DE60222054T2 - Sicherheit für pyrotechnisches Aktivierungssystem - Google Patents

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DE60222054T2
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bomb
switches
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Air Bags (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein gesichertes System zur pyrotechnischen Aktivierung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiges System ist aus dem Dokument WO 0131283 A bekannt. Sie findet insbesondere Anwendung beim pyrotechnischen Auslösen von Antriebssystemen und beim Scharfmachen von Zündern, beispielsweise im Gebiet der Munition, die unter Flugzeugen getragen wird (Raketen oder Bomben).
  • In dem Zusammenhang wird mit „pyrotechnischer Aktivierung" entweder eine pyrotechnische Auslösung (das heißt eine Zündung) oder das Einleiten einer Explosion bezeichnet. Heute werden Antriebssysteme für luftgestützte Munition mit ein oder mehreren elektrischen Befehlen gestartet, die das Flugzeug auf Befehl des Piloten sendet. Das Auslösen der Antriebssysteme, das heißt die Zündung der Zündkette, erfolgt augenblicklich. Manchmal ist ein sicherer Zustand der Munition vorhanden, wobei in diesem Zustand die Antriebssysteme nicht gezündet werden können. Mit diesem sicheren Zustand können Unfälle bei der Lagerung der Munition, bei ihrer Handhabung, bei ihrer Demontage usw. vermieden werden.
  • Eine bekannte Lösung besteht darin, das System zur pyrotechnischen Auslösung und die Zündkette zueinander zu versetzen. Wenn das Auslösesystem versetzt ist, kann es auch nicht zufällig die Zündkette auslösen. Es wird eine mechanische Kraft verwendet, um die Waffe zu aktivieren. Mit dieser mechanischen Kraft können das System zur pyrotechnischen Auslösung und die Zündkette ausgerichtet werden. Es wird beispielsweise die Zugkraft genutzt, die von einer Leine, die „Abwurfsicherheitsvorrichtung" (SL) genannt wird, ausgeübt wird, an der der Pilot zieht. Wird die Leine SL zufällig gezogen (beispielsweise Zusammenstoß mit einem Vogel), wird ein solches System gefährlich, da es nicht mehr in einen sicheren Zustand zurückkehren kann. Dieses Problem hängt mit der Verwendung einer mechanischen Kraft zum Hochzeihen der Sicherheitsvorrichtung zusammen. Die Verwendung einer mechanischen Kraft bringt weitere Nachteile mit sich:
    • – die Konstruktion derartiger Vorrichtungen im Verhältnis zu elektronischen Vorrichtungen ist kompliziert;
    • – es besteht keine Möglichkeit der einfachen Prüfung der Funktionsweise des Auslösesystems, ohne es tatsächlich zu aktivieren.
  • Darüber hinaus sollte, um die Sicherheit der Flugzeuge und Piloten zu garantieren, die Auslösung entfernt vom Flugzeug stattfinden. Es stellt sich dann nach der Abtrennung der Waffe (Rakete oder Bombe) vom Flugzeug das Problem der Energieunabhängigkeit.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Aufgaben zu lösen und insbesondere über ein gesichertes System zur pyrotechnischen Aktivierung zu verfügen, bei dem für seine Aktivierung nicht die Verwendung einer mechanischen Kraft erforderlich ist und das nach dem Abwurf autonom sein kann.
  • Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein System nach Anspruch 1 zur pyrotechnischen Aktivierung eines Systems, das dazu bestimmt ist, aus einem Träger abgeworfen zu werden.
  • Die Hauptvorteile der Erfindung sind, dass mit ihr das System entfernt von einem Träger aktiviert werden kann, dass es einfach zu integrieren und zu verwirklichen ist, dass es zuverlässig, sicher und wirtschaftlich ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist besser zu verste hen anhand der ausführlichen Beschreibung einer Ausführungsform als nicht umfassendem Beispiel, die mit den angehängten Zeichnungen veranschaulicht ist, in denen:
  • 1, 2 und 3 Beispiele für Munition sind, in der die Erfindung verwendet werden kann;
  • 4 ein Übersichtsplan ist, in dem ein Beispiel für das erfindungsgemäße System zur pyrotechnischen Auslösung dargestellt ist;
  • 5 eine Darstellung eines Beispiels für die Montage des Systems zur pyrotechnischen Auslösung, das in 4 dargestellt ist, an einem Antriebssystem wie dem der Bombe ist, die in 3 dargestellt ist;
  • 6 eine Detailansicht von 5 ist,
  • 7, 8, 9 verschiedene Ansichten des Auslösesystems sind, das in 4 dargestellt ist.
  • Die Erfindung findet insbesondere Anwendung beim Start von Triebwerken und beim Zünden des Sprengstoffs in Systemen, die dazu bestimmt sind, aus einem Träger abgeworfen zu werden. Diese Systeme können Munition wie Bomben oder Raketen sein. In der folgenden Darstellung wird das Beispiel einer Bombe verwendet, die von einem Flugzeug getragen wird. Selbstverständlich trifft die Erfindung auf jede Art von System zu, das abgeworfen werden soll, wobei das System nicht unbedingt eine Bombe ist, wobei der Träger nicht unbedingt ein Flugzeug ist.
  • Bomben können in drei Familien zusammengefasst werden: ungelenkte Bomben, Bomben mit Lenkausrüstung (auch „Bomben mit Ausrüstung" genannt) und Bomben mit einer Ausrüstung zur Erhöhung der Reichweite.
  • Anhand von 1 ist ein Beispiel für eine ungelenkte Bombe M1 beschrieben. Diese Bombe M1 umfasst hauptsächlich:
    • – einen Bombenkörper CDB, der eine pyrotechnische Zusammensetzung enthält, die als Sprengladung bezeichnet wird (nicht dargestellt), wobei dieser Bombenkörper CDB im vorderen Teil der Bombe M1 angeordnet ist,
    • – einen Zünder FUS, der im Inneren des Bombenkörpers CDB enthalten ist und dafür bestimmt ist, die Sprengladung zu zünden,
    • – eine glatte Stabilisierungsfläche EMP, die hinter dem Bombenkörper angeordnet ist, das heißt im hinteren Teil der Bombe, und durch Aerodynamik für eine elementare Lenkung der Bombe M1 sorgt.
  • Der Zünder FUS umfasst eine pyrotechnische Startzusammensetzung (nicht dargestellt). Diese pyrotechnische Startzusammensetzung heißt einfacher Initialsprengstoff. Um die Sprengladung zu zünden, detoniert dieser Initialsprengstoff, was die Detonation der Sprengladung nach sich zieht.
  • Anhand von 2 ist ein Beispiel für eine Bombe M2 mit Ausrüstung beschrieben. Diese Bombe M2 umfasst hauptsächlich einen Bombenkörper CDB, einen Zünder FUS und eine Lenkausrüstung KGA, KGR. Diese Lenkausrüstung umfasst zwei Bestandteile, von denen einer vorn KGA und der andere hinten KGR an der Bombe angeordnet ist. An dieser Ausrüstung sind die Steuerflächen GV angeordnet. Die Lenkausrüstung ersetzt die Stabilisierungsfläche der ungelenkten Bomben. Die Bombe M2 kann mithilfe der Steuerflächen GV wirksamer gelenkt und ihre Reichweite erhöht werden.
  • Anhand von 3 ist ein Beispiel für eine Bombe M3 mit einer Ausrüstung zur Erhöhung der Reichweite beschrieben. Diese Bombe M3 umfasst hauptsächlich einen Bombenkörper CDB, einen Zünder FUS, eine Lenkausrüstung KGA, KGR und ein Antriebssystem PRO, IP. Das Antriebssystem und die Lenkausrüstung stellen die Ausrüstung zur Erhöhung der Reichweite dar. Das Antriebssystem PRO, IP kann hinten an der Bombe M3 in der hinteren Lenkausrüstung KGR angeordnet werden. Es umfasst einen Antrieb PRO und ein System zur pyrotechnischen Auslösung IP. Der Antrieb PRO umfasst pyrotechnische Zusammensetzungen (nicht dargestellt).
  • Das System zur pyrotechnischen Auslösung IP umfasst eine pyrotechnische Initialzusammensetzung. Diese pyrotechnische Initialzusammensetzung heißt einfacher Zündsatz. Mit dem Zündsatz kann die Verbrennung einer ersten pyrotechnischen Zusammensetzung des Antriebs eingeleitet werden.
  • Diese erste pyrotechnische Zusammensetzung des Antriebs kann wiederum weitere pyrotechnische Zusammensetzungen in Serie in den Verbrennungsbetrieb versetzen. Diese ersten pyrotechnischen Zusammensetzungen stellen dar, was als Zündkette des Antriebs bezeichnet wird. Die Zündkette versetzt eine letzte pyrotechnische Zusammensetzung des Antriebs in den Verbrennungsbetrieb. Die Verbrennung dieser letzten pyrotechnischen Zusammensetzung, die pyrotechnische Antriebszusammensetzung genannt wird, treibt die Bombe an.
  • Im Vergleich zu den beiden Familien von Bomben ohne Antriebssystem kann mit dem Antriebssystem die Reichweite von Bomben noch erhöht werden, während dank der Lenkausrüstung eine gute Genauigkeit beibehalten wird.
  • Nach den 1, 2 und 3 ist im oberen Teil des Bombenkörpers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Messvorrichtung SA angeordnet. Mit dieser Messvorrichtung können Messungen der Umgebung außerhalb der Bombe vorgenommen werden. Bevor sie abgeworfen wird, kann die Bombe M1, M2 oder M3 mit den Haken F1, F2 am Flugzeug befestigt werden. Da der Zünder FUS im Inneren des Bombenkörpers CDB angeordnet ist, kann eine Führung G1 die Messvorrichtung SA und den Zünder FUS verbinden. Mit einem Stromkabel (nicht dargestellt), das sich in dieser Führung befindet, kann die Messvorrichtung die Messvorrichtung SA und den Zünder FUS verbinden.
  • Nach 3 verbindet gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eine Verbindung das System zur pyrotechnischen Auslösung IP mit dem Zünder FUS. Diese Verbindung kann mit einem Stromkabel verwirklicht sein, das sich in einer zweiten Führung G2 befindet. Mit dieser Verbindung können Informationen und/oder Befehle vom Zünder FUS an das System zur pyrotechnischen Auslösung IP gesendet werden. Damit können elektronische Bauteile zur Sicherheitsverwaltung, die gemeinsame Aufgaben erfüllen, zwischen dem Zünder FUS und dem System zur pyrotechnischen Auslösung IP eingespart werden. Es können auch die Messungen verwendet werden, die die Messvorrichtung SA vornimmt, indem eine Serienverbindung verwendet wird, wodurch die Montage und Demontage der Bombe einfacher gestaltet wird.
  • Die Messvorrichtung SA kann umfassen:
    • – einen Zugkraftsensor für die Leine SL, der dafür bestimmt ist, die Zugkraft an der Leine SL zu messen,
    • – einen Pylonsensor, der dafür bestimmt ist, die Gegenwart oder Abwesenheit des Flugzeugs zu erfassen,
    • – einen Sensor für die Windgeschwindigkeit, der dafür bestimmt ist, die Windgeschwindigkeit zu messen.
  • Der SL-Zugkraftsensor kann aus einem Magneten bestehen, der mechanisch mit der Leine SL verbunden ist, wobei sich der Magnet im Inneren einer Spule befindet. Wird an der Leine gezogen, hat dies die Bewegung des Magneten in der Spule zur Folge, wodurch ein Strom erzeugt wird.
  • Der Pylonsensor umfasst beispielsweise eine Klappe. Diese Klappe befindet sich an der Oberseite der Bombe und berührt das Flugzeug, wenn sich die Bombe unter dem Flugzeug befindet. Das Flugzeug übt auf die Klappe eine Kraft aus, die dazu neigt, sie zu schließen. Der Sensor kann darüber hinaus eine Feder umfassen, die unter der Klappe angeordnet ist und dazu neigt, die Klappe bei mangelndem Widerstand zu öffnen. Die Klappe ist folglich offen, wenn die Bombe nicht mehr unter dem Flugzeug ist, und geschlossen, wenn die Bombe unter dem Flugzeug ist. Mit einer Schaltung des Pylonsensors kann ein Signal in Abhängigkeit von der Position der Klappe erzeugt werden und damit das Vorhandensein des Flugzeugs erfasst werden.
  • Der Sensor für die Windgeschwindigkeit kann ein Windrad sein, das ein Wechselsignal erzeugt, dessen Frequenz proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit des Windrads ist.
  • Nach 4, in der eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt ist, umfasst das System zur pyrotechnischen Auslösung IP einen Zündsatz FL. Dieser Zündsatz FL ist zu Beginn nicht ausgelöst. Wenn er ausgelöst wird, wird seine Verbrennung eingeleitet. Der Zündsatz FL ist mit der Zündkette des Antriebs in einer Linie angeordnet. Anders ausgedrückt steht zwischen der Zündkette und dem Zündsatz keine Klappe oder mechanisches System im Wege, damit der Zündsatz, wenn er ausgelöst wird, die Verbrennung der Zündkette des Antriebs einleitet. Aus Sicherheitsgründen ist der Zündsatz FL nicht sehr empfindlich. Erst eine elektrische Energie über einem bestimmten Schwellwert kann den Zündsatz FL auslösen. Störströme oder elektromagnetische Störungen können den Zündsatz FL nicht auslösen.
  • Es wird beispielsweise ein Zündsatz 1A/1W verwendet. Ein Strom von 1A mit einer Leistung von 1W für 5 Minuten ist nicht ausreichend, um diesen Zündsatz auszulösen. Um diesen Zündsatz auszulösen, wird ein elektrischer Impuls mit hoher Energie verwendet.
  • Das System zur pyrotechnischen Auslösung IP umfasst eine elektrische Energiereserve AI. Diese elektrische Energiereserve AI ist zu Beginn nicht aktiv. In diesem Zustand liefert diese Reserve keine Energie. Die Energie, die in dieser Reserve enthalten ist, bleibt erhalten. Diese Reserve ist dafür bestimmt, aktiviert zu werden, um Energie zu liefern. Diese Energiereserve ist vorteilhafterweise eine Thermobatterie.
  • Eine Schaltung, die Sicherheitsschalter umfasst, verbindet die Thermobatterie AI mit dem Zündsatz FL. In dieser Schaltung sind beispielsweise die drei Sicherheitsschalter I1, I2, I3 in Reihe geschaltet. Sie können mit den Sicherheitsverwaltungsmitteln V1, V2 beziehungsweise V3 gesteuert werden. Mit diesen Schaltern kann der Stromkreis geöffnet werden. Anders ausgedrückt erlauben oder verhindern die Schalter I1, I2, I3, dass die Thermobatterie AI eine Versorgung an den Zündsatz FL liefert. Wenn der Stromkreis geschlossen ist und die Thermobatterie AI aktiviert ist, liefert diese ausreichend Energie, um den Zündsatz FL auszulösen.
  • Vorteilhafterweise sind die Schalter I1, I2, I3 von unterschiedlicher Technologie, um gemeinsame Ausfallmodi zu vermeiden. Der Schalter I1 kann ein elektronischer Transistor sein, der Schalter I2 kann ein elektromechanisches Relais sein und der Schalter I3 kann ein elektronischer Transistor mit einer anderen Technologie als I1 sein.
  • Vorteilhafterweise sind die Schalter I1, I2 und I3 zu beiden Seiten des positiven PP und negativen Pols PN des Zündsatzes FL angeordnet. Die Schalter I1 und I2 befinden sich beispielsweise auf der Seite des positiven Pols PP und der Schalter I3 auf der Seite des negativen Pols PN. Dadurch wird die Schaltung zuverlässiger.
  • Vorteilhafterweise befindet sich in dem Stromkreis, der den Zündsatz FL mit der Thermobatterie AI verbindet, ein Wählschalter I4 mit manueller Steuerung MA. Mit diesem Wählschalter kann die Stromversorgung des Zündsatzes FL manuell gesperrt werden. Er besitzt eine erste „sichere" Position und eine zweite „unsichere" Position. In der ersten sicheren Position öffnet er den Stromkreis zwischen dem negativen Pol PN des Zündsatzes FL und der Masse und schließt gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem positiven Pol PP des Zündsatzes FL und der Masse. Auf diese Weise öffnet der Wählschalter in dieser ersten Position einerseits den Speisestromkreis für den Zündsatz FL und schließt andererseits den Zündsatz FL kurz. Anders ausgedrückt blockiert die erste („sichere") Position den Zündsatz FL. In der zweiten („unsicheren") Position blockiert dieser Wählschalter den Zündsatz FL nicht mehr. Folglich kann die Waffe, beispielsweise zu ihrem Transport, manuell in die Sicherheitsposition gebracht werden.
  • Vor dem Abwurf können die Sicherheitsverwaltungsmittel V1, V2, V3 von einer externen Stromversorgung AE mit Strom versorgt werden (Speisestromkreis nicht dargestellt). Diese externe Stromversorgung AE kann beispielsweise vom Flugzeug stammen. Ein Verbinder Cl des Systems zur pyrotechnischen Auslösung kann die externe Stromversorgung AE zum Beispiel mit der Thermobatterie AI verbinden. Nach dem Abwurf wird die Thermobatterie AI aktiviert, wodurch eine Potenzialdifferenz an ihren Anschlüssen entsteht. Sie sorgt dann für die Stromversorgung und ersetzt die, die vom Flugzeug bereitgestellt wird.
  • Mit den Sicherheitsverwaltungsmitteln V1, V2, V3 kann eine bestimmte Betriebssequenz des Abwurfs überprüft werden. Durch die Überprüfung einer Betriebssequenz kann eine Zündabsicht bestätigt werden. Eine nominelle Betriebssequenz kann beispielsweise folgende Schritte umfassen:
    • – Kundtun einer Zündabsicht, beispielsweise Ziehen an einer Leine SL oder Aussenden einer verschlüsselten Mitteilung,
    • – Abwurf der Bombe vom Flugzeug,
    • – die Bombe entfernt sich vom Flugzeug.
  • Diese Sequenz läuft bei einer Störung nicht nominell ab. Es können zwei Beispiele angeführt werden. Ein erstes Beispiel ist das zufällige Ziehen der Leine SL (Zusammenstoß mit einem Vogel). Bei diesem Beispiel schließt sich an das Kundtun einer Zündabsicht nicht der Abwurf der Bombe an. Ein zweites Beispiel ist der zufällige Abwurf der Bombe (die Bombe ist nicht richtig am Träger befestigt). Bei diesem Beispiel erfolgte vor dem Abwurf kein Kundtun einer Zündabsicht. Bei diesen beiden Beispielen erfassen die Sicherheitsverwaltungsmittel V1, V2, V3 eine nicht-nominelle Sequenz. Sie verhindern das Auslösen des Zündsatzes FL. Anders ausgedrückt halten die Sicherheitsverwaltungsmittel V1, V2, V3 mindestens einen der Schalter I1, I2, I3 offen, um zu verhindern, dass die Thermobatterie AI den Zündsatz FL mit Strom betreibt.
  • Wenn die Sicherheitsverwaltungsmittel V1, V2, V3 eine nominelle Betriebssequenz erfassen, steuern sie das Schließen der Schalter I1, I2, I3. Anders ausgedrückt gestatten sie, dass die Thermobatterie AI den Zündsatz FL mit Strom betreibt. Der Zündsatz FL wird dann ausgelöst, wodurch die Zündkette des Antriebs in den Verbrennungsbetrieb versetzt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Sicherheitsverwaltungsmittel:
    • (a) ein erstes Mittel zur Umgebungsüberprüfung V1, um das erste Steuersignal nach der Erfassung einer ersten Abwurfumgebung E1 zu senden, wobei das Steuersignal die Energiereserve AI aktivieren kann;
    • (b) ein zweites Mittel zur Umgebungsüberprüfung V2, um ein zweites Steuersignal nach der Erfassung einer zweiten Abwurfumgebung E2 zu senden, wobei die zweite Umgebung sich von der ersten E1 unterscheidet, wobei das erste und das zweite Steuersignal auf einen oder mehrere der Sicherheitsschalter I1, I2 einwirken, um den Zündsatz FL auszulösen.
  • Die erste Abwurfumgebung E1 kann beispielsweise das Ziehen an der Leine SL, der fehlende Kontakt zwischen dem Flugzeug und der Bombe, die Windgeschwindigkeit außerhalb der Bombe, eine verschlüsselte Mitteilung vom Flugzeug usw. sein. Es wird beispielsweise das Ziehen an der Leine SL betrachtet. Die Messvorrichtung SA kann elektrisch über eine Verbindung C2 mit den ersten Überprüfungsmitteln V1 verbunden sein. Mit dieser Verbindung C2 können elektrische Signale genutzt werden, die der Zugkraftsensor für die Leine SL erzeugt. Die erste Abwurfumgebung E1 wird somit in elektrische Signale umgewandelt. Das erste Überprüfungsmittel V1 kann das Schließen von Schalter I1 steuern, wenn diese erste Abwurfumgebung E1 erfasst ist, das heißt, wenn das Ziehen an der Leine SL vom Zugkraftsensor erfasst ist.
  • Sobald diese erste Abwurfumgebung E1 vom ersten Überprüfungsmittel V1 erfasst wurde, kann ein erstes Steuersignal zur Thermobatterie AI gesendet werden, um sie zu aktivieren.
  • Die zweite Abwurfumgebung E2 kann zum Beispiel die Windgeschwindigkeit außerhalb der Bombe sein. Diese zweite Abwurfumgebung E2 unterscheidet sich von der ersten Abwurfumgebung E1, um zu vermeiden, dass das System zur pyrotechnischen Auslösung aufgrund einer Störung (Zusammenstoß mit einem Vogel) gestartet wird. Die Messvorrichtung SA kann elektrisch über eine Verbindung C3 mit den zweiten Überprüfungsmitteln V2 verbunden sein. Mit dieser Verbindung C3 können elektrische Signale genutzt werden, die das Windrad erzeugt. Die zweite Abwurfumgebung E2 wird somit in elektrische Signale umgewandelt. Das zweite Überprüfungsmittel V2 kann das Schließen von Schalter I2 steuern, wenn diese zweite Abwurfumgebung erfasst ist.
  • Vorteilhafterweise nutzen die Überprüfungsmittel V1, V2 zwei unabhängige Wege (Bauteile, die speziell für jede Aufgabe vorgesehen sind), um auf die Sicherheitsschalter I1, I2 einzuwirken.
  • Die Überprüfungsmittel V1, V2 umfassen vorteilhafterweise Verzögerungsmittel, die so eingerichtet sind, dass sie das erste und das zweite Steuersignal nach bestimmten Verzögerungen übertragen. Das erste Steuersignal wird folglich nach einer Verzögerung T1 an den Schalter I1 übertragen und das zweite Steuersignal wird nach einer Verzögerung T2 an den Schalter I2 übertragen. Mit diesen Verzögerungen T1 und T2 können die Piloten beispielsweise im Fall des unnormalen Betriebs des Antriebssystems geschützt werden (Explosion bei der Zündung).
  • Die Technologie der Verzögerungsmittel unterscheidet sich vorteilhafterweise. Das erste Verzögerungsmittel kann piezoelektrisch arbeiten, das zweite Verzögerungsmittel kann ein RC-Zeitgeber (Widerstands-Kapazitätszeitgeber) sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Sicherheitsverwaltungsmittel darüber hinaus ein Mittel zur Analyse der Sequenz V3, um ein drittes Steuersignal abzugeben, wenn das erste und das zweite Steuersignal in einer bestimmten Reihenfolge in einem bestimmten Zeitfenster empfangen werden, wobei das dritte Steuersignal auf einen oder mehrere der Sicherheitsschalter I3 einwirkt, um den Zündsatz FL auszulösen.
  • Das Mittel zur Analyse der Sequenz V3 empfängt die Steuersignale vom ersten und zweiten Überprüfungsmittel V1, V2. Wenn diese Steuersignale in der Reihenfolge und in einem bestimmten Zeitfenster empfangen werden, können die Mittel zur Analyse der Sequenz V3 das Schließen des Schalters I3 steuern. Die drei Schalter I1, I2 und I3 sind geschlossen. Wenn sich der Wählschalter I4 in seiner zweiten („unsicheren") Position befindet, löst die Thermobatterie AI den Zündsatz FL aus. Dieser geht in den Verbrennungsbetrieb über, wodurch die Zündkette und anschließend die pyrotechnische Antriebszusammensetzung in den Verbrennungsbetrieb übergehen.
  • Wenn die beiden Umgebungen E1, E2 nicht in der Reihenfolge und in einem bestimmten Fenster erfasst werden, bleibt der Schalter I3 offen. Dies entspricht nämlich einer nicht-nominellen Sequenz.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Auslösesystem darüber hinaus Sterilisationsmittel FU, um unumkehrbar die elektrische Energiereserve AI daran zu hindern, nach einer nicht-nominellen Sequenz eine Versorgung an den Zündsatz FL zu liefern. Diese Sterilisationsmittel FU können eine Schmelzsicherung sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich diese Schmelzsicherung in einem Steuerkreis eines der Schalter I1, I2 oder I3, um diesen Schalter offen zu lassen. Die Schmelzsicherung kann beispielsweise im Steuerkreis von Schalter I1 angeordnet sein. Dies ist der Platzierung einer Schmelzsiche rung unmittelbar in dem Stromkreis, der die Thermobatterie AI mit dem Zündsatz FL verbindet, vorzuziehen, da die Energie, die erforderlich ist, um sie zum Schmelzen zu bringen, sehr hoch wäre (da der Zündsatz FL nicht sehr empfindlich ist, muss in diesem Stromkreis ein hoher Strom fließen).
  • Die Sterilisation (in diesem Beispiel handelt es sich um das Auslösen der Schmelzsicherung FU) kann beispielsweise erfolgen:
    • – nach einer festen Verzögerung, die auf die Ankunft des ersten Steuersignals folgt, wobei diese feste Verzögerung länger ist als die normale Übertragungsdauer des zweiten Steuersignals und Signals der pyrotechnischen Auslösung, oder
    • – wenn das Mittel zur Analyse der Sequenz V3 eine nicht-nominelle Sequenz erfasst.
  • Diese Sterilisation ermöglicht im Fall einer nicht-nominellen Betriebssequenz die Rückkehr der Bombe in den Grundzustand, in einen Zustand, in dem der Zündsatz FL nicht mehr elektrisch ausgelöst werden kann.
  • Anhand von 5 und der Detaildarstellung von 6 ist ein Beispiel für die Montage des Systems zur pyrotechnischen Auslösung IP an einem Antriebssystem wie dem von Munition M3 (3) beschrieben. Der Antrieb PRO umfasst einen walzenförmigen Hohlraum, in dem sich die Zündkette CHA und die pyrotechnische Antriebszusammensetzung CPP befinden. Die pyrotechnische Antriebszusammensetzung CPP kann beispielsweise ein Treibstoffring sein, der konzentrisch zur Achse AXE des Hohlraums ist. Den unteren Teil INF der Außenwand des Hohlraums (das heißt auf der Rückseite der Bombe M3) durchquert eine Düse TUY. Mit der Düse können die Gase, die sich aus der Verbrennung der pyrotechnischen Antriebszusammensetzung CPP ergeben, aus dem Inneren des Hohlraums nach außen EX geleitet werden. Die Düse TUY weist eine Rotationssymmetrieachse auf, die mit der Achse AXE des Hohlraums übereinstimmt. Das System zur pyrotechnischen Auslösung IP kann am unteren Teil INF des Hohlraums befestigt sein, um von außen zugänglich zu sein, ohne dass andere Elemente der Bombe abgebaut werden müssen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Zündsatz FL (6) in einer Struktur untergebracht, die aus einem Material KT besteht, das einen sehr hohen Wärmedämpfungskoeffizienten aufweist. Diese Struktur kann beispielsweise eine Walzenform besitzen. Die Baugruppe, die aus dieser Struktur und dem Zündsatz FL besteht, wird pyrotechnisches Hohlrohr CAP genannt. Dieses pyrotechnische Hohlrohr CAP ist im Hohlraum des Antriebs PRO untergebracht. Der Hohlraum des Antriebs PRO verfügt selbst über einen Wärmeschutz ISO. So kann dieses Hohlrohr CAP im Brandfall den Zündsatz FL schützen, indem es die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung durch das System zur pyrotechnischen Auslösung begrenzt. Folglich wird die Selbstentzündung des Zündsatzes FL im Brandfall verzögert.
  • Unter Bezugnahme auf 7, 8, 9 ist das Gehäuse BOI des Systems zur pyrotechnischen Auslösung IP ein leitendes Material. Dieses Gehäuse stellt damit einen Faradayschen Käfig dar, der die elektronischen Bauteile des Systems zur pyrotechnischen Auslösung IP schützt. Diese elektronischen Bauteile, beispielsweise die Sicherheitsverwaltungsmittel V1, V2, V3, können zusammen auf einer elektronischen Schaltung CE angeordnet sein.
  • Das Gehäuse BOI kann die Fixierlöcher T1, T2, T3, T4, T5, T6 umfassen, die dafür bestimmt sind, den Gewindebohrungen des Hohlraums des Antriebs PRO gegenüber angeordnet zu werden. Die Gewindebohrungen (nicht dargestellt) des Hohlraums können in Erhebungen der unteren Wand INF des Hohlraums ausgeführt sein.
  • Ein Verbinder CN kann die Verbindungen C1, C2, C3 zusammenfassen. Vorteilhafterweise ist dieser Verbinder von außen zugänglich, sobald das System zur pyrotechnischen Auslösung IP am Hohlraum des Antriebs PRO befestigt ist.
  • Es wird auf 9 verwiesen. Am Ende der Lebensdauer kann das Auslösesystem leicht aus der Bombe herausgenommen werden (das Auslösesystem ist mithilfe von Schrauben am Antrieb befestigt). Die Thermobatterie AI und das pyrotechnische Hohlrohr CAP sind bevorzugt mithilfe der Muttern ECR1, ECR2 am Gehäuse BOI befestigt. Auf diese Weise können die Thermobatterie AI und das pyrotechnische Hohlrohr CAP nach dem Abnehmen eines Deckels COU vom System zur pyrotechnischen Auslösung IP einfach aus dem Gehäuse BOI ausgebaut werden. Es genügt dafür, einerseits die Lötverbindungen SD zu entfernen, die die Thermobatterie AI und das pyrotechnische Hohlrohr CAP (Zündsatz FL) mit der elektronischen Schaltung CE verbinden, und andererseits die Muttern ECR1, ECR2 zu lösen.
  • Das erfindungsgemäße System zur pyrotechnischen Auslösung IP kann funktional einfach im inerten Zustand getestet werden, das heißt, sobald das pyrotechnische Hohlrohr herausgenommen ist. Dadurch können:
    • – umfassende funktionelle Eignungsprüfungen unter Umgebungsbedingungen (Klima, Vibration) unter Einbeziehung des pyrotechnischen Hohlrohrs durchgeführt werden,
    • – Funktionskontrollen während der Lebensdauer der Bombe durchgeführt werden.
  • Die Funktionstests können durchgeführt werden, indem eine Kontrollvorrichtung an den Verbinder CN angeschlossen wird. Im Testbetrieb sind die Thermobatterie AI und die Sterilisationsmittel FU vorzugsweise blockiert.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt, das zur Veranschaulichung offenbart ist. Insbesondere ist die elektrische Energiereserve AI nicht unbedingt eine Thermobatterie. Stattdessen können Kondensatoren verwendet werden, die über die Stromversorgung des Flugzeugs aufgeladen werden.
  • Die Erfindung trifft auch auf Zünder zu. Der Zündsatz FL wird dann durch einen Initialsprengstoff ersetzt. Im Allgemeinen sind der Zündsatz eines Antriebs und der Initialsprengstoff eines Zünders pyrotechnische Zusammensetzungen. Sie werden mit einem elektrischen Impuls aktiviert, das heißt beim Zündsatz ausgelöst und beim Zünder scharfgemacht.
  • Die Erfindung trifft selbstverständlich auf jede Art von System zu, das dafür bestimmt ist, abgeworfen zu werden. Es können beispielsweise Raketen genannt werden, die von einem U-Boot aus oder einem Flugzeugträger aus abgefeuert werden.

Claims (8)

  1. System zur pyrotechnischen Aktivierung eines Systems, das dazu bestimmt ist, aus einem Träger abgeworfen zu werden, das mindestens aufweist: (a) eine pyrotechnische Zusammensetzung (FL); (b) eine elektrische Energiereserve (AI), die in der Lage ist, eine ausreichende Stromversorgung zu liefern, um die pyrotechnische Zusammensetzung (FL) zu aktivieren, wenn die Reserve (AI) aktiviert wird, wobei die Reserve nach dem Abwurf aktiviert wird; (c) mehrere Sicherheitsschalter (I1, I2, I3), die so eingerichtet sind, dass sie die pyrotechnische Zusammensetzung (FL) aktivieren oder nicht, indem sie es der elektrischen Energiereserve (AI) erlauben oder sie daran hindern, eine Versorgung an die pyrotechnische. Zusammensetzung (FL) zu liefern; (d) Sicherheitsverwaltungsmittel (V1, V2, V3), die von der elektrischer Energiereserve (AI) nach dem Abwurf gespeist werden, um eine bestimmte Betriebssequenz des Abwurfs zu überprüfen, und um den oder die Sicherheitsschalter (I1, I2, I3) so zu steuern, dass die pyrotechnische Zusammensetzung aktiviert wird, wenn die Abwurf-Betriebssequenz nominell ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsverwaltungsmittel (V1, V2, V3) aufweisen: – Mittel (V1, V2), um zu überprüfen, ob bestimmte Umgebungsbedingungen erfüllt sind, und um Steuersignale zu erzeugen, die es ermöglichen, bestimmte der Sicherheitsschalter (I1, I2) so zu steuern, dass die pyrotechnische Zusammensetzung aktiviert wird, wenn die Umgebungsbedingungen erfüllt sind, und – ein Mittel (V3) zur Analyse der Aktivierungssequenz der pyrotechnischen Zusammensetzung, wobei das Mittel in der Lage ist, die von den anderen Sicherheitsverwaltungsmitteln (V1, V2) erzeugten Steuersignale zu empfangen und um, wenn die entsprechenden Steuersignale in einer bestimmten Reihenfolge und in einem bestimmten Zeitfenster empfangen werden, ein Steuersignal zu erzeugen, das auf einen der Sicherheitsschalter (I3) einwirkt, um die Aktivierung der pyrotechnischen Zusammensetzung (FL) zu validieren.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsverwaltungsmittel mindestens aufweisen: (a) ein erstes Mittel zur Umgebungsüberprüfung (V1), um das erste Steuersignal nach der Erfassung einer ersten Abwurfumgebung (E1) zu senden, wobei das Steuersignal die Energiereserve (AI) aktivieren kann); (b) ein zweites Mittel zur Umgebungsüberprüfung (V2), um ein zweites Steuersignal nach der Erfassung einer zweiten Abwurfumgebung (E2) zu senden, wobei die zweite Umgebung sich von der ersten (E1) unterscheidet, wobei das erste und das zweite Steuersignal auf einen oder mehrere der Sicherheitsschalter (I1, I2) einwirken, um die pyrotechnische Zusammensetzung (FL) zu aktivieren.
  3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsverwaltungsmittel außerdem Verzögerungsmittel aufweisen, die so eingerichtet sind, dass sie das erste und das zweite Steuersignal nach bestimmten Verzögerungen übertragen.
  4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Sterilisationsmittel (FU) aufweist, um unumkehrbar die elektrische Energiereserve (AI) daran zu hindern, nach einer nicht-nominellen Sequenz eine Versorgung an die pyrotechnische Zusammensetzung (FL) zu liefern.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Zusammensetzung (FL) in einem Hohlrohr (CAP) von geringer Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen eingesetzten Schalter (I1, I2, I3) von unterschiedlicher Technologie sind, um gemeinsame Ausfallmodi zu vermeiden.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter zu beiden Seiten der positiven (PP) und negativen Pole (PN) der pyrotechnischen Zusammensetzung (FL) angeordnet sind.
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Wählschalter (I4) mit manueller Steuerung (MA) aufweist, der es ermöglicht, die Stromversorgung der pyrotechnischen Zusammensetzung (FL) manuell zu sperren.
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