DE3117675A1 - "verfahren zur aktivierung eines geschosszuenders" - Google Patents

Description

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 29. April 1981

GESELLSCHAFT BTOl El/th

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, 8992 MÜNCHEN

Verfahren zur Aktivierung eines Geschoßzündets

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung eines Geschoßzünders, unter Verwendung mindestens eines beschleunigungsempfindlichen Sensors, mit dessen Hilfe bei Überschreiten eines vorwählbaren Grenzwertes der Aufprallstärke Zündimpulse für den Zünder erzeugt werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 4 019 440 bekannt. Dort sind in einem Geschoßkopf mehrere beschleunigungsempfindliche Sensoren hintereinander aufgereiht. Die bei einem Aufprall von den Sensoren ausgehenden Ausgangssignale werden von jenen zugeordneten Diskriminatorelektroniken unterdrückt, solange die Aufprallstärke einen vorwählbaren Grenzwert nicht überschreitet. Ist der Aufprall hingegen stark genug, so geben die Diskriminatorelektroniken Ausgangsimpulse ab, die zur Zündung des vom Geschoß mitgeführten Zünders verwendet werden.

Bei dem bekannten Verfahren sind deshalb mehrere hintereinander angeordnete Sensoren vorgesehen, weil zwischen verschiedenen Aufprallrichtungen und zwischen hin- und rücklaufenden Schockwellen unterschieden werden soll. Deshalb sind die Diskriminatorelektroniken auch zusätzlich so ausgebildet, daß sie Ausgangsimpulse unterschiedlicher Länge abgeben, die sich je nach der Richtung der einfallenden Schockwellen überlappen oder nicht. Die Zündung wird nur dann ausgelöst, wenn die Impulse sich überlappen, was nur bei einem am Kopf des Geschosses in dessen Längsrichtung erfolgenden

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Aufprall der Fall ist.

Das bekannte Verfahren ist ersichtlich mit erheblichem Aufwand verbunden, da mehrere beschleunigungsempfindliche Sensoren mit jeweils zugeordneten eigenen Diskriminatorelektroniken vorhanden sein müssen. Letztere müssen zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen unterschiedlicher Länge ausgelegt sein. Trotz dieses Aufwandes ist hinsichtlich der Stärke des Aufpralls nur ein einziger Grenzwert vorgesehen, bei dessen Überschreitung die Zündung ausgelöst wird. In der Praxis können jedoch verschiedene Falle auftreten, die ein genaueres Unterscheidungsvermögen bei der Auslösung der Zündung wünschenswert erscheinen lassen. So kann das Ziel eine sehr massive Struktur sein, beispielsweise ein Schiffsrumpf, aber auch eine leichtere Struktur, etwa die Aufbauten auf Deck eines Schiffes. In beiden Fällen werden beim Aufprall unterschiedliche Verzögerungswerte auftreten und die Ausgangssignale der beschleunigungsempfindlichen Sensoren damit unterschiedliche Höhen annehmen. Eine Zündung ist hier jedoch in beiden Fällen erwünscht. Im Gegensatz dazu soll eine Zündung mit Sicherheit vermieden werden, wenn der Aufprall durch andere leichte Strukturen, wie kleinere Geschosse oder Granatsplitter, die beispielsweise auf gegnerische Abwehr- oder Störfeuer zurückzuführen sind, hervorgerufen wird. Dann soll das Geschoß, ohne zu zünden, seine auf das eigentliche Ziel gerichtete Flugbahn weiter verfolgen. Ebenso soll eine Zündung unterbleiben, wenn das Geschoß einen Regenschauer durchfliegt oder in der Nähe der Wasseroberfläche etwa durch gegnerisches Störfeuer hochgeschleuderte Wassermassen durchquert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem eindeutig zwischen massiven und leichteren, dem angesteuerten Ziel zugehö-

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rigen Strukturen einerseits und die auf das Ziel ausgerichtete Flugbahn kreuzenden Störstrukturen leichterer Art andererseits unterschieden werden kann. Dies soll mit möglichst geringem Bedarf an Bauelementen und möglichst geringem Schalturigsaufwand geschehen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines auf das Geschoßziel ausgerichteten optischen Abstandssensors bei Erreichen einer vorgebbaren Zielentfernung ein Signal für. den ersten Eingang eines ausgangsseitig mit dem Zünder verbundenen UND-Gatters erzeugt wird, dessen zweiter Eingang ein Signal erhält, falls die Aufprallstärke unterhalb des vorwählbaren Grenzwertes und gleichzeitig über einem vorgebbaren Mindestwert liegt.

Gemäß der Erfindung sind somit hinsichtlich der Aufprallstärke nunmehr zwei aneinander grenzende Bereiche vorgesehen, die durch den vorwählbaren Grenzwert der Aufprallstärke getrennt sind. Bei einem oberhalb dieses Grenzwertes liegenden Aufprall wird die Zündung mit Sicherheit ausgelöst. Dies geschieht nur beim Aufprall auf eine massive Struktur, die in nahezu allen praktischen Fällen mit dem angesteuerten Ziel identisch sein wird. Um zwischen leichteren Zielstrukturen einerseits und im allgemeinen ebenfalls leichteren Störstrukturen andererseits zu unterscheiden, ist der unterhalb des vorwählbaren Grenzwertes der Aufprallstärke liegende Bereich vorgesehen, in dem nunmehr ebenfalls eine Zündung ausgelöst werden kann. Dies geschieht mit Hilfe des optischen Abstandssensors, der beispielweise vom Suchkopf des Geschosses aktiviert wird, sobald dieses in Zielnähe kommt. Der optische Abstandssensor ist dann auf das Ziel gerichtet und mißt wiederholt dessen sich ständig verringernden Abstand.

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Bei dem Abstandssensor handelt es sich zweckmäßig um einen Infrarotsensor mit hoher Distanzauflösung. In einer vorgebbaren, zweckmäßig sehr geringen Zielentfernung gibt der optische Abstandssensor ein Signal an den einen Eingang eines UND-Gatters ab, "wodurch dieses auf das Eintreffen eines weiteren Signales an seinem zweiten Eingang vorbereitet wird. Erfolgt der Aufprall anschließend auf eine leichtere Zielstruktur, so wird die Zündung, da der vorwählbare Grenzwert der Aufprallstärke unterschritten wird, nicht direkt ausgelöst, vielmehr gelangt in diesem Falle ein Signal an den zweiten Eingang des UND-Gatters, welches nunmehr ein Ausgangssignal abgibt, mit dessen Hilfe die Zündung ausgelöst wird. Da das UND-Gatter erst unmittelbar vor dem Aufprall auf die Zielstruktur mit Hilfe des optischen Abstandssensors aktiviert wird, kann die Zündung vor diesem Zeitpunkt nicht durch irgendwelche Störstrukturen, wie etwa Granatsplitter, ausgelöst werden, obwohl der Aufprall auf derartige Störstrukturen mit einer dem Aufprall auf eine leichtere Zielstruktur vergleichbaren Aufprallstärke erfolgt. Es ist zweckmäßig, noch einen Mindestwert für die Aufprallstärke vorzugeben, um beispielsweise auszuschließen, daß die Zündung bereits unmittelbar vor dem Zielaufprall etwa durch von der Bordwand des Schiffes kommende Wasserspritzer ausgelöst wird. Im allgemeinen wird es nämlich wünschenswert sein, die Zündung erst nach dem Aufprall mit einer gewissen Verzögerung auszulösen, wenn das Geschoß bereits in die Zielstruktur eingedrungen ist.

Das dem zweiten Eingang des UND-Gatters zuzuführende Signal kann grundsätzlich auf zweierlei Weise erzeugt werden. Einmal kann einem einzigen beschleunigungsempfindlichen Sensor eine Diskriminatorelektrorik nachgeschaltet werden, die mit zwei verschiedenen Ausgängen versehen

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ist, wobei das Ausgangssignal je nach dem Wert der vorhandenen Aufprallstärke in bezug auf den vorwählbaren Grenz- ' wert an dem einen oder dem zweiten Ausgang der Diskriminatorelektronik erscheint. Es ist jedoch auch möglich ,· einen zweiten beschleunigungsempfindlichen Sensor vorzusehen, der nur einen, mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters verbundenen Ausgang aufweist. In diesem Falle ist für den Aufprall auf eine massive Struktur ein erster beschleunigungsempfindlicher Sensor vorgesehen, der besonders einfach ausgebildet sein kann, beispielsweise in Form eines Feder-Masse-Schalters, der erst bei Erreichen einer dem vorwählbaren Grenzwert entsprechenden Aufprallstärke durchschaltet und damit einen Impuls für die Zündung bereitstellt.

Der optische Abstandssensor mißt nach seiner Aktivierung die Zielentfernung in ständiger Aufeinanderfolge. Bei konstanter Geschoßgeschwindigkeit wird sich die Zielentfernung im allgemeinen zeitlich nahezu linear und kontinuierlich verringern. Es kann nun aber der Fall eintreten, daß durch gegnerisches Störfeuer ein Wasserschwall hochgeschleudert wird, der in die Visierlinie des optischen Abstandssensors gerät und eine plötzlich verringerte Zielentfernung simuliert. Um nun eine vorzeitige Auslösung der Zündung zu vermeiden, ist es zweckmäßig, zwischen dem optischen Abstandssensor und dem UND-Gatter eine Auswertelogik einzuschalten, die nur dann ein Ausgangssignal an das UND-Gatter abgibt, wenn die vorgebbare Zielentfernung durch kontinuierliche Annäherung erreicht wird. Die Auswertelogik soll dagegen keinen Ausgangsimpuls an das UND-Gatter abgeben, wenn in der Aufeinanderfolge der gemessenen Entfernungswerte ein plötzlicher Sprung zu geringeren Werten hin erfolgt.

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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Abbildung näher erläutert werden. Diese zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer Aktivierung sschaltung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Ein beschleunigungsempfindlicher Sensor 1, beispielsweise ein piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer, gibt beim Aufprall auf eine Struktur an seinem Ausgang ein Signal ab, das über eine Leitung 3 einer Diskriminatorelektronik 2 zugeführt wird. Diese sortiert die Eingangssignale nach ihrer Signalhöhe, entsprechend der unterschiedlichen Aufprallstärken. Liegt ein Aufprall auf eine massive Struktur vor, so überschreitet die Aufprallstärke den vorwählbaren Grenzwert, der in die Diskriminatorelektronik als Information eingegeben wurde, und ein Ausgangssignal erscheint an einem ersten Ausgang der Diskriminatorelektronik und wird über eine Leitung U weitergeleitet. Liegt die Aufprallstärke unterhalb des vorwählbaren Grenzwertes, so gibt ein zweiter Ausgang der Diskriminatorelektronik 2 ein Ausgangssignal über eine Leitung 15 ab. Dies geschieht jedoch nur, falls der Aufprall nicht die vorgebbare Mindeststärke unterschreitet. In diesem Falle gibt die Diskriminatorelektronik überhaupt kein Ausgangssignal ab.

Die Leitung 4 ist mit einem zweiten Eingang eines ODER-Gatters verbunden, dessen erster Eingang über eine Leitung 14· an den Ausgang eines UND-Gatters 13 geführt ist. Liegt ein Aufprall auf eine massive Struktur vor, so wird beim Eintreffen des entsprechenden Signals am zweiten Eingang des ODER-Gatters dessen Ausgang sofort freigegeben, der über eine Leitung 6 mit einem Verzögerungsglied 7 verbunden ist, das mit einer gewissen einstellbaren Zeitverzögerung über eine an seinem Ausgang anliegende Leitung 8

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einen Zündimpuls für -den Zünder abgibt. Der Wert der Zeitverzögerung richtet sich danach, wie weit das Geschoß in die Zielstruktur eindringen soll, bevor die Zündung erfolgt.

Für den Fall eines Aufpralls auf eine leichtere Zielstruktur sind die weiteren abgebildeten Schaltungselemente von Bedeutung. Ein in Zielnähe aktivierter optischer Abstandssensor 9» beispielsweise ein hochauflösender Infrarotsensor,, ist auf das Ziel gerichtet und mißt ständig dessen Entfernung. Bei Erreichen einer vorgebbaren, zweckmäßig sehr geringen Zielentfernung wird über eine Leitung 11 ein Impuls an eine Auswertelogik 10 abgegeben. Diese überprüft die aufeinanderfolgenden Entfernungsmeßwerte daraufhin, ob eine kontinuierliche Entfernungsabnahme vorliegt. Ist dies der Fall, so gibt sie' bei Erreichen der vorgegebenen Zielentfernung an ihrem Ausgang ein Signal ab, das über eine Leitung 12 dem ersten Eingang des UND-Gatters zugeführt wird. Dieses ist dann auf das Eintreffen eines Signals an ihrem zweiten Eingang, der über die Leitung 15 mit dem zweiten Ausgang der Diskriminatorelektronik 2 verbunden ist, vorbereitet.

Es ist zu beachten, daß der optische Abstandssensor 9 bereits vor Erreichen der vorgebbaren Zielentfernung in Aktion tritt. Dies kann etwa geschehen, wenn das Geschoß sich bis auf 100 m dem Ziel genähert hat, und zwar beispielsweise mit Hilfe des vom Geschoß mitgeführten Suchkopfes, der das Ziel mit Radar anpeilt. Erfolgt nun vor Erreichen der vorgebbaren geringen Zielentfernung ein Aufprall auf eine Störstruktur, die in nahezu allen voraussehbaren Fällen leichterer Art sein wird, so

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gelangt zwar über Leitung 15 ein Signal an den ersten Eingang des UND-Gatters, dessen Ausgang ist jedoch noch gesperrt, da an seinem zweiten Eingang kein Signal ansteht. Gelangt ein Wasserschwall ins Blickfeld des optischen Abstandssensors, und liegt dieser noch innerhalb der vorgebbaren geringen Zielentfernung, so wird von der Auswertelogik 10 trotzdem erkannt, daß es sich nicht um eine Zielstruktur handelt. Der erste Eingang des UND-Gatters 13 bleibt ohne Eingangssignal, der Ausgang des UND-Gatters bleibt gesperrt. Erst nach dem eindeutig festgestellten Erreichen der vorgegebenen geringen Zielentfernung ist die Aktivierungsschaltung durch das nunmehr in Bereitstellung befindliche UND-Gatter auf leichtere Strukturen vorbereitet. Je geringer die vorgebbare Zielentfernung gewählt wird, desto geringer wird-die Möglichkeit des Gegners, durch leichtere Störstrukturen eine vorzeitige Zündung auszulösen. Diese Möglichkeit schwindet praktisch völlig, wenn die vorgebbare Zielentfernung in der 'Größenordnung von nur mehr einigen Metern liegt.

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Claims (8)

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 29. April 1981 GESELLSCHAFT BTOl El/th MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, - 8992 MÜNCHEN Patentansprüche

1. ) Verfahren zur Aktivierung eines Geschoßzünders, unter Verwendung mindestens eines beschleunigungsempfindlichen Sensors, mit dessen Hilfe bei Überschreiten eines vorwählbaren Grenzwertes der Aufprallstärke Zündimpulse für den Zünder erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines auf das Geschoßziel ausgerichteten optischen Abstandssensors (9) bei Erreichen einer vorgebbaren Zielentfernung ein Signal für den ersten Eingang eines ausgangsseitig mit dem Zünder verbundenen UND-Gatters (13) erzeugt wird, dessen zweiter Eingang ein Signal erhält, falls die Aufprallstärke unterhalb des vorwählbaren Grenzwertes und gleichzeitig über einem vorgebbaren Mindestwert liegt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem zweiten Eingang des UND-Gatters (13) zugeführte Signal mit Hilfe eines zweiten beschleunigungsempfindlichen Sensors erzeugt wird.

3. Aktivierungsschaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem beschleunigungsempfindlichen Sensor und einer eingangsseitig mit dessen Ausgang verbundenen Diskriminatorelektronik, deren einer Ausgang mit dem Zünder verbunden ist, gekennzeichnet durch einen optischen Abstandsserisor (9) sowie ein eingangsseitig einmal mit dem Ausgang des optischen Abstandssensors und zum anderen mit einem zweiten Ausgang der Diskriminatorelektronik (2) und ausgangsseitig mit dem Zünder verbundenes UND-Gatter (13).

4. Aktivierungsschaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, mit einem ersten beschleunigungsempfindlichen Sensor in Form eines auf den vorwählbaren Grenzwert einstellbaren Feder-Masse-Schalters, mit dessen Hilfe Zündimpulse für den Zünder bereitgestellt werden, gekennzeichnet durch einen zweiten beschleunigungsempfindlichen Sensor mit nachgeschalteter Diskriminatorelektronik, einen optischen Abstandssensor sowie ein eingangsseitig einmal mit dem Ausgang des optischen Abstandssensors und zum anderen mit dem Ausgang der Diskriminatorelektronik und ausgangsseitig mit dem Zünder verbundenes UND-Gatter.

5· Aktivierungsschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem optischen Abstandssensor (9) und dem UND-Gatter (13) eine Auswertelogik (10) eingeschaltet ist.

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6. Aktivierungsschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis

5, gekennzeichnet durch ein dem Zünder vorgeschaltetes ODER-Gatter (5), dessen erster Eingang mit dem Ausgang des UND-Gatters (13) verbunden ist und dessen zweitem Eingang die im Falle eines Aufpralls mit einer den vorwählbaren Grenzwert übersteigenden Aufprallstärke anstehenden Impulse zugeführt werden.

7. Aktivierungsschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis

6, dadurch gekennzeichnet , daß dem Zünder ein Verzögerungsglied (7) vorgeschaltet ist.

8. Aktivierungsschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstands sensor (9) ein hochauflösender Infrarotsensor ist.