EP2483624A1 - Aktivierungseinheit für munitionsfreie scheinziele - Google Patents

Aktivierungseinheit für munitionsfreie scheinziele

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EP2483624A1
EP2483624A1 EP10754888A EP10754888A EP2483624A1 EP 2483624 A1 EP2483624 A1 EP 2483624A1 EP 10754888 A EP10754888 A EP 10754888A EP 10754888 A EP10754888 A EP 10754888A EP 2483624 A1 EP2483624 A1 EP 2483624A1
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EP
European Patent Office
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activation unit
active
arc
pairs
active body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10754888A
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English (en)
French (fr)
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Nenad Prelic
Heribert Eglauer
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A19/00—Firing or trigger mechanisms; Cocking mechanisms
    • F41A19/58—Electric firing mechanisms
    • F41A19/63—Electric firing mechanisms having means for contactless transmission of electric energy, e.g. by induction, by sparking gap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J2/00—Reflecting targets, e.g. radar-reflector targets; Active targets transmitting electromagnetic or acoustic waves
    • F41J2/02—Active targets transmitting infrared radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B4/00—Fireworks, i.e. pyrotechnic devices for amusement, display, illumination or signal purposes
    • F42B4/26—Flares; Torches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
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    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/08—Cartridges, i.e. cases with charge and missile modified for electric ignition
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
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    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/145—Cartridges, i.e. cases with charge and missile for dispensing gases, vapours, powders, particles or chemically-reactive substances
    • F42B5/15—Cartridges, i.e. cases with charge and missile for dispensing gases, vapours, powders, particles or chemically-reactive substances for creating a screening or decoy effect, e.g. using radar chaff or infrared material

Definitions

  • Sham targets and / or smoke grenades based on, for example, red phosphorus (RP) or nitrocellulose (NC) are used in military applications, such as fog grenades, aircraft headlight targets operating with infrared (IR) etc.
  • RP red phosphorus
  • NC nitrocellulose
  • the firing of RP units (active bodies) takes place via an igniting or disintegrating charge, which ensures that the bodies can optimally ignite for the respective purpose and thus burn off.
  • This new ignition concept is described in detail in DE 10 2006 004 912 A1. It is a system known to protect, in particular, large-scale flying platforms, such as aircraft, IR or radar-directed threats.
  • the activation or ignition of the active body preferably takes place without contact.
  • the ejection of the active body is then carried out pneumatically or mechanically.
  • the active bodies themselves are ammunition-free packages which are ignited by means of hot air or a laser.
  • An activation unit that activates (ignites) the active materials / flare material by supplying thermal energy describes the unpublished DE 10 2009 020 558.6, wherein the use of explosives is avoided.
  • the material selection of the individual Heating elements allow temperatures> 600 ° C, whereby the heating elements are designed so that they allow extremely dynamic heating due to low masses.
  • ceramic inlays are provided. This thermal optimization and a corresponding control technology an extremely short reaction time of the heating elements is achieved, ie, the heating time from the switch-on until reaching the nominal temperature is extremely short (small or low).
  • the unpublished DE 10 2009 030 868.7 is concerned.
  • the RP flares are acted upon by means of laser radiation with a sufficiently high power density on their surface. Absorption of the laser radiation increases the temperature of the RP flares, which causes self-sustaining combustion.
  • the laser energy is directed to the largest possible portion of the surface.
  • the laser radiation is expanded by appropriate optics, a large-area distribution allows.
  • the invention has the object to show an activation unit that activates such active body to create decoys.
  • the invention is based on the idea of creating an active-body activation unit based on an arc.
  • the ignition of the active material or flare by means of an arc takes place.
  • the arc can be used immediately and requires little maintenance.
  • the activation of the active mass is based on electricity and instantaneously.
  • a corresponding high voltage is applied to one or preferably a plurality of electron pairs so that an arc is produced (per pair of electrodes). This is directed so that it leads over the bow area of the active body or else through the active body.
  • Ignition elements and electrodes are conventional in nature, such as tip electrodes, surface electrodes, etc. The arrangement and number of electrodes has a significant impact on the quality of the ignition.
  • the active body To ignite the active body / the active mass is guided by a conveying mechanism to the electrodes over.
  • the high voltage breaks through the body, creating an arc, which leads to the lighting of the active substance and thus the activation of the active masses.
  • This form of activation allows the use of non explosive decoys in the civil environment, not only in civil aviation, but also in civilian naval and land vehicles.
  • the design and safety requirements for decoys and dispensers without explosives are simpler, that is, much lower.
  • the ignition unit or device allows a variety of ignitions, while the classic flares is intended for single use only.
  • the electrodes are in turn insensitive to environmental influences.
  • FIG. 3 shows the unit from FIG. 2 in a side view
  • Fig. 5.6 is a representation with several electrode pairs.
  • FIG. 1 an active body 1, consisting of Einzelflares 2, 3 of combustible substances, shown.
  • the Einzelflares 2, 3 are ignited by an arc activation unit 10 (eg., Fig. 2).
  • an arc activation unit 10 eg., Fig. 2
  • two pairs of electrodes 11, 12 positioned to the active body 1, that an arc 19, 20 between the respective electrode pairs 11, 12 is generated.
  • a high voltage is applied to the pairs of electrodes via a control unit 13, 14 and connection lines 15-18 11, 12 laid.
  • FIG. 2 shows the activation unit 10 with a viewing direction in the cylinder axis of the active body 1.
  • the components are installed in a reusable construction / apparatus with an ejection tube (not shown in detail), for example, between an ejection unit and an ejector unit of a projector system.
  • Geometric restrictions of the activation unit 10 does not exist.
  • the housing several electrode pairs are preferably integrated at different distances from each other. Furthermore, the electrode pairs can be geometrically distributed over the circumference of the active body 1.
  • FIG. 4 shows an arrangement of at least one electrode pair 11 around a hexagonal cylindrical active body 1 a again.
  • FIG. 4 A possible arrangement of at least two pairs of electrodes 11, 12 in, for example, a rectangular cross-section of the active body 1 b (viewing direction in the cylinder axis) is shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 shows a 4-fold electrode pair arrangement of the electrode pairs 11, 12, 21, 22. These can thus be incorporated in a common plane or in pairs over the length of the activation unit 10 offset from one another.
  • FIG. 6 shows a possible arrangement of a plurality of electrode pairs 11, 12 on an active body 1 with a rectangular cross section (viewing direction in the cylinder axis).

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Wirkkörperaktivierungseinheit (10) auf Lichtbogenbasis. Dabei erfolgt die Anzündung der Wirkmasse bzw. Flare mittels Lichtbogen (19, 20). Der Lichtbogen (19, 20) ist umgehend einsetzbar und wartungsarm. Dazu sind um das Ausstoßrohr Elektrodenpaare (11, 12, 21, 22) angebracht, wenigstens eines, zur Erzeugung des / der Lichtbogen(s) (19, 20), wozu die Elektrodenpaare (11, 12, 21, 22) über Anschlussleitungen (15 -18) mit wenigstens einem Steuergerät (13, 14) elektrisch verbunden sind.

Description

BESCHREIBUNG
Aktivierungseinheit für munitionsfreie Scheinziele
Scheinziele und / oder Nebelgranaten auf Basis von beispielsweise Rot- Phosphor (RP) oder Nitrocellulose (NC) finden Anwendung bei militärischen Applikationen, wie beispielsweise Nebelgranaten, Infrarot (IR) wirkenden Luftfahrzeugscheinzielen etc. Die Nebel- bzw. IR- Wirkung entfaltet der RP / NC nach entsprechender Zündung durch abbrennen. Die Anzündung von RP- Einheiten (Wirkkörpern) erfolgt über eine Anzünd- oder Zerlegeladung, die dafür sorgt, dass die Körper für den jeweiligen Zweck optimal zünden und so abbrennen können.
Der Einsatz von derartigen Scheinzielen im zivilen Luftverkehr ist aufgrund des Munitionsanteils nicht möglich, da Explosivstoffe in diesem Zusammenhang nicht akzeptiert werden und internationale Sicherheitsabkommen etc. einzuhalten sind.
Aufgrund dessen wurde ein neues Zündkonzept entwickelt, das ohne explosive und / oder pyrophore Stoffe zur Zündung von RP-/ NC- Flares auskommt.
Dieses neue Zündkonzept wird in der DE 10 2006 004 912 A1 näher beschrieben. Aus ihr ist ein System zum Schutz insbesondere großer fliegender Plattformen, wie Flugzeuge, vor IR bzw. Radar gelenkter Bedrohung bekannt. Dabei erfolgt die Aktivierung bzw. Anzündung der Wirkkörper bevorzugt berührungslos. Das Ausstoßen der Wirkkörper wird dann pneumatisch oder mechanisch durchgeführt. Die Wirkkörper selbst sind munitionsfreie Pakete, die mittels Heißluft oder einem Laser angezündet werden.
Eine Aktivierungseinheit, die die Wirkmassen / Flarematerial durch Zufuhr von thermischer Energie aktivieren (zündet) beschreibt die nicht vor veröffentlichte DE 10 2009 020 558.6, wobei der Einsatz von Explosivstoffen vermieden wird. Dazu besitzt ein Anzündrohr, aus dem die Wirkmassen ausgestoßen werden, ein Hochtemperatur- Aktivierungselement, welches im Wesentlichen aus n- Heizelementen besteht, die geometrisch voneinander getrennt radial um den Umfang eines Zündrohres angeordnet sind. Die Materialauswahl der einzelnen Heizelemente ermöglicht Temperaturen > 600°C, wobei die Heizelemente so ausgelegt sind, dass sie aufgrund geringer Massen eine äußerst dynamische Aufheizung erlauben. Zur Minimierung von Wärmeverlusten und zur weiteren thermischen Optimierung der Aktivierungseinheit sind Keramik- Inlays vorgesehen. Durch diese thermische Optimierung und einer entsprechenden Regelungstechnik wird eine äußerst kurze Reaktionszeit der Heizelemente erreicht, d.h., die Aufheizzeit vom Einschaltpunkt bis zum Erreichen der Nenntemperatur ist äußerst kurz (klein bzw. gering).
Mit einer Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit zum Anzünden von Rot- Phosphor- Flares mittels Laser beschäftigt sich die nicht vorveröffentlichte DE 10 2009 030 868.7. Die RP- Flares werden dabei mittels Laserstrahlung mit einer ausreichend hohen Leistungsdichte auf ihrer Oberfläche beaufschlagt. Durch eine Absorption der Laserstrahlung erhöht sich die Temperatur der RP- Flares, was eine Entzündung mit selbsterhaltender Verbrennung mit sich bringt. Für eine ideale Zündung (Aktivierung) der Flares wird die Laser- Energie auf einen größtmöglichen Anteil der Oberfläche gerichtet. Dazu wird die Laserstrahlung durch entsprechende Optiken aufgeweitet, eine großflächige Verteilung ermöglicht.
Aufbauend auf diese Aktivierungsformen stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Aktivierungseinheit aufzuzeigen, die derartige Wirkkörper zur Schaffung von Scheinzielen aktiviert.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Wirkkörperaktivierungseinheit auf Lichtbogenbasis zu schaffen. Dabei erfolgt die Anzündung der Wirkmasse bzw. Flare mittels Lichtbogen. Der Lichtbogen ist umgehend einsetzbar und wartungsarm. Die Aktivierung der Wirkmasse erfolgt auf elektrischer Basis und instantan.
Zur Erreichung der Zündtemperatur des Wirkkörpers / Wirkmasse oder dessen Containment (z. B. aus RP und / oder NC u. a.) wird an einem oder bevorzugt mehreren Elektronen- paar(en) eine entsprechende Hochspannung angelegt, sodass (je Elektrodenpaar) ein Lichtbogen entsteht. Dieser ist so gerichtet, dass er über den Bogenbereich des Wirkkörpers oder aber auch durch den Wirkkörper führt. Eine Anordnung mehrerer Elemente für eine vertikale Anzündung ist gleichfalls möglich. Zündelemente und Elektroden sind dabei herkömmlicher Natur, beispielsweise Spitzenelektroden, Flächenelektroden etc. Die Anordnung als auch Anzahl der Elektroden hat einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Anzündung.
Zum Anzünden wird der Wirkkörper / die Wirkmasse durch einen Fördermechanismus an den Elektroden vorbei geführt. Die Hochspannung durchschlägt die Körper, es entsteht ein Lichtbogen, der zum Anzünden der Wirksubstanz und damit der Aktivierung der Wirkmassen führt.
Diese Form der Aktivierung ermöglicht die Nutzung von Scheinzielen ohne Explosivstoffe im zivilen Umfeld, nicht nur im zivilen Luftverkehr, sondern auch bei zivilen Seezielen und Landfahrzeugen. Die konstruktiven und sicherheitstechnischen Anforderungen an Scheinzielen und Dispenser ohne Explosivstoffe sind einfacher, d.h., wesentlich niedriger. Die Anzündeinheit bzw. -Vorrichtung erlaubt eine Vielzahl von Zündungen, während die bei klassischen Flares nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist. Die Elektroden sind ihrerseits unempfindlich gegen Umwelteinflüsse.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen Wirkkörper aus Einzelflares,
Fig. 2 eine Lichtbogenaktivierungseinheit in einer Draufsicht,
Fig. 3 die Einheit aus Fig. 2 in einer Seitendarstellung,
Fig. 4 eine Anordnung an einem hexagonalzylindrischen Wirkkörper,
Fig. 5,6 eine Darstellung mit mehreren Elektrodenpaaren.
In Fig. 1 ist ein Wirkkörper 1 , bestehend aus Einzelflares 2, 3 aus brennbaren Substanzen, aufgezeigt. Die Einzelflares 2, 3 werden durch eine Lichtbogen- Aktivierungseinheit 10 (z. B. Fig. 2) gezündet. Dazu werden in diesem Ausführungsbeispiel zwei Elektrodenpaare 11 , 12 so zum Wirkkörper 1 positioniert, dass ein Lichtbogen 19, 20 zwischen den jeweiligen Elektrodenpaaren 11 , 12 erzeugt wird. Zur Erzeugung des Lichtbogens 19, 20 wird über ein Steuergerät 13, 14 und Anschlussleitungen 15 -18 eine Hochspannung an die Elektrodenpaare 11 , 12 gelegt. Fig. 2 zeigt die Aktivierungseinheit 10 mit Blickrichtung in Zylinderachse des Wirkkörpers 1.
Zur Zündung wird der Wirkkörper 1 an den Elektrodenpaaren 1 1 , 12 vorbeigeführt. Die Lichtbögen entzünden die Flares und damit den Wirkkörper bzw. seine Wirkmassen. Da der Wirkkörper 1 bezüglich der Elektrodenpaare weiter bewegt wird, erfolgt eine großflächige Anzündung (Fig. 3).
Die Komponenten sind in einer wieder verwendbaren Konstruktion / Gerät mit einem Ausstoßrohr (nicht näher dargestellt) beispielsweise zwischen einer Ausstoßeinheit und einer Auswurfeinheit eines Werfersystems installiert. Geometrische Einschränkungen der Aktivierungseinheit 10 gibt es nicht. Im Gehäuse sind in verschiedenen Abständen zueinander vorzugsweise mehrere Elektrodenpaare eingebunden. Weiterhin lassen sich die Elektrodenpaare geometrisch über den Umfang des Wirkkörpers 1 verteilen.
Fig. 4 gibt eine Anordnung wenigstens eines Elektrodenpaares 11 um einen hexagonalzylindrischen Wirkkörper 1a wieder.
Eine mögliche Anordnung wenigstens zweier Elektrodenpaare 11 , 12 bei beispielsweise einem rechteckigen Querschnitt des Wirkkörpers 1 b (Blickrichtung in Zylinderachse) ist in der Fig. 4 dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine 4- fach Elektrodenpaaranordnung der Elektrodenpaare 11 , 12, 21 , 22. Diese können so in einer gemeinsamen Ebene oder auch paarweise über die Länge der Aktivierungseinheit 10 versetzt zueinander eingebunden sein.
Fig. 6 zeigt eine mögliche Anordnung mehrere Elektrodenpaare 11 , 12 an einem Wirkkörper 1 mit einem rechteckigen Querschnitt (Blickrichtung in Zylinderachse) auf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Aktivierungseinheit (10) für munitionsfreie Wirkmassen bzw. Wirkkörper (1) mit einem Ausstoßrohr, gekennzeichnet durch um das Ausstoßrohr angebrachte Elektrodenpaare (11 , 12, 21 , 22), wenigstens eines, zur Erzeugung eines Lichtbogens (19, 20), wozu die Elektrodenpaare (11 , 12, 21 , 22) über Anschlussleitungen (15 -18) mit wenigstens einem Steuergerät (13, 14) elektrisch verbunden sind.
2. Aktivierungseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaare ( 1 , 12, 21 , 22) symmetrisch um das Ausstoßrohr angeordnet sind.
3. Aktivierungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaare (11 , 12, 21 , 22) paarweise voneinander über die Länge des Ausstoßrohres beabstandet sind.
4. Aktivierungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) zwischen einer Ausstoßeinheit und einer Auswurfeinheit eines Werfersystems installiert ist.
5. Aktivierungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der / die Lichtbögen (19, 20) so gerichtet sind, dass er über den Bogenbereich des Wirkkörpers (1) oder aber auch durch den Wirkkörper (1) führt.
EP10754888A 2009-09-30 2010-09-15 Aktivierungseinheit für munitionsfreie scheinziele Withdrawn EP2483624A1 (de)

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