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G e f e c h t s k o p f z ü n d e r f R r R a k e t e n -geschosse
Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopfzander für Raketengeschosse.
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Neben die mechanisch wirkenden Aufschlagzünder treten seit einiger
Zeit in zunehmendem Maß Gefechtskopfzünder, bei denen die Zündung der Detonatoren
nicht mechanisch (Anstechen eines Zindhitchens bei Auftreffen im Ziel) erfolgt,
sondern elektrisch.
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Bekannt sind insbesondere Gefechtskopfzlinder mit Piezokeramiken als
Energiequelle, bei denen die zur Zündung'des Detonators erforderliche elektrische
Energie durch unmittelbare Umwandlung der mechanischen Energie bei Auftreffen des
Geschosses im Ziel erzeugt wird.
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Derartige Piezokeramiken liefern hohe Spannungen, jedoch nur sehr
schwache Ströme.
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Normale Brückenzänder sprechen in der Regel auf diese Ströme nicht
an, es müssen daher die sehr empfindlichen Spaltzänder verwendet werden. Eine andere
Methode zur Erzeugung elektrischer Energie für die Zändung der Betonatoren beruht
auf dem bekannten rhänomen, daß ein Permanentmagnet, der in eine Drahtspule gestoßen
wird, einen elektrischen Strom erzeugt. Diese sogenannten Stoßgeneratoren liefern
die in einem Kondensator zu speichernde elektrische Energie entweder beim Abschluß,
wobei durch die Abschußbeschleunigung eine träge Masse die notwendige Stoßbewegung
des Permanentmagneten bewirkt, oder beim Auftreffen im Ziel, wobei die durch die
momentane abbremsung auftretende negative Beschleunigung die Stoßbeweguiig der trägen
Nasse aus löst.
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Ferner kommen Akkumulatoren oder Trockenbatterien als Energiequelle
in Frage, sie scheiden aber aus, wenn von einer Kampfralcete eine langjährige Lagerfähigkeit
verlangt wird. Gut geeignet, weil lagerfähig, sind dagegen die bekannten i1aktivierbaren
Elemente". Diese bestehen in der Regel aus einem Elektrolytbehälter (Lauge oder
Säure), der durch eine Membran von den Elektrodenpaaren abgetrennt ist. wirkt auf
die Membran eine mechanische Kraft von bestimmter Größe, so wird sie zerstört, und
der Elektrolyt tritt in den Elektrodenraum.
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Es wird also ein galvanisches Element gebildet, dessen Spannung von
der Art der verwandeten Elektroden und dessen verfügbare Stromstärke von der Oberfläche
der Elektroden bestimmt wird.
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Durch Anordnung von mehreren Elektrodenpaaren kann durch R.eihen-oder
Parallelschaltung entweder die ate Spannung oder der Strom
beliebig
erhöht wrden. Damit steht eine ausreichende Energiequelle für die Zündung zur Verfügung.Die
Verwendung derartiger Elemente z.B. in Kampfkopfzündern, Signalmitteln usw. ist
an sich bekannt. Bei diesen Anwendungen wird die Aktivierung entweder durch mechanische
Hilfsmittel, wie z.B. durch Beschleunigungskräfte gegen die Membran gedrückter Trägermassen,
oder durch Federkraft, oder auch durch pyrotechnische Hilfsmittel bewirkt, die bei
Anzündung Gas liefern, das die Membran beaufschlagt.
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In der vorliegenden Erfindung werden derartige aktivierbare Elemente
als Energiequelle für die Zündung von Raketengeschossen verwendet, wobei die Aktivierung
durch den Brennkammerdruck des Raketentriebwerks bewirkt wird.
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Insbesondere ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Brennkammer
über wenigstens eine Bohrung mit einer Kammer verbunden ist, in der das aktivierbare
Element untergebracht ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Elektrolyt
in der Kammer zwischen zwei Membranen eingeschlossen ist, wobei oberhalb der oberen
Membran die Elektroden angeordnet sind.
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Vorteilhaft ist dabei zwischen der Bohrung und der unteren Membran
eine Platte angeordnet. Der Druck der Brenngase wirkt also über diese Platte auf
den Elektrolytbehälter, wodurch die obere Membran platzt bzw. zerstört wird, so
daß der Elektrolyt mit den Elektroden in Kontakt kommt.
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Um den Elektrolyt bzw. Elektrolytbehälter noch mehr vor direkter
ß'inwirkung
der Brenngase zu schützen und eine genauer dosierte Krafteinwirkung auf den Elektrolytbehälter
zu gewinnen, wird des weiteren vorgeschlagen, daß in der Bohrung ein Kolben verschieblich
ist. Und zwar ist der Tuoiben vorzugsweise in einem in die Bohrung eingesetzten,
nach unten zur Brennkammer hin offenen Zylinder verschieblich, wobei der Innenraum
des Zylinders über wenigstens eine Bohrung im Zylinderboden mit der unteren Membran
des Elektrolytbehälters in Verbindung steht. Der Druck der Brenngase wirt also auf
den Kolben, wodurch die Luft in em Zylinder oberhalb des Kolbens verdichtet wird
und demgemäß in entsprechender Druck auf den Elektrolytbehälter einwirkt und die
obere Membran zerstört.
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tatt der Lolben- Zylinder- Anordnung; kann auch ein metallener Dehnungskörper,
insbesondere ein Faltenbalg in die Bohrung ingesetzt sein.
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Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß der Elektrolytbehälter bzw.
dessen untere Membran auf einer inerten Flüssigkeitsschicht bzw. einer mit inerter
Flüssigkeit gefällten Kammer aufliegt, die von dem Zylinder bzw. Faltenbalg durchsetzt
ist. Diese inerte F Flüssigkeit dient als Isolierung zwischen der Brennkammer und
dem aktivierbaren Element.
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ur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung beschrieben.
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Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1, 7 und 3 Jeweils im Längsschnitt
schematisch 3 unterschiedliche Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gefechtskopfzünders.
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Die Raketenbrennkammer 1 mit der durch den Satzhalter @ ficierten
Treiblandung 3 ist deckelseitig mit einer Bohrung 4 versehen.
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Die Platte 5, die im Geh-ause 6 des aktivierbaren Elementes frei beweglich
ist, liegt schlssig an der druckfesten Membran 6, die den Elektrolytbehälter 8 auf
der einen Seite verschließt.
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Der Elektrodenraum 10 ist gegen den Elektrolytbehälter 8 durch die
Membran 9 abgeschlossen. Das Gehäuse 7 befindet sich im elektrischen Kontakt sowohl
mit den negativen Elektrodenpaaren als auch mit der äußeren Haube 1 der Geschoßspritze.
Die positiven Elektrodenpaare sind elektrisch leitend verbunden mit dem Detonator
12, der mit einem inneren Mantel 16 in Verbindung steht.
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Der elektrisch zu zündende Detonator 12 ruht in einem in an sich bekannter
Weise durch Rückschießstifte 13 arretierten Schieber 14 bis zum Abschluß in der
Sicherstellung.
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Die Wirkungsweise des gesamten Zünders ist folgende: Bei Anzündung
des Raketentreibsatzes 3 beim Abschuß wird in der Raketenbrennkammer 1 ein Gasdruck
aufgebaut. Das Feuergas
drückt über die Bohrung 4 die Platte 5 gegen
die Membran 6.
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Der Druck pflanzt sich über den Elektrolyten auf die Membran 9 ort,
die dabei zerstort wird. er Elektrolyt wird in den Elektrodenraum 10 gepreßt. Durch
den Kontakt von Elektrolyt mit den Elektroden wird ein galvanisches Element gebildet,
Las einen elektrischen Strom erzeugt. Gleichzeitig mit der Zündung der Treibladung
und dem durch das Ausströmen der Feuergase aus der Raketendüse entstehenden Schub
erhält die Rakete eine positive Beschleunigung. Durch diese Beschleunigung werden
die Rückschießstifte 13 als träge Masse zurückgezogen und geben damit die durch
Federkraft ausgelöste Bewegung des den Detonator tra'enden Schiebers 14 frei. er
Detonator wird in die Scharfstellung uSbr den Booster 15 verbracht.
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Trifft das Raketengeschoss im Zielgebiet auf einen Widerstand, so
wird die äußere Haube 11 eingedrückt, und es gibt einen Kontakt zuin inneren Geschoßmantel
16.
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Damit wird der Stromkreis zwischen den negativen, mit der äußeren
Haube verbundenen Elektrodenpaaren und dem mit ihr und dem inneren Geschoßmantel
in leitender Verbindung stehenden Brücke des Detonators zum positiven Elektrodenpaar
geschlossen und der Detonator gezündet.
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Während die Fig. 1 sozusagen eine unmittelbare Aktivierung des Elementes
durch den Brennkammerdruck beschreibt, stellt Fig. 2 schematisch einen "mittelbaren
Aktivierungsmechanismus dar.
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Bei diesem System wirdt der Brennkammerdruck nicht unmittelbar auf
die äußere Membran 6 ein, sondern bewegt einen Kolben 18, der in einem Zylinder
17 gasdicht geführt ist.
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Durch die Kolbenbewegung wird ein hydrostatischer Druck in der mit
einer inerten Flüssigkeit (z.B. Siliconöl) gefüllten Kammer 19 erzeugt, die die
druckfeste Membran 6 so weit durchbiegt, daß die Membran 9 zerstört bzw. aufgerissen
und der Elektrolyt inden Elektrodenraum 10 gepreßt wird.
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Die Vorteile dieser mittelbaren Einwirkung des Brennkammerdrucks liegen
darin, daß 1. der Elektrolyt nicht durch die heißen Feuergase direkt erhitzt werden
kann und z. die Zeile 7 des Elementes nicht mit dem vollen Brennkammerdruck beaufschlagt
wird, da der Kolben 18 nur bis zu einer definierten Endstellung bewegt wird.
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Der Kolbenweg ist so bestimmt, daß der durch die Kompression der inerten
Flüssigketi hervorgerufene hydrostatische Druck ausreicht, die Membran 9 zu zerstören.
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An die Stelle von Zylinder und Kolben kann auch (siehe Zeichnung 3)
ein Metalldehnungskörper, insbesondere ei Balg treten, der durch den Brennicammerdruck
in die mit der inerten Flüssigkeit gefüllte Kammer 19 gedrückt wird.
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Für die Funktion des Gefechtskopfzünders ist es unerheblich, ob der
Stomkreis über den Detonator zum Element durch die Berührung der bei Auftreffen
im Ziel deformierten äußeren Hülle 11 mit dem inneren Geschoßmantel 16 geschlossen
wird oder durch andere Kontaktsysteme wie Trägheitsschalter, Erschätterungsschalter
oder auch mechanische oder elektrische Annäherungssysteme.
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bbenso ist es unerheblich, wie der detonator aus der "Sicherin die
"Schafstellung" eingerückt wird.
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er Brennkammerdruck kann auch an einer anderen Stelle der Rakettenbrennkammer
entnommen werden.