ausgefahrenen Teilen 21 die Teile 121 und 122 sowie 221 und 222
ebenfalls auszufahren und somit die Steuerwirkung zu verstärken.
Die Stauluft wird durch den zentralen Kanal 11 (z. B. Fig. 5) zum Stellsystem 50 (Fig. 6)
geleitet. Der Einheit beweglicher Oberflächenteile 21 und 22 (z. B. Fig. 5) ist ein Ven
til 51 zugeordnet, welches bei Bedarf öffnet und die Stauluft aus der Kammer 12
(Fig. 7) durch den Durchlaß 17 in die Kammer 13 strömen läßt, wie Bild 7 zeigt. Durch
den Überdruck in Kammer 13 werden die Oberflächenteile 21 und 22 nach außen ge
drückt, was die gewünschte Formveränderung der Spitze bewirkt. Mittels der Stange
31 werden die Teile 23 und 24 mitgenommen und zurückgezogen, was den Gesamtef
fekt verstärkt. Aus der Kammer 13 entweicht die Stauluft nach hinten durch den Spalt
15, so daß bei der beschriebenen Ausführung kein Stellglied zum Entleeren und kein
Aufwand zur Abdichtung der Kammer 13 notwendig sind. Die Ventile 51 und 52,
Durchlässe 17 und 18 und Spalte 15 und 16 werden derart gestaltet und dimensioniert,
daß die Kammern 13 und 14 stets unter hinreichend großem Druck gehalten werden
können.
Grundsätzlich hat die Bauart der Stellglieder keinen Einfluß auf das Funktionsprinzip
der beschriebenen Steuerung. Falls die Stauluft genutzt werden soll und nur wenig
Energie für Steuerzwecke eingesetzt werden soll, bieten sich Servoventile bekannter
Bauarten an. Diese haben jedoch den Nachteil geringerer Öffnungsgeschwindigkeit.
Falls die Steuerung sehr schnell ansprechen soll, kann die in den Bildern 5 bis 7 ge
zeigte Ausführung mit elektromagnetisch betriebenen Kugelventilen 51 und 52 und
staudruckabhängiger Federvorspannung verwendet werden: Die Ventilfedern 53 und
54 sind an der beweglichen Platte 59 gelagert. Diese ist mit dem Kolben 60 verbunden,
auf welchen die Stauluft drückt, die mittels des Kanals 55 (Fig. 5) in den Raum 56 ge
führt wird. In dem diesem gegenüberliegenden Raum 57 herrscht in etwa Umgebungs
druck, weil dieser über den Kanal 58 und weiter über die Kanäle 61 und 62 entlüftet
wird. Über die Kanäle 61 und 62 wird auch die durch alle anderen Spalten und Ritzen
leckende Stauluft abgeführt, so daß der Aufwand zum Dichten der Ventile 51 und 52
oder des Kolbens 60 sehr gering bleiben kann.
Mittels dieser veränderlichen Ventilfedervorspannung kann der elektromagnetische
Antrieb der Ventile minimal schwach ausgelegt werden, obwohl der auf die Ventile
wirkende Staudruck je nach Flughöhe und Geschwindigkeit um Größenordnungen
variieren kann (z. B. v = 2000 m/s bei h = o m MSL: p = 4,5 MPa; v = 1000 m/s bei
h = 20 000 m MSL: p = 0,085 MPa).
Falls die Oberflächenteile 23 und 24 nach außen gefahren werden sollen, geschieht
dies sinngemäß durch Öffnen des Ventils 52.
Es ist möglich, die Lage der Oberflächenteile 21 bis 24 auch mit nur einem Ventil,
z. B. 51, zu steuern. In diesem Fall muß mittels geeigneter Maßnahmen sichergestellt
werden, daß bei Umgebungsdruck in der Kammer 13 die Oberflächenteile 21 und 22
eingezogen werden und die Oberflächenteile 23 und 24 ausfahren. In Frage kommen
z. B. ein gewisser Vordruck in Kammer 14, oder eine Vorspannfeder, ggf. wieder mit
staudruckabhängiger Vorspannung. Möglicher Nachteil ist eine möglicherweise gerin
gere Steuergeschwindigkeit.
Es kann auch eine Ausführung gewählt werden, bei welcher die Kammern 13 und 14
normalerweise unter Druck stehen, und die Druckänderung mittels gesteuerter Entlüf
tung erfolgt.
Es kann vorteilhaft sein, den gesamten Umfang solch einer Projektilspitze mit beweg
lichen Oberflächenteilen auszustatten, wie dies Bild 6 zeigt. Die obere Hälfte des
Bildes 6 zeigt einen Schnitt nahe der Stange 31, die untere Hälfte einen Schnitt auf Ven
tilkugelhöhe. Deutlich zu sehen ist die spezielle Formgebung der beweglichen Ober
flächenteile 21, 22, 24, 121, 122, 124, 221, 222 und 224. Diese stellt sicher, daß die
Teile nach innen bewegt werden können und die Kammern 13, 14, 113, 114, 213, 214
seitlich abgeschlossen sind, unabhängig von der Stellung der Oberflächenteile. Die
Verbindungsstangen 31, 131, 231 werden hier durch die speziell gestaltete Wand 2 der
Stauluftleitung 10 geführt. Selbstverständlich sind andere Anordnungen möglich; dar
unter auch solche, die die Stangen 31, 131, 231 um das Rohr 2 herumführen, oder die
eine Stauluftführung 2 um die Stangen 31, 131, 231 herum, ggf. mit Verzweigungen,
vorsehen.
Die Mechanik kann wesentlich dadurch vereinfacht werden, daß nur Auswärtsbewe
gungen der Oberflächenteile 21, 22, 24, 121, 122, 124, 221, 222, 224 zugelassen wer
den.
Die Mechanik kann weiterhin vereinfacht werden, indem die Oberflächenteile 21, 22,
24, 121, 122, 124, 221, 222, 224 von den Aktuatoren direkt angetrieben werden. Dies
erfordert allerdings stärkere Aktuatoren, die in den meisten Fällen auch noch überdi
mensioniert werden müssen, um dem stärksten möglicherweise auftretenden Druck
auf die Oberflächen 21, 22, 24, 121, 122, 124, 221, 222, 224 gewachsen zu sein.
Die Mechanik kann dadurch vereinfacht werden, daß zwischen den beweglichen Ober
flächenteilen 21, 22, 24, 121, 122, 124, 221, 222, 224 Stege mit fester Oberfläche ange
ordnet werden. Die Steuerung ist dann weniger effektiv, die Gestaltung der Oberflä
chenteile 21, 22, 24, 121, 122, 124, 221, 222, 224 jedoch einfacher.
Das beschriebene Steuerungsprinzip kann mit allen möglichen Bauarten von Aktuato
ren betrieben werden.
Es ist auch möglich, die beschriebene Anordnung dahingehend zu verwenden, daß
z. B. Ventile oder pneumatische Aktuatoren mittels der Druckdifferenz angetrieben
werden, die beim Flug mit nichtverschwindendem Anstellwinkel zwischen Druck- und
Sogseite entsteht. Bei geeigneter Auslegung erhält man ein System, welches passiv
gesteuert wird, den unvermeidlichen Pendelbewegungen entgegensteuert und diese
somit unterdrückt. Diese Art der Unterdrückung der Pendelbewegung kann einer akti
ven Steuerung überlagert werden, mit dem Vorteil, daß dann deren Regelschleife we
niger aufwendig ausgeführt werden kann.
Claims (13)
1. Verfahren zum Beeinflussen des Flugverhaltens eines Überschallflugkörpers
durch Beeinflussen der beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit den Flugkörper
teilweise einhüllenden Kopfwelle,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kopfwelle durch mindestens teilweise sowie mindestens örtlich erfolgende
Verformung der Oberfläche des Flugkörpers von dieser abgespreizt und/oder an
genähert wird.
2. Überschallflugkörper mit einer Außenoberfläche und einer Längsachse, der zur
Beeinflussung seines Flugverhaltens mit mindestens einer Stellfläche, welche die
Kontur der Außenoberfläche besitzt und die in dem beim Flug durch die Umge
bungsluft von einer Kopfwelle umhüllten Bereich des Flugkörpers und bezüglich
der Längsachse außermittig gelegen ist, zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellfläche (303) als Stellelement ausgebildet ist, wodurch die Lage der Kopf
welle (301) durch Absenken und/oder Anstellen der Stellfläche (303) die Körper
kontur (302) in diesem Bereich gegenüber deren Ausgangslage verändert wird.
3. Flugkörper nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellflächen (303) sternförmig ausgebildet sind (307).
4. Flugkörper nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellflächen (303) balkenförmig ausgebildet sind (308).
5. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellflächen (303) im Bereich der Nase des Flugkörpers liegen.
6. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit Leitwerksflächen, die die Au
ßenoberfläche überragen und jeweils eine in Flugrichtung weisende Stirnkante
aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellfläche (303) im Bereich der Stirnkante liegt.
7. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Anzahl symmetrisch um die Längsachse (306) angeordneter Stellflächen
(303) vorgesehen ist.
8. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung, mittels derer die Stellflächen (303) im wesentlichen zur
Korrektur der Fluglage des Flugkörpers (305) angehoben und/oder abgesenkt
werden.
9. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Anstell- bzw. Anlegewinkel der Stellfläche (303) regulierbar ist.
10. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bewegung der Stellflächen (303) jeweils bevorzugt mechanisch durch Dreh
teile, Schiebeteile oder Hebel erfolgt.
11. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verstellung bevorzugt mechanisch, pneumatisch, pyrotechnisch oder hydrau
lisch angetrieben wird.
12. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bewegung der Stellflächen (303) jeweils bevorzugt durch Druckluft unter der
Stelloberfläche erfolgt.
13. Flugkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckluftverstellung bevorzugt durch Schieber oder Ventile reguliert wird, die
bevorzugt mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch, pyrotechnisch oder
hydraulisch angetrieben sind.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19839493A DE19839493C1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Verfahren zur Steuerung eines Überschallflugkörpers sowie Überschallflugkörper |
| FR9910909A FR2783801B1 (fr) | 1998-08-29 | 1999-08-30 | Procede de commande d'un engin supersonique et engin supersonique faisant application de ce procede |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19839493A DE19839493C1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Verfahren zur Steuerung eines Überschallflugkörpers sowie Überschallflugkörper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19839493C1 true DE19839493C1 (de) | 1999-12-30 |
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ID=7879221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19839493A Expired - Fee Related DE19839493C1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Verfahren zur Steuerung eines Überschallflugkörpers sowie Überschallflugkörper |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19839493C1 (de) |
| FR (1) | FR2783801B1 (de) |
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| DE3503041C1 (de) * | 1985-01-30 | 1986-09-11 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Schnellfliegender Flugkörper mit aerodynamischer Steuerung |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR2783801B1 (fr) | 2002-01-11 |
| FR2783801A1 (fr) | 2000-03-31 |
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