[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ruderanbindung für Lenkflugkörper, wobei
das Ruderblatt in einem an der Flugkörperzelle befestigten Interface-Beschlag auf
einer Ruderwelle gelagert und mittels eines Ruderantriebshebels schwenkbar ist.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 196 35 847 C2 bekannt.
[0003] Bei modernen Kampfflugzeugen werden die Lenkflugkörper für mittlere Reichweite überwiegend
am Rumpf in teilversenkter Anordnung mitgeführt, um den Luftwiderstand zu reduzieren
und die Radarsignatur günstig zu beeinflussen.
[0004] Die Form des Flugzeuginterfaces ist durch den derzeit eingeführten Luft-Luft-Lenkflugkörper
vom Typ AMRAAM vorgegeben und wurde auch beispielsweise bei den Prototypen des Eurofighter
EF 2000 in dieser Form realisiert. Für die Ruder und Flügel der AMRAAM sind dabei
im Flugzeugrumpf schlitzförmige Ausnehmungen mit 41 mm Breite vorgegeben
[0005] Bei staustrahlgetriebenen AMRAAM Nachfolgeflugkörpern muß die Ruderlagerung außerhalb
des Flugkörperrumpfes erfolgen, weil der Innenraum fast vollständig von der Staubrennkammer
ausgefüllt wird. Dies führt im allgemeinen zu voluminösen Lagerungsprinzipien außerhalb
der Flugkörper-Struktur, die daher nicht mit dem von AMRAAM vorgegebenen Flugzeuginterface
kompatibel bleiben können.
[0006] Dabei genügt es nämlich nicht, den Flugkörper berührungsfrei in die vorgegebenen
41 mm breiten Ausnehmungen des Flugzeugrumpfes einzubringen, es muß auch eine geforderte
Mindest-Freigängigkeit von mehreren Millimetern an allen Stellen eingehalten werden.
[0007] Die Forderung nach austauschbaren staustrahlgetriebenen Flugkörpern am gleichen Flugzeuginterface
ist dadurch bei herkömmlichen Lösungen in Frage gestellt.
[0008] Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, die sowohl die erforderlichen räumlichen Bedingungen erfüllt als auch für
die bei den auftretenden Marschgeschwindigkeiten von Mach 4 auftretenden mechanischen
und thermischen Belastungen geeignet ist.
[0009] Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale
gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel beschrieben
wird. Es zeigen
- Fig. 1
- schematisch die erfindungsgemäße Anordnung in ihrem Umfeld,
- Fig. 2a und 2b
- Aufsicht und Teil-Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung,
- Fig. 2c
- einen weiteren Teil-Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung.
[0010] Fig. 1 zeigt das Umfeld für den Gegenstand der Erfindung. In der Außenkontur des
Flugkörperträgers F - im vorliegenden Fall der Rumpf bzw. die Tragflächen des Flugzeuges
- ist eine Ausnehmung mit einer fest vorgegebenen Breite von 41 mm vorhanden, die
für die Aufnahme des dem Flugzeug zugewandten Ruderblattes R eines einsatzbereiten
Flugkörpers FK (AMRAAM) dient. Mit diesem Raum muß ein kompatibler Flugkörper auskommen.
[0011] Fig. 2 zeigt das Konstruktionsprinzip der AMRAAM-kompatiblen Ruderlagerung für einen
staustrahlgetriebenen Flugkörper nach der Erfindung. Fig. 2a zeigt dabei die vorgeschlagene
Lösung mit Blick auf die Ruderachse W in Richtung des Flugkörpers FK. Fig. 2b zeigt
einen Schnitt durch die Anordnung sowie den Biegelastverlauf BL durch die Hauptelemente
Interface-Beschlag B und Ruderwelle W.
[0012] Der Interface-Beschlag B zur Befestigung an der dünnwandigen Staubrennkammer der
Flugkörperzelle FK besitzt einen Außendurchmesser B2 der einerseits die Kompatibilität
und Freigängigkeit sicherstellt und andererseits durch die kegelförmige Ausnehmung
B3 im Querschnittsverlauf an die auftretende Biegebelastung, die durch die am Ruder
angreifende Luftkraft Fq verursacht wird, angepaßt ist.
[0013] Innerhalb der kegelförmigen Ausnehmung B3 des Beschlages wird die Ruderwelle W in
Keramik-Nadellagern L aufgenommen. Der Querschnittsverlauf der Ruderwelle W ist durch
Wahl der Lagerdurchmesser d1 (22 mm) und d2 (12 mm) ebenfalls dem Belastungsverlauf
an der Ruderwelle W angepaßt. Die Ruderwelle W nimmt in einer schlitzförmigen Ausnehmung
W4 das Ruder R auf, welches den zylindrischen Teil des Interface-Beschlages B2 wie
in Fig. 2c dargestellt bis zur Wurzel umschließt.
[0014] An der Beschlaginnenseite ist der Ruderantriebshebel H formschlüssig mit der Ruderwelle
W verbunden. Der Ruderantriebshebel H wird, wie in der eingangs erwähnten Druckschrift
erläutert, von einem elektromechanischen Stellsystem betätigt.
[0015] Die beschriebene Anordnung vereinigt mehrere Vorteile:
Der Querschnittsverlauf am Beschlag B und an der Ruderwelle W ist in idealer Weise
unter Minimierung der Abmessungen an den extremen Belastungsverlauf anpaßbar
Die Hauptkomponenten der Anordung sind ferner kostengünstig mit einfachen Bearbeitungsprozessen-fertigbar
und montierbar.
[0016] Die in der Marschflugphase des Flugkörpers aufgrund von aerodynamischer Aufheizung
bei Geschwindigkeiten bis Mach 4 auftretende hohe thermische Belastung führt zu einer
homogenen Aufheizung der Hauptkomponenten und ermöglicht daher eine kostengünstige
und klassische Anordnung von Hochtemperatur-Keramiknadeln als Lagerelemente.
[0017] Die Ausbildung des Ruderinterface W4, also der Verbindung zwischen Ruder R und Ruderwelle
W, ermöglicht eine einfache Herstellung und die schnelle Montierbarkeit des Ruderblattes
mit Standardwerkzeug unter Gefechtsbedingungen.
[0018] Das Ruderinterface liegt ferner nahe am Druckpunkt des Ruderblattes, daher ergeben
sich an der Einspannstelle kleine Wurzelbiegemomente Ferner kann die Abdichtung des
Flugkörpers nach außen im Bereich des Flugkörper-Interfacebeschlages B und des Ruderantriebshebels
H einfach und perfekt erfolgen, da die Stelle der Relativbewegung am äußeren Ende
des Interfacebeschlages liegt.
1. Vorrichtung zur Ruderanbindung für Lenkflugkörper, wobei das Ruderblatt (R) in einem
an der Flugkörperzelle (FK) befestigten Beschlag auf einer Ruderwelle (W) gelagert
und mittels eines Ruderantriebshebels (H) schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschlag (B) ein Lager (B1) mit wenigstens teilweise zylindrischer Außenkontur
(B2) und einer Ausnehmung (B3) zur formschlüssigen Aufnahme des entsprechend ausgebildeten
flugkörperseitigen Endes (W1) der Ruderwelle (W) aufweist, wobei der Durchmesser (d1;
d2) von Ausnehmung (B3) und Ruderwelle (W1) sich in Richtung Flugkörper verjüngt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (B1) flugkörperseitig eine Öffnung (B4) für den Durchgriff des Ruderantriebshebels
(H) zur formschlüssigen Verbindung mit der Ruderwelle (W) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Ausnehmung (B3) des Lagers herausragende Teil (W2) der Ruderwelle
(W) verjüngt ausgebildet ist, wobei sich der Durchmesser zum ruderseitigen Ende hin
verjüngt und eine schlitzförmige Ausnehmung (W4) zur Befestigung des Ruderblattes
(R) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruderblatt (R) den zylindrischen Teil (B1) des Lagers (B) bis zu dessen
Wurzel (B0) umschließt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruderwelle (W) in Keramik-Nadellagern (L) gelagert ist.