EP0249677A1 - Fast-flying missile - Google Patents
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- F42B10/60—Steering arrangements
- F42B10/62—Steering by movement of flight surfaces
Definitions
- the invention relates to a fast-flying missile, in particular a grenade flying at supersonic speeds, according to the preamble of claim 1.
- Such missiles can be stabilized in that aerodynamically effective structural parts, for. B. fins, oars, a tail cone or the like so interpreted that the pressure point from the missile tip comes to lie behind the center of gravity of the missile.
- aerodynamically effective structural parts for. B. fins, oars, a tail cone or the like so interpreted that the pressure point from the missile tip comes to lie behind the center of gravity of the missile.
- Such measures can limit the area of application of a missile, in particular a grenade flying at supersonic speed, or may require relatively complicated mechanical solutions, in particular if the missile has to be fired from a tube.
- Either special constructions must be provided on the launch tube or the aerodynamically effective structural parts must be able to be swung into the contour of the missile during launch.
- the invention has for its object to provide a structurally simple aerodynamic stabilizing device without increasing the caliber of the missile to be launched without swirl.
- a stabilized device serves as a mass-balanced, freely movable tip shell of the missile, the center of gravity of which essentially coincides with the bearing point.
- the pressure point lies behind the bearing point in order to keep the tip cover aerodynamically stable. Due to the pressure distribution, the tip cover is directed into the wind during flight, i.e. H. into the inflow device and thus generates no significant moments about the missile axis. This stabilizes the missile and pulls it into the wind when the usual pressure distribution behind the tip hull in connection with the center of gravity of the missile generates a stabilizing moment and when the disturbing torques on the tip hull - which are largely due to the events behind and in it - are low.
- the construction and storage of the tip cover are relatively simple, in any case the caliber of the missile is not enlarged by the tip cover, so that it can be easily launched as a fast-flying grenade without swirl from a launch tube.
- the tip cover is advantageously mounted at the front end of a telescopic cylinder, which is only extended a certain time after the missile has been launched, when the inflow conditions on the tip cover no longer have a destabilizing effect on it.
- the telescopic cylinder can be extended mechanically or pyrotechnically according to claim 5.
- Figures 1a to c each show a section through a grenade tip with a tip casing which is brought with the aid of a telescopic cylinder from a rest position according to Figure 1a via an intermediate position according to Figure 1b into the active position according to Figure 1c, in which it serves to stabilize the grenade.
- a grenade 1 flying at supersonic speed has a cylindrical housing 2 with a longitudinal axis 3, only partially indicated in the figures, to which a thin-walled, conical tip shell 4 adjoins as the missile tip.
- a balancing core 5 is located, which penetrates the target upon impact.
- the cylindrical grenade housing 2 is closed off from the tip shell 4 by a partition 6 which carries a guide body 7 which is designed in the manner of a truncated cone and projects into the tip shell 4.
- the balancing core 5 penetrating the partition 6 is surrounded over part of its length with a guide sleeve 8.
- a first telescopic tube 9 slides between this fixed guide sleeve and the truncated cone guide body, which carries a stop 10 at the rear end facing the partition 6, to which a corresponding stop 11 on the guide body 7 is assigned at a distance.
- a second extendable telescopic tube 12 is mounted in the first extendable telescopic tube 9.
- the extension length of this telescopic tube 12 is limited by two stops 13 and 14 on the two telescopic tubes 12 and 9, respectively.
- the telescopic tube 12 has at its front end a tip 15 located on the longitudinal axis 3, which is opposite a recess 16 with a triangular cross section in a front insert part of the tip cover 4.
- the tip cover 4 In the rest position of the tip cover 4 according to FIG. 1a, the tip cover 4 is supported on the one hand by the guide body 7 in the region of the partition and on the other on an outer front shoulder 17 on the telescopic tube 9.
- the tip 15 and the recess 16 do not interlock.
- an annular gas generator 18 is located adjacent to the partition 6, the pyrotechnic propellant charge of which can be ignited by a mass ring 19.
- the gas generator is connected via several channels 20 to the telescopic cylinder formed from the guide body 7, guide sleeve 8 and the two telescopic tubes 9 and 12, the channels 20 opening into the telescopic cylinder behind the stop 10 of the telescopic tube 9.
- further channels 21 extend from the gas generator 18 and open into the space between the guide body 7 and the tip cover 4.
- an annular slot 22 is released between the stop 10 of the telescopic tube 9 and the guide sleeve 8, so that the gas from the gas generator can now flow into the interior of the telescopic tube 9 and thereby push the second extendable telescopic tube 12 forward.
- its tip 15 runs into the recess 16 of the tip cover, so that this in the manner of a tip bearing at the point of contact, i. H. is supported at bearing point 23.
- the inner telescopic tube 12 is extended further, the positive connection of the tip cover 4 on the shoulder 17 of the first telescopic tube is released.
- the stops 13 and 14 on the inner and outer telescopic tube come into contact, the tip cover 4 has reached a position according to FIG.
- the bearing point 23 is selected so that it lies before the aerodynamic pressure point.
- the tip sheath 4 can be directed into the incoming wind.
- the described delayed release of the tip cover 4 takes place only after a sufficiently large distance between the rear edge 24 and the partition 6 has been reached, so that asymmetrical suction effects from the inside of the tip cover or backflow asymmetries in the region of the rear edge 24, which are caused by drawn-in air flows could be kept to a minimum. These disorders will be also kept low by blowing gas into the tip sheath via the channels 21. If the disturbances occurring when the rear edge 24 is detached from the support on the support body 7 are only slight, the tip cover 4 can also be pushed forward by jointly extending the two telescopic tubes 9 and 12. In such a case it is e.g. B. possible to extend the telescopic cylinder using a mechanical spring.
- the grenade 1 If the grenade 1 is flown parallel to the axis in the position of the tip casing shown in FIG. 1c, it remains in the ideal flight state in which the direction of flight and the direction of the longitudinal axis 3 coincide. However, if this inflow changes due to an oscillation of the grenade, the freely movable tip cover 4 is directed into the wind, so that the tip cover axis no longer coincides with the longitudinal axis 3 of the grenade 1. This results in different flow conditions on opposite sides in the area of the grenade housing 2, so that it is pulled into the wind, so to speak. This counteracts the swinging of the grenade and stabilizes the grenade.
- the tip bearing between the inner telescopic tube 12 and the tip cover 4 can of course by other bearings, for. B. be replaced by a ball guide of the tip cover on the telescopic tube.
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen schnellfliegenden Flugkörper, insbesondere eine mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Granate (1) mit einer Vorrichtung zum Stabilisieren des Flugkörpers und zur Verminderung von dessen Pendelung. Der Flugkörper (1) weist im Bereich der Flugkörperspitze eine rotationssymmetrische Spitzenhülle (4) auf, die massenausgeglichen um einen auf der Flugkörperlängsachse (3) gelegenen Lagerpunkt (23) allseitig frei schwenkbar gelagert ist.The invention relates to a fast-flying missile, in particular a grenade (1) flying at supersonic speeds, with a device for stabilizing the missile and for reducing its oscillation. The missile (1) has a rotationally symmetrical tip cover (4) in the area of the missile tip, which is mass-balanced and freely pivotable on all sides about a bearing point (23) located on the missile longitudinal axis (3).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen schnellfliegenden Flugkörper, insbesondere eine mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Granate gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a fast-flying missile, in particular a grenade flying at supersonic speeds, according to the preamble of
Derartige Flugkörper können dadurch stabilisiert werden, daß man aerodynamisch wirksame Strukturteile, z. B. Finnen, Ruder, einen Heckkonus oder dergleichen so auslegt, daß der Druckpunkt von der Flugkörperspitze aus betrachtet hinter dem Flugkörperschwerpunkt zu liegen kommt. Derartige Maßnahmen können den Anwendungsbereich eines Flugkörpers, insbesondere einer mit Überschallgeschwindigkeit fliegenden Granate einschränken oder erfordern gegebenenfalls relativ komplizierte mechanische Lösungen, insbesondere dann, wenn der Flugkörper aus einem Rohr verschossen werden muß. Hier müssen entweder Sonderkonstruktionen am Abschußrohr vorgesehen werden oder die aerodynamisch wirksamen Strukturteile müssen während des Abschusses in die Kontur des Flugkörpers eingeschwenkt werden können.Such missiles can be stabilized in that aerodynamically effective structural parts, for. B. fins, oars, a tail cone or the like so interpreted that the pressure point from the missile tip comes to lie behind the center of gravity of the missile. Such measures can limit the area of application of a missile, in particular a grenade flying at supersonic speed, or may require relatively complicated mechanical solutions, in particular if the missile has to be fired from a tube. Either special constructions must be provided on the launch tube or the aerodynamically effective structural parts must be able to be swung into the contour of the missile during launch.
Eine weitere Möglichkeit ist eine Drallstabilisierung von Granaten. Dies setzt einen hohen Konstruktionsaufwand für das Abschußrohr mit Drallzügen voraus, wobei beim Abschuß sowohl das Abschußrohr als auch der Flugkörper stark mechanisch belastet werden. Außerdem verringert sich durch eine Drallstabiliserung die Reichweite des Flugkörpers.Another possibility is swirl stabilization of grenades. This requires a high design effort for the launch tube with twist trains, whereby both the launch tube and the missile are subjected to high mechanical loads during launch. Swirl stabilization also reduces the range of the missile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache aerodynamische Stabilisiervorrichtung anzugeben, ohne das Kaliber des ohne Drall abzuschießenden Flugkörpers zu vergrößern.The invention has for its object to provide a structurally simple aerodynamic stabilizing device without increasing the caliber of the missile to be launched without swirl.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of the first claim.
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 Anströmvorrichtung und erzeugt somit keine wesentlichen Momente um die Flugkörperachse. Hierdurch wird der Flugkörper stabilisiert und in den Wind gezogen, wenn die übliche Duckverteilung 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.Accordingly, a stabilized device serves as a mass-balanced, freely movable tip shell of the missile, the center of gravity of which essentially coincides with the bearing point. The pressure point lies behind the bearing point in order to keep the tip cover aerodynamically stable. Due to the pressure distribution, the tip cover is directed into the wind during flight, i.e. H. into the inflow device and thus generates no significant moments about the missile axis. This stabilizes the missile and pulls it into the wind when the usual pressure distribution behind the tip hull in connection with the center of gravity of the missile generates a stabilizing moment and when the disturbing torques on the tip hull - which are largely due to the events behind and in it - are low.
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.The construction and storage of the tip cover are relatively simple, in any case the caliber of the missile is not enlarged by the tip cover, so that it can be easily launched as a fast-flying grenade without swirl from a launch tube. The tip cover is advantageously mounted at the front end of a telescopic cylinder, which is only extended a certain time after the missile has been launched, when the inflow conditions on the tip cover no longer have a destabilizing effect on it.
Der Teleskopzylinder kann mechanisch oder pyrotechnisch gemäß Anspruch 5 ausfahrbar sein.The telescopic cylinder can be extended mechanically or pyrotechnically according to
Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert:Further developments emerge from the subclaims. The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment with reference to the drawing:
Figuren 1a bis c zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Granatenspitze mit einer Spitzenhülle die mit Hilfe eines Teleskopzylinders aus einer Ruheposition gemäß Figur 1a über eine Zwischenposition gemäß Figur 1b in die Wirkstellung gemäß Figur 1c gebracht wird, in der sie zum Stabilisieren der Granate dient.Figures 1a to c each show a section through a grenade tip with a tip casing which is brought with the aid of a telescopic cylinder from a rest position according to Figure 1a via an intermediate position according to Figure 1b into the active position according to Figure 1c, in which it serves to stabilize the grenade.
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 zugeorndnet ist. In dem ersten ausfahrbaren Teleskoprohr 9 ist ein zweites ausfahrbares Teleskoprohr 12 gelagert.A
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.The extension length of this
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.In the rest position of the
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.In the
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. Über 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.When the grenade is fired from the launch tube, not shown, the
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 1b gezeigt.During this extension movement, the
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 1c gezeigten Zustand in den anströmenden Wind richten.In this intermediate state, an
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.The described delayed release of the
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.If the
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.It would also be possible to blow gas into the interior of the
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.The tip bearing between the inner
Claims (6)
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