DE3440811C1

DE3440811C1 - Zündeinrichtung für eine Nachschußladung

Info

Publication number: DE3440811C1
Application number: DE19843440811
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8031 Weßling Größler
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1984-11-08
Filing date: 1984-11-08
Publication date: 1986-04-30

Description

Alle bisher bekannten Ausführungsformen weisen dabei die Nachteile auf, daß sie entweder nicht für den Einbau in einer Nachschußladung geeignet sind, oder daß zum Zweck der Zündung der Nachschußladung eine elektrische Verbindung zwischen der Bohrladung und der Nachschußladung existiert oder daß die Entsicherung der Nachschußladung über externe mechanische oder elektrische Verbindungselemente vollzogen wird.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung für eine Nachschußladung zu schaffen, welche die Nachschußladung selbsttätig ohne eine mechanische und/oder elektrische Verbindung zur Bohrladung allein mittels der von Beschleunigungsaufnehmern meßbaren Beschleunigungen aufgrund der Zündung des Nachschußladungstriebwerks und der Bohrladungsdetonation auslöst.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind in den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen schematisch vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines Tandemgeschosses mit einer selbstauslösenden Zündeinrichtung für eine Nachschußladung, F i g. 2 ein Schaltungsbeispiel zur Verarbeitung der Ausgangssignale der Piezo-Beschleunigungsaufnehmer, F i g. 3 eine vereinfachte Darstellung der Abläufe der Aufnehmer-Ausgangssignale.
Gemäß Fig. 1 sind die Zündeinrichtung 1 und die Piezoelemente 3, 4 im Gehäuse 5 der Nachschußladung 12 etwa im Bereich der Rollachse 6 des Tandemgeschosses eingebaut. Die Zündeinrichtung umfaßt eine Zündschaltung 2, die mit einer aktivierbaren Batterie (z. B.
Thermalbatterie) ausgerüstet sein kann, sowie einen Rotor oder Schieber 7, der einen Detonator 10 trägt und der nach der Entsicherung der Sicherungselemente 8, 9 die Zündkette über die Ladung 11 zur Nachschußladung 12 schließt. In Richtung der Rollachse 6 sind vor und hinter dem Gehäuse 5 der Nachschußladung eine Bohrladung und ein Triebwerk angedeutet, wobei auch eine andere Anordnung durchaus im Rahmen der Erfindung möglich ist. Entscheidend ist dabei immer, daß die Zündeinrichtung 1 zum Zweck der Entsicherung und Auslösen der Nachschußladung keinerlei mechanische oder elektrische Verbindung zu den weiteren Teilen des Tandemgeschosses besitzt.
Bereits beim Start des Tandemgeschosses werden die beiden Piezo-Beschleunigungsaufnehmer 3, 4 mit einer hohen Beschleunigung beaufschlagt. Dadurch kann die Zündschaltung eingeschaltet oder auch eine eingebaute Thermalbatterie mechanisch oder mittels einer Zündpille aktiviert werden. Von den beiden Sicherungselementen 8, 9, die den Detonatorträger 7 in Sicherstellung halten, wird eines unmittelbar nach der Aktivierung der Zündschaltung gelöst. Die Entriegelung des zweiten Sicherungselements erfolgt unmittelbar nach dem Zünden der Bohrladung infolge der von den beiden Aufnehmern 3,4 abgegebenen und in der Schaltung 2 ausgewerteten Signale 21, 22. Wenn die Aufnehmer 3, 4 mit Druck beaufschlagt werden, der aufgrund der Zündung des Triebwerks der Nachschußladung entsteht, dann erzeugen sie Signale und Energien, die in Größe und Dauer verschieden sind von den Signalen, die durch die Detonationswelle der Bohrladung entstehen. Die Höhe der Stromwerte und/oder die zeitliche Zuordnung der Ereignisse und deren Eintreffen an den Piezo-Aufnehmern ergeben eindeutige Signale und Energien, deren Auswertung zur Entsicherung und Zündung führen. Da bei der Zündung dcr Bohrladung der Piezo-Aufnehmer 3, der in der F i g. 1 dargestellten Anordnung näher an der Spitze des Tandemgeschosses liegt, stärker und zu einem früheren Zeitpunkt belastet wird als der rückwärtige Piezo-Aufnehmer 4, lassen sich daraus eindeutige Signale für eine gewollte Zündung der Nachschußladung ableiten. Ein ungewolltes Zünden des Triebwerks der Nachschußladung liefert somit nicht die notwendigen Informationen für das Schärfen der Nachschußladung, weil eine ordnungsgemäße Detonation der Bohrladung mit den daraus resultierenden Drücken der Detonationswellen ausbleibt. Ebenso wird die Nachschußladung nicht gezündet, wenn zwar die Bohrladung aktiviert wurde, aber das Triebwerk der Nachschußladung vorher nicht gezündet hatte.
Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer möglichen Auswerteschaltung 2 für die Signale 21, 22 der Piezo-Beschleunigungsaufnehmer 3, 4. Jedes der beiden Ausgangssignale 21, 22 der Aufnehmer 3, 4 wird sowohl zu einem Schwellwertschalter mit positiver Signalschwelle (S3B, S4B)als auch zu einem Schwellwertschalter mit negativer Signalschwelle (S3V, S4V) geführt, wobei die Signalschwellen bedarfsgemäß einstellbar sind. Die digitalen Ausgangssignale 23, 24, 25, 26 weisen im Falle einer Schwellenüberschreitung einen hohen Signalpegel (logisch 1) auf, sonst einen niedrigen Signalpegel (logisch 0).
Das erste Mono-Flop MF1 wird dann vom Ausgang des ersten Vierfach-UND-Gliedes 30 angesteuert, wenn an dessen Eingängen gleichzeitig die folgenden hohen Signalpegel anliegen: 1) das Ausgangssignal 23 des (negativen) Schwellwertschalters S 3 Vvon Aufnehmer 3 2) die im ersten Zweifach-Und-Glied 31 gebildete und um dt 1 verzögerte Summe des invertierten Signals 23 von 1) und des Ausgangssignals 26 des (negativen) Schwellwertschalters S3V des zweiten Aufnehmers 4 3) das invertierte Ausgangssignal 24 des (positiven) Schwellwertschalters S4B des zweiten Aufnehmers 4 4) das um dt3 verzögerte Ausgangsignal 26 des (negativen) Schwellwertschalters S4V des zweiten Aufnehmers 4.
Das zweite Mono-Flop MF2 gibt dann das Ausgangssignal 29 der Zündschaltung 2 ab, wenn das zweite Vierfach-UND-Glied 33 an seinen Eingängen gleichzeitig folgende hohen Signalpegel erhält: 1) das Ausgangssignal 34 des ersten Mono-Flops MFl 2) das Ausgangssignal 25 des (positiven) Schwellwertschalters S 3B des ersten Aufnehmers 3 3) das Ausgangssignal 24 des (positiven) Schwellwertschalters S 4B des zweiten Aufnehmers 4 4) die im zweiten Zweifach-UND-Glied 32 gebildete und um dt2 verzögerte Summe der Ausgangssignale 24 und 25.
Die in F i g. 2 dargestellte Vernetzung der Ausgangssignale 21, 22 der beiden Piezo-Beschleunigungsaufnehmer 3 und 4 über die logischen Gatter 30, 31, 32, 33 und die entsprechenden Zeitverzögerungsglieder dt 1, dt 2, z1T3 bewirkt am Ausgang 29 des zweiten Mono-Flops MF2 ein Signal, das nur dann eine Zündung der Nachschußladung erlaubt, wenn der in F i g.3 gezeigte Soll-Ablauf der Aufnehmersignale im Zeitbereich von to bis t6 tatsächlich stattgefunden hat.
Das in F i g. 3 gezeigte Zeitablaufschema der Ausgangssignale 21 und 22 der beiden Piezo-Beschleunigungsaufnehmer 3 und 4 soll einen regulären Auslösevorgang verdeutlichen, der mit Hilfe der Zündschaltung aus den Ausgangssignalen 21, 22 ermittelt wird. Der Piezo-Aufnehmer 3 ist hierbei in Flugrichtung des Tandemgeschosses vor und der Piezo-Aufnehmer 4 hinter der Nachschußladung angeordnet.
Während der relativ sanften Beschleunigung der Nachschußladung (z. B. mittels Triebwerk) zeigen beide Aufnehmer zeitlich und amplitudenmäßig einen etwa gleichen Signalverlauf ab dem Zeitpunkt 4. Zum Zeitpunkt t, überschreiten beide Aufnehmersignale die positiven Signalschwellen der Schwellwertschalter S3B und S4B und verlaufen weiterhin gleichartig bis zum Zeitpunkt t2, an dem der Verzögerungsschock der detonierenden Bohrladung auf den Piezo-Aufnehmer 3 trifft.
Dessen Ausgangssignal 21 überschreitet zum Zeitpunkt t3 die negative Schaltschwelle des Schwellwertschalters S3V. Am Zeitpunkt t4 trifft der Verzögerungsschock der detonierenden Bohrladung am Piezo-Aufnehmer 4 ein, dessen Ausgangssignal 22 zum Zeitpunkt ts die negative Schaltschwelle des Schwellwertschalters S4V überschreitet. Der im Diagramm angegebene Zeitpunkt t6 wird durch das ab dem Zeitpunkt t1 laufende Zeitintervall zlt 2 markiert, wobei innerhalb des Zeitintervalls dt2 die Schaltschwellen von S3B und S4B überschritten bleiben. Die Zeitintervalle Xt 1 und dt 3 entsprechen der Schockwellenlaufzeit zwischen den Einbauorten der Piezo-Aufnehmer 3 und 4.
Aus den im Diagramm der Fig.3 dargestellten Signalverläufen, den eingezeichneten Schwellwerten für den positiven und den negativen Bereich und den Zeitzuordnungen ermittelt die Zündschaltung 2 die Kriterien zur Zündungsauslösung.
Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Zündeinrichtung geschaffen wurde, bei deren Verwendung in einer Nachschußladung keinerlei mechanische oder elektrische Verbindungen nach außen zum Zweck der Signalübertragung für die Entsicherung und Zündung notwendig sind.
Durch diese Einrichtung und durch die Art der Signalverarbeitung, die eine wirksame Separation der durch zufällig auftretende Störungen entstandenen Aufnehmersignale ermöglicht, wird ein hoher Grad an Sicherheit erzielt.

Claims

Patentansprüche: 1. Zündeinrichtung für eine Nachschußladung einer aus einer bohrenden Hohlladung und einer Nachschußladung bestehenden Tandemladung, deren Nachschußladung einen Bodenzünder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Piezo-Beschleunigungsaufnehmer (3,4) im Gehäuse (5) der Nachschußladung (12) in deren Schußrichtung räumlich voneinander getrennt angeordnet sind und daß den Piezo-Beschleunigungsaufnehmern (3, 4) eine Signalverarbeitungsschaltung (2) nachgeschaltet ist, die die Amplituden und/oder die zeitabhängigen Signalverläufe der Ausgangssignale (21, 22) der Piezo-Beschleunigungsaufnehmer (3, 4) unter Berücksichtigung vorgegebener Kriterien zur Entsicherung und/oder zur Auslösung des Bodenzünders (1,2,7,8,9, 10, 1) auswertet.
2. Zündeinrichtung für eine Nachschußladung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Ausgangssignale (21, 22) des ersten und des zweiten Piezo-Beschleunigungsaufnehmers (3, 4) werden jeweils zu einem Schwellwertschalter für positive Signale (S3B, S4B) und einem Schwellwertschalter für negative Signale (S3 ¾ S4 V)geleitet, - das Ausgangssignal (23) des (negativen) Schwellwertschalters (S3 V) des ersten Aufnehmers (3) wird sowohl dem ersten Eingang eines ersten Vierfach-UND-Gliedes (30) als auch invertiert dem einen Eingang eines ersten Zweifach-UND-Gliedes (31) zugeführt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang (26) des (negativen) Schwellwertschalters (S4V) des zweiten Aufnehmers (4) verbunden ist und dessen Ausgang über ein erstes Zeitglied (t 1) zum zweiten Eingang des ersten Vierfach-UND-Gliedes (30) führt, - das Ausgangssignal (24) des (positiven) Schwellwertschalters (S4B) des zweiten Beschleunigungsaufnehmers (4) führt sowohl zum ersten Eingang des zweiten Zweifach-UND-Gliedes (32), als auch zum vierten Eingang eines zweiten Vierfach-UND-Gliedes (33), als auch invertiert zum dritten Eingang des ersten Vierfach-UND-Gliedes (30), - das Ausgangssignal (25) des (positiven) Schwellwertschalters (S3B) des ersten Beschleunigungsaufnehmers (3) ist sowohl auf den zweiten Eingang des zweiten Vierfach-UND-Gliedes (33) als auch auf den ersten Eingang des zweiten Zweifach-UND-Gliedes (32) geschaltet, dessen Ausgangssignal (27) über ein zweites Zeitglied (dz2) zum dritten Eingang des zweiten Vierfach-UND-Gliedes (33) führt, - das Ausgangssignal (26) des (negativen) Schwellwertschalters (S4V) des zweiten Beschleunigungsaufnehmers (4) wird über ein drittes Zeitglied (set3) mit derselben Verzögerungszeit wie das erste Zeitglied (dt 1) auf den vierten Eingang des ersten Vierfach-UND-Gliedes (30) geschaltet, dessen Ausgang über ein erstes Mono-Flop (MF1) mit dem ersten Eingang des zweiten Vierfach-UND-Gliedes (33) verbunden ist, - das Ausgangssignal (28) des zweiten Vierfach-UND-Gliedes (33) führt über ein zweites Mono-Flop (MF2) zu weiteren Schaltelementen, die zur Entsicherung und/oder Auslösung des Nachschußladungszünders dienen.
3. Zündeinrichtung für eine Nachschußladung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Piezo-Beschleunigungsaufnehmer (3) in Schußrichtung gesehen vor der Nachschußladung (12) und der zweite Piezo-Beschleunigungsaufnehmer (4) hinter der Nachschußladung angeordnet ist.
4. Zündeinrichtung für eine Nachschußladung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Ausgangssignals (29) der Signalverarbeitungsschaltung (2) eine Batterie aktivierbar ist.
5. Zündeinrichtung für eine Nachschußladung nach den Ansprüchen l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Ausgangssignals (29) der Signalverarbeitungsschaltung (2) eine Ablaufsteuerung startbar ist.
6. Zündeinrichtung für eine Nachschußladung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Ausgangssignals (29) der Signalverarbeitungsschaltung (2) zwei aufgrund verschiedener physikalischer Umweltkriterien lösbare Sicherungselemente (8, 9) entriegelbar sind.

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für eine Nachschußladung einer aus einer bohrenden Hohlladung und einer Nachschußladung bestehenden Tandemladung, deren Nachschußladung einen Bodenzünder aufweist.

Derartige Tandemgeschosse werden eingesetzt, um beispielsweise Panzerungen zu durchschlagen. Dabei erzeugt die zuerst gezündete Ladung, die als Bohrladung bezeichnet wird, ein Loch in der Panzerung, durch das die anschließend gezündete Nachschußladung, die auch ein eigenes Triebwerk aufweisen kann, dringt und hinter der Panzerung detoniert.

Es ist aus der DE-PS 18 11 331 bekannt, derartige Tandemgeschosse so auszuführen, daß ein einer Hohlladung nacheilendes Geschoß in Form einer Sprenggranate vorgesehen ist, welches beim Aufschlag von einem Bodenzünder ausgelöst wird.

Die DE-AS 12 83 708 beschreibt den Aufbau einer Zündvorrichtung mit mehreren piezoelektrischen Zündgeneratoren, um auf diese Weise jeweils eine gewünschte Zeitverzögerung zu erzielen, mit der die einzelnen Zündgeneratoren ihre elektrische Energie abgeben.

In der DE-OS 27 46 599 ist ein Bodenzünder beschrieben, der mittels eines einzelnen oder einer Hintereinanderschaltung zweier Piezoelemente den Zündstrnm erzeugt.

Aus der DE-PS 20 47 422 ist eine Auslösevorrichtung für Minenzünder bekannt, in der ein Piezo-Beschleunigungsaufnehmer einen ersten und einen zweiten Schwellwertschalter zur Erzeugung eines Zündsignals angesteuert.