CH628977A5 - Flossenstabilisierter flugkoerper mit aufweitbaren steuerflossen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen flossenstabilisierten Flugkörper mit aufweitbaren Steuerflossen, der z. B. als Granate, Projektil oder Rakete vorliegen kann.

Der Flugkörper kann u. a. ein Geschoss sein, das mehrere Hauptflossen aufweist, die sich in ihren Abmessungen über das volle Kaliber erstrecken, so dass sie bei der Schussabgabe in der Bohrung des Geschützrohres geführt werden. In manchen Fällen, z. B. mit Überschall fliegende Geschosse, wird aus Stabilitätsgründen, aber auch aus Gründen der Gewichtsverringerung, gewünscht, dass das im Geschoss vorhandene Druckzentrum so weit wie möglich nach hinten im Geschoss verlegt wird, ohne das Geschoss wesentlich zu verlängern. Eine Möglichkeit, dieses Erfordernis zu erfüllen, besteht in der Erweiterung der Steuerflossen, so dass Teile der Flossen das volle Kaliber des Geschosses überragen, wenn dieses aus dem Geschütz abgefeuert worden ist.

Ein solcher Flugkörper ist durch die US-Patentschrift 3,633,846 bekannt. Bei diesem liegt in einer Ausnehmung von jeder Hauptflosse eine aufblasbare flexible Hülle. Im nicht aufgeblasenen Zustand liegt diese Hülle zusammengefaltet innerhalb der Ausnehmung. Wird ein Druckgas in die Hülle geleitet, wird diese aufgeblasen. In diesem Zustand soll die Hülle ein flaches, plattenförmiges Gebilde ergeben, das die Ausnehmung und damit die Hauptflosse überragt, so dass eine Zusatzflosse gebildet wird, die sich an die Hauptflosse in radialer Weise zum Flugkörper anschliesst. Es wird stark bezweifelt, dass sich die flexible Hülle in der gewünschten Weise erhält, dass sie also im aufgeblasenen Zustand eine plattenförmige Form einnimmt. Eine Hülle aus homogenem, flexiblem Material würde beim Aufblasen eine bauchige, kis-senförmige Form einnehmen, die einen grossen Luftwiderstandswert hat. Weiterhin wäre eine Konstruktion einer solchen Hülle, deren Material so verschiedenartig ist oder die durch innere Zugbänder so gestaltet wird, dass sie im aufgeblasenen Zustand eine plattenförmige Form einnimmt, eine aufwendige, komplizierte und teure Lösung. Das flexible Hüllenmaterial wird auch kaum Temperaturen im Bereich von 200-250°C standhalten, die sowohl als Reibungswärme des Flugkörpers auf seiner Flugbahn als auch bei der Schussabgabe im Geschützrohr auftreten. Es muss daher angenommen werden, dass die aufblasbare Zusatzflosse nur bei vergleichsweise langsam fliegenden Flugkörpern verwendet werden könnte und hierbei ähnlich einem Bremsfallschirm wirkt.

Es wird die Schaffung eines flossenstabiliserten Flugkörpers bezweckt, bei dem diese vorerwähnten Nachteile nicht vorhanden sind.

Mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung kann die gestellte Aufgabe auf einfache Weise gelöst werden.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein hochexplosives Geschoss,

Fig. 2 eine Ansicht von hinten auf das Geschoss nach Fig.

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Fig. 3 einen vergrösserten hinteren Teil des Geschosses nach Fig. 1 mit der Ausbildung einer Flossenblattanordnung, und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Hauptflosse mit einem innenliegenden Flossenblatt nach der in Fig. 3 angegebenen Schnittlinie.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein an sich bekanntes hochexplosives Hohlladungsgeschoss 1. Ein solches Geschoss ist besonders für den Überschallflug geeignet. Der erfindungsge-mässe Flugkörper kann aber natürlich auch ein mit niedrigerer Geschwindigkeit fliegendes Geschoss sein.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Geschoss einen Nasenabschnitt 2 hat, dessen Mantelfläche einen länglichen konischen Teil einschliesst. Das Geschoss hat weiterhin einen mittleren Abschnitt, der aus einem geradlinigen Führungsteil 3 und einem kürzeren verjüngten Teil 4 besteht. Die Mantelfläche des Führungsteiles 3 ist zylindrisch, wogegen die Mantelfläche des geneigten Teiles 4 die Form eines ersten Kegelstumpfes einschliesst. Die Mantelfläche des Führungsteiles 3 ist zylindrisch, wogegen die Mantelfläche des geneigten Teiles 4 die Form eines ersten Kegelstumpfes einschliesst. Die Mantelfläche des Führungsteiles 3 geht mit einem geringen Neigungswinkel a in die Mantelfläche des geneigten Teiles 4 über. Dieser Winkel a bildet den sogenannten Ablösewinkel. Das Geschoss hat weiterhin einen Einschnürungsabschnitt 5, an den sich ein zentrischer Teil 6 anschliesst, von dem aus die Hauptflossen geradlinig radial abragen, die sich auch in Längsrichtung des Geschosses erstrecken. Der Einschnürungsteil 5 ist am Ende des Neigungsteiles 4 angeschlossen und hat im wesentlichen die Form eines zweiten Kegelstumpfes. Die Mantelfläche dieses zweiten Kegelstumpfes s

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liegt unter einem Winkel ß zur Erzeugenden der Mantelfläche vom zylindrischen Teil 3. Der Winkel ß ist grösser als der Winkel a. Der Einschnürungsteil 5 schliesst nach vorn an einen zylindrischen Teil an, auf den der vorerwähnte zentrische Teil 6 z. B. mittels Gewinde aufgeschraubt sein kann. Die Hauptflossen 7 erstrecken sich etwas über den zentrischen Teil 6 hinaus, und zwar in Vorwärtsrichtung des Geschosses. Die unteren Flächen derjenigen Flossenteile, die den zentrischen Teil 6 nach vorn überragen, liegen an der Mantelfläche des vorerwähnten zweiten Kegelstumpfes vom Einschnürungsteil 5 an, wenn der zentrische Teil 6 in der vorerwähnten Weise auf das hintere zylindrische Ende vom Einschnürungsteil 5 aufgeschraubt worden ist. An den vorderen Stirnflächen sind die Hauptflossen 7 mit Neigungsflächen 7a versehen. Der zentrische Teil 6 hat abgesehen von einem vorderen erweiterten Ende einen im wesentlichen gleichbleibenden äusseren Durchmesser bis zum Ende der Hauptflossen 7, worauf dann der zentrische Teil 6 konisch verläuft. Mit dem vorerwähnten erweiterten Bereich des zentrischen Teiles 6 ist dieser auf den zylindrischen Teil vom Einschnürungsabschnitt 5 aufgeschraubt. In das hintere Ende vom zentrischen Teil 6 ist ein an sich bekannter Leuchtspurgeber 8 eingeschraubt.

In Fig. 6 sind die Längen der verschiedenen Abschnitte des Geschosses bezeichnet. So ist die Länge des Nasenabschnittes mit A bezeichnet, und der mittlere Teil hat die Länge B. Der Führungsteil hat die Länge C. Beim mittleren Teil hat der Führungsteil 3 die Länge B', und der verjüngte Teil hat die Länge B".

Im Inneren enthält das Geschoss einen Raum für eine in Form einer Hauptladung vorliegende Last 9, einen Hohlla-dungs-Konus 10 mit der besonderen Form, um den Hohlladungseffekt zu erzielen, und ein vorderes Kontaktgehäuse 11 sowie einen an der inneren Wand des Gehäuses 11 angebrachten Aufschlagkontakt, der an sich bekannt ist und ein Kabel 12 aufweist. Der hintere Teil des Geschosses ist mit einem Raum 13 versehen, der als Zündrohr für die Hauptladung des Geschosses dient. Dieses Zündrohr (Zündeinsatz) kann von bekannter Bauart sein, das vom verwendeten Geschützrohr beim Abschiessen scharf gemacht wird und über das Kabel 12 gezündet wird, so dass hierauf die Hauptladung gezündet wird. Auf dem erwähnten Führungsteil 3 befindet sich ein Antriebsband 3a. Dieses Band ist vorhanden, um dem Geschoss beim Abschiessen aus dem Geschützrohr eine bestimmte Drehung zu verleihen.

Das Material im Geschoss und für seine Bauteile kann von der Art sein, wie es für Munition dieser Art üblich ist. Entsprechend der Formgebung und des verwendeten Materials für die verschiedenen Bauteile des Geschosses ergibt sich die Lage des Schwerpunktes Tp, der im Abstand D von der Geschosspitze liegt, während das Druckzentrum Tc hinter dem Schwerpunkt Tp liegt und einen Abstand E von der Geschosspitze hat.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der zentrische Teil 6 mit mehreren gleichmässig über den Umfang verteilten Hauptflossen 7 versehen ist. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie jede der Hauptflossen 7 mit einer Ausnehmung oder einem Schlitz 15 versehen ist, der sich von der radial äusseren Kopffläche der Flosse aus ins Innere des Materials erstreckt, aus dem die Flosse besteht. In dieser Ausnehmung 15 ist ein Flossenblatt 16 (Zusatzflosse) aufweitbar angeordnet, wobei dieses Flossenblatt 16 am einen Ende um einen Lagerzapfen 17 schwenkbar ist, der in der Hauptflosse 7 gelagert ist. Das Flossenblatt 16 ist noch mit einem Durchgangsloch 18 versehen, das etwas vor seiner mittleren Partie liegt.

Durch das Durchgangsloch 18 ragt ein zusätzlicher Lagerstift 19, wobei der Durchmesser des Loches 18 grösser ist als der Durchmesser vom Stift 19. Das Mass der Aufweitung (das

Mass des nach aussen Schwenkens) vom Flossenblatt 16 ist somit durch das Loch 18 und den Stift 19 bestimmt. Zwischen dem Boden 20 der Ausnehmung 15 und der unteren Fläche 21 des Flossenblattes 16 liegt eine gekrümmte Feder 22 für das Flossenblatt 16, so dass das Flossenblatt gegen die Kraft dieser Feder 22 nach innen in die Ausnehmung 15 gedrückt wird, wenn sich das Geschoss im Geschützrohr befindet, und dass dann das Flossenblatt in seine aufgeweitete Lage durch die Feder 22 gedrückt wird, wenn das Geschoss das Geschützrohr verlassen hat. Diese aufgeweitete, gespreizte Lage des Flossenblattes ist in Fig. 1 mit vollausgezogenen Linien und in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien dargestellt. Die Hauptflossen 7 haben eine Dicke von etwa 4 m, wogegen das Flossenblatt 16 eine Dicke von etwa 1 mm hat. Die Lagerstifte 17 und 19 bestehen aus Metall und sind in der jeweiligen Hauptflosse 7 eingenietet. In Fig. 3 ist die untere Fläche einer jeden Hauptflosse 7 mit dem Bezugszeichen 23 versehen. Mit diesen unteren Flächen 23 kommen bei der Darstellung nach Fig. 1 alle Hauptflossen 7 zur Anlage am zweiten Kegelstumpf vom verjüngten Teil 4, also am Einschnürungsteil 5. Die oberen Flächen der Hauptflossen 7 sind geradlinig und entsprechen dem vollen Kaliber des Geschosses, wogegen die Flächen der erweiterten, also aufgespreizten Flossenblätter 16, die über die Aussenflächen der Hauptflossen 7 ragen,

über dem vollen Kaliber des Geschosses liegen, wodurch eine Verlagerung des Druckzentrums Tc nach hinten im Geschoss erfolgt, so dass sich der Schwerpunkt Tp um das entsprechende Mass auch weiter nach hinten bewegen kann, gegenüber dem Fall, wo die Flossen nicht aufweitbar sind.

Das längliche Flossenblatt 16 ist mit verhältnismässig feinen Toleranzen in die Ausnehmung 15 bezüglich ihren Wänden eingepasst. So beträgt das Gesamtspiel zwischen der Breite der Ausnehmung 15 und der Dicke des Flossenblattes etwa 0,1 mm. Die Hauptflosse 7 und das aufweitbare Flossenblatt 16 können z. B. aus Stahl oder Kunststoff bestehen, so wie es bei der in Frage stehenden Munition üblich ist. Die Lagerstifte 17 und 19 können ebenfalls aus Stahl oder Kunststoff sein.

Aus dem dargestellten Beispiel ist ersichtlich, dass das sich in der ausgefahrenen, also erweiterten Stellung befindliche Flossenblatt 16 etwa mit der Hälfte seiner Seitenfläche über das volle Kaliber, also über die Hüllkurve der Kopfflächen 14 der Hauptflossen 7, ragt. Zwei ausgefahrene Flossenblätter 16 von zwei einander diametral gegenüberliegenden Hauptflossen 7 haben an ihren radial äussersten Stellen einen Durchmesser, der etwa das l,3fache des vollen Kalibers beträgt.

Jedes Flossenblatt 16 hat über den grössten Teil seiner Länge eine gleichbleibende Höhe, und beim Ausführungsbeispiel beträgt diese etwa 12 mm, und dies bei einem Kaliber des Geschosses von etwa 90 mm. Jede Hauptflosse 7 ragt vom zentrischen Teil 6 um etwa 30 mm radial ab. Die Ausnehmung 15 oder der Schlitz ist etwas tiefer als die Höhe des Flossenblattes 16, so dass sich ein Zwischenraum zwischen der unteren Schmalfläche des Flossenblattes und der Boden-fläche 20 der Ausnehmung 15 für die gekrümmte Feder 22 ergibt.

Diese Feder 22 besteht aus einem gekrümmten Federdraht, der mit seinen beiden Enden an der Bodenfläche 20 der Ausnehmung 15 anliegt und mit einem zwischen seinen beiden Enden liegenden Abschnitt an der unteren Schmalseite des Flossenblattes 16 anliegt. Die Feder 22 hat eine solche Federwirkung, dass das Flossenblatt 16 während des Abschusses des Geschosses aus dem Geschütz in seiner ersten Lage gedrückt liegen kann, ohne dass eine zu grosse Abnutzung am Geschützrohr auftritt. Andererseits ist die Feder 22 fähig, zusammen mit einermöglichen Fliehkraft das Flossenblatt 16 aufzuweiten und in dieser Lage zu halten, die durch das Loch

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18 und den Lagerstift 19 bestimmt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein hochexplosives Geschoss mit einer verhältnismässig geringen Drehzahl um die Längsachse. Die Feder 22 ist hierbei so ausgebildet, dass das Flossenblatt 16 auch dann in seiner aufgeweiteten Lage gehalten wird, wenn sich die niedrige Drehzahl noch stärker verringert, während sich das Geschoss dem Ziel nähert. Im vorliegenden Fall wird die Feder 22 aus einem üblichen Federmaterial, wie z. B. Stahl, Phosphorbronze, hergestellt und hat einen Durchmesser von etwa 5 m. Die Länge der Feder 22 beträgt etwa 50 mm.

Die Ausnehmung 15, die sich im wesentlichen senkrecht zur Aussenfläche 14 ins Innere der Hauptflosse 7 erstreckt, hat oben bei der Aussenfläche 14 abgeschrägte Flächen (Fig. 4), die dazu dienen, das Eindrücken des Flossenblattes 16 in die Ausnehmung 15 zu erleichtern. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Ausnehmung 15 an beiden Enden mit Abrundungen versehen ist und dass das Flossenblatt 16 ebenfalls mit entsprechenden Abrundungen an beiden Enden versehen ist. 5 Das für den Lagerstift 17 dienende Lagerloch im Flossenblatt 16 liegt in der Darstellung nach Fig. 3 in der Ecke oben links, und das Durchgangsloch 18 befindet sich in einem Abstand von etwa Vi der Gesamtlänge des Flossenblattes von der erwähnten Ecke links oben; im vorliegenden Fall beträgt io dieser Abstand etwa 185 mm. Am radial äusseren Ende ist das Flossenblatt 16 mit einer geraden, verhältnismässig scharfen Kante versehen, was durch Abschrägen der Seitenflächen des Flossenblattes im oberen Bereich erreicht wird (Fig. 4).

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Flossenstabilisierter Flugkörper mit aufweitbaren Steuerflossen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausnehmung ( 15) von jeder Hauptflosse (7) ein Flossenblatt ( 16) liegt, welches innerhalb der Ausnehmung von einer eingezogenen ersten Lage in eine erweiterte zweite Lage bewegbar ist.

2. Flugkörper nach Anspruch 1, wobei das Flossenblatt eine Längsform hat und am einen Ende gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die z. B. als Schlitz ausgebildete Ausnehmung ( 15) sich von einer länglichen oberen Kopffläche (14) einer Hauptflosse (7) aus ins Material dieser Hauptflosse hinein erstreckt, und dass das Flossenblatt (16) mit geringem seitlichem Spiel bezüglich den Ausnehmungswänden in der Ausnehmung (15) liegt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Flugkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flossenblatt (16) an seinem einen Ende um einen ersten Lagerzapfen (17) schwenkbar gelagert ist, der sich im Material der Hauptflosse (7) befindet und sich über die Ausnehmung ( 15) erstreckt.

4. Flugkörper nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Flossenblatt (16) unter der Wirkung einer Feder (22) steht, die das Bestreben hat, das Flossenblatt (16) in seine aufgeweitete Lage zu drücken, dadurch gekennzeichnet, dass das Flossenblatt (16) in seinem mittleren Bereich mit einem Durchgangsloch (18) versehen ist, durch das sich ein im Material der Hauptflosse (7) gehalterter zweiter Lagerzapfen (19) erstreckt, der über die Ausnehmung (15) ragt, und dass die Querschnittsfläche des Durchgangsloches (18) die Querschnittsfläche des zweiten Lagerstiftes (19) wesentlich übersteigt.

5. Flugkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flossenblatt ( 16) mit einer unteren Fläche an der Feder (22) anliegt, die als gekrümmte Längsfeder ausgebildet ist und zwischen der unteren Fläche des Flossenblattes (16) und der Bodenfläche (20) der Ausnehmung (15) liegt.

6. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung ( 15) am radial äusseren Ende durch abgeschrägte Flächen erweitert ist.

7. Flugkörper nach Anspruch 1, welcher mit einem Einschnürungsabschnitt (5) und mehreren Hauptflossen (7) versehen ist, die sich gleichmässig über den Umfang des Flugkörpers verteilt befinden und in radialer Richtung geradlinig verlaufen und sich in Längsrichtung des Flugkörpers erstrecken.