Steuerblock

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Steuerblock für ein endphasengelenktes Geschoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Aus der USA-A-3 139 725 ist ein derartiger Steuerblock bekannt, der zur Steuerung einer zweiten Raketenstufe vorgesehen ist. Zur Steuerung ist jeder Steuerdüse ein Ventil zugeordnet, dessen Betätigungsmechanismus jedoch in Geschoßlängsrichtung angeordnet ist. Dadurch wird in nachteiligerweise einerseits das Nutzlastvolumen durch den vergleichsweise großen Raumbedarf dieses Steuerblocks eingeschränkt, andererseits können sich in Längsrichtung entfaltende Beschleunigungskräfte nachteilig auf die Öffnungs- und Schließfunktion der Ventile auswirken.

[0003] Geschosse, die aus Rohrwaffen verschossen werden, enthalten zwecks Bekämpfung von Punktzielen über sehr große Entfernungen in der Endphase ihrer Flugbahn einen Korrekturimpuls, um das Punktziel treffen zu können. Zu diesem Zweck werden Steuerblöcke benötigt, die trotz höchster Beschleunigungs- und Temperaturbeanspruchungen extrem zuverlässig arbeiten und die zudem noch ein möglichst geringes Bauvolumen beanspruchen, damit sie noch in Geschossen herkömmlicher Kaliberwerte von 155 mm bzw. 203 mm untergebracht werden können.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerblock anzugeben, der diese Anforderungen erfüllt.

[0005] Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Steuerblock der eingangs näher bezeichneten Art, durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

[0007] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1: einen Längsschnitt durch ein Geschoß mit Darstellung des Steuerblocks;

Figur 2: einen Querschnitt durch das Geschoss nach Figur 1 entlang der Linie 2 - 2.

[0008] Figur 1 zeigt im Längsschnitt einen Teil eines Geschosses 10 im Bereich des Steuerblocks 100. Das Geschoß 10 umfaßt eine im wesentlichen hohlzylindrische Hülle 11, die auch den Steuerblock 100 einschließt. Der Steuerblock 100 umfaßt einen Heißgasgenerator mit Brennkammer 101 und Treibladung 102, sowie Steuerdüsen 12 und Ventilanordnungen 13. Durch Umsetzung der Treibladung 102 wird in der Brennkammer 101 ein heißes Gas mit Temperaturen in der Größenordnung von 1400 K bis 2000 K erzeugt, mit dem über Ventilanordnungen 13 Steuerdüsen 12 beaufschlagt werden. Die Steuerdüsen 12 liegen in einer Querschnittseben der Hülle 11, wobei insgesamt vier Steuerdüsen 12 vorgesehen sind, die gleichmäßig beabstandet auf dem Umfang eines Kreises angeordnet sind. Jeder Steuerdüse 12 zugeordnet ist eine Ventilanordnung 13, wobei alle Ventile 13 ebenfalls in einer Querschnittsebene der Hülle 11 liegend derart angeordnet sind, daß ihre Längsachsen 130 entlang einer Sehne des Hüllenquerschnitts ausgerichtet sind. In einer besonders zweckmäßigen Anordnung liegen die Ventile 13 auf je einer Seite eines Quadrats innerhalb der Querschnittsebene. Die vorstehend beschriebene Anordnung ergibt einen extrem flachbauenden Steuerblock, der nur einen geringen Platzbedarf hat und somit nur einen geringen Anteil des Nutzlastvolumens des Geschosses 10 beansprucht. Die symmetrische Anordnung von Steuerdüsen 12 und Ventilen 13 führt zudem im Bereich des Steuerblocks 100 zu einer sehr gleichmäßigen Massenverteilung im Bezug auf die Längsachse 10 a des Geschosses, was im Hinblick auf eine gegebenenfalls erforderliche Drallbeaufschlagung des Geschosses 10 von Vorteil ist. Da die Wirkrichtung der Ventilanordnungen 13 in einer senkrecht zur Längsachse 10 a des Geschosses 10 liegenden Querschnittsebene verläuft, können sich vornehmlich in Längsachsenrichtung entfaltende Beschleunigungskräfte nicht nachteilig auf die Öffnungs- bzw. Schließfunktion der Ventile 13 auswirken.

[0009] Das in der Brennkammer 101 erzeugte Heißgas gelangt über Bohrungen 12 a, die von den Ventilen 13 im Öffnungs- bzw. Schließungssinne beaufschlagbar sind, zu den Steuerdüsen 12. Durch selektive Ansteuerung der Steuerdüsen 12 kann über die jeweils paarweise diametral gegenüberliegend angeordneten Steuerdüsen 12 ein Steuerimpuls zwecks Flugbahnkorrektur in vier Richtungen ausgeübt werden.

[0010] In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung besteht das den Kolben 13 a betätigende Stellglied 13 c des Ventils 13 aus einem Metall mit Formgedächtnis. Derartige Metalle sind elektrothermisch aktivierbar, d. h. durch Wärmezufuhr wandelt sich in relativ kurzer Zeit von etwa 100 ms ein vorhandenes Martensitgefüge in ein Austenitgefüge um, und zwar reversibel, so daß sich bei Wärmeentzug der Vorgang wieder umkehrt. Bei dieser Umwandlung, die durch Wärmezufuhr vermittels eines Heizelements 13 b erzeugt wird, führt das Stellglied 13 c beispielsweise einen Hub zwischen ein und 10 mm aus, wobei es eine Kraft bis zu 300 N aufbringen kann. Derartige Stellglieder zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlichen Elektromagneten bei gleicher Leistung durch ein wesentlich kleineres Bauvolumen und ein wesentlich kleineres Gewicht aus. Auch durch diese Eigenschaften wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe unterstützt. Stellglieder der genannten Art bzw. dafür geeignete Metalle mit Formgedächtnis werden beispielsweise von der Firma Raychem vertrieben. Um einen für die Funktion des Stellgliedes 13 c nachteiligen Einfluß der durch die Bohrungen 12 a zu den Steuerdüsen 12 geleiteten heißen Gase auszuschließen, ist der mit dem Stellglied 13 c verbundene Kolben 13 a zweckmäßig aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Keramik oder Siliciumnitrid hergestellt.

Ansprüche

1. Steuerblock (100) für ein endphasengelenktes Geschoß (10) mit einem eine Brennkammer (101) zum Abbrand einer Treibladung (102) umfassenden Heißgasgenerator, mit von Heißgas beaufschlagten Steuerdüsen (12) und Ventilanordnungen (13) zur Beeinflussung des Heißgasstromes, wobei in einer Querschnittsebene der Hülle (11) liegend vier gleichmäßig beabstandete Steuerdüsen (12) und ein jeder Steuerdüse (12) zugeordnetes Ventil (13) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (13) mit seiner Ventillängsachse (130) in der Querschnittsebene entlang einer eine Seite eines Quadrates bildenden Sehne des Hüllenquerschnitts liegend angeordnet ist.

2. Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) ein Stellglied (13c) aus einem Metall mit Formgedächtnis umfaßt, das infolge elektrothermischer Beaufschlagung durch ein Heizelement (13b) hinsichtlich seiner Länge veränderbar ist.

3. Steuerblock nach Anspruch 1 und 2, dadurh gekennzeichnet, daß mit dem Stellglied (13c) ein aus Keramik oder Siliciumnitrid bestehender Kolben (13a) verbunden ist.

Claims

1. Steering block (100) for a missile (10) guided in the terminal phase, the block having a hot-gas generator comprising a combination chamber (101) for the combustion of a propulsive charge, with control nozzles (12) subjected to the action of hot gas and valve systems (13) designed to influence the flow of hot gas, four control nozzles (12) at equal spacings apart and a valve (13) associated with each control nozzle (12) being provided in a cross-sectional plane of the casing (11), characterised by the fact that each valve (13) is positioned by its longitudinal axis (130) in the cross-sectional plane, along a chord of the cross section of the casing, which chord forms a side of a square.

2. Control block in accordance with Claim 1, characterised by the fact that the valve (13) comprises a control element (13c) made of a metal with a shape memory, of which the length is variable through electro-thermal activation by a heating element (13b).

3. Control block in accordance with Claims 1 and 2, characterised by the fact that a piston (13a) consisting of ceramic or silicon nitride is connected with the control element (13c).

Revendications

1. Bloc de commande (100) pour un projectile commandé en phase finale comportant une chambre de combustion (101) pour brûler une charge propulsive (102) comprenant un générateur de gaz chauds, des tuyères de commande (12) soumises aux gaz chauds, et des dispositifs à clapet (3) pour agir sur le courant des gaz chauds, quatre tuyères de commande (12) espacées régulièrement se trouvant dans un plan transversal du corps de projectile (11) et un clapet (13) associé à chaque tuyère (12), caractérisé en ce que chaque clapet (13) est disposé avec son axe longitudinal (130) le long d'une corde de la section de corps de projectile formant l'un des côtés d'un quadrilatère, dans le plan de section droite.

2. Bloc de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (13) comprend un organe de commande (13c) en métal à mémoire de forme dont la longueur peut être modifiée sous l'effet d'une action électro-thermique grâce à un élément chauffant (13b).

3. Bloc de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un piston (13a) constitué de céramique ou de nitrure de silicium est lié à l'organe de commande (13c).

Zeichnung