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Dokumentenidentifikation DE60126092T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001305564
Titel VERRIEGELUNGSEINRICHTUNG FÜR DIE STEUERFLOSSEN
Anmelder Raytheon Co., El Segundo, Calif., US;
Raytheon Co., Lexington, Mass., US
Erfinder SORVINO, Alfred, Tucson, AZ 85712, US
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 60126092
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.07.2001
EP-Aktenzeichen 019637636
WO-Anmeldetag 31.07.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/24042
WO-Veröffentlichungsnummer 2002010670
WO-Veröffentlichungsdatum 07.02.2002
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2003
EP date of grant 17.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse F42B 10/64(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Flügelverriegelungssysteme für Raketen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solches System ist in der JP 10-253300 beschrieben.

Beschreibung des zutreffenden Standes der Technik

Typischerweise müssen die Flügel einer Rakete während der Beförderung auf einem Flugzeug oder einem anderen Abschussvehikel verriegelt sein. Zur Abschusszeit jedoch müssen sie rasch entriegelt werden, um für den Flug der Rakete bereitzustehen. Beispielsweise sind bei einer Rakete, welche von einem F-16 Flugzeug mitgeführt wird, die Flügel vor dem Abschuss entriegelt. Wenn der Pilot sich für den Abschuss der Rakete fertig macht, dann wird aus dem Cockpit ein Signal gesendet, welches die Batterie der Rakete startet. Wenn das Cockpit die Bestätigung erhält, dass die Rakete eingeschaltet ist, dann signalisiert es der Rakete, die Flügel zu entriegeln und sie auszufahren, um sie in Funktion zu bringen. Wenn die Flügelfreigabe und ihre Funktionsfähigkeit bestätigt ist, dann signalisiert das Cockpit zu der Raketenabschussvorrichtung, dass eine Entriegelung und ein Abschuss der Rakete erfolgt.

In einer Gefechtssituation, in welcher der Zeitfaktor kritisch ist, ist es wesentlich, dass die Flügel so rasch wie möglich entriegelt werden. Der geringe Durchmesser (typischerweise 12,5 Zentimeter) vieler Raketen stellt jedoch ein Hindernis zur Konstruktion eines Flügelentriegelungssystems für eine rasche Auslösung dar.

Frühere Lösungsversuche umfassen ein kompliziertes System unter Verwendung eines Gasgenerators. Zum Bewirken der Flügelauslösung sammelt dieses bekannte System Gas an und verteilt es durch ein Anschlusssystem zu jedem Flügelkolben, der Druck ausübt, um den Flügel freizugeben. Dieses System hat viele Teile und ist bezüglich der Entriegelung der Flügel langsam, wobei er in der Größenordnung von 70 ms zur Entriegelung der Flügel benötigt. Außerdem ist es schwierig den Druck in dem einen großen Behälter aufrechtzuerhalten, da das Gas ausleckt. Unerwünschte Auslösungen oder Abschüsse sind ein Problem bei diesem System und es kann aufgrund von Verunreinigung nicht wieder verwendet werden.

Eine andere bisherige Lösung verwendet einen Abscherstift, welcher zur Entriegelung der Flügel durchtrennt wird. Dieses System erfordert einen hohen Energieeingang von einem elektrischen Motor. Das System ist außerdem anfällig für Fehler und Verunreinigung durch Abfallpartikel. Explodierende Bolzen wurden auch verwendet, doch auch hierbei entstehen Probleme durch Verunreinigungen.

Die JP 10-253300 offenbart ein Leitwerk oder einen Leitwerkflügel für ein fliegendes Objekt. Ein feststehendes Teil eines hinteren Randes des Flügels ist durch eine Klaue fixiert und zur Zeit des Abschusses des Flugkörpers wird die Klaue von dem feststehenden Teil des Flügels zurück gezogen.

Die JP 04-158198 offenbart eine Leitwerksverriegelungsvorrichtung für eine Rakete. Ein Festhalteteil wird durch eine Feder fest gegen den Außenumfang eines Flugkörperrahmens gedrückt. Das Festhalteteil steht in Eingriff mit dem Leitwerksflügel zum Verhindern einer Verdrehung des Flügels. Nach Abschuss der Rakete kollabiert die Feder durch die erzeugte Schubkraft oder die Abgashitze und das Festhalteteil wird von dem Flugkörperrahmen getrennt.

Die GB 2 240 954 A offenbart eine Verrieglungseinrichtung für Rakten-Steuerflügel oder Leitwerksflügel, welche einen vorstehenden Verriegelungsstift zum Eingriff in eine passende Öffnung in einem Leitwerksflügel enthält. Der Stift ist durch eine druckmittelbeaufschlagte Betätigungseinrichtung mit einem Steuerkolben in einem Zylinder und einem Ausgleichskolben in einem Zylinder bewegbar. Die Verriegelungsmittel stehen von der äußeren Oberfläche der Rakete vor.

Es verbleibt also der Bedarf im Stande der Technik an einem weniger komplizierten, zuverlässigeren System, welches die Flügel einer Rakete kleinen Durchmessers verriegeln kann und doch diese Flügel sehr rasch für den Abschuss entriegeln kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

An den Bedarf im Stande der Technik richtet sich die vorliegende Erfindung, durch welche eine Flügelverrieglungseinrichtung für eine Rakete geschaffen wird, wobei die Einrichtung folgendes enthält:

einen Mechanismus zur Verriegelung eines Raketenflügels durch Erfassen eines Randes des Flügels und einen Mechanismus zum Zurückziehen des genannten Verriegelungsmechanismus zur Freigabe des Flügels,

dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Verriegelungsmechanismus einen Kolben zum Hervorstehen aus einem Gehäuserahmen der Rakete enthält,

wobei der Kolben einen Ausschnitt enthält, um den genannten Flügelrand aufzunehmen und wobei der Kolben in einem Gehäuse gelegen ist, dass sich innerhalb des Gehäuserahmens befindet, und

der genannte Mechanismus zum Zurückziehen dazu dient, eine Zurückziehung des genannten Kolbens in den Gehäuserahmen zu verursachen.

In einer spezifischen Ausführungsform wird der Kolben zur Freigabe des Raketenflügels durch Abbrennen eines pyrotechnischen Pulvers in einem Raum nahe dem Kolben zurückgezogen, um diesen Raum mit Gas zu erfüllen und eine Druckdifferenz zu erzeugen, welche den Kolben von dem Raketenflügel wegzieht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Rakete bezüglich eines Quadranten unter Verwendung des Flügelverriegelungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

2a und 2b zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Endansicht des Raketenteiles in einem Quadranten mit dem Flügelverriegelungssystem nach der vorliegenden Erfindung in der Verriegelungsposition.

3a und 3b zeigen eine Seitenansicht bzw. Endansicht des Raketenteils in einem Quadranten mit dem Flügelverriegelungssystem nach der vorliegenden Erfindung in der entriegelten Position.

4 ist eine Endansicht des Flügelverriegelungssystem nach der vorliegenden Erfindung.

5 ist eine aufgeschnittene Endansicht des Flügelverriegelungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine erläuternde Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, um die vorteilhafte Lehre nach der vorliegenden Erfindung darzulegen.

Die Erfindung besteht in einer einzelnen Flügelverriegelungseinrichtung zur Freigabe eines einzelnen Flügels. Der Kolben in der Einrichtung steht aus dem Gehäuserahmen oder dem Gehäusekörper hervor und hält den Flügel sicher an seinem Platz, bis die Einrichtung einen Zündimpuls empfängt und der Kolben den Flügel freigibt. Die Einrichtung hat nur ein einziges bewegtes Teil, nämlich den Kolben, und arbeitet zuverlässig im Sinne einer bedeutend schnelleren Freigabe des Flügels im Vergleich zu bekannten Einrichtungen.

1 zeigt einen Quadranten 10 einer im übrigen nicht gezeigten Rakete kleinen Durchmessers. Die Rakete hat mehrere Flügel, von denen in 1 nur ein Flügel 14 gezeigt ist. Jeder Flügel ist mit dem Gehäusekörper oder Gehäuserahmen 16 der Rakete verbunden. Gemäß der hier angegebenen Lehre ist der Flügel 14 gegen Bewegung durch die erfindungsgemäße Flügelverriegelungseinrichtung 12 festgelegt. Die Flügelverrieglungseinrichtung 12 ragt durch den Gehäuserahmen 16 vor, wie in 1 dargestellt ist.

Die 2a und 2b zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Endansicht des Raketenquadranten 10 mit dem Flügel 14 in verriegelter Position. Der Kolben 18 der Flügelverriegelungseinrichtung 12 ist durch den Gehäuserahmen 16 vorgeschoben und hält die äußere Fläche des Flügels 14 in verriegelter Position an seinem inneren hinteren Ende fest. In dieser Konfiguration ist der Flügel 14 für den Transport auf seinem Träger oder seiner Abschusseinrichtung festgehalten.

Die 3a und 3b zeigen eine Seitenansicht bzw. Endansicht des Raketenquadranten 10 bei in entriegelter Position befindlichem Flügel 14. Der Kolben 18 ist nicht sichtbar und ist durch den Gehäuserahmen 16 zurückgezogen, um den Flügel 14 freizugeben. In dieser Konfiguration ist die Rakete für den Flügelfunktionscheck und den nachfolgenden Abschuss vorbereitet.

4 zeigt eine Endansicht der Flügelverriegelungseinrichtung 12 nach der vorliegenden Erfindung. Der Kolben 18 ist in Verriegelungsstellung vorgeschoben. Bei einer typischen Rakete kleinen Durchmessers mit vier Flügeln wäre eine Verriegelungseinrichtung vorzusehen, die zur Verriegelung jedes Flügels dient, so dass insgesamt vier unabhängige Flügelverrieglungseinrichtungen 12 vorgesehen sind. Die Einrichtungen sind leicht zu installieren und erfordern nur vier mechanische Schraubenverbindungen (nicht dargestellt) sowie eine elektrische Verbindung mit zwei Steckstiften (nicht dargestellt).

5 zeigt eine Schnittendansicht einer beispielsweisen Ausführungsform der Flügelverriegelungseinrichtung 12 nach der vorliegenden Erfindung. In der erläuternden Ausführungsform ist der Kolben 18 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt. Der Kolben 18 hat eine Kerbe 20 an seinem oberen Ende, welche so ausgebildet ist, dass sie in Eingriff mit dem Flügel 14 gemäß 1 kommen kann. Der Kolben 18 ist in 5 in der Flügelverriegelungsposition gezeigt und befindet sich in einem Gehäuse 36, welches aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material gefertigt ist.

Zur Freigabe des Flügels wird ein Freigabesignal durch einen zweipoligen Verbinder 30 in herkömmlicher Weise zugeleitet. Das Signal veranlasst einen Auslöser 32 zur Zündung eines rasch abbrennenden pyrotechnischen Pulvers, beispielsweise eines Schießpulvers, innerhalb der Auslösekammer 42 . Wenn das Pulver abbrennt, füllt sich die Auslösekammer 42 mit Gas und die Expansion des Gases drängt den Kolben 18 zur Abwärtsbewegung in die Auslasskammer 40 hinein, was aufgrund eines Druckdifferentials geschieht. Wenn der Kolben 18 sich bis zum Boden der Auslasskammer 40 bewegt hat, steht er nicht mehr aus dem Gehäuserahmen oder dem Gehäusekörper hervor. Der Flügel wird somit rasch freigegeben und ist bereit für seine Funktion.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Einrichtung vollständig durch O-Ringe 34 abgedichtet ist, welche den Kolben niederhalten und irgendwelche Verunreinigungen daran hindern aus der Einrichtung auszutreten. Das abgedichtete System besitzt auch eine längere Lagerungs-Lebensdauer, da Rost und korrodierende Bestandteile während der Lagerung nicht eintreten können. Zusätzlich hält ein Sperrstift 38 aus Stahl (berechnet auf 40 Pfund in der bevorzugten Ausführungsform) den Kolben in der Verriegelungsstellung vor der Zündung, was eine ungewollte Freigabe des Flügels verhindert, wobei der Stift jedoch leicht abgeschert wird, wenn die Einrichtung betätigt wird.

Die vorliegende Erfindung hat somit viele Vorteile gegenüber dem Stande der Technik. Die Einrichtung ist zuverlässiger und bedeutend weniger kompliziert, nachdem sie nur ein bewegtes Teil hat. Da sie nur eine kleinere Kammer aufweist, welche sich rascher füllt, arbeitet die Einrichtung bedeutend schneller als bisherige Systeme. Die abgedichtete Einrichtung verhindert eine Verunreinigung und ermöglicht eine Wiederverwendung.


Anspruch[de]
Flügelverriegelungseinrichtung (12) für eine Rakete, wobei die Einrichtung folgendes enthält:

einen Mechanismus zur Verriegelung eines Raketenflügels (14) durch Erfassen eines Randes des Flügels (14) und einen Mechanismus (32, 42) zum Zurückziehen des genannten Verriegelungsmechanismus zur Freigabe des Flügels (14),

dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Verriegelungsmechanismus einen Kolben (18) zum Hervorstehen aus einem Gehäuserahmen (16) der Rakete enthält,

wobei der Kolben einen Ausschnitt (20) enthält, um den genannten Flügelrand aufzunehmen und wobei der Kolben (18) in einem Gehäuse (36) gelegen ist, dass sich innerhalb des Gehäuserahmens (16) befindet, und

der genannte Mechanismus (32, 42) zum Zurückziehen dazu dient, eine Zurückziehung des genannten Kolbens (18) in den Gehäuserahmen (16) zu verursachen.
Erfindung nach Anspruch 1, bei welcher der genannte Mechanismus zum Zurückziehen einen Mechanismus zur Erzeugung einer Druckdifferenz enthält, um den genannten Kolben (18) von dem Flügel (14) weg und in den Gehäuserahmen (16) hineinzudrängen. Erfindung nach Anspruch 2, bei welcher der Mechanismus zur Erzeugung einer Druckdifferenz einen Mechanismus zum Füllen eines nahe dem Kolben (18) gelegenen Raumes mit Gas enthält. Erfindung nach Anspruch 3, bei welcher der Mechanismus zur Erzeugung einer Druckdifferenz einen Mechanismus zum Abbrennen eines pyrotechnischen Pulvers in dem genannten Raum enthält.






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