DE976302C

DE976302C - Method and device for measuring and / or compensating transverse forces in fast-flying missiles

Info

Publication number: DE976302C
Application number: DESCH23174A
Authority: DE
Inventors: Josef Schaberger; Gerhard Siegmund
Original assignee: Josef Schaberger & Co GmbH
Current assignee: Josef Schaberger & Co GmbH
Priority date: 1957-11-30
Filing date: 1957-11-30
Publication date: 1963-07-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen und auch zum automatischen Kompensieren von Querkräften an schnellfliegenden Flugkörpern. The invention relates to a method for measuring and also for automatic compensation of transverse forces on fast-flying missiles.

Bordseitig angetriebene Flugkörper, die nicht durch eine ständige Flugführung auf der vorgesehenen Flugbahn gehalten werden können, werden durch Querwinde sowie durch in zur Flugbahn schräger Richtung wirkende Zug- oder Schubkräfte des Antriebs seitlich von der Flugbahn versetzt, sofern keine Vorrichtungen vorhanden sind, die den seitlichen Versatz zu kompensieren vermögen.On-board propelled missiles that are not provided by a permanent flight guidance on the Trajectory can be maintained by cross winds as well as through in to the trajectory pulling or pushing forces of the drive acting in an oblique direction offset to the side of the flight path, if no devices are available that are able to compensate for the lateral offset.

Die Größe des seitlichen Versatzes ergibt sichThe size of the lateral offset results

aus der Querbeschleunigung und aus der Zeit, während der die Querbeschleunigung wirksam ist. Um den Versatz zu kompensieren, muß eine entsprechende entgegenwirkende Beschleunigung bzw. Kraft eingesetzt werden.from the transverse acceleration and the time during which the transverse acceleration is effective. To compensate for the offset, a corresponding counteracting acceleration or Force can be used.

Verschiedene Einrichtungen zum Erzeugen bzw. Steuern solcher dem seitlichen Versatz ausgleichend entgegenwirkender Kräfte sind bekannt, so beispielsweise der sogenannte Querkopf, bei dem in der Flugachse mit konstanter Frequenz schwingende Massen derart um einen Drehpunkt beweglich aufgehängt sind, daß sie an ihren seitlichen Umkehrpunkten vorübergehend Kontakte schließen, über die an jeder Seite ein Kondensator aufgeladen wird. Wenn keine Querkräfte wirksam sind, so schwingen die Massen nach beiden Seiten gleichmäßig aus, und dementsprechend sind die Schließzeiten der Kontakte und auch die Ladungsmengen, die die beiden Kondensatoren aufnehmen, gleichVarious devices for generating or controlling such to compensate for the lateral offset counteracting forces are known, for example the so-called transverse head, in which in the axis of flight with constant frequency oscillating masses so movable about a pivot point are suspended so that they temporarily close contacts at their lateral reversal points, Via which a capacitor is charged on each side. If no transverse forces are effective, so the masses swing evenly on both sides, and the closing times are accordingly of the contacts and also the amount of charge that the two capacitors take up are the same

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groß. Die Kondensatormeßbrücke ist stromlos. Bei seitlich wirkenden Kräften ändern sich die Kontaktzeiten. Der entgegen Beschleunigungsrichtung liegende Kontakt wird proportional zur Beschleunigung langer geschlossen, der andere Kontakt entsprechend kurzer. Daher werden die Kondensatoren verschieden stark aufgeladen. Die Differenzen werden in der Meßbrücke abgeglichen und in Steuerkommandos umgewandelt, die so lange wirksam ίο sind, bis durch gegenläufige Beschleunigung ein Ausgleich stattgefunden hat.great. The capacitor measuring bridge is de-energized. With forces acting from the side, the contact times change. The contact opposite to the direction of acceleration is proportional to the acceleration closed longer, the other contact correspondingly shorter. Hence the capacitors differently charged. The differences are compared in the measuring bridge and in control commands converted, which are effective ίο until by opposite acceleration a Compensation has taken place.

Es sind auch Einrichtungen zum AusgleichenThere are also facilities for balancing

der Querkräfte bekanntgeworden, bei denen die Querkräfte unter Hinzuziehung einer Zeitkonstanten durch Piezo-Effekte gemessen werden. Hierzu wird eine Masse, die zentrisch zwischen Meß dosen gelagert ist, entweder gegen Piezo-Quarz oder gegen Kohledruckdosen geführt. Treten keine Ouerkräfte auf, so sind die elektrischen Größenof the transverse forces became known, in which the transverse forces with the addition of a time constant can be measured by piezo effects. For this purpose, a mass is doses centrically between measuring is stored, either against piezo-quartz or against carbon pressure cells. Don't step Ouerkrafts on, so are the electrical quantities

ao nach beiden Achsenseiten gleich und heben sich auf.ao the same on both sides of the axis and cancel each other out.

Allen diesen bisher bekannten Verfahren haftetAll of these previously known processes are liable

als wesentlicher Nachteil an, daß sie eine relativ komplizierte Anlage aufweisen. Außerdem muß bei der Piezo-Integration über Verstärker gearbeitet ' werden.as a major disadvantage that they have a relatively complicated system. In addition, must be Piezo integration can be worked through amplifiers'.

Die Nachteile dieser Verfahren werden durch das Verfahren nach der Erfindung umgangen. Gemäß der Erfindung wird ein mit konstantem Vordruck aus einer Düse austretender Strahl einer elektrisch leitenden Flüssigkeit derart gegen die Kante einer spitzwinklig zulaufenden Trennwand, in deren Mittelebene die Strahlachse liegt, geführt, daß der Flüssigkeitsstrahl bei Fehlen einer gegen die Düse oder gegen die Trennwand wirkenden Querkraft in zwei gleich große Teile zerlegt wird, welche in zwei oder mehrere Elektrolytkammern abgelenkt werden und die Flächen von Elektroden beaufschlagen, wobei die Elektroden mit auf eine unterschiedliche Beaufschlagung, die durch Querkräfte hervorgerufen wird, ansprechenden Meßgeräten oder Steuerungseinrichtungen verbunden sind.The disadvantages of these methods are avoided by the method according to the invention. According to of the invention is a jet emerging from a nozzle with a constant pre-pressure electrically conductive liquid in such a way against the edge of a dividing wall tapering at an acute angle, in the center plane of which the jet axis lies, guided that the liquid jet in the absence of a counter the nozzle or the transverse force acting against the partition is divided into two equal parts, which are deflected in two or more electrolyte chambers and the surfaces of electrodes act upon, the electrodes with a different application, which is caused by transverse forces is caused, connected to appealing measuring devices or control devices are.

Der Flüssigkeitsstrahl tritt vorzugsweise in der Hauptbeschleunigungsrichtung (in Ruhestellung der Lotrichtung zugewandt) aus der Düse aus. Durch die Wahl einer elektrisch leitenden Flüssigkeit mit großer Oberflächenspannung wird erreicht, daß der homogene Strahl, ohne aufgelöst zu werden, bei Fehlen von Querkräften so auf die Kante der Trennwand auftrifft, daß er in zwei gleich große Teilstrahlen zerlegt wird. Die Breite des Strahles ist so bemessen, daß der Strahl bei der höchsten zu erwartenden Querbeschleunigung noch die Trennwand trifft, dabei aber voll in die Elektrolytkammern geleitet wird.The jet of liquid occurs preferably in the main direction of acceleration (in the rest position of the Facing perpendicular) from the nozzle. By choosing an electrically conductive liquid with high surface tension is achieved that the homogeneous jet, without being dissolved, at Absence of transverse forces strikes the edge of the partition in such a way that it splits into two equally large partial beams is dismantled. The width of the beam is such that the beam is expected at the highest Lateral acceleration still hits the partition, but fully into the electrolyte chambers is directed.

Wenn der Strahl, bei Fehlen von Querkräften, durch die Trennwand in zwei gleiche Teilstrahlen aufgespaltet und in zwei gleich große Elektrolytkammern mit flächengleichen Elektrodenpaaren geleitet wird, so steigt in den beiden Kammern der Flüssigkeitsspiegel auf die gleiche Höhe an, so daß gleich große Flächen der Elektroden leitend verbunden sind. Wenn die beiden Elektrolytkammern über eine Brückenschaltung miteinander verbunden sind, so ist in dem beschriebenen Falle die Brücke stromlos.When the beam, in the absence of transverse forces, passes through the partition into two equal partial beams split up and fed into two electrolyte chambers of the same size with pairs of electrodes of the same size is, so rises in the two chambers of the liquid level to the same level, so that equal areas of the electrodes are conductively connected. When the two electrolyte chambers are connected to one another via a bridge circuit, then in the case described is the bridge currentless.

Das zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eingerichtete Gerät wird in einen Flugkörper so eingebaut, daß die Achse des Strahles etwa mit der Achse des Flugkörpers zusammenfällt. Während des Fluges lenkt dann jede Beschleunigung bzw. Querkraft den Strahl in entsprechendem Maße nach der entgegengesetzten Seite ab. Infolgedessen strömt in eine der beiden Elektrolytkammern mehr Flüssigkeit ein als in die andere. Daher steigt der Flüssigkeitsspiegel in der einen Kammer und fällt in der anderen Kammer. Entsprechend sind auch die beaufschlagten Flächen der Elektrodenpaare verschieden groß, und die Meßbrücke erhält einen entsprechenden Strom, der z. B. durch Potentiometerabgriff als Steuerwert den Betätigungseinrichtungen der Steuerorgane, beispielsweise dem Seitenleitwerk, zugeführt wird. Mit dem Einsetzen der Rücklenkung des Flugkörpers ändert sich die Richtung der Beschleunigung, und damit wird die bisher weniger beaufschlagte Elektrolytkammer entsprechend der Rückführbeschleunigung mit Elektrolytflüssigkeit in höherem Maße versorgt. Sobald das zweite Elektrolytenpaar ebensoweit von Elektrolytflüssigkeit bedeckt ist wie das erste, wird die Meßbrücke sofort stromlos. Der Flugkörper liegt dann wieder in seiner alten Flugrichtung.The device set up to carry out the method according to the invention is inserted into a missile installed so that the axis of the beam coincides approximately with the axis of the missile. During the flight, every acceleration or transverse force directs the beam accordingly Measure on the opposite side. As a result, it flows into one of the two Electrolyte chambers take in more liquid than the other. Therefore, the liquid level in the rises one chamber and falls in the other chamber. The exposed areas are also corresponding of the electrode pairs of different sizes, and the measuring bridge receives a corresponding current, the z. B. by means of a potentiometer tap as a control value to the actuating devices of the control organs, for example the rudder unit, is supplied. With the onset of reverse steering of the missile the direction of the acceleration changes, and this becomes the one that was previously less acted upon Electrolyte chamber according to the return acceleration with electrolyte liquid in supplied to a higher degree. As soon as the second pair of electrolytes as well from electrolyte liquid is covered like the first one, the measuring bridge is immediately de-energized. The missile is then back in its old direction of flight.

Die Zeichnung bringt als Ausführungsbeispiel einen Längsschnitt durch die wesentlichsten Teile einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Schaltanlage und die Einrichtungen zur Auswertung der Meßwerte mittels Potentiometers oder durch ein Kompensationsverfahren sind nicht dargestellt, da sie in der für ähnliche Zwecke bekannten und üblichen Weise ausgebildet sind.As an exemplary embodiment, the drawing shows a longitudinal section through the most important parts a device for carrying out the method. The switchgear and the facilities for Evaluation of the measured values by means of a potentiometer or a compensation method are not possible shown because they are formed in the known and customary for similar purposes.

Die als Beispiel gezeigte Vorrichtung weist einen Tank ι für die Elektrolytflüssigkeit auf, der so groß ist, daß er einen hinreichenden Vorrat an Flüssigkeit aufnehmen kann. Dieser Tank mündet in eine mit einer Belüftungsleitung 2 versehene Niveaukammer 3, in deren dem Tank gegenüberliegende Wand die Düse 4 eingesetzt ist.The device shown as an example has a tank ι for the electrolyte liquid, the so is large that it can hold a sufficient supply of liquid. This tank opens in a level chamber 3 provided with a ventilation line 2, in the level chamber 3 opposite the tank Wall the nozzle 4 is inserted.

Auf einer vorspringenden Wandung der Niveaukammer 3 ist, mittels Schraubbolzen 5 einstellbar, die Wandung einer Kammer 6 gleitfähig gelagert. In der Kammer 6 ist der Düse 4 gegenüber die auf die Düse zu spitz zulaufende Trennwand 7 angeordnet. Beiderseits der Trennwand 7 ist je eine Elektrolytkammer 8 mit Elektroden 9 und Anschlußkontakten 10 vorgesehen.On a projecting wall of the level chamber 3 is adjustable by means of screw bolts 5, the wall of a chamber 6 is slidably mounted. In the chamber 6, the nozzle 4 is opposite the nozzle tapering partition 7 is arranged. There is one on each side of the partition 7 Electrolyte chamber 8 with electrodes 9 and connection contacts 10 are provided.

Durch entsprechende Einstellung der Schraubbolzen S wird der Abstand zwischen der Düse 4 und der spitz zulaufenden Kante der Trennwand 7 den jeweils zu erwartenden Anforderungen ent- iao sprechend festgelegt. Je größere Querkräfte zu erwarten sind, desto kleiner muß dieser Abstand sein. Anderseits wird die Messung um so genauer, je größer der Abstand ist.By setting the screw bolts S accordingly, the distance between the nozzle 4 and the tapering edge of the partition 7 in accordance with the requirements to be expected in each case set speaking. The greater the lateral forces to be expected, the smaller this distance must be be. On the other hand, the greater the distance, the more precise the measurement.

Die Kammer 3 umfaßt Einrichtungen zur Regelung des Flüsigkeitsniveaus, so daß der aus derThe chamber 3 includes devices for regulating the liquid level, so that from the

Düse 4 tretende Flüssigkeitsstrahl stets unter gleichem Druck ausströmt.The jet of liquid emerging from nozzle 4 always flows out at the same pressure.

Geeignete Elektrolytflüssigkeiten mit hoher Oberflächenspannung sind beispielsweise Lösungen von Silberazetat in verdünntem tertiärem Alkohol. In diesem Falle wird als Material für die Elektroden zweckmäßig Silber verwendet.Suitable electrolyte liquids with high surface tension are, for example, solutions of silver acetate in dilute tertiary alcohol. In this case, the material used for the electrodes appropriately used silver.

Es ist möglich, mit dem gleichen Gerät gleichzeitig sowohl in der Hochachse als auch in der ίο Querachse zu messen, indem zwei weitere in der Hochachse angeordnete Elektrolytkammern vorgesehen werden.It is possible to use the same device both in the vertical axis and in the ίο to measure the transverse axis by providing two further electrolyte chambers arranged in the vertical axis will.

Claims

Patent claims:

i. Method for measuring and / or compensating transverse forces in fast-flying missiles, characterized in that a jet of an electrically conductive liquid exiting from a nozzle with a constant pre-pressure

so against the acute-angled edge a partition, in the center plane of which the jet axis lies, is guided so that the jet of liquid in the absence of a cross acting against the nozzle or against the partition

a5 force is split into two equal parts, which are deflected in two or more electrolyte chambers and the surfaces of Apply evenly to the electrodes, with the electrodes on a different basis Loading that is caused by transverse forces, responding measuring devices, or Control devices are connected.

2. The method according to claim i, characterized in that that the width of the beam is dimensioned so that the beam is still just at the highest expected lateral acceleration hits the partition, but is fully directed into the electrolyte chambers.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the distance from the nozzle to the partition is adjustable.

4. The method according to claim 1, characterized in that that as an electrically conductive liquid solutions of metal salts, such as silver acetate, used in liquids of increased viscosity such as tertiary alcohol.

5. The method according to claim 1, characterized in that that the nozzle is connected to electrically or mechanically operated devices for opening and closing.

6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterized through a nozzle (4) and one arranged opposite it in the direction of the nozzle Partition (7) with a side edge tapering towards the nozzle at an acute angle, wherein the central axis of the nozzle lies in the central plane of the partition.

7. Apparatus according to claim 6, characterized by means (5) to the partition (7) and the electrolyte chambers (8) connected to it relative to the nozzle in the direction to move and adjust the nozzle axis or parallel to this direction.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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