DE3120022A1

DE3120022A1 - Lagekreisel

Info

Publication number: DE3120022A1
Application number: DE19813120022
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing. grad. 8000 München Gruber; Wolfgang Von Dipl.-Ing. 8012 Riemerling Hoessle
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1982-12-09
Also published as: US4491029A; DE3120022C2

Description

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 15. Mai 1981

GESELLSCHAFT BTOl Froh/th

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, 8981 MÜNCHEN

Lagekreisel

Die Erfindung betrifft einen Lagekreisel für die Stabilisierung und Lenkung von Flugkörpern, vorzugsweise von aus einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßenem Subflugkörper.

Die Vervendung derartiger Lagekreisel als Referenzgeber in. Flugkörpern ist bekannt, siehe DE-OS 1 623 359, DE-AS 1 222 21L, DE-OS 2 501 931. Hierbei handelt es sich üblicherweise um einen kardanisch gelagerten Kreisel, der durch eine Druckgasladung auf seine Solldrehzahl gebracht wird. Hierzu wird der Kreiselrotor über eine Düse angeblasen.

Problematisch wird die Verwendung eines solchen. Lagekreisels in Subflugkörpern, welche von einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßen werden. Bei nichtrollendem Trägerflugkörper stellt die Übergabe der Roilageinformation von einem Lagekreisel im Trägerflugkörper zum Lagekreisel im Subflugkörper kein Problem dar. Rollt jedoch der Trägerflugkörper, so ist eine Aktivierung des Lagekreisels mit üblicherweise verriegelten Rahmen, - sogenannten freien Lagekreiseln - , ohne Nachführeinrichtung nicht möglich. Es ist zwar denkbar, einen Lagekreisel mit nicht verriegeltem Außenrahmen zu verwenden, wobei völlig offen ist, wie komplex der Antrieb des Rotors sein muß, es ist aber neben den beim Aktivierungsvorgang auftretenden, nicht ohne aufwendige Maßnahmen vermeidbaren Ablagen des Innenrahmens des Lagekreisels darüber hinaus nicht gewährleistet, daß die Spinnachse in der durch die große Nickwinkelbewe-

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gung des Subflugkörpers geforderten horizontalen Lage ausgerichtet ist. Da unbekannt ist, in welcher Achsenlage der Kreisel gestartet wurde, ist ferner keine feste Referenz gegeben.

Eine weitere Lösung des Problems kann darin gesehen werden, die Lagekreisel in den Subflugkörpern bereits vor dem Start des Trägerflugkörpers' zu aktivieren. Wegen der langen Flugzeit und des Rollens des Trägerflugkörpers kann die geforderte Lagegenauigkeit allerdings nur mit relativ aufwendigen, u.U. sogar nur mit nachführbaren Kreiseln erfüllt werden, wobei das zur Verfügung stehende Volumen in den Flugkörpern die größten Einschränkungen bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Lagekreisel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei äußerst geringem baulichen Aufwand der Lagekreisel im Flugkörper die Rollageinformation übernehmen kann.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Lagekreisel im Flugkörper mit verriegelten Rahmen in einen zusätzlichen Rollrahmen gehängt wird, der vor Aktivierung des Flugkörpers entgegengesetzt zum Rollen antreibbar ist.

Auf diese Art und Weise ist vorteilhaft, mit nur sehr geringem Aufwand, darüber hinaus unter Verwendung vorhandener Kreiselbaugruppen, die Übergabe der Rollageinformation zu bewerkstelligen. Mit anderen Worten: durch diese einfache Maßnahme wird es möglich, die Aufgabe zu lösen, einen Kreisel mit verriegeltem Rahmen in einem rollenden System zu aktivieren.

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Die Erfindung ist anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt den Schnitt durch einen Lagekreisel nach der Erfindung.

Der Lagekreisel 1 besteht aus einem äußeren Gehäuse 10, in welchem ein Antrieb 2 eingebaut ist. Der Antrieb 2 dient in noch zu erläuternder Weise dazu, einen zusätzlichen Rollrahmen 4 anzutreiben. Bei diesem Antrieb 2 kann es sich um einen gesonderten Elektromotor, z.B. einen Gleichstrom- oder Schrittmotor, oder auch einen frequenzgesteuerten Asynchronmotor handeln. Es kann aber auch ein pyrotechniscner Gasgenerator nach dem Stand der Technik verwendet werden.

Im zusätzlichen Rollrahmen 4- ist der Kreisel 7 mit einem Außenrahmen 8 und einem Innenrahmen 3 untergebracht. Außerdem ist ein pyrotechnischer Gasgenerator 9 vorhanden, der über ein ■ Gasleitrohr 11 den Läufer des Kreisels 7 in bekannter Weise antreibt. Ferner sind vorhanden ein digitalinkrementaler Abgriff 5 zwischen Flugkörper , und zusätzlichen Rollrahmen 4 und ein digitalinkrementaler Abgriff 6 zwischen dem zusätzlichen Rollrahmen 4 und dem Außenrahmen 8 des Kreisels 7. Beide Abgriffe 5, 6 weisen in bekannter Weise Rasterscheiben 12, 13 auf, wobei die Rasterscheibe 12 kreiseifest und die Rasterscheibe 13 rollrahmenfest montiert ist.

Im Bereich des Antriebs 2 ist außerdem ein Schleifringübertrager 14. für den inkrementalen Abgriff 6, den pyrotechnischen Gasgenerator und dessen Zündung und ggf. für die Motorspeisung vorhanden.

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Wie aus der Fig. erkennbar, wird der Lagekreisel 1 im Subflugkörper mit verriegelten Rahmen in den zusätzlichen Rollrahmen L, gehängt. Der zusätzliche Rollrahmen 4 wird vor Beginn der Aktivierung des Lagekreisels 1 mit Hilfe des Antriebs 2 entgegengesetzt zum Rollen des Trägerflugkörpers angetrieben.

Über den digitalinkrementalen Abgriff 5 zwischen Trägerflugkörper und zusätzlichem Rollrahmen U erfolgt mit dem Antrieb 2 eine Synchronisation des zusätzlichen Rollrahmens 4· in definierter Lage zum erdfesten Koordinatensystem mit Hilfe des Lagekreisels des Trägerflugkörpers. Nach Aktivierung des Lagekreisels 1 können über den weiteren digital-inkrementalen Abgriff 6 zwischen dem zusätzlichen Rollrahmen L· und dem Außenrahmen 8 des Kreisels mögliche Entriegelungsfehler zu Null gesetzt werden.

Mach dem Ausstoßen des Subflugkörpers vom Trägerflugkörper wird zweckmäßigerweise der Antrieb des zusätzlichen Rollrahmens L, mit geeigneter optimierter Drehzahl fortgesetzt, um bei dem nichtrollenden Subflugkörper mit den beiden vorhandenen einfachen digitalen Abgriffen 5, 6 die geforderte hohe Winkelauflösung für die Rollage des Subflugkörpers zu erhalten.

Durch die Zusammenbenutzung der vorhandenen Baugruppen wird darüber hinaus vermieden, daß bei nichtroilenden Subflugkörper am Kreisel ein digitaler Abgriff mit sehr hoher Auflösung, - was sehr teuer Ist - , oder ein analoger. Abgriff notwendig ist, wobei bei der analogen Lösung eine Blockierung des äußeren zusätzlichen Rollrahmens L, in sehr genauer definierter Lage zum Subflugkörper nach dem Ausstoß erfolgen müßte.

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Die Übertragung der Digitalinformation aus dem digitalinkrementalen Abgriff 6 stellt kein Problem dar, weil die vom Antrieb 2 angetriebene Achse des zusätzlichen Rollrahmens U nicht reibungsarm gehalten werden muß.

Aufgrund der großen Nickwinkeländerungen der Subflugkorper auf deren Anflugbahn zum Ziel ist es ferner zweckmäßig, daß die Spinnachse des Lagekreisels des Subflugkörpers horizontal ausgerichtet ist, da die Kardanrahmen üblicher Kreiselkonstruktionen keine beliebig großen Winkel zulassen.

Neben der vorbeschriebenen Anwendung der Erfindung in Subflugkörpern ist darüber hinaus wegen der hohen Roilfrequenz des Trägerflugkörpers die Verwendung auch für den Lagekreisel des Trägerflugkörpers empfehlenswert. Mit Hilfe eines angetriebenen zusätzlichen Rollrahmens wird der Lagekreisel des Trägerflugkörpers von deren Roilbewegung entkoppelt, so daß die Genauigkeit erhöht wird, da wegen der Startbeschleumgung keine beliebige Vergrößerung der Kreiselmassen zur Verbesserung der Genauigkeit durch Erhöhung des Kreiseldrallimpulses möglich ist.

Leerseite

Claims

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 15. Mai 1981

GESELLSCHAFT BTOl Froh/th

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, 8981
MÜNCHEN

Lagekreisel

Patentansprüche

Iy Lagekreisel für die Stabilisierung und Lenkung von Flugkörpern, vorzugsweise von aus einem rollenden Trägerflugkörper ausgestoßenem Subflugkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagekreisel (1) im Flugkörper mit verriegelten Rahmen (J, 8) in einen zusätzlichen Rollrahmen (L) gehängt wird, der vor Aktivierung des Flugkörpers entgegengesetzt zum Rollen antreibbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über einen digital-inkrementalen Abgriff (5) zwischen Flugkörper und zusätzlichem Rollrahmen (L) mittels des Antriebs (2) eine Synchronisation des zusätzlichen Rollrahmens (L) in definierter Lage zum erdfesten Koordinatensystem mit Hilfe des Lagekreisels des Trägertlugkörpers erfolgt.

■'- " '--" "' 312C022

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Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aktivierung des Lagekreisels (1) über einen weiteren digitalinkrementalen Abgriff (6) zwischen dem zusätzlichen Rollrahmen [L) und dem Außenrahmen (8) des Kreisels (7) Entriegelungsfehler zu Mull setzbar sind.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zwei digitaiforementalen Abgriffe (5, 6) über eine Messung des Zeitverzugs zwischen den Einzelimpulsen zweier Rasterscheiben (12, 13) eine extrem hohe Winkelauflösung herstellbar ist.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des zusätzlichen Rollrahmens (4) bei nichtrollendem Flugkörper zur Messung der hohen Winkelauflösung für die Rollage fortsetzbar ist.