DE69100454T2 - Raketensteuerungsanlage mit seitlichem Düsen. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines Flugkörpers mittels seitlicher Gasstrahlen, und eine Flugkörper, der ein solches System enthält.
• Es ist bekannt, daß man, insbesondere, wenn ein Flugkörper mit starken Lastfaktoren gesteuert werden muß, an Bord dieses Flugkörpers seitliche Düsen vorsehen muß, die von einem Gasgenerator des Haupttriebwerkes oder von einem zu diesem Zweck speziell vorgesehenen Gasgenerator aus versorgt werden kann. Es ergeben sich daraus seitliche Gas strahlen, die querliegende Triebkräfte erzeugen, welche geeignet sind, schnell und kräftig die Bahn des Flugkörpers abzubiegen. Man kann es so gestalten, daß die Wirkungslinien von solchen Querkräften über den Schwerpunkt des Flugkörpers verlaufen, oder wenigstens in der Nähe dieses Schwerpunkts, und man sagt dann, daß der Flugkörper kraftgesteuert ist, wobei die Reaktionszeit auf die Steuerung dann sehr schnell ist. Dies ist jedoch keine Verpflichtung, und die Wirkungslinien der besagten Querkräfte können über andere Punkte der Achse des Flugkörpers verlaufen als den Schwerpunkt. Die besagten Querkräfte erzeugen dann, auf ähnliche Weise wie klassische aerodynamische Ruder, Momente, die gestatten, den Flugkörper im Winkel zum Schwerpunkt zu steuern.
• Man kennt durch das amerikanische Patent US-A-4 531 693 und durch das französische Patent FR-A-2 620 812 bereits ein System zur Steuerung eines Flugkörpers mittels seitlicher Gasstrahlen, der einen Gasgenerator enthält, welcher mit mindestens einem Paar seitlicher Düsen über rotierende Absperrmittel verbunden werden kann, wobei diese beweglich sind unter der Einwirkung von Bewegungsmitteln und den Durchfluß der Gase durch die besagten Düsen steuern.
• Im System des amerikanischen Patents US-A-4 531 693 ist jeder der besagten Düsen ein rotierender Einzelverschluß zugeordnet, der individuell über einen Oszillator gesteuert wird. Dank dieser Struktur kann jeder rotierende Verschluß eine schwache Trägheit aufweisen, so daß die Ansprechzeit der Absperrmittel und demnach der Steuerung sehr schwach sein kann.
• Andererseits, da man für jeden der besagten Verschlüsse über einen Oszillator verfügt, ist es einfach, die Gesamtheit der besagten Oszillatoren zu steuern, damit in jedem Augenblick die Stellung jeder der besagten Verschlüsse (vollständige Öffnung, Gesamt- oder Teilverschluß) genau der Steuerphase und/oder dem Zustand des besagten Gasgenerators entspricht. Wegen der Steuerung der besagten rotierenden Verschlüsse durch Oszillatoren wird hingegen die gesteuerte Stellung eines Verschlusses in Bezug zur entsprechenden Düse nicht direkt erreicht, aber über eine Oszillationsfolge. Außerdem können diese Oszillatoren Störoszillationen in den Flugkörper leiten, was die Steuerung desselben kompliziert.
• In dem System des französischen Patente. FR-A-2 620 812 hingegen ist jede Düse mit einem rotierenden Verschluß verbunden, und die besagten Verschlüsse sind in Drehung durch einen Kolben, der einen Zylinder in zwei Kammern mit verschiedenem Querschnitt trennt, gesteuert, wobei jede der besagten Kammern einen Teil des im besagten Gasgenerator erzeugten Gases erhält, und die Stellung des besagten Kolbens durch die Kontrolle des Gasdurchflusses durch die Kammer mit dem größten Querschnitt gesteuert wird, und die beiden Verschlüsse mittels einer mechanischen Verbindung miteinander verbunden sind, so daß, wenn sich ein Verschluß dreht, um die assozziierte Düse zu schließen, sich der andere Verschluß mit der gleichen Winkelamplitude dreht, um die assozziierte Düse zu öffnen.
• Gegenstand dieser Erfindung ist ein System dieser Art, das gleichzeitig Verschlüsse mit schwacher Trägheit und eine Verschlußsteuerung ohne Oszillationen aufweist.
• Zu diesem Zweck ist das oben beschriebene, erfindungsgemäße System zur Steuerung eines Flugkörpers mittels Gasstrahlen des oben beschriebenen Typs dadurch gekennzeichnet, daß:
• - jedem einzelnen Verschluß ein solcher Zylinder zugeordnet ist, wobei die Kontrolle der besagten Durchflüsse durch die Kammern mit großem Querschnitt der beiden Zylinder eines seitlichen Düsenpaares so gestaltet ist, daß in einem gewissen Augenblick nur einer der besagten Durchflüsse verringert werden kann, eventuell bis zur vollständigen Schließung; und
• - die besagte mechanische Verbindung zwei jeweils in Drehung mit einem Verschluß fest verbundene Pleuelstangen enthält, wobei besagte Pleuelstangen über ihre sich gegenüberliegenden freien Enden mittels eines Gelenkes, dessen Achse sich der Länge nach in Bezug auf eine der besagten Pleuelstangen bewegen kann, miteinander verbunden sind.
• So kann jeder Verschluß eine leichte Trägheit aufweisen und die Positionierung jedes gesteuerten Verschlusses ohne Oszillationen durch den entsprechenden Zylinder und gleichzeitig durch die Wirkung der besagten mechanischen Verbindung festgelegt werden.
• Ein solches Gelenk kann jeder bekannten Art sein, zum Beispiel in einem Schlitz geführtes Gelenk- oder Rollenlager, und die besagte mechanische Verbindung ist vorteilhafterweise abseits des vom Gasgenerator ausgesandten Gasstromes.
• Vorzugsweise ist jede Pleuelstange in der Drehung mit der Welle des entsprechenden Verschlusses fest verbunden, und jede Pleuelstange ist mit seinem, dem Gelenk mit der anderen Pleuelstange gegenüberliegendem Ende an dem Kolben des entsprechenden Zylinders angelenkt.
• Wenn beide Düsen sich in Bezug auf den Körper des Flugkörpers diametral gegenüberliegen, ist es von Vorteil, wenn in neutraler Stellung des Systems die beiden Anlenkungen der Pleuelstangen an die besagten Zylinder und das Gelenk zwischen den besagten Zylindern und das Gelenk zwischen den besagten Pleuelstangen fluchten und wenn die beiden Verschlüsse die entsprechenden Düsen halb verschließen.
• Um die Trägheit der Verschlüsse auf das Maximum zu reduzieren, weist jede Düse einen länglichen Querschnitt auf, wenigstens in der Nähe ihres Halses, der mit einem Verschluß kooperiert. So kann jeder Verschluß aus einer Welle bestehen, die mit einem hervorstehenden Flügel, dessen Längstendfläche mit dem Hals der entsprechenden Düse kooperiert, fest verbunden ist.
• Um das durch die Gase auf die Verschlüsse ausgeübte Moment, das darauf hinzielt, sich der Öffnung dieser Verschlüsse zu widersetzen, zu reduzieren, ist die Seitenfläche des radialen Flügels gegenüber des Halses der Düse in Öffnungsstellung des besagten Verschlusses vorzugsweise konkav und gebogen.
• Vorzugsweise sind die besagten Verschlüsse in einem starren Block montiert, der fest mit der Struktur des besagten Flugkörpers verbunden ist.
• Wenn die besagten Düsen in den Flügeln des besagten Flugkörpers, die mit der Außenhaut desselben fest verbunden sind, angeordnet sind, ist es von Vorteil, wenn die Unterteile der besagten Düsen mit Schubreibung in den besagten starren Block eingelassen sind. Man koppelt so die Deformationen der besagten Düsen vom Rest des Flugkörpers ab.
• Die Kontrolle des Gasdurchflusses durch einen Zylinder wird vorteilhafterweise mittels eines linearen Motors, der eine Kugel in einer im Kreislauf des besagten Gasdurchflusses vorgesehenen Erweiterung bewegt, erhalten. Vorteilhafterweise sind die Verschlüsse durch den gleichen Motor gesteuert.
• Zur Steuerung des Systems ist vorgesehen, daß unter ihrem mit dem entsprechenden Rotationsverschluß kooperierenden Hals jede Düse eine Gasberuhigungskammer enthält, die mit der besagten Düse an der dem besagten Hals gegenüberliegenden Seite durch eine Drosselung verbunden ist, so daß der Gasfluß im Innern der besagten Düse subsonisch ist. So ist es möglich, den Flugkörper in Abhängigkeit der Druckmessung im Innern der besagten Beruhigungskammern zu steuern.
• Zu diesem Zweck ist in jeder Beruhigungskammer eine Vorrichtung zur Druckmessung vorgesehen.
• Die Figuren der beiliegenden Zeichnungen machen ersichtlich, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugspunkte identische Elemente.
• Die Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Flugkörpers mit Teilablösung.
• Die Figur 2 ist ein Teilquerschnitt in größerem Maßstab des erfindungsgemäßen Flugkörpers, entlang der Linie II-II der Figur 1.
• Die Figur 3 ist ein Teillängsschnitt des erfindungsgemäßen Flugkörpers, wobei der linke Teil und der rechte Teil dieser Figur jeweils den Linien III-III und III'-III' der Figur 2 entsprechen.
• Die Figur 4 veranschaulicht schematisch die Betätigungsmittel jedes Absperrorgans, wobei die Absperrorgane sich in mittlerer Stellung befinden.
• Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der mechanischen Kupplungsverbindung zwischen den Absperrorganen, in Aufriß mit Ablösung und Teilschnitt.
• Die Figur 6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI der Figur 5.
• Die Figur 7 ist eine ähnliche Ansicht wie die Figur 4, wobei das eine der Absperrorgane ganz geschlossen und das andere vollständig geöffnet ist.
• Die Figur 8 zeigt schematisch die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems auf einem Flugkörper, der in der Längs- und der orthogonalebene zwei Düsenpaare enthält.
• Die Figur 9 zeigt eine Ausführungsvariante des Steuersystems der Figur 8.
• Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flugkörpers 1, das schematisch auf den Figuren 1 bis 3 gezeigt wird, enthält einen länglichen Körper 2 mit der Achse L-L, welcher mit Flügeln 3 und Leitwerken 4 versehen ist. Die Flügel 3 und die Leitwerke 4 sind mit Rudern 5 bzw. 6 ausgestattet. Die Flügel 3 sind in der Zahl von vier und liegen sich paarweise diametral gegenüber, wobei die Flächen der beiden aufeinanderfolgenden Flügel unter sich orthogonal sind und durch die Achse L-L verlaufen. Gleichermaßen sind die Leitwerke 4 in der Zahl von vier und liegen sich paarweise diametral gegenüber, wobei die Flächen der beiden aufeinanderfolgenden Leitwerke zwischen sich orthogonal sind und durch die Achse L-L verlaufen. Außerdem befinden sich die Leitwerke 4 in den Halbierungsflächen der Flügel 3.
• In der Nähe des Schwerpunktes G des Flugkörpers 1 ist im Körper 2 eine Kraftsteuervorrichtung 7 vorgesehen, die vier Düsen 8, welche sich paarweise diametral gegenüberliegen und in den Flügeln 3 angeordnet sind, steuern. Die Düsen 8 sind in der Nähe der Verbrennungskammern eines Gasgenerators 9, zum Beispiel mit Festtreibstoff, angeordnet und sind durch Leitungen 10 mit dem besagten Generator 9 verbunden.
• Die Düsen 8 können mit den Leitungen 10 über eine Eingangsöffnung oder Hals 11 verbunden werden, und sie münden nach außen über eine Ausgangsöffnung 12, die einen größeren Querschnitt aufweist als die Eingangsöffnung, wobei die besagten Öffnungen 11 und 12 durch eine Expansionsdüse 13 verbunden sind. Die Ausgangsöffnungen 12 befinden sich auf der gleichen Höhe wie der Längsrand 3a der Flügel 3, so daß die die Düsen 8 durchströmenden Gasstrahlen vom Körper 2 des Flugkörpers entfernt gehalten werden und sich nur wenig mit der aerodynamischen Strömung der Haut 2a des besagten Körpers 2 überlagern.
• Wie später genauer ausgeführt werden wird, ist jede der Düsen 8 in Höhe ihrer Eingangsöffnung 11 mit einem Absperrorgan oder rotierendem Verschluß 14 (auf Figur 1 nicht abgebildet) ausgerüstet, welcher gestattet, die entsprechende Düse 8 zu verschließen, oder, im Gegenteil, sie wenigstens teilweise freizusetzen.
• Beim Flug ohne größeren Belastungsfaktor ist die Wirkung der Kraftsteuervorrichtung 7 nicht unbedingt notwendig, denn dann kann der Flugkörper 1 auf klassische Art mittels der aerodynamischen Ruder 5 und 6 gesteuert werden. Demnach kann der Gasgenerator, wenn er der Art mit gesteuertem Betrieb ist, stilliegen. Wenn der Gasgenerator 9 der Art mit Dauerbetrieb ist, werden die Absperrorgane 14 der zwei sich gegenüberliegenden Düsen so gesteuert, daß die Gasstrahlen, die sie aussenden, auf den Flugkörper Kräfte ausüben, deren Resultierende gleich Null ist; in diesem Fall sind somit die Absperrorgane 14 der beiden sich gegenüberliegenden Düsen dauernd teilweise geöffnet, um die vom Generator 9 erzeugten Gase auszupuffen.
• Hingegen, beim Flug mit größerem Belastungsfaktor, der einen raschen Wechsel der Orientierung der Flugbahn des Flugkörpers bedingt, muß man wenigstens eine der Düsen 8 voll funktionieren lassen, um diesen raschen Orientierungswechsel zu erhalten. Dann ist das Absperrorgan 14 der Düse(n), die im Betrieb gesteuert werden, weitgehendst annulliert, so daß der oder die ausgesandten seitlichen Strahlen oder Querstrahlen umfangreich sind und den Flugkörper 1 zwingen, plötzlich die Richtung zu wechseln, während die Absperrorgane 14 der im Betrieb nicht gesteuerten Düsen die entsprechenden Düsen weitgehendst, wenn nicht gar vollständig, absperren.
• Zu bemerken ist noch, daß, da sie in die Flügel 3 eingebaut sind, die Düsen 8 die Form eines abgeflachten Trichters aufweisen. Die Ausgangsöffnung 12 hat eine längliche Form, wobei ihr größter Querschnitt parallel zur Längsachse L-L des Flugkörpers 1 ist, während der kleine Querschnitt quer zur besagten Achse L-L liegt. Dieser kleine Querdurchmesser ist vorteilhafterweise konstant, und die Enden der Ausgangsöffnung 12 können abgerundet sein.
• Die Eingangsöffnung oder Hals 11, die sich auf der Innenseite des Flugkörpers 1 befindet, hat ebenfalls eine längliche Form, eine konstante Breite und abgerundete Enden. Der Querschnitt des besagten Halses 11 ist ähnlich dem der Ausgangsöffnung 12, aber kleiner als der der Letzteren. Die Expansionsdüse 13 ist mit den beiden Öffnungen 11 und 12 durch eine geregelte Fläche verbunden.
• Das benötigte Querschnittsverhältnis, um die vom Generator 9 erzeugten Verbrennungsgase genügend zu expandieren, erhält man größtenteils durch Festlegung der entsprechenden Längen der Öffnungen 11 und 12.
• Dank der länglichen Struktur der Düsen 8 weisen die seitlichen Steuerstrahlen die Form von Lamellen auf, von geringer frontaler Abmessung für den aerodynamischen Fluß. Somit werden die Interferenzen zwischen den besagten seitlichen Steuerstrahlen und dem besagten aerodynamischen Fluß, welche bereits durch den Abstand der Ausgangsöffnungen 12 von der Haut 2a des Körpers 2 geschwächt sind, vollständig aufgehoben, oder wenigstens noch mehr gemindert, so daß die aerodynamischen Elemente 3, 4, 5 und 6 ihre Funktion weiterhin erfüllen können durch Zusammenwirken mit dem aerodynamischen Fluß, selbst wenn die seitlichen Steuerstrahlen mit ihrer vollen Leistung benutzt werden.
• Wie dies insbesondere auf Figur 3 ersichtlich ist, besteht die Vorrichtung zur Kraftsteuerung 7 aus zwei Teilen 7a und 7b, das heißt, ein Teil 7a, in welchem die Absperrorgane 14 angebracht sind, und ein Teil 7b, der zur Steuerung der besagten Absperrorgane bestimmt ist.
• Das Teil 7a der Vorrichtung zur Kraftsteuerung 7 enthält einen zentralen starren Block 15, der koaxial zur Achse L-L liegt und ein Gehäuse bildet, in welchem die beweglichen Absperrorgane 14 untergebracht sind. Der starre Block 15 ist fest mit der inneren Struktur des Körpers 2 des Flugkörpers 1 über Endringe 16, 17 verbunden. Dieser starre Block 15 ist hohl und enthält eine interne Aussparung 18, die über peripherische Öffnungen 19 in Verbindung mit den Leitungen 10 steht. Außerdem enthält der starre Block 15 andere peripherische Öffnungen, welche die Düsenhälse 11 bilden und mit internen Aussparungen 18 entsprechend der Absperrorgane 14 in Verbindung stehen.
• Die rotierenden Absperrorgane 14 enthalten je eine Welle 20 der Achse 1-1, parallel zur Achse L-L des Flugkörpers, die in Bezug auf den starren Block 15 in Lagern 21 mit geringer Reibung, zum Beispiel Wälzlager, montiert ist. Jedes Absperrorgan 14 enthält einen radialen Flügel 22, der mit der entsprechenden Welle 20 fest verbunden ist und einen Vorsprung nach außen bildet. Die äußere Längsfläche 22a der radialen Flügel 22 wirken mit dem entsprechenden Düsenhals 11 entweder um diesen zu sperren (siehe die Stellung der Absperrorgane 14 links und oben auf der Figur 2), oder um wenigstens teilweise den besagten Düsenhals 11 freizusetzen (siehe die Stellung der Absperrorgane 14 rechts und unten auf der Figur 2).
• Wenn die Absperrorgane 14 in dieser Verschlußstellung stehen, isolieren sie die interne Aussparung 18 der Düsen 8 und somit diese von den Leitungen 10. Wenn hingegen die Absperrorgane 14 sich in ihrer Freisetzungsstellung der Hälse 11 befinden, stellen sie über die besagten Düsenhälse 11 eine Verbindung zwischen den Leitungen 10, der internen Aussparung 18 und den peripherischen Öffnungen 19 her.
• Die Achsen 1-1 der Absperrorgane 14 befinden sich jeweils in der mittleren Längsebene der Düsen 8.
• Um das Moment, das sich der Öffnung der Düsenhälse 11 durch die Absperrorgane 14 (dieses Moment resultiert aus der Beschleunigung der Gase und des entstehenden Unterdrucks an den besagten Düsenhälsen 11) widersetzt, zu begrenzen, ist die Seitenfläche 22b der Flügel 22 gegenüber der in offener Stellung besagten Absperrorgane 14 konkav, gebogen und profiliert, um mit der inneren Wandung 18a der internen Aussparung 18 ein Konvergent in Richtung der besagten Düsenhälse 11 zu bilden. So dienen die seitlichen gebogenen Flächen 22a als Stützflächen für die Beschleunigung der Gase und schieben den in Entfernung der Drehachsen 1-1 der Absperrorgane 14 erzeugten Abtrieb zurück.
• Der Vorsprung des Flügels 22 wird in Bezug auf die Wellen 20 verringert, so daß jedes Absperrorgan 14 eine Umdrehungsträgheit und einen schwachen Betätigungsausschlag aufweist, und man somit eine sehr kurze Ansprechzeit mit einer minimalen Steuerleistung erreicht. Man sieht, daß dank einer solchen Ausführungsart der Absperrorgane 14 diese eine sehr schwache Trägheit aufweisen, was ihnen eine sehr kurze Ansprechzeit gestattet-und das Moment, das sich der Öffnung der Düsenhälse widersetzt, das Vorsehen von komplexen Kompensationssystemen vermeidet.
• Selbstverständlich besitzt die äußere Fläche 22a der Absperrorgane 14 ein minimales Spiel gegenüber der inneren Wandung 18a des Blocks 15, um die Leckagen in geschlossener Stellung zu verringern, und trotzdem die Ausdehnungen, die durch die hohen Temperaturen der Gase entstehen, zu gestatten, zum Beispiel, wenn diese von einem Gasgenerator 9 des Typs mit Pulver herrühren. Die Auswahl der Materialien für den Block 15 und die Absperrorgane 14 sowie die Wahl ihrer Form können ebenfalls zur Minimalisierung der Reibungen beitragen: Man benutzt zum Beispiel Kohlenstoff, Molybden, geschützt oder nicht durch Abdeckungen oder Muffen als Wärmeschutz.
• Außerdem sind, wie auf den Figuren 2 und 3 gezeigt, die Füße 8a der Düsen 8 in Aufnahmen 23 von entsprechender Form, die in der inneren Wandung des starren Blocks 15 vorgesehen sind, eingelassen, so daß die Verbindung zwischen den besagten Düsen 8 und dem besagten starren Block 15 der Art gleitender Passung ist. So können die Düsen 8, die mit der Haut 2a des Körpers 2 fest verbunden sind, den Verformungen derselben folgen. Man dissozziiert so die Verformungen zwischen der starren inneren Struktur des Flugkörpers 1 und der äußeren Haut 2a des Körpers, die zum Teil dem großen Belastungsfaktor, dem der Flugkörper 1 während der Bedienung der Kraftsteuerung unterworfen ist, zugeschrieben werden. Diese Verformungen können Betriebsstörungen erzeugen.
• Wie aus Figur 3 ersichtlich, dringen die Wellen 20 der Absperrorgane 14 in das Innere des Teils 7b (nur dargestellt durch einen Strich-Punkt-Umriß) der Vorrichtung der Kraftsteuerung 7, die zur Steuerung der besagten Absperrorgane 14 bestimmt ist, ein. Auf den Figuren 4 bis 8 hat man schematisch die Ausführungsarten dieses Steuerteils 7b dargestellt.
• Auf der Figur 4 hat man ein Paar sich gegenüberliegender Düsenpaare dargestellt, die jeweils die Bezugsziffern 8.1 und 8.2 tragen und mit entsprechenden Verschlüssen 14.1 und 14.2 verbunden sind. Desgleichen tragen die mit den besagten Düsen 8.1 und 8.2 verbundenen Vorrichtungen die gleiche Bezugsziffern mit den jeweils zugeordneten Indexziffern 1 oder 2.
• Man kann auf dieser Figur 4 erkennen, daß jedes Absperrorgan 14.1 oder 14.2 mit einem Zylinder 30.1 oder 30.2 verbunden ist, dessen Kolben 31 mit dem besagten Organ 14.1 oder 14.2 verbunden ist, zum Beispiel über einen jeweils bei 35 und 36 an das besagte Absperrorgan 14.1 oder 14.2 und an die Stange 37 des besagten Kolbens 31 angelenkter Schwingarm 34.
• Der Kolben 31 jedes Zylinders 30.1 oder 30.2 teilt das Innere des entsprechenden Zylinders 38 in zwei Kammern 38a und 38b mit verschiedenen Querschnitten. In die Kammer 38a mit dem kleineren Querschnitt mündet eine Leitung 39, die den Druck des Generators 9 einleitet und den Kolben 31 gegen die Kammer 38b mit dem größeren Durchmesser drückt, eventuell bis zu einer Stellung, in welcher das Absperrorgan 14.1 oder 14.2 den Hals 11 der entsprechenden Düse 8.1 oder 8.2 verschließt. In diesem Fäll kann der Kolben 31 gegen einen Anschlag 40, der in der Kammer mit dem großen Querschnitt 38b vorgesehen ist, und das Minimalvolumen, das diese einnehmen kann, begrenzt, zur Anlage kommen.
• In dieses Minimalvolumen der Kammer mit größerem Querschnitt 38b eines Zylinders 30.1 oder 30.2 münden eine Einlaßleitung 41 mit einem kalibrierten Querschnitt und eine Ausläßleitung 42 mit veränderbarem Querschnitt. Die Einlaßleitung 41 erhält wie die Leitung 39 einen Teil, zum Beispiel 1 %, des durch den Generator 9 erzeugten Gasstroms, wobei zum Beispiel eine Verbindung mit einer Leitung 10 besteht. Die Ausläßleitung 42 ist gelüftet, indem sie zum Beispiel mit dem Äußeren des Flugkörpers 1 verbunden ist, so daß ein leichter Druck po in der Kammer mit größerem Querschnitt 38b herrscht. Um den Querschnitt der besagten Ausläßleitung 42 genau und schnell verändern zu können, ist ihr freies Ende durch ein Teil 43 verlängert, das in Trichterform erweitert ist und worin eine feuerfeste Kugel 44 vorgesehen ist, die sich im Innern des besagten trichterförmigen Teils 43 entlang seiner Achse bewegen kann. Für eine solche Bewegung der besagten Kugel 44 ist zum Beispiel ein elektrischer Linearmotor 45.1 oder 45.2 vorgesehen. Man sieht, daß mit einer solchen Vorrichtung die Kugel 44 in Bezug auf die Leitung 42 in Verschlußstellung automatisch zentriert wird.
• Wenn ein Motor 45.1 oder 45.2 zum Zurückziehen der Kugel 44 und zur vollständigen Freistellung der Ausläßleitung 42 (siehe Figur 4), das heißt zur Freistellung eines Durchgangs zwischen der Kugel 44 und der dem Trichter gegenüberliegenden Wandung 43 mit einem Querschnitt, der mindestens gleich ist dem Querschnitt der Ausläßleitung 42, gesteuert wird, entweicht der durch die Einläßleitung 41 eindringende Gasstrom frei durch die besagte Ausläßleitung 42, so daß dieser Gasstrom nur den leichten Druck po auf den Kolben 31 ausübt, der dann unter der Einwirkung des Gasstroms, der über die entsprechende Leitung 39 zugeführt wird, gegen den Anschlag 40 gedrückt wird, so daß der damit verbundene Schwingarm 34 das entsprechende Absperrorgan 14.1 oder 14.2 gegen die Stellung drückt, in welcher es den Hals der Düse 11 vollständig verschließt.
• Wenn ein Motor 45.1 oder 45.2 hingegen so gesteuert wird, daß die Kugel 44 sich der Ausläßleitung 42 nähert, begrenzt die besagte Kugel mit der Wandung gegenüber dem Trichter 43 einen immer kleiner werdenden Durchgangsguerschnitt. Wenn dieser Durchgangsquerschnitt kleiner wird als der Querschnitt der Ausläßleitung 42, besteht ein Hindernis für den Ausfluß des durch die Einläßleitung 41 eindringenden Gasstroms, so daß der Gasdruck innerhalb der Kammer mit größerem Querschnitt 38b über den Wert po steigt. Sobald dieser Druck groß genug ist, um die Wirkung des über die Leitung 39 herbeigeführten Gasstroms zu überwinden, bewegt sich der Kolben 31 in die Richtung, in welcher der Schwingarm 34 das entsprechende Absperrorgan 14.1 oder 14.2 in Richtung der Freigebung des Halses der Düse 11 dreht.
• Wenn die Annäherung der Kugel 44 unter Einwirkung des Motors 45.1 oder 45.2 an die Ausläßleitung weitergeht, wird der Durchgangsquerschnitt des Gasstroms, der über die Einläßleitung 41 eindringt, noch kleiner, und der Druck im Innern der Kammer mit größerem Querschnitt 38b wird größer, und das entsprechende Absperrorgan 14.1 oder 14.2 nimmt eine Stellung ein, in welcher es den Hals 11 der assoziierten Düse 8.1 oder 8.2 vollständig freigibt.
• Wenn nur der Motor 45.1 oder 45.2 gesteuert wird, um die Kugel 44 zurückzuziehen, wird wieder ein Gasdurchgangsquerschnitt zwischen der besagten Kugel 44 und der entsprechenden Wandung des Trichters 43 verfügbar, so daß der Druck in der Kammer mit größerem Querschnitt 38b sich verringert und der über die Leitung 39 herbeigeführte Gasfluß den Kolben 31 zurückdrücken kann, damit das Absperrorgan 14.1 oder 14.2 in Verschlußrichtung des Halses 11 dreht.
• Aus dem eben beschriebenen geht hervor, daß man durch Kontrolle des Motors 45.1 und 45.2 die entsprechende Drehung der Absperrorgane 14.1 und 14.2 in Bezug auf die Hälse 11 der entsprechenden Düsen 8.1 und 8.2 steuern und somit den besagten Flugkörper mit Kraft steuern kann, wobei die Stellung eines Absperrorgans 14.1 oder 14.2 in Bezug auf den entsprechenden Düsenhals 11 von dem Gleichgewicht der Drücke des Mediums in den Kammern 38a und 38b abhängig ist.
• Jedoch sind die Stellungen der Absperrorgane 14.1 oder 14.2 nicht nur von den in den Kammern 38a und 38b der Zylinder 30.1 und 30.2 herrschenden Drücke abhängig, denn die besagten Absperrorgane sind miteinander in Drehung über eine mechanische Verbindung 50 mechanisch gekoppelt, wie schematisch auf der Figur 4 gezeigt, aber wovon ein Ausführungsbeispiel durch die Figuren 5 und 6 veranschaulicht ist.
• Wie man sehen kann, enthält in dieser Ausführungsart die besagte mechanische Verbindung 50 eine Pleuelstange 51, die in Drehung fest mit der Welle 20 des Absperrorgans 14.1 verbunden ist, und eine Pleuelstange 52, die in Drehung fest mit der Welle 20 des Absperrorgans 14.2 verbunden ist, wobei die besagten Pleuelstangen 51 und 52 gegeneinander gerichtet sind und aneinander angelenkt sind. Zu diesem Zweck enthält zum Beispiel die Pleuelstange 52 eine Haube 53, in welche ein Ende 54 der Pleuelstange eingelagert ist. Dieses Ende 54 ist mit einer länglichen Öffnung 55 durchbohrt, in welcher sich eine Rolle 56 bewegen kann, welche drehbar um eine mit der Pleuelstange 52 und die Haube 53 durchguerende Achse 57 gelagert ist, wobei die besagte Achse 57 parallel zu den Achsen 1-1 der Wellen 20 ist.
• An ihren freien Enden 58 und 59, die jeweils der länglichen Öffnung 55 und der Haube 53 gegenüberliegen, sind die Pleuelstangen 51 und 52 jeweils an die über Gelenke 35, die in Form von Gelenklager dargestellt sind, mit den Zylindern 30.1 und 30.2 verbundenen Pleuelstangen 34 angelenkt.
• Man sieht, daß die längliche Öffnung 55 und die Rolle 56 zwischen den Pleuelstangen 51 und 52 eine Achse 57 bilden, die sich jeweils in Längsrichtung in Bezug auf die Pleuelstange 51 bewegen kann, wenn die besagten Pleuelstangen sich mit den assozziierten Wellen 20 drehen.
• Wenn, wie auf der Figur 4 dargestellt, die beiden Motore 45.1 und 45.2 sich in ihrer neutralen Stellung befinden, in welcher ihre jeweiligen Kugeln 44 sich in einer gewissen Entfernung des Trichters 43, mit dem sie zusammenwirken und in einem gleichen Abstand von demselben befinden, sind die Auslaßquerschnitte der beiden Leitungen 42 identisch, so daß in den Kammern mit großem Querschnitt 38b der Zylinder 30.1. und 30.2 der gleiche Druck, gleich dem oben festgelegten Wert po, herrscht. Andererseits erhalten die Kammern mit kleinerem Querschnitt 38a der Zylinder 30.1 und 30.2 den gleichen aus dem Generator 9 kommenden Gasdruck, so daß ebenfalls in diesen Kammern der gleiche Druck herrscht, gleich dem des aus den Leitungen 10 abgeleiteten Stromflusses. Danach haben die Kolben 31 der beiden Zylinder 30.1 und 30.2 gleiche Stellungen, und jede der Düsen 8.1 und 8.2 ist zur Hälfte geöffnet. In dieser auf der Figur 4 dargestellten neutralen Stellung ist es von Vorteil, wenn die mechanische Verbindung 50 sich ebenfalls in einer neutralen Stellung befindet, bei welcher die beiden Gelenke 35 und die Achse 57 ausgerichtet sind, wie dies auf den Figuren 5 und 6 dargestellt ist.
• Wenn, von der auf der Figur 4 dargestellten neutralen Stellung aus, einer der beiden Motore 45.1 oder 45.2 angesteuert wird (auf der Figur 7 hat man die Steuerung des Motors 45.2 veranschaulicht), wird die entsprechende Kugel 44 dem verbundenen Trichter genähert, so daß der Druck in der entsprechenden Kammer 38b ansteigt und der Kolben in Richtung der Kammer 38a gedrückt wird. Danach dreht sich das Absperrorgan 14.2 in die Richtung, in welcher es die assozziierte Düse 8.2 mehr und mehr öffnet. Wegen der mechanischen Verbindung 50, die eine gebrochene Stellung einnimmt, ist das Absperrorgan 14.1 jedoch genötigt, sich zu drehen, aber in entgegengesetzter Richtung. So schließt, während das Absperrorgan 14.2 nach und nach die Düse 8.2 öffnet, das Absperrorgan 14.1 die Düse 8.1. Eine solche Steuerung kann fortdauern, bis einer der Verschlüsee 14.2 vollständig geöffnet ist, während der andere vollständig geschlossen ist. Dieser letzte Zustand ist auf der Figur 7 dargestellt, wo das Absperrorgan 14.2 geöffnet und das Absperrorgan 14.1 sich in geschlossener Stellung befindet.
• Auf der Figur 8 hat man schematisch die Anwendung des Systems der Figuren 4 und 7 für die Steuerung eines Flugkörpers 1, der vier Düsen enthält, die sich paarweise diametral gegenüberliegen und jeweils um 90 º um die Achse L-L des besagten Flugkörpers verteilt sind, dargestellt. Auf dieser Figur findet man die beiden oben beschriebenen, sich gegenüberliegenden Düsen 8.1 und 8.2, denen zwei identische Düsen 8.3 und 8.4, die sich mit den besagten Düsen 8.1 und 8.2 kreuzen, hinzugefügt sind. Den Düsen 8.3 und 8.4 sind jeweils Absperrorgane 14.3 und 14.4 und Zylinder 30.3 und 30.4 assozziiert. Die Absperrorgane 14.1 und 14.2 sind über die mechanische Verbindung 50.12 gekoppelt, solange die Absperrorgane 14.3 und 14.4 durch die mechanische Verbindung 50.34 verbunden sind. Selbstverständlich sind die mechanischen Verbindungen 50.12. und 50.34 gleich der oben beschriebenen Verbindung 50. Sie kreuzen sich in der Nähe ihres Gelenkes, und aus diesem Grund enthalten sie eine zentrale Vertiefung 60 (siehe die Figur 6).
• Andererseits ist jedem Absperrorganpaar 14.1 - 14.2 und 14.3 - 14.4 ein Stellungsmeßorgan für die besagten Absperrorgane assozziiert, welche jeweils die Kennziffern 61.12 und 61.34 tragen. Diese Stellungsmeßorgane können eine Art Potentiometer sein und sie sind dazu bestimmt, der Steuerung der Absperrorgane (nicht dargestellt) die genaue Stellung, welche die besagten Absperrorgane erreicht haben, mitzuteilen. Man wird bemerken, daß wegen der mechanischen Verbindungen 50.12 und 50.34 jedes Stellungsmeßorgan 61.12 und 61.34 Signale ausgibt, die gleichzeitig repräsentativ sind für die Stellungen der beiden assozziierten Absperrorgane.
• Außerdem, anstatt einen Motor 45 pro Düse vorzusehen, wie dies auf den Figuren 4 und 7 dargestellt ist, verbindet man in dieser Ausführungsart einen einzigen Motor 45 mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Düsen: So steuert der Motor 45.12 die Absperrorgane 14.1 und 14.2, die jeweils mit den Düsen 8.1 und 8.2 verbunden sind, während der Motor 45.34 die jeweils mit den Düsen 8.3 und 8.4 verbundenen Absperrorgane 14.3 und 14.4 steuert. Jeder dieser Motore 45.12 und 45.34 ist zum Beispiel ein Linearmotor der Art wie in dem Patent FR-A-2 622 066 beschrieben und enthält einen länglichen, in Translation parallel zu sich selbst beweglichen Kern 62. Eine Kugel 44 befindet sich auf jedem Ende des Kerns 62, um mit den Auslaßleitungen 42 der entsprechenden Zylinder 30.1 und 30.2 oder 30.3 und 30.4 verbundenen Trichtern 43 zusammenzuwirken, so daß, wenn eine Kugel 44 sich seinem assozziierten Trichter nähert, die andere Kugel sich von dem seinen entfernt und umgekehrt.
• Man sieht also, daß man mittels der Steuerung der Motore 45.12 und 45.15 jeglichen gewünschten Seitenschub zur Kraftsteuerung des Flugkörpers 1 erhält.
• Man wird bemerken, daß für die auf Figur 4 dargestellte neutrale Stellung die Lage der Kugeln 44 derart sein kann, daß die von einem Kolben 31 gelieferte Kraft gleich dem Moment ist, das jedes Absperrorgan 14 zu schließen strebt. So sind die mechanischen Verbindungen 50, welche die Betriebssicherheit gewährleisten, wenig belastet. Andererseits befinden sich diese mechanischen Verbindungen 50, die in dem Teil 7b des Systems angeordnet sind, außerhalb des Gasstromes (der durch den Teil 7a fließt), so daß sie milden Temperaturen ausgesetzt sind. Die Rollen 56 können die Form eines Fasses haben, so daß die mechanischen Verbindungen 50 entgegengerichtete Biegungen zulassen.
• Die Regelung des Querschubes der Steuerung kann nach bekannter Weise durch eine Wendeschleife (nicht dargestellt), die mittels der Organe 61.12 und 61.34 die Messung der Lage jedes Moments der Absperrorgane gewährleistet, erfolgen. Der Ablauf kann auf die Abweichung zwischen den verlangten und den verwirklichten Stellungen stabilisiert werden, dank einer Regelung der Geschwindigkeit der Motore 45, die für diesen Fall mit Tachogeneratoren (nicht dargestellt) ausgestattet sind.
• Wenn man, wie auf der Figur 9 veranschaulicht, eine Gasberuhigungskammer 63 zwischen den Hälsen der Düsen 11 und den besagten Düsen 8 vorsieht, wobei diese Beruhigungskammer 63 selbst mit den Düsen 8 über eine Drosselung 64 vom bekannten Querschnitt verbunden sind, kann man den Gasfluß in den besagten Düsen subsonisch gestalten.
• Indem man, dank der Vorrichtungen 65, den Druck in jeder Kammer 63 mißt, kann man leicht den Schub jeder Düse 8 und den pro Düsenpaar sich ergebenden Wert festlegen.

Claims (14)

1. System zur Steuerung eines Flugkörpers mittels seitlicher Gasstrahlen, mit einem Gasgenerator (9), der mittels rotierenden Absperrmittel (14), welche unter der Einwirkung von Bewegungsmitteln (30) beweglich sind und den Durchfluß der Gase durch die besagten Düsen steuern, mit mindestens einem Paar seitlicher Düsen (8) verbunden werden kann, wobei jede Düse (8) mit einem rotierenden Verschluß (14) verbunden ist und die besagten Verschlüsse (14) in der Drehung durch einen Kolben (31), der einen Zylinder (30) in zwei Kammern (38a, 38b) mit verschiedenen Querschnitten teilt, gesteuert werden, wobei jede der besagten Kammern einen Teil des vom Gasgenerator (9) erzeugten Gases erhält und die Stellung des besagten Kolbens durch die Kontrolle des Durchflusses des besagten Gases durch die Kammer mit dem größten Querschnitt (38b) gesteuert wird, wobei die beiden Verschlüsse (14) über eine mechanische Verbindung (50) so miteinander verbunden sind, daß, wenn ein Verschluß sich dreht, um die damit verbundene Düse zu verschließen, der andere Verschluß sich um die gleiche Winkelamplitude dreht, mit dem Bestreben, die damit verbundene Düse freizugeben, dadurch gekennzeichnet, daß

- jedem einzelnen Verschluß (14) ein solcher Zylinder (30) zugeordnet ist, wobei die Kontrolle der besagten Durchflüsse durch die Kammern mit großem Querschnitt der beiden Zylinder eines seitlichen Düsenpaares so gestaltet ist, daß in einem gewissen Augenblick nur einer der besagten Durchflüsse verringert werden kann, eventuell bis zur vollständigen Schließung; und

- die besagte mechanische Verbindung (50) zwei jeweils in Drehung mit einem Verschluß (14) fest verbundene Pleuelstangen (51, 52) enthält, wobei besagte Pleuelstangen über ihre sich gegenüberliegenden freien Enden mittels eines Gelenkes (55, 56, 57), dessen Achse sich der Länge nach in Bezug auf eine der besagten Pleuelstangen bewegen kann, miteinander verbunden sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte mechanische Verbindung (59) in einem gewissen Abstand der vom besagten Gasgenerator (9) ausgestrahlten Gasströme angeordnet ist.

3. System nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pleuelstange in Drehung fest mit der Welle (20) des entspechenden Verschlusses (14) verbunden ist, und daß mit ihrem dem besagten Gelenk mit der anderen Pleuelstange gegenüberliegenden Ende jede Pleuelstange an den Kolben (31) des entsprechenden Zylinders (30) angelenkt ist.

4. System nach dem Anspruch 3, für ein sich diametral gegenüberliegendes Düsenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß in neutraler Stellung die beiden Anlenkungen (35) der Pleuelstangen an die besagten Zylinder und die Gelenke zwischen den besagten Pleuelstangen fluchten und daß die beiden Verschlüsse (14) die entsprechenden Düsen halb verschließen.

5. System nach irgend einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in Höhe ihres Halses (11), der mit einem Verschluß (14) zusammenwirkt, jede Düse (8) einen länglichen Querschnitt aufweist.

6. System nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verschluß eine Welle (20) enthält, die mit einem herausragenden radialen Flügel (22) fest verbunden ist, dessen äussere Längsfläche (22a) mit dem Hals (11) der entsprechenden Düse (8) zusammenwirkt.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (22b) des radialen Flugels (22) gegenüber dem Hals (11) der Düse (8) in offener Stellung des besagten Verschlusses (14) konkav und gebogen ist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Verschlüsse in einem mit der Struktur des besagten Flugkörpers (1) fest verbundenen starren Block (15) montiert sind.

9. System nach dem Anspruch 8, in welchem die besagten Düsen (8) in den Flügeln (3) des besagten Flugkörpers untergebracht sind, die mit der Haut (2a) desselben fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (8a) der besagten Düsen (8) mit gleitender Reibung in den besagten starren Block (15) eingefaßt sind.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle des Gasdurchflusses durch einen Zylinder mittels eines Linearmotors (45) erreicht wird, welcher eine Kugel (44) in einer im Kreislauf des besagten Gasflusses vorgesehenen Erweiterung (43) bewegt.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüsse der beiden Düsen durch den selben Motor (45.12 oder 45.34) gesteuert werden.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb ihres Halses (11), der mit dem entsprechenden Rotationsverschluß (14) zusammenwirkt, jede Düse (8) eine Gasberuhigungskammer (63) enthält, die mit der besagten Düse, auf der dem besagten Hals (11) gegenüberliegenden Seite, über eine Drosselung (64) verbunden ist, so daß der Gasfluß innerhalb der besagten Düse subsonisch ist.

13. System nach dem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung (65) vorgesehen ist, zur Messung des Druckes in jeder Beruhigungskammer (63).

14. Flugkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Steuersystem nach irgend einem des Ansprüche 1 bis 13 enthält.