DE1925055C3 - Flugkörper mit mindestens einer schwenkbar gelagerten Leitflache - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugkörper, insbesondere eine Rakete, mit mindestens zwei um zwei sich schneidende Achsen schwenkbar gelagerte, in der Mittelstellung radial verlaufende Leitflächen, die mit Antrieben zum Ausschwenken um die erste Achse von einer an den Flugkörper angeklappten Ruhestellung in eine ausgespreizte Betriebsstdlung und mit Einrichtungen zum Verschwenken der sich in der Belriebssteilung befindenden Leitflächen zum Lenken des Flugkörpers um die zweite, dann radial zum Flugkörper gerichtete Achse versehen ist.

Ein derartiger Flugkörper ist aus der FR-PS 05 851 bekannt. Der bekannte Flugkörper weist mehrere Leitflächen auf, von denen jede mit einer Nabe auf einer Achse drehbar gelagert ist, die ihrerseits an einem drehbar gelagerten Block befestigt ist. Der Block ist um eine radial zum Flugkörper gerichtete Achse drehbar, während die Achse für die Nabe mit der Drehachse des Blockes einen Winkel von 45" bildet. Der bekannte Flugkörper macht also zur Lagerung der Leitflächen von zwei getrennten Schwenkanordnungen Gebrauch, nämlich einer zum Ausschwenken der Leitflächen von einer Ruhestellung in die Betnebsstellung and einer zur Steuerung der Leitflächen während des Fluees. Solche Doppelaufhängungen arbeiten zwar befriedigend, haben jedoch einen erheblichen Platzbeüarf und wegen der Vielzahl benötigter Teile auch ein relativ eroßes Gewicht. Weiterhin müssen die einzelnen Lager mit engen Toleranzen gefertigt werden, weil die Leitflächen praktisch schwingungsfrei aufgehängt und eleichzeitig mit hoher Präzision bewegbar sein müssen. Daher sind diese bekannten Doppelaufhängungen für leichtere Flugkörper, bei denen für die Leitflächen und deren Antriebe nicht viel Raum zur Verfügung steht und bei denen die Leitflächen auch kein hohes Gewicht aufweisen dürfen, nicht geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flugkörper der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Lager und Antriebe für die Leitflächen ein geringes Gewicht und geringen Platzbedarf haben und eine spielfreie Lagerung und einfache Steuerbarkeit der Lerfflächen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß die sich schneidenden Schwenkachsen jeder Leitfläche von einem Kugelgelenk definiert werden, das aus tine/ an der Leitfläche angebrachten Kugel und einem sich im Flugkörper angeordneten Lagerarm mit einer die Kugel aufnehmenden Kugelpfanne besteht. wobei zwischen Kugel und Leitfläche ein Schaft vorgesehen ist, der nach dem Ausklappen entgegen Schubrichtung in einer sich radial erstreckenden Nut des Lagerarms anliegt, und daß der Antrieb zum Verschwenken der sich in der Betriebsstellung befindenden Leitflächen einen mit der Kugel verbundenen Kurbelarm und eine mit dem Kurbelarm gelenkig verbundene Steuerstange umfaßt, wobei der Kurbelarm einen den Ablenkwinkel der Leitflächen begrenzenden Schlitz der Lageranordnung durchdringt und die Leitfläche in der Radialstellung hält, wenn sie sich in der eingeschwenkten Ruhestellung befindet.

Die Verwendung eines Kugelgelenkes hat nicht nur den Vorteil, daß ein solches Kugelgelenk eine sehr einfache Ausbildung und einen geringen Platzbedarf hat, obwohl es eine Bewegung um zwei zueinander senkrechte Achsen zuläßt, sondern es besteht auch die Möglichkeit, durch Verspannen der Kugelschalen des Lagers praktisch spielfrei auszubilden, so daß ohne die Einhaltung enger Toleranzen das Ausschalten von schädlichem Spiel und ein Ausschalten des Flatterns der Leitflächen möglich ist. Weiterhin ermöglicht die Lagerung auch die Anwendung eines sehr einfachen Antriebs in Form einer an einem Kurbelarm angreifenden Steuerstange zum Verschwenken der Leitfläche in der Betriebsstellung. Da der Kurbelarm mit der Kugel starr verbunden ist, werden auch bei diesem Antrieb zum Verschwenken der Leitfläche in der Betriebsstellung schädliches Spiel aufweisende Verbindungen auf ein Mindestmaß reduziert. Daher zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung durch die anzustrebende hohe Betriebssicherheit trotz des geringen Platzbedarfs und des geringen Gewichts aus.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Abschnittes einer Rakete, von der ein Teil der Außenhaut entfernt worden

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Wt so daß die Lageranordnung zum Verschwenken der iWflächen sichtbar ist, die sich in der eingeschwenkten Stellung befinden.

Fig-^{2 einen AusscnII}!^{u aus F}' g-' teilweise in Sei tenansicht und teilweise im Schnitt mit einer sich in der ausgeschwenkten Stellung befindlichen Leitfläche,

fig. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 auf die An ordnung nach F i g. 2,

ρ ig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 durch die Anordnung nach F i g. 2 in vergrößertem Maßstab und

ρ ig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 durch die Anordnung nach F i g. 4.

Die Rakete 10, von der in F i g. 1 der hintere Teil dargestellt ist, ist vor dem Abschuß in einem Rohr 12 oder in einer anderen geeigneten Halterung angeord- met, die so ausgebildet ist, daß sie die Leitflächen vor dem Abschießen in der eingeschwenkten Stellung hält W^ nach dem Abschießen freigibt. Die Leitflächen 14, 16 and 18 sind in F i g. 1 in ihrer eingeschwenkten Stel- tong dargestellt, in der sie von dem Rohr 12 gehalten werden. Die Rakete 10 weist eine Außenhaut 20 auf, die an den geeigneten Stellen mit Schlitzen 22 und 24 ver- jehen ist, die ein Ausschwenken der Leitflächen ermög- lchen. Es versteht sich, daß die Leitflächen in der zur Steuerung erforderlichen Anzahl vorgesehen sind. Bei der als Ausführungsbeispiel dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind vier solcher Leitflächen vorgesehen, von denen sich eine auf der rückwärtigen Seite der Rakete 10 befindet und daher in der Zeichnung nicht sichtbar ist. Innerhalb der Haut 20 weist die Rakete 10 ein Schubrohr 26 auf, dessen hinleres Ende eine Düse 28 trägt, aus der die Treibgase zur Erzeugung des Raketenschubes ausgestoßen werden.

Das Schubrohr 26 ist an seinem hinteren Ende von einem der Düse 28 benachbarten Montagering 30 um- geben, der zur Lagerung der Leitflächen dient. Von dem Montagering 30 stehen Lagerarme 32, 34 und 36 radial nach außen ab und sind vorzugsweise mit dem Montagering 30 einteilig ausgebildet. Die äußeren Enden der Lagerarme gehen in Schuhe 38 und 40 über, die an der Innenseite der Haut 20 anliegen und mit ihr zur gegenseitigen Stützung verbunden sind.

Die vorgesehenen Lagerarme sind identisch, so daß es genügt, wenn der Lagerarm 36 im einzelnen be schrieben wird. Wie insbesondere aus den F i g. 2 und 5 ersichtlich, weis> der Lagerarm 36 eine sich radial erstreckende, nach oben gerichtete Nut 42 auf. Weiterhin ist er mit einer nach unten und außen gerichteten zylindrischen Bohrung 44 versehen, die einen halbkugelförmigen Boden aufweist. Die Nut 42 schneidet die zy- 5" lindnsche Bohrung 44. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, durchdringt den Lagcrarm 36 ein nach oben gerichteter Schlitz 46, der sich auf der Mittellinie des halbkugelförmigen Bodens der Bohrung 44 befindet. Ein symmetrisch angeordneter, gleicher Schlitz 48 ist im Lagerarm 5s 32 auf der linken Seite der F i g. 1 dargestellt.

|ede der Leitflächen wird von einem Schaft getragen. So weist die Leitfläche 18 einen Schaft 50 auf, der vorzugsweise zusammen mit der Leitfläche einteilig ausgebildet ist. Der Schaft 50 hat einen solchen Durchmesser, daß er in der Nut 42 liegt, wenn die Leitfläche ihre ausgeschwenkte Stellung einnimmt, wie sie in den Fig.2 bis 4 dargestellt ist. In dem halbkugelförmigen Sitz, der von dem Boden dir zylindrischen Bohrung gebildet wird, ist eine Kugel 52 angeordnet, und es en- ft< det der Schaft 50 innerhalb der Kugel 52. Der Schaft 50 ist in der Kugel 52 mit Hilfe eines

Kurbelarmes 54 gehalten, der sich durch den Schlitz in der Seite des Armes 3S, durrh die Kugel 52 und den Schaft 50 hindurch und endlich in den Schlitz 48 auf der anderen Seite des Armes 36 hinein erstreckt. Da die Schlitze 46 und 48 parallel zur Längsmittellinie der Rakete verlaufen, verhindern sie auch, daß sich die Kugel 42 aus ihrer halbkugelförmigen Pfanne hinausbewegt. Weiterhin werden durch diese Ausrichtung der Schlitze 46 und 48 die Leitflächen in der Radialstellung gehalten, wenn sie sich in der eingeschwenkten Stellung befinden, jedoch wird eine Drehung der Leitflächen um die Achse des Schaftes 50 ermöglich!, wenn die Leitflächen die ausgeschwenkte Stellung einnehmen. Das Ende des Kurbelarmes 54 trägt ein Kugelgelenk 56, das seinerseits mit einer Sieuerstange 58 verbunden ist, die mit einer Antriebsvorrichtung für die Winkelstellung dor Leitflächen und damit zum Lenken der Rakete verbunden ist.

Der Schlitz 46 hat eine bestimmte, begrenzte Länge, damit er die Winkelbewegung des Schaftes 50 um seine Achse begrenzt, wenn die Leitflächen ausgeschwenkt sind. Durch die Verwendung der Schlitze 46 und 48 als Winkelbegrenzung für die Leitflächen brauchen keine Begrenzungsvorrichtungen in den Antrieb für die Leitflächen eingebaut zu werden. Das Maximum des Ablenkwinkels oder der Bewegung der Leitflachen von einer Mittelstellung, in der die Leitflächen keine l.enkwirlcung ausüben, beträgt 45° zu jeder Seile der Mittelstellung.

Auf einem Stift 62, der in einem Bügel am Lagcrarm 36 gelagert ist, ist eine Wickelfeder 60 angeordnet. Das eine Ende 64 der Wickelfeder 60 lieg« an dem Schubrohr 26 an, wahrend das zweite Ende 66 an dem Schaft 50 anliegt. Die Wickelfeder 60 ist so vorgespannt, daß sie die Leitfläche 18 aus der eingeschwenkten Stellung nach F i g. 1 in die ausgeschwenkte Stellung nach den F i g. 2 bis 4 drückt, in der der Schaft 50 am Boden der Nut 42 anliegt. Bei Bedarf kann eine federbelastete Klinke 68 die Leitfläche in ihrer ausgeschwenkten Stellung halten. Um ein Zurückprallen der Leitfläche zu verhindern, wenn sie unter der Kraft der Feder nach außen schwingt, ist vorzugsweise ein zerbrechbares oder plastisch deformierbares Materialteil 70 am Boden der Nut 42 angeordnet, so daß beim Ausschwenken der Leitfläche die Aufprallencrgie durch die Deformation des zerbrechbaren oder verformbaren Materials absorbiert wird. Beim Einsatz werden die Leitflächen so lange in ihrer eingeschwenkten Stellung gehalten, wie sich die Rakete innerhalb des Rohres 12 befindet. In dieser Stellung sind die Leitflächen radial ausgerichtet und werden in der Radialstellung durch die Führung des Kurbelarmes 54 in den Schlitzen 46 und 48 gehalten. In dieser Stellung läßt die Führung des Kurbelarmes 54 in den Schlitzen 46 und 48 keine Drehung der Leitflächen um die Achse des Schaftes 50 zu. Wenn die Rakete abgefeuert wird, wird sie aus dem Rohr 12 ausgestoßen, und es schwenken die Leitflächen durch die Schlitze in der Außenhaut der Rakete nach außen, sobald die Rakete vom Rohr frei ist und die Leitflächen nicht langer zurückgehalten werden. Die Leitflächen schwingen unter der Kraft der Wickelfeder nach außen. Wenn die Leitflächen sich ihren ausgeschwenkten Endstellungen nähern, wird die Aufprallenergie von den zerstörbaren oder verformbaren Kissen 70 aufgenommen. In ihrer Endstellung kommen die Leitflächen dadurch zur Ruhe, daß ihr Schaft 50 am Grund der Nut zur Anlage kommt. Sie werden in dieser Stellung durch aerodynamische Kräfte, von den Wickelledern und von der Klinke 68 gehalten. In dieser Stellung erstrecken

sich die Schlitze 46 und 48 senkrecht zur Achse des Schaftes 50, so daß eine Drehung des Schaftes um seine Achse möglich ist. Eine solche Drehung wird mit Hilfe des Kurbelarmes 54 ausgeführt, wenn er in der gewünschten Steuerrichtung mit Hilfe der Steuerstange 58 bewegt wird. Demnach werden die Leitflächen in einer geschützten Stellung betriebsbereit gehalten, die es zugleich ermöglicht, daß die Rakete aus einem Rohr abgefeuert werden kann, und es sind die Steuerflächen nach dem Start der Rakete sofort für eine Richtungssteuerung der Rakete verfügbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flugkörper, insbesondere Rakete, mit mindestens zwei um zwei sich schneidende Achsen schwenkbar gelagerte, in der Mittelstellung radial verlaufende Leitflächen, die mit Antrieben zum Ausschwenken um die erste Achse von einer an den Flugkörper angeklappten Ruhestellung in eine ausgespreizte Betriebsstellung und mit Einrichtungen zum Verschwenken der sich in der Betrietestellung befindenden Leitflächen zum Lenken des Flugkörpers um die zweite, dann radial zum Flugkörper gerichtete Achse versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die sich schneidenden Schwenkachse« jeder Leitfläche (13) von einem Kugelgelenk definiert werden, das aus einer an der Leitfläche (18) angebrachten Kugel (52) und einem am Flugkörper (20) angeordneten Lagerarm (36) mit einer die Kugel (52) aufnehmenden Kugelpfanne besteht, wobei zwischen Kugel (52) und Leitfläche (18) ein Schaft (50) vorgesehen ist, der nach dem Ausklappen entgegen Schubrichtung in einer sich radial erstreckenden Nut (42) des Litgerarms (36) anliegt, und daß der Antrieb zum Veirschwenken der sich in der Betriebsstellung befindenden Leitflächen einen mit der Kugel (52) verbundenen Kurbelarm (54) und eine mit dem Kurbelarm gelenkig verbundene Steuerstange (58) umfaßt, wobei der Kurbelarm (54) einen den Ablenkwinkel der Leitflächen begrenzenden Schlitz (46) der Lageranordnung (36) durchdringt und die Leitfläche (18) in der Radialstellung hält, wenn sie sich in der eingeschwenkten Ruhestellung befindet.

2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Schaft (50) der Leitfläche (18) in die Kugel (52) eingesetzt ist und der Kurbelarm (54) die Kugel (52) und den Schaft (50) durchdringt, um den Schaft in der Kugel festzuhalten.

3. Flugkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (50) nach dem Ausschwenken der Leitfläche (18) in der Nut (42) der Lageranordnung (36) durch eine Klinke (68) gehalten ist