-
Schwenkbare Anordnung des Leitwerks, insbesondere bei
-
Flugkörpern oder Geschossen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung
des Leitwerks, insbesondere bei Flugkörpern oder Geschossen, mit klappbaren Leitwerksflügeln,
die in Ruhestellung innerhalb der Flugkörper- bzw. Geschoßkontur sich in Sehnenlage
befinden und in ihre radial gerichtete Betriebsstellung über parallel zur Flugkörper-
bzw. Geschoßlängsachse verlaufende Achsen geschwenkt werden.
-
Die Flug stabilisierung von aus Rohrwaffen abgefeuerten Geschossen
erfolgt durch einen Längsdrall oder bei drallosen Geschossen durch ein Flugleitwerk.
Da einerseits ein über das Geschoßkaliber hinausragendes, in die freie Luftströmung
eingreifendes Flugleitwerk eine wesentlich wirksamere Flugstabilität erzeugt als
ein innerhalb des Kalibers am hinteren Ende des Geschosses installiertes Flugleitwerk,
andererseits aber das Abschußrohr das Geschoßkaliber bestimmt, hat man für solche
Rohrwaffen sogenannte Klappleitwerke entwickelt, bei denen die einzelnen Leitwerksflügel
um parallel zur zentralen Flugkörperlängsachse gerichtete Schwenkachsen drehbar
angeordnet sind, wie dies z.B. die DT-PS 1 159 3a4 zeigt. In Ruhestellung sind hierbei
die Leitwerksflügel innerhalb des Flugkörperaußenmantels eingeklappt und bestehen
in radialer Richtung betrachtet, aus einem inneren starren Teil und einem äußeren
flexiblen Teil, um einerseits große wirksame Flügelhöhen zu erreichen und andererseits
noch deren Unterbringung innerhalb der Flugkörperkontur zu ermöglichen, wobei in
Ruhestellung der
Leitwerksflügel sich die starren Flügelteile mit
iherer Leitwerkshöhe in Sehnenstellung befinden, während die flexiblen Teile der
Leitwerksflügel in abgekrüttirnter Lage untergebracht sind.
-
Ferner sind nach der DT-AS 19 42 440 bei drallosen Geschossen Klappleitwerke
offenbart, die sich aus beweglichen Längsabschnitten des Heckrohres zusammensetzen
und in Betriebsstellung nach außen geschwenkt werden, wo sie paarweise Heckflossen
bilden. Diese Ausführung eines Klappleitwerks zeichnet sich durch eine günstige
Anordnung der Leitwerksflügel in ihrer Ruhestellung aus, weist aber den Mangel geringer
aerodynamisch wirksamer Erstreckung der Leitwerksflügel in radialer Richtung auf.
-
Um zusätzlichen Bauraum zu sparen, erfolgt die ganz oder teilweise
Unterbringung der Klappleitwerke zumeist in den freien Raum zwischen der konvergent-divergenten
Schubdüsenkontur und dem Außenmantel des Flugkörpers. Auch die französische Patentschrift
95 663 zeigt ein Klappleitwerk mit einer Anordnung der Lagerung vorklappbarer Leitwerksflügel
außen am divergenten Teil der Schubdüse. Diese weisen wohl in Betriebsstellung eine
große Flügelhöhe auf, erstrecken sich jedoch in Ruhestellung nach vorn über den
konvergenten Teil der Schubdüse hinaus und vergrößern hierbei in ungünstiger Weise
den Außendurchmesser des Flugkörpers.
-
Eine voll befriedigende Lösung des Problems der Unterbringung und
Anordnung eines Klappleitwerks ist auch heute noch nicht greifbar. Es besteht daher
die Aufgabe der Erfindung darin, für starre Leitwerksflügel mit großer Höhenerstreckung
eine zufriedenstellende Unterbringung innerhalb der Außenkontur des Flugkörpers
zu schaffen und ferner eine Einrichtung zu konzipieren, welche die Leitwerksflügel
von der Ruhestellung in die Betriebsstellung während des Fluges bringt.
-
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Leitwerksflügel
in Ruhestellung mit ihrer Flügelhöhe sich in Flugkörper- bzw. Geschoßlängsrichtung
erstrecken und mit ihrer Flügeltiefe in Sehnenebene innerhalb der Flugkörper- bzw.
Geschoßkontur liegen, daß ferner die Leitwerksflügel zuerst über senkrecht zu ihrer
Sehnenebene gerichtete erste Schwenkachsen nach außen in eine Ubergangsstellung
geschwenkt und im weiteren Bewegungsablauf die Leitwerksflügel über parallel zur
Flugkörper- bzw. Geschoßlängsachse verlaufende zweite Schwenkachsen in ihre radiale
Betriebsstellung gebracht werden.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht die Unterbringung sehr hoher
und damit aerodynamisch wirksamer Leitwerksflügel noch innerhalb der Flugkörperkontur.
Zum Ausschwenken der einzelnen Leitwerksflügel sind im Flugkörperaußengehäuse nur
verhältnismäßig schmale Schlitze mit einer Breite etwas größer als die Flügeldicke
erforderlich, so daß keine nennenswerte Schwächung des Außengehäuses in dieser Hinsicht
gegeben ist. Der besondere Vorteil ist darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße
Anordnung die Verwendung nicht nur hoher sondern dazu starrer Leitwerksflügel erlaubt.
Damit wird gleichzeitig eine hohe Flugstabilität für den Flugkörper, insbesondere
für gelenkte Flugkörper garantiert.
-
In Ausführung der Erfindung ist für jeden Leitwerksflügel ein um die
zweite Schwenkachse am Flugkörper- bzw. Geschoßgehäuse schwenkbar gelagerter Leitwerksflügelträger
vorgesehen, an dem der jeweilige Leitwerksflügel über die erste Schwenkachse drehbar'gelagert
ist.
-
In Ausgestaltung hierzu ist zum Bewegen der einzelnen Leitwerksflügel
in die Übergangsstellung und dann in die Betriebsstellung an jedem Leitwerksflügel
ein Stellglied über ein Scharnier mit einer Drehachse, die mit einem wirksamen
Hebelarm
in der Übergangsstellung parallel zur zweiten Schwenkebene verläuft, angelenkt.
Dabei ist mit diesem Stellglied in einem als wirksamen Hebelarm dienenden Abstand
zur ersten Schwenkachse ein Antriebsglied gekoppelt, das insbesondere durch eine
vorgespannte Feder angetrieben wird.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein gehäusefester Kulissenkörper
vorgesehen, mit einer Kulisse zur Führung eines dem Antriebsglied zugeordneten Mitnehmerstiftes,
der durch eine Ausnehmung des Stellgliedes greift und letzteres dabei antreibt,
derart, daß das Stellglied zuerst so lange geschwenkt wird, bis der Leitwerksflügel
sich in der Übergangsstellung befindet und daß dann das Stellglied in eine senkrecht
zur zweiten Schwenkachse verlaufende Richtung bewegt bzw. gezogen wird.
-
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß zur festen
Verriegelung des Leitwerksflügels in der Betriebsstellung über das Stellglied die
Kulisse im Kulissenkörper einen parallel zur zweiten Schwenkachse verlaufenden Endabschnitt
aufweist, der mit einem Endabschnitt der Ausnehmung im Stellglied deckungsgleich
ist.
-
Erfindungsgemäß ist die Leitwerksflügelanordnung in dem freien Raum
zwischen der konvergent-divergenten Schubdüsenkontur und dem Außenmantel des Flugkörpers
eingebaut, derart, daß die schwenkbare Lagerung der Leitwerksflügel im Bereich des
konvergenten Teiles der Schubdüse installiert ist und die Leitwerksflügel in Ruhe
stellung nach hinten gerichtet sind.
-
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dar.
-
Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Heck eines Flugkörpers
mit der Anordnung der Leitwerksflügel, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II
gemäß Fig. 1 und Fig. 3 eine Ansicht des Flugkörperhecks mit teilweise aufgeschnittenem
Außengehäuse im Bereich der Anordnung der Leitwerksflügel.
-
Das Flugleitwerk des Flugkörpers weist vier Leitwerksflügel 1 auf.
Sie sind über erste Schwenkachsen A an jeweils einem Leitwerksflügelträger 2 angelenkt,
die ihrerseits über zweite Schwenkachsen B drehbar am Gehäuse 3 des Flugkörpers
gelagert sind. In Ruhestellung (X) erstrecken sich die Leitwerksflügel 1 mit ihrer
Höhe H in Längsrichtung des Flugkörpers und mit ihrer Tiefe T befinden sie sich
in einer Sehnenebene SE innerhalb des Außenmantels 3a des Flugkörpers. Die ersten
Schwenkachsen A sind senkrecht zur Sehnenebene SE gerichtet; die Schwenkachsen B
verlaufen parallel zur zentralen Flugkörperlängsachse G.
-
An den Leitwerksflügeln 1 ist über ein Scharnier 4a mit einer Drehachse
C jeweils ein plattenförmiges Stellglied 4 angelenkt. Die Schwenkachsen B und die
Drehachsen C liegen nicht in einer Ebene; ihr Abstand bildet einen wirksamen Hebelarm
bc, auf dessen Funktion später noch näher eingegangen wird. Mit dem Gehäuse 3 sind
für jeden Leitwerksflügel 1 Kulissenkörper 5 mit Kulissen 6 fest verbunden, in denen
Mitnehmerstifte 7 geftihrt sind, die vorne jeweils an einem Antriebsglied 8 befestigt
sind. Diese stehen unter der Vorspannung von Druckfedern 9. Die Mitnehmerstifte
7 greifen jeweils durch entsprechend geformte Ausnehmungen 10 in den Stellgliedern
4.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert wie folgt: Es wird davon
ausgegangen, daß sich die Leitwerksflügel 1 in Ruhestellung X befinden, in der sie
durch eine Flugkörperverpackung 11 gegen die Kraft der Druckfedern 9 gehalten werden.
Beim Start des Flugkörpers bzw. Abschuß des Geschosses werden die Leitwerksflügel
1 durch das ZurUckbleiben der Verpackung 11 frei, so daß die Kraft der Druckfedern
9 wirksam werden kann. Der Einfachheit halber werden die Vorgänge nur an einem Leitwerksflügel
1 beschrieben.
-
Die Druckfeder 9 bewegt das Antriebsglied 8, das mittels einer Ausnehmung
12 durch einen gehäusefesten Stift 13 geführt ist, nach hinten bzw. nach rechts
(siehe Fig. 1).
-
Durch den am Antriebsglied 8 vorne befestigten Mitnehmerstift 7, der
in der Kulisse 6 vorerst geradlinig nach hinten gleitet, wird das Stellglied 4 infolge
des wirksamen Hebelarmes a zwischen dem Mitnehmerstift 7 und der ersten Schwenkachse
A zunächst in Pfeilrichtung U um die Schwenkachse A gedreht, und zwar zunächst nur
bis zur Übergangsstellung 4(y).
-
Bei diesem Vorgang schwenkt der Leitwerksflügel 1 durch seine Verbindung
über das Scharnier 4a mit dem Stellglied 4 mit und er gelangt durch eine Ausnehmung
14 im Flugkörperaußenmantel 3a, in der verlängerten Sehnenebene SE'sich bewegend,
in die Übergangsstellung 1(Y). Ab diesem Punkt verläuft die Kulisse 6 im Kulissenkdrper
5 nicht mehr parallel zur zentralen Flugkörperlängsachse G sondern schräg zu dieser
(Fig. 3).
-
Dadurch ergibt sich für die weitere Bewegung des Antriebsgliedes 8
ein Vektor in Umfangsrichtung, und zwar auf die Fig. 3 schauend nach links. Damit
wird auch das Stellglied 4 durch den Mitnehmerstift 7 in Umfangsrichtung nach links
gezogen (Pfeilrichtung V), und zwar bis zur Stellung 4(Z), welche der Betriebsstellung
1 % für den Leitwerksflügel 1 entspricht, in der dieser radial gerichtet ist. Die
Drehachse C ist dabei in die Lage C' gewandert (siehe Fig. 2). Um beim Schwenkvorgang
von der Übergangsstellung Y zur Betriebsstellung Z die Sehnenhöhe des Schwenkbogens,
den das
Scharnier 4a von der Lage (C) zur Lage (C') beschreibt,
auszugleichen, ist das Scharnier 4a als entsprechend bemessenes Langloch ausgebildet.
In der Betriebsstellung Z sind die Leitwerksflügel 1 fest verriegelt. Dafür sorgt
ein parallel zur Triebwerkslängsachse G verlaufender Endabschnitt 6a der Kulisse
6, der sich mit einem Endabschnitt 10a der Ausnehmung 10 im Stellglied 4 in der
Verriegelungsposition in Deckung befindet.
-
Die Lagerung und der Antrieb der Leitwerksflügel 1 und diese selbst
sind in dem freien Raum zwischen der konvergent-divergenten Schubdüse 15 untergebracht.
Dabei erfolgt die Installierung der Lagerung im Bereich des konvergenten Teils der
Schubdüse 15, während sich die Leitwerksflügel 1 in Längsrichtung nach hinten erstrecken.
-
Die beschriebene Anordnung ist nicht nur anwendbar bei Flugkörpern
sondern auch z.Be bei Unterwaserfahrzeugen, wie Torpedos, die ebenfalls aus Rohren
ausgestoßen werden.