Schnellfliegender Flugkörper

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen schnellfliegenden Flugkörper, insbesondere eine mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Granate gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Aus der US-A 3 292 879 ist ein schnellfliegender Flugkörper in Form einer aus einem Rohr abzuschie- ßenden Granate bekannt, bei der nach dem Abschuß zur Stabilisierung des Fluges und zur Verminderung von Pendelschwingungen ein heckseitiges Leitwerk ausgefahren wird. Dieses Leitwerk ist beim Abschuß im Gehäuse der Granate aufgenommen und mit dem Kolben einer Zylinder-Kolbeneinheit verbunden, die sich entlang der Mittelachse der Granate erstreckt. Beim Abschuß wird eine kleine pyrotechnische Ladung am Boden des Leitwerkes gezündet, dessen Treibgase durch einen Kanal innerhalb des Kolbens in den Zylinderraum strömen und durch Beaufschlagung des Kolbens das mit diesem verbundene Leitwerk aus dem Gehäuse der Granate nach hinten ausfahren. Durch diese Maßnahme wird der aerodynamische Druckpunkt der Granate von der Flugkörperspitze aus betrachtet relativ weit hinter den Massenschwerpunkt der Granate verlegt, wodurch die aerodynamische Flugstabilität erhöht wird. Die Granate reagiert auf störende aerodynamische Querkräfte nur relativ träge, so daß sie die ballistisch vorgegebene Flugbahn relativ sicher einhält und zudem Pendelschwingungen um die Nickachse merklich reduziert werden.

[0003] Mit der bekannten Konstruktion ist es jedoch nicht möglich, schnell auf auch kurzfristige Querkräfte zu reagieren; insbesondere kann bei dieser Konstruktion der Granate keine Gegenkraft erzeugt werden, die eine störende Querkraft kompensiert. Die Flugbahn der Granate wird daher mehr oder minder von der ballistisch vorgegebenen Flugbahn abweichen.

[0004] Aus der WO A-82/03453 ist ein Flugkörper bekannt, der eine aktive Steuerung enthält, die darin besteht, daß die Flugkörperspitze gelenkig an dem Flugkörpergehäuse befestigt und mit Hilfe von Aktuatoren in Form von Zylinder-Kolbeneinheiten verschwenkt werden kann. Diese Verschwenkung erfolgt z.B. aufgrund der Signale eines zielsuchenden Sensors, wobei die Spitze des Flugkörpers dann mit Hilfe der Aktuatoren so verschwenkt wird, daß sie auf das anzufliegende Ziel weist. Nach dem Verschwenken der Spitze wird das übrige Granatengehäuse nachgezogen, bis die Mittelachse der Spitze und der Granate wieder zusammenfallen.

[0005] Dieses aktive System könnte zwar auch eine automatische Kompensation von auf den Flugkörper wirkenden Querkräften ermöglichen, jedoch wären hierzu zusätzliche Sensoren notwendig. Die durch die aktive Steuerung des Flugkörpers bereits notwendig komplizierte Konstruktion würde daher noch aufwendiger.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache aerodynamische Stabilisiervorrichtung für einen Flugkörper anzugeben, mit der einer Pendelung des Flugkörpers entgegen gewirkt wird.

[0007] Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

[0008] Demnach dient als Stabilisiervorrichtung eine massenausgeglichen allseitig frei bewegbare Spitzenhülle des Flugkörpers, deren Schwerpunkt im wesentlichen mit dem Lagerpunkt zusammenfällt. Deren Druckpunkt liegt hinter dem Lagerpunkt, um die Spitzenhülle aerodynamisch stabil zu halten. Aufgrund der Druckverteilung richtet sich die Spitzenhülle während des Fluges in den Wind, d.h. in die Anströmrichtung und erzeugt somit keine wesentlichen Momente um die Flugkörperachse. Hierdurch wird der Flugkörper stabilisiert und in den Wind gezogen, wenn die übliche Druckverteilung hinter der Spitzenhülle im Zusammenhang mit dem Flugkörperschwerpunkt ein stabilisierendes Moment erzeugt und wenn die Störmomente auf die Spitzenhülle - die weitgehend bedingt sind vom Geschehen hinter und in ihr-gering sind.

[0009] Die Konstruktion und Lagerung der Spitzenhülle sind relativ einfach, auf jeden Fall wird durch die Spitzenhülle das Kaliber des Flugkörpers nicht vergrößert, so daß dieser als schnellfliegende Granate ohne Drall aus einem Abschußrohr einfach abgeschossen werden kann. Die Spitzenhülle ist gemäß Anspruch 2 vorteilhaft am vorderen Ende eines Teleskopzylinders gelagert, der erst gewisse Zeit nach dem Abschuß des Flugkörpers ausgefahren wird, wenn die Anströmverhältnisse an der Spitzenhülle auf diese nicht mehr destabilisierend wirken.

[0010] Der Teleskopzylinder kann mechanisch oder pyrotechnisch gemäß Anspruch 5 ausfahrbar sein.

[0011] Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert:

[0012] Figuren la bis c zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Granatenspitze mit einer Spitzenhülle die mit Hilfe eines Teleskopzylinders aus einer Ruheposition gemäß Figur 1 a über eine Zwischenposition gemäß Figur 1 b in die Wirkstellung gemäß Figur 1 c gebracht wird, in der sie zum Stabilisieren der Granate dient.

[0013] Eine mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Granate 1 weist ein in den Figuren nur teilweise angedeutetes zylindrisches Gehäuse 2 mit einer Längsachse 3 auf, an das sich als Flugkörperspitze eine dünnwandige kegelige Spitzenhülle 4 anschließt. In der Längsachse 3 der Granate ist ein Wuchtkern 5 gelegen, der das Ziel beim Aufschlag durchdringt. Das zylindrische Granatengehäuse 2 ist zur Spitzenhülle 4 durch eine Trennwand 6 abgeschlossen, die einen in Art eines Kegelstumpfes ausgebildeten, in die Spitzenhülle 4 hineinragenden Führungskörper 7 trägt. Der die Tennwand 6 durchdringende Wuchtkern 5 ist über einen Teil seiner Länge mit einer Führungshülse 8 umgeben. Zwischen dieser feststehenden Führungshülse und dem Kegelstumpf-Führungskörper 7 gleitet ein erstes Teleskoprohr 9, welches am hinteren, der Trennwand 6 zugewandten Ende einen Anschlag 10 trägt, dem im Abstand ein korrespondierender Anschlag 11 an dem Führungskörper 7 zugeordnet ist. In dem ersten ausfahrbaren Teleskoprohr 9 ist ein zweites ausfahrbares Teleskoprohr 12 gelagert.

[0014] Die Ausfahrlänge dieses Teleskoprohres 12 ist durch zwei Anschläge 13 und 14 an den beiden Teleskoprohren 12 bzw. 9 begrenzt. Das Teleskoprohr 12 trägt an seinem vorderen Ende eine auf der Längsachse 3 gelegene Spitze 15, der in einem vorderen Einsatzteil der Spitzenhülle 4 eine im Querschnitt dreieckförmige Ausnehmung 16 gegenüberliegt.

[0015] In der Ruheposition der Spitzenhülle 4 gemäß Figur 1a wird die Spitzenhülle 4 einmal durch den Führungskörper 7 im Bereich der Trennwand und zum anderen auf einer äußeren vorderen Schulter 17 am Teleskoprohr 9 abgestützt. Die Spitze 15 und die Ausnehmung 16 greifen nicht ineinander.

[0016] In dem Führungskörper 7 ist benachbart zu der Trennwand 6 ein kreisringförmiger Gasgenerator 18 gelegen, dessen pyrotechnische Treibladung durch einen Massenring 19 gezündet werden kann. Der Gasgenerator steht über mehrere Kanäle 20 mit dem aus Führungskörper 7, Führungs -hülse 8 und den beiden Teleskoprohren 9 und 12 gebildeten Teleskopzylinder in Verbindung, wobei die Kanäle 20 hinter dem Anschlag 10 des Teleskoprohres 9 in den Teleskopzylinder münden. Außerdem gehen vom Gasgenerator 18 noch weitere Kanäle 21 aus, die in dem Zwischenraum zwischen Führungskörper 7 und Spitzenhülle 4 münden.

[0017] Beim Abschuß der Granate aus dem nicht gezeigten Abschußrohr, wird der Massering 19 aufgrund seiner Trägheit in Richtung auf die pyrotechnische Ladung des Gasgenerators beschleunigt und zündet diese. Ober die Kanäle 20 strömt jetzt Gas in den Teleskopzylinder und drückt auf den Anschlag 10 des ersten Teleskoprohres 9. Dieses wird nach vorn geschoben, bis der Anschlag 10 auf den Anschlag 11 am Führungskörper 7 aufläuft.

[0018] Während dieser Ausfahrbewegung wird die Spitzenhülle 4 weiterhin auf der Schulter 17 des Teleskoprohres abgestützt. Die Spitzenhülle 4 wird außerdem durch das aus den Kanälen 21 austretende Gas stabilisiert. Dieser Zwischenzustand ist in Figur 1 b gezeigt.

[0019] In diesen Zwischenzustand wird ein Ringschlitz 22 zwischen dem Anschlag 10 des Teleskoprohres 9 und der Führungshülse 8 freigegeben, so daß jetzt auch das Gas des Gasgenerators in das Innere des Teleskoprohres 9 strömen kann und dabei das zweite ausfahrbare Teleskoprohr 12 nach vorne schiebt. Zunächst läuft dessen Spitze 15 in die Ausnehmung 16 der Spitzenhülle, so daß diese in Art eines Spitzenlagers am Berührungspunkt, d. h. am Lagerpunkt 23 abgestützt wird. Beim weiteren Ausfahren des inneren Teleskoprohres 12 löst sich die formschlüssige Verbindung der Spitzenhülle 4 an der Schulter 17 des ersten Teleskoprohres. Wenn die Anschläge 13 und 14 am inneren und äußeren Teleskoprohr in Kontakt kommen, hat die Spitzenhülle 4 eine Lage gemäß Figur 1c erreicht, in der sie um den Lagerpunkt 23 in allen Richtungen frei schwenkbar ist. Um die Spitzenhülle aerodynamisch zu stabilisieren, ist der Lagerpunkt 23 so gewählt, daß er vor dem aerodynamischen Druckpunkt liegt. Die Spitzenhülle 4 kann sich in dem in Figur 1 c gezeigten Zustand in den anströmenden Wind richten.

[0020] Die geschilderte verzögerte Freigabe der Spitzenhülle 4 erfolgt erst, nachdem ein genügend großer Abstand zwischen deren Hinterkante 24 und der Trennwand 6 erreicht ist, so daß unsymmetrische Saugeffekte aus dem Inneren der Spitzenhülle bzw. Rückstauunsymmetrien im Bereich der Hinterkante 24, die durch eingezogene Luftströmungen verursacht werden könnten, auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben. Diese Störungen werden auch durch das Einblasen von Gas in die Spitzenhülle über die Kanäle 21 gering gehalten. Wenn die beim Ablösen der Hinterkante 24 von der Auflage an dem Stützkörper 7 auftretenden Störungen nur gering sind, kann die Spitzenhülle 4 auch durch gemeinsames Ausfahren der beiden Teleskoprohre 9 und 12 nach vorne geschoben werden. In einem solchen Fall ist es z. B. möglich, den Teleskopzylinder mit Hilfe einer mechanischen Feder auszufahren.

[0021] Wird die Granate 1 in der in Figur 1c gezeigten Lage der Spitzenhülle während des Fluges achsparallel angeströmt, so verbleibt sie in dem idealen Flugzustand, in dem Flugrichtung und Richtung der Längsachse 3 zusammenfallen. Ändert sich jedoch diese Anströmung durch eine Pendelung der Granate, so richtet sich die frei bewegliche Spitzenhülle 4 in den Wind, so daß die Spitzenhüllenachse nicht mehr mit der Längsachse 3 der Granate 1 zusammenfällt. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Strömungsverhältnisse an entgegengesetzten Seiten im Bereich des Granatengehäuses 2, so daß dieses sozusagen in den Wind gezogen wird. Der Pendelung der Granate wird hierdurch entgegengewirkt, die Granate stabilisiert.

[0022] Es wäre im übrigen auch möglich, über die Kanäle 21 gesteuert Gas in den Innenraum der Spitzenhülle 4 zu blasen, um diese gewollt aus der mit dem Granatengehäuse 2 koaxialen Lage zu zwingen. Auch hierdurch ändern sich dann die Anströmverhältnisse im Bereich des Granatengehäuses 2. Auf diese Möglichkeit wäre in gewissen Grenzen eine Steuerung der Granate möglich.

[0023] Das Spitzenlager zwischen innerem Teleskoprohr 12 und Spitzenhülle 4 kann selbstverständlich durch andere Lager, z. B. durch eine Kugelführung der Spitzenhülle auf dem Teleskoprohr ersetzt werden.

Ansprüche

1. Schnellfliegender Flugkörper (1), insbesondere mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Granate, mit einer während des Fluges des Flugkörpers (1) ausfahrbaren Vorrichtung (4, 9) zum Stabilisieren des Flugkörpers (1) und zur Verminderung von dessen Pendelung, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugkörper (1) als Stabilisiervorrichtung im Bereich der Flugkörperspitze eine rotationssymmetrische, im wesentlichen kegelige Spitzenhülle (4) aufweist, die massenausgeglichen um einen auf der Flugkörper-Längsachse (3) gelegenen Lagerpunkt (23) allseitig frei schwenkbar gelagert ist.

2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenhülle am vorderen Ende (15) eines in Richtung der Flugkörperlängsachse (3) ausfahrbaren Teleskopzylinders (7, 8, 9, 12) gelagert ist, der auf seiner anderen Seite mit dem Gehäuse (2) des Flugkörpers verbunden ist.

3. Flugkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopzylinder (7, 8, 9, 12) ein mit dem Flugkörpergehäuse (2) fest verbundenes (7, 8) und zwei nacheinander ausfahrbare Teleskoprohre (9, 12) aufweist, daß die Spitzenhülle (4) während des Ausfahrens des in dem feststehenden Teleskoprohr (7, 8) gleitenden, zuerst ausfahrbaren Teleskoprohres (9) auf einer vorderen Schulter (17) dieses Teleskoprohres (9) formschlüssig gehalten ist, und daß der Lagerpunkt (23) für die Spitzenhülle (4) an dem vorderen Ende (15) des zweiten anschließend unter Freigeben der formschlüssigen Verbindung zwischen Schulter (17) und Spitzenhülle (4) ausfahrbaren Teleskoprohres (12) vorgesehen ist.

4. Flugkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopzylinder (7, 8, 9, 12) pneumatisch betätigbar ist.

5. Flugkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung des Teleskopzylinders (7, 8, 9, 12) ein Gasgenerator (18) vorgesehen ist.

6. Flugkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (18) zusätzlich mit Ausblasöffnungen (21) kommuniziert, die zwischen Teleskopzylinder und Innenwand der Spitzenhülle (4) rotationssymmetrisch um die Flugkörperlängsachse (3) angeordnet sind.

Claims

1. A fast-flying missile (1), more especially a shell flying at supersonic speed, with a device (4, 9), which can be extended during the flight of the missile (1), for stabilising the missile (1) and for reducing the oscillation thereof, characterised in that the missile (1) has a stabilisation device in the region of the nose of the missile a rotationally-symmetrical substantially conical tip casing (4) which, counterbalanced, is mounted so as to be freely swingable all round on a bearing point (23) situated on the longitudinal axis (3) of the missile.

2. A missile according to claim 1, characterised in that the tip casing is mounted at the front end (15) of a telescopic cylinder (7, 8, 9, 12) which can be extended in the direction of the longitudinal axis (3) of the missile and which is connected on its other side to the housing (2) of the missile.

3. A missile according to claim 2, characterised in that the telescopic cylinder (7, 81, 9, 12) has one telescopic tube (7, 8) which is securely connected to the housing (2) of the missile and two telescopic tubes (9, 12) which can be extended successively, in that the tip casing (4) during the extension of the telescopic tube (9) which slides in the fixed telescopic tube (7, 8) and which can be extended first is held in a form-locking manner on a front shoulder (17) of this telescopic tube (9), and in that the bearing point (23) for the tip casing (4) is provided at the front end (15) of the second telescopic tube (12) which can be run out subsequently along with release of the form-locking connection between the shoulder (17) and the tip casing (4).

4. A missile according to claim 2 or 3, characterised in that the telescopic cylinder (7, 8, 9, 12) is pneumatically actuable.

5. A missile according to claim 4, characterised in that a gas generator (18) is provided for the actuation of the telescopic cylinder (7, 8, 9, 12).

6. A missile according to claim 5, characterised in that the gas generator (18) additionally communicates with blow-out apertures (21) which are arranged between the telescopic cylinder and the inside wall of the tip casing (4) in a rotationally-symmetrical manner around the longitudinal axis (3) of the missile.

Revendications

1. Engin volant (1) à grande vitesse, en particulier obus volant à vitesse supersonique, comprenant un dispositif (4, 9) pouvant être sorti pendant le vol de l'engin volant (1) pour stabiliser l'engin volant (1) et réduire ses mouvements pendulaires, caractérisé en ce que l'engin volant (1) présente comme dispositif de stabilisation dans la zone de la pointe de l'engin volant, une coiffe de pointe (4) à symétrie de révolution et essentiellement conique qui, équilibrée du point de vue de la masse, est montée de manière à pouvoir pivoter librement de tous les côtés autour d'un point d'articulation (23) disposé sur l'axe longitudinal (3) de l'engin volant.

2. Engin volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coiffe de pointe est montée sur l'extrémité avant (15) d'un vérin télescopique (7, 8, 9, 12) qui peut être sorti suivant la direction de l'axe longitudinal (3) de l'engin volant et est relié sur son autre côté au corps (2) de l'engin volant.

3. Engin volant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin télescopique (7, 8, 9, 12) présente un tube télescopique (7, 8) relié de manière fixe au corps d'engin volant (2) et deux tubes télescopiques (9, 12) pouvant être sortis l'un derrière l'autre, en ce que pendant la sortie du tube télescopique (9) qui glisse dans la tube télescopique fixe (7, 8) et peut être tout d'abord sorti, la coiffe de pointe (4) est maintenue par complémentarité de formes sur un épaulement avant (17) de ce tube télescopique (9) et en ce que le point d'articulation (23) pour la coiffe de pointe (4) est prévu sur l'extrémité avant (15) du deuxième tube télescopique (12) pouvant être sorti ensuite en libérant la liaison par complémentarité de formes entre l'épaulement (17) et la coiffe de pointe (4).

4. Engin volant selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le vérin télescopique (7, 8, 9, 12) peut être actionné pneumatiquement.

5. Engin volant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un générateur de gaz (18) est prévu pour l'actionnement du vérin télescopique (7, 8, 9, 12).

6. Engin volant selon la revendication 5, caractérisé en ce que le générateur de gaz (18) communique en outre avec des ouvertures d'éjection (21) qui sont disposées entre le vérin télescopique et la paroi intérieure de la coiffe de pointe (4) avec symétrie de révolution autour de l'axe longitudinal d'engin volant (3).

Zeichnung