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Drallstabilisiertes Geschoß
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Die Erfindung bezieht sich auf ein drallstabilisiertes Geschoß mit
einer Sendeeinrichtung und einem Stromerzeuger, bei dem mindestens zwei piezoelektrische
Elemente paarweise einander gegenüSerliegend und symmetrisch bezüglich der Drehachse
angeordnet und durch verschiebbare Druckmassen beaufschlagt sind.
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Es sind bereits zahlreiche verschiedene Anordnungen zur Erzeugung
des Zündstromes in Geschossen bekannt, bei denen die Verformung eines piezoelektrischen
Elementes zur Stromerzeugung benutzt wird. Als piezoelektrisches Element kann ein
Quarzelement verwendet werden, aber es lassen sich auch vorteilhaft sogenannte keramische
piezoelektrische Elemente verwenden, die auf der Basis von festen Lösungen aus Bleititanat
und Bleizirkonat aufgebaut sind. Diese piezoelektrischen Elemente können in verschiedener
Weise im Geschoß angeordnet sein, und zwar so, daß sie beim Abschuß, beim Auftreffen
auf ein Hindernis oder auch während des ganzen Fluges des Geschosses deformiert
werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, bei der die piezoelektrischen
Elemente während des ganzen Fluges des Geschosses unter Druck stehen, und zwar infolge
der Rotation des Geschosses um seine Achse. Hierbei ist es besonders vorteilhaft,
je zwei piezoelektrische Elemente symmetrisch beziiglich der Drehachse im Geschoß
anzuordnen, wie dies beispielsweise aus der DE-AS 1 578 501 bekannt ist.
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Andererseits ist es bekannt, Geschosse mit einer Sendeeinrichtung
zu versehen, um während des Fluges Daten über die Flugbahn des Geschosses und seine
Bewegungen zu übertragen, aber auch, um den Zünder bei Annäherung an ein Ziel auszulösen.
Bei der letzteren Verwendung eines Senders in einem Geschov ist die wellenabstrahlende
Vorrichtung in der Geschoßspitze angeordnet, und bei einer besonders vorteilhaften
Ausbildungsform einer solchen Anordnung wird der ausgesandte Strahl mit dem reflektierten
Strahl verglichen, und damit der Abstand des Geschosses vom Ziel nach dem sogenannten
Dopplerprinzip festgestellt. Hierbei kann es sich um einen Sender für Lichtstrahlen,
Infrarotstrahlen, Ultraviolettstrahlen oder andere elektromagnetische Strahlen handeln.
Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der DE-AS 1 066 107 beschrieben.
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Bei der Bahnverfolgung von drallstabilisierten Geschossen besteht
nun das Problem, die Rotationsgeschwindigkeit und Lage des Geschosses bezüglich
der Erdoberfläche
festzustellen. Bei Annaherungszündern nach dem
Dopplerprinzip besteht das Problem, zu verhindern, daß die ausgesandte Frequenz
von einem im Ziel angeordneten Empfänger aufgenommen und zur Störung des Empfängers
im Geschoß mittels der ausgesandten gleichen Frequenz verwendet wird.
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Beide Probleme können dadurch gelöst werden, daß die im Geschoß vorhandene
Sendeeinrichtung rotations- und lageabhängig von der Geschoßbewegung moduliert wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen,
durch die in einfacher Weise eine in einem Geschoß vorhandene Sendeeinrichtung rotations-
und lageabhängig moduliert wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Sender
mit der Welligkeitsfrequenz des Stromerzeugers moduliert ist.
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Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Stromerzeuger
auch zur Stromversorgung des Senders herangezogen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind mindestens
zwei gleiche Paare ton piezoelektrischen Elementen vorgesehen, und dabei wird die
Welligkeitsfrequenz eines Paares von piezoelektrischen Elementen zur Modulation
des Senders verwendet, die Welligkeitsfrequenz eines anderen Paares jedoch liefert
die Vergleichsfrequenz.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sender ein Teil eines nach
dem Dopplerprinzip arbeitenden Annäherungszünders ist.
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Die Erfindung soll anhand der Figuren näher erläutert werden.
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Figur 1 zeigt schematisch ein Geschoß mit zwei piezoelektrischen Elementen
und einen Sender.
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Figur 2 zeigt schematisch den Spannungsverlauf der durch die piezoelektrischen
Elemente gelieferten Spannung in Abhängigkeit von der Zeit.
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Das Geschoß 1 enthält mindestens ein Paar von piezoelektrischen Elementen
2 und 3, die symmetrisch bezüglich der Rotationsachse 6 des Geschosses angeordnet
sind.
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Auf den beiden Elementen 2 und 3 sind Druckmassen 4 bzw. 5 angeordnet,
die bei der Rotation des Geschosses um seine Achse einen Druck auf die Elemente
2 und 3 ausüben.
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Im Verlaufe der Flugbahn ist die Rotationsachse 6 zur Erdoberfläche
mehr oder weniger geneigt und verläuft auf einem Teil der Flugbahn etwa parallel
zur Erdoberfläche. Durch die Fliehkraft wird bei der Rotation des Geschosses um
die Rotationsachse 6 durch die Druckmassen 4 und 5 ein Druck auf die Elemente 2
und 3 ausgeübt, so daß an ihren Elektroden eine elektrische Spannung entsteht. Gleichzeitig
wirkt aber auch noch die Erdanziehungskraft auf die Druckmassen 4 und 5 ein, und
zwar bei der Druckmasse 5 addiert sich diese Einwirkung
zur Fliehkraft,
während sie sich bei der Druckmasse 4 von der Fliehkraft subtrahiert. Die am Element
3 bzw. 2 entstehende Spannung ist daher von einer geringen Welligkeit überlagert,
wie dies aus Figur 2 zu ersehen ist.
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Der Abstand zweier Wellenberge der Welligkeit der Spannung nach Figur
2, der mit T bezeichnet ist, ist daher proportional der Umdrehungsgeschwindigkeit
des Geschosses 1, während die Welligkeitsspannung UW im wesentlichen von der Lage
des Geschosses bzgl. der Erdoberfläche und der Präzession abhängt. Wenn die Rotationsachse
6 des Geschosses 1 nicht parallel zur Erdoberfläche verläuft, sondern in einem bestimmten
Winkel zu dieser, so wirkt die Erdanziehung nur mit einer Teilkomponente auf die
Massen 4 und 5 ein. Wenn daher, wie in Figur 1 dargestellt, ein Sender 7 vorgesehen
ist, der mit der Welligkeitskomponente der Spannung an den Elementen moduliert ist,
so kann aus der empfangenen Modulationsfrequenz auf die Rotationsgeschwindigkeit
und auch auf die Lage der Geschoßachse zur Erdoberfläche geschlossen werden. Es
kann daher die Anderung der Rotationsgeschwindigkeit des Geschosses mit der Zeigt
und die änderung der Lage des Geschosses bezüglich der Erdoberfläche verfolgt werden.
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Die Erfindung kann somit dazu verwendet werden, den Flugverlauf eines
geschosses messend zu verfolgen.
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Bei Geschossen, die außer dem Sender 7 noch einen Empfänger enthalten,
kann nach dem Dopplerprinzip die Annäherung des Geschosses an ein Ziel gemessen
und zur Auslösung des Zünders verwendet werden. Zu diesem Zweck
wird
in der Geschoßspitze 8 eine Abstrahleinrichtung für eine elektromagnetische Strahlung
vorgesehen, die in einem bestimmten Strahikegel 9 ausgesandt wird.
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Durch Vergleich der ausgesandten mit der vom Ziel reflektierten Strahlung
wird die Entfernung des Geschosses vom Ziel gemessen. Als Strahlung kann eine beliebige
Strahlung im Bereich der elektromagnetischen Strahlen verwendet werden, aber auch
ein Schall- oder Ultraschallsignal. Durch einen im Ziel angeordneten Empfänger kann
die ausgesandte Strahlung gemessen werden und zum Betrieb eines Störsenders dienen,
der die Dopplermessung im Geschoß unwirksam macht, oder die Zündung vorzeitig auslöst.
Um dies zu verhindern, kann ebenfalls der Sender 7 im Geschoß mit der Welligkeitsfrequenz
der Piezoelemente moduliert werden. Da sich diese elligkeitsfrequenz infolge der
Anderung der Rotationsgeschwindigkeit des Geschosses und der Lage des Geschosses
zur Erdoberfläche kHr dauernd ändert, ist es durch einen im Ziel aufgestellten Empfänger
dann nicht möglich, die Modulation der ausgesandten Strahlung zur Störung des Empfängers
nachzubilden. Der Abstandzünder wirkt damit sicher gegen Störungen von außen.
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Besonders vorteilhaft ist es, mehrere Paare von piezoelektrischen
Elementen vorzusehen. Es kann dann die Welligkeitsfrequenz eines Paares zum Modulieren
des Senders dienen; die Welligkeitsfrequenz eines anderen Paares die Vergleichsfrequenz
liefern. Da zur Modulation nur die geringe Welligkeit verwendet wird, kann
die
übrige Energie dazu dienen, die Sender mit Strom zu versorgen. Schließlich kann
ein zusätzliches Paar von piezoelektrischen Elementen dazu verwendet werden, in
an sich bekannter Weise den Zündstrom für das Zündsystem zu liefern.
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