-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für elektrische
Aktivierung eines Plasmastrahlzünders zum Abfeuern von
elektro-thermisch-chemischen (ETC) Kanonen, Maschinengewehren oder anderen äquivalenten
mit einem Geschützrohr versehenen ETC Waffen, ohne dass
irgendeine der Komponenten total aufgebraucht wird, die für
ihre Aktivierung bei Aktivierung des Zünders notwendig
sind. Es ist möglich geworden, in Bezug auf das besondere Verfahren
der Zünderaktivierung, einen und denselben Plasmastrahlzünder
für Serienabschüsse zu verwenden, nachdem die
entsprechende Abschusskanone mit mehreren aufeinanderfolgenden Geschossen
erneut geladen ist, die mit pyrotechnischen Haupttreibmitteln versehen
sind. Die Erfindung schließt auch die konstruktive Konstruktion
eines angepassten Plasmastrahlzünders für Verwendung
bei dem oben genannten Verfahren ein, die daher die besondere einzigartige
Eigenschaft hat, zum Abschießen einer Serie von Geschossen
oder eines vollen Magazins von nacheinander folgend abgefeuerten Geschossen
in schneller Reihenfolge benutzt werden zu können.
-
Ein
Charakteristikum des elektro-thermisch-chemischen Treibmittelprinzips
besteht darin, dass das elektro-thermische Plasma, das für
die Zündung des pyrotechnischen Haupttreibmittels der Waffe
verwendet wird, auch in einem gewissen Ausmaß für
die Korrektur der Mündungsgeschwindigkeit (V0) des
Geschosses verwendet werden kann, das aus der Waffe abgeschossen
wird. Dies ist jedoch ein sekundäres Ergebnis in Bezug
auf die vorliegende Erfindung, deren besondere funktionell herausragende Eigenschaft
es ist, wie es oben erwähnt wurde, dass sie in Übereinstimmung
mit dem damit ausgebildeten Plasmastrahlzünder zum Abfeuern
von mehreren Geschossen in schneller Reihenfolge verwendet werden
kann. Der Plasmastrahlzünder hängt nämlich in Übereinstimmung
mit der Erfindung weder von irgendeinem Glühdraht, der
zwischen Anode und Kathode des Zünders verbunden ist, noch
von irgendeinem Zündungsbrennstoff wie z. B. feiner Stahlwolle ab,
die sonst häufig für die Art des Plasmastrahlzünders
für Einzelanwendung benutzt wird. Besonders herausragend
für den Plasmastrahlzünder in Übereinstimmung
mit der Funktion der vorliegenden Erfindung ist es daher, wie er
gestartet wird und dazu gebracht wird, sein Plasma zu erzeugen,
ohne dass irgendwelche seiner Komponenten aufgebraucht werden, die
beim Starten oder Inbetriebsetzen verwendet werden.
-
DARSTELLUNG DES PROBLEMS UND
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Eines
der technischen Probleme, das die Grundlage für die vorliegende
Erfindung gewesen ist, ist es gewesen, wie man von einer mit einem
Geschützrohr versehenen Waffe im Stande sein kann, mehrere
Geschosse in schneller Reihenfolge aus einem und demselben Geschützrohr
abzufeuern, wobei alle Geschosse gegen ein ausgewähltes
Ziel mehr oder weniger gleichzeitig auftreffen sollen, das ist,
wie man eine sprichwörtliche Wirkung des „gleichzeitigen
Einschlags vieler Geschosse” (Multi-Round Simultaneous
Impact, MRSI) erzielen kann. MSRI erfordert, dass die Flugbahn jedes
Geschosses zum Ziel und seine Mündungsgeschwindigkeit mit
einem hohen Ausmaß von Genauigkeit geändert werden können.
Ein Problem bedeutet daher die Tatsache, dass die konventionellen
Treibmittel Treibmittel und/oder Explosivstoffe einschließen,
die einige kurzzeitige Verbrennungseigenschaften haben, die einige Variationen
zwischen individuellen Ladungen mit sich brin gen. Diese Eigenschaften
hängen auch von der Temperatur ab, bei der das Geschoss
abgefeuert wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die entsprechende
mit einem Geschützrohr versehene Waffe unabhängig
von ihrem Kaliber und Typ nur eine bekannte definierte Anzahl von
Ladungen halten kann. Die vorliegende Erfindung beschäftigt
sich in erster Linie mit Waffen mit Geschützrohr mit größerem
Kalibern, wie z. B. Artillerieelementen, Panzerkanonen, panzerbrechenden
Waffen usw., was jedoch nicht ausschließt, dass die Erfindung
auch für Waffen mit kleineren Kalibern wie z. B. sprichwörtliche
Gatling-Kanonen und Maschinengewehre usw. verwendet werden kann.
-
Man
muss Zugang zu unterschiedlichen Treibmittelladungen haben, die
für ein vorgegebenes Ziel, den Abstand des Ziels von der
Waffe, relevante Wetterbedingungen usw. angepasst und kombiniert werden
können, um wirksam im Stande zu sein, auf unterschiedliche
Ziele zu feuern. Dies bedeutet, dass eine gegebene definierte Menge
von Ladungen in die Waffe vor jedem Geschoss eingestoßen
oder eingerammt werden muss, wobei die Anzahl von Ladungstypen,
die eingeschlossen sind, durch diese Entfernung, die gegebene Temperatur
usw. definiert ist. Die Wirkung der Waffe muss auch daran angepasst
werden können, welches vorgegebene Geschoss in einer Salve
anwendbar ist, so dass die optimale Mündungsgeschwindigkeit
(V0) für jedes individuelle Geschoss
erreicht werden kann.
-
Eine
hohe Mündungsgeschwindigkeit (V0)
ist wünschenswert, wenn sie benutzt werden kann, den Artilleriebereich
zu erhöhen, die Penetrationsfähigkeit von Panzerkanonen
zu verbessern oder die Flugzeit einer Projektilschossbahn zu verringern,
um es daher einfacher zu machen, Ziele zu bekämpfen, die ausweichende
Manöver machen, wie z. B. bei Antiluftartillerieanwendungen
usw. Es sind daher große Anstrengungen unternommen worden
und werden immer noch unternommen, um eine immer höhere Mündungsgeschwindigkeit
(V0) zu erzielen.
-
Es
ist wünschenswert, dass die Mündungsgeschwindigkeit
(V0) so variabel wie möglich ist,
um die bestmögliche MRSI-Wirkung zu erzielen. Z. B. kann
die MRSI-Wirkung erzielt werden, indem jedes Geschoss in der Salve
mit derselben Mündungsgeschwindigkeit (V0),
jedoch mit unterschiedlichen Elevationen oder Höhenausrichtungen
abgeschossen wird, so dass die dadurch sich unterscheidenden Projektilbahnen
so unterschiedliche Längen haben, dass das Auftreffen in
jedem Falle gleichzeitig trotz des Zeitunterschieds zwischen den
Abschüssen ist, oder die Abschüsse finden bei
unterschiedlichen Elevationswinkeln und unterschiedlichen Mündungsgeschwindigkeiten
statt, die an die Reichweite und den Zeitunterschied zwischen Abschüssen
angepasst sind. Aufeinanderfolgend anwachsende Mündungsgeschwindigkeit
(V0) für jedes Geschoss in einer
Salve wird heutzutage dadurch erzielt, dass die Anzahl von Treibladungen
für jedes Geschoss erhöht wird und/oder dass unterschiedliche
Ladungen mit anwachsendem Energiegehalt verwendet werden. Dieselbe
Wirkung kann so ebenfalls in einem gewissen Ausmaß durch
die sprichwörtliche ETC-Technik erreicht werden, gemäß der
weitere Treibmittelenergie dem Projektil in Form von elektrothermischer
Energie mitgegeben werden kann, die dem Geschoss durch das elektro-thermische
Plasma mitgegeben wird, das primär verwendet wird, das
pyrotechnische Haupttreibmittel zu zünden. Dieses Prinzip
beruht darauf, dass die elektrische Energie dem Geschoss durch elektrothermisches
Plasma übertragen wird, indem man dafür sorgt,
dass das elektrothermische Plasma zu einem erhöhten Gasdruck
hinter dem Projektil führt.
-
Die
elektro-thermisch-chemische Geschütztechnologie bedeutet
jedoch, dass konventionelle Zünder für die Zündung
des pyrotechnischen Treibmittels nicht verwendet werden können.
Die Zünder für ETC-Geschütze sind stattdessen
ersetzt durch einen elektrischen Zünder des Plasmageneratortyps, der
neben der Zündung der pyrotechnischen Treibmittelladung
eines vorgegebenen Geschosses es daher auch möglich machen
kann, dass eine gewisse Menge von e lektrischer Energie in Form von
Gasdruck hinter dem Projektil, der durch das Plasma erhöht
wird, jedem Geschoss mitgegeben wird. Diese Möglichkeit,
den Gasdruck hinter dem Projektil zu erhöhen, kann auch
verwendet werden, um mögliche Unterschiede zu kompensieren,
die zwischen nacheinander folgenden Abschüssen in einer
Salve auftreten können. Wird angenommen, dass die elektrische
Energie, die dem Plasma mitgegeben wird, während des gesamten
Antriebs des Projektils durch das Geschoss aufrechterhalten wird,
kann entweder das Projektilgewicht im Vergleich mit konventionellen Geschützen
trotz der beibehaltenen Mündungsgeschwindigkeit erhöht
werden, oder die Mündungsgeschwindigkeit kann trotz des
beibehaltenen Projektilgewichts erhöht werden. Die Kosten
eines Plasmagenerators sind jedoch beträchtlich höher
als diejenigen eines konventionellen Zünders, weswegen
es wünschenswert ist, ein Verfahren zu finden, Geschosse
in einer Serie mit einem und demselben Plasmagenerator abzufeuern.
Bis heutzutage hat jedoch nach unserem Wissen bisher niemand einen ausreichenden
guten Plasmagenerator zum Abfeuern mehrerer Geschosse in einer Salve
auf dem Markt eingeführt. Die Alternative ist bis heute
gewesen, jedes Geschoss mit seinem eigenen Plasmagenerator auszurüsten.
-
Das
Erfordernis eines unter allen Bedingungen guten elektrischen Kontakts
zwischen dem elektro-thermischen Plasmastrahlzünder und
einem elektrischen Pulsgenerator, der für die Aktivierung
des Zünders verwendet wird, als auch ein hohes Ausmaß von
aktiver Dienstorientierung bedeutet, dass es vorteilhaft ist, dass
man einen und denselben Zünder für alle Geschosse
in einer und derselben Salve verwenden kann, und weiter, dass man
den Plasmastrahlzünder in der Ladeöffnung oder
dem Verschluss oder Endstück des abschießenden
Geschützes installieren muss.
-
Ein
elektro-thermisch-chemischer (ETC) Plasmastrahlzünder und
ETC-Antrieb beschäftigen sich also mit einem elektrischen
Zünder einer Art von Plasmagenerator, der bis heute üblicherweise
in nerhalb eines an ETC angepassten Munitionsgeschosses angeordnet
ist, der jedoch auch in einer getrennten Anordnung mit dem Verschlussstück
der Waffe hätte angeordnet werden können (siehe
US 4,895,062 ) und welcher
Plasmagenerator dafür bestimmt ist, die Treibmittelladung
des Geschosses zu zünden, das ein Treibmittel oder eine
Explosivsubstanz aufweist, um Antrieb des Gefechtskopfes des Geschosses
durch ein Kanonenrohr sowohl durch die chemisch gebildeten Gase
von der Verbrennung der Treibmittelladung selbst und weiter durch
die elektrische Energie, die durch das Plasma mit sich gebracht
wird, zu erzielen. Die letztere kann einen variablen Energieinhalt
bei Anlegen der elektrischen Spannung mit sich bringen, der teilweise
von wenigstens einem geeigneten leitenden aufbrauchbaren Material,
anfänglich ionisiertem Plasma, das verwendet wird, die
Treibmittelladung selbst zu zünden, und teilweise durch
ein zweites ionisiertes Plasma aufgebracht wird, das nach Zündung
der Treibmittelladung gebildet wird.
-
Das
erste ionisierte Plasma wird in den meisten Fällen innerhalb
des Zünders während des Aufbrauchs des einen aufbrauchbaren
Materials oder den mehreren dieser Materialien geeigneter Art erzeugt,
die dort angeordnet sind, von dem eines elektrisch leitend ist und
das aus feiner Stahlwolle bestehen kann, während die anderen
aufbrauchbaren Materialien vorzugsweise aus einem leichteren Material bestehen
können, wie z. B. Kunststoff, wobei jedoch sogar unterschiedliche
Fluide für diesen Zweck verwendet werden können.
Ein kräftiger elektrischer Strom wird beim Starten des
konventionellen Plasmastrahlzünders mit hoher Spannung
durch das leitende aufbrauchbare Material geleitet, so dass dieses
in so hohem Ausmaß erhitzt wird, dass es und anderes geeignetes
aufbrauchbares Material verdampft und ionisiert wird und das anfängliche
Plasma bildet.
-
Allgemein
ist es auch der Fall bei Plasmastrahlzündern gewesen, dass
das Plasma, das darin gebildet wird, aufgrund des resultie renden
hohen Drucks innerhalb des Plasmastrahlzünders gezwungen
wird, als ein oder mehrere Strahlströme herauszuspritzen,
welche Strahlströme wiederum die Treibmittelladung selbst
zünden. Die Treibmittelgase, die dadurch gebildet werden,
können ebenso, wie dies früher angedeutet wurde,
weitere Energie durch eine Ergänzung variabler elektrischer
Energie mit Hilfe einer hinzugefügten Spannung entlang
dem Rohr mitbringen, wodurch sich das zweite Plasma bildet.
-
STAND DER TECHNIK
-
Wie
dies oben in der Beschreibung angedeutet wurde, ist das besondere
Charakteristikum für den Plasmastrahlzünder gemäß der
Erfindung, wie er gestartet wird und wie es ihm ermöglicht
wird, sein anfängliches Plasma zu erzeugen. In Bezug auf ältere Plasmastrahlzünder,
die durch den Stand der Technik bekannt sind, ist es daher dieses
Detail, das in diesem Zusammenhang von besonderem Interesse ist.
-
Im
Falle der
US-4 895 062 wird
der Zünder bei dem dort beschriebenen Plasmagenerator mit Hilfe
eines Glühdrahts aktiviert, der wiederum einen nicht beschriebenen
Zünderbrennstoff zündet, wobei jedoch mit einem
gewissen Grad der Gewissheit angenommen werden kann, dass dieser
aus feiner Stahlwolle hergestellt ist. In Bezug auf die Verwendung
des eine Spannung tragenden Glühdrahts zwischen Anode und
Kathode für Aktivierung des Plasmagenerators als auch was
die Notwendigkeit für einen primären Brennstoff
betrifft, bedeutet dies, dass der Zünder klar von der Art
für einmalige Verwendung ist, da der Glühdraht
in Bezug auf das Plasma, das gleichzeitig gebildet wird, abbrennt,
während der Zündbrennstoff aufgebraucht wird,
wenn nicht früher.
-
In
der amerikanischen Patentanmeldung
US-5
266 902 ist weiter eine Kanone gezeigt, die dazu bestimmt
ist, eine Anzahl von elektro-thermischen (ET) Geschossen nacheinander
mit Hilfe einer elektrischen Zündung abzufeuern. Die Erfindung,
die darin beschrieben wird, ist jedoch auf einen flexiblen Stromleiter
gerichtet, der nicht durch den Rückstoß des Geschützes
und Gleitbewegung des Endstücks behindert wird, während
andererseits das verwendete Geschoss und wie das Zündungssystem
ausgebildet ist, nicht näher beschrieben sind. Andererseits deutet
der Text an, dass jedes Geschoss einen Plasmagenerator aufweist,
durch den zusätzliche elektrische Energie in thermische
Energie umgewandelt werden kann. Die Kanone, die im Text beschrieben ist,
ist ausgerüstet, um ein wiederholtes schnelles Feuern mit
Hilfe von elektrischer Zündung auszuführen, wobei
jedoch jedes individuelle Geschoss, wie es hier angegeben wird,
einen individuellen getrennten Plasmagenerator aufweist, der zusammen
mit dem Geschoss bei dessen Abschuss aufgebraucht wird. Die behauptete
Konstruktion des Plasmagenerators wird daher nicht weiter beschrieben.
-
Weiter
beschreibt
US-5 413 025 eine
elektro-thermische sprichwörtliche Gatling-Kanone, die eine
große Anzahl von Geschossen in kurzer Zeit mit Hilfe der
Verwendung einer Anzahl von Rohren abschießen kann, die
sich während des Abfeuerns derselben eines nach dem anderen
drehen. Es wird behauptet, dass die zugeführte elektrische
Energie an den Abschuss jedes Geschosses anpassbar ist, um z. B.
eine gewisse Anzahl von Projektilen zu erhalten, die gleichzeitig
auf dasselbe Ziel auftreffen, trotz der Tatsache, dass sie eines
nach dem anderen von abwechselnden Rohren abgefeuert werden, indem
dafür gesorgt wird, dass die später abgefeuerten
Geschosse eine größere Zufuhr von elektrischer
Energie erfordern, um die gewünschte Geschwindigkeitsdifferenz
zu erzielen. Die Geschosse, die im Text nicht weiter ausgeführt
werden, sollen gemäß diesem Dokument aus ETC-Geschossen
bestehen, jedoch ist die Gatling-Kanone, die illustriert und beschrieben
ist, immer noch von der Art, wo jedes Geschoss seinen eigenen Zünder
aufweist, der beim Abschuss verbraucht wird, d. h. dass nur ein
Geschoss durch jeden Plasmagenerator abgefeuert werden kann. Daher
erhält man dadurch kein wiederholtes Ab feuern mit Hilfe
von einem und demselben Zünder, wie dies beschrieben worden
ist.
-
In
US-4 711 154 ist weiter
ein elektro-thermischer Plasmagenerator der Art des einzelnen Geschosses
beschrieben, indem man ein Plasma aus einem ersten Dielektrikum,
das vorzugsweise aus kleinen Kugeln von Polyethylen besteht, die
starten und Teil des Plasmas sind, das durch das zweite Dielektrikum
gebildet wird, das das Innere der Kammer bildet, in dem das Plasma
gebildet wird, bildet. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel
dieses Texts ist kein Glühdraht zwischen Anode und Kathode
eingeschlossen, die an beiden Enden der gegebenen Kapillarkammer
angeordnet sind, der Text gibt jedoch an, dass man auch geplant
hatte, dass solch ein Glühdraht möglicherweise
nötig wäre.
-
In
der öffentlich zugänglichen USA-Patentanmeldung
2002/0170455 ist weiter ein ETC-Zünder beschrieben, bei
dem ein Lichtstrahl zwischen einer inneren Anode, die in einer plasmabildenden
Kammer angeordnet ist, und einer ringförmigen Kathode, die
in der gewünschten Richtung des Plasmastroms angeordnet
ist, für die Bildung des Plasmas verwendet wird.
-
Alle
Plasmageneratoren oder Plasmazünder, die oben diskutiert
worden sind, sind von einer Art gewesen, die ein nach vorwärts
strömendes Plasma in Längsrichtung des Plasmagenerators
bilden.
-
Alle
Plasmastrahlzünder, die bisher beschrieben worden sind,
sind von der Art, dass sie eine oder mehrere Strömungsöffnungen,
die in oder neben der vorderen Kathode angeordnet sind, für das
im Zünder erzeugte Plasma aufweisen.
-
Es
gibt jedoch auch eine zweite Art von Plasmazünder, nämlich
den sprichwörtlichen Pikkolo-Zünder, der eine
Anzahl von seitlich angeordneten Strömungsöffnungen
aufweist, statt dass er eine oder mehrere Öffnungen in
Vorwärtsrichtung in einer natürli chen Richtung
des Plasmastroms hat. Diese Art von Plasmagenerator verursacht daher
nicht denselben kräftigen vorwärts gerichteten
Plasmastrom, sondern ergibt stattdessen eine gute seitliche Zündung.
Von diesen Plasmageneratoren sagt man normalerweise, dass sie von
der Pikkolo-Art sind.
-
1 und 2 sind Beispiele von ETC-Zündern der
Pikkollo-Art in der öffentlich zugänglichen USA-Patentanmeldung
2002/0157559, in der ein ETC-Zünder beschrieben wird, der
eine äußere röhrenförmige metallische
Schale, die mit einer äußeren Anzahl von seitlich
angeordneten Strömungsöffnungen ausgebildet ist,
eine innere röhrenförmige Isolierung oder ein
Dielektrikum, von dem das Plasma gebildet wird, und einen als innere
Röhre ausgebildeten dünnwandigen Zünder
aufweist, der Anode und Kathode verbindet. Dieser Zünder
ist, abgesehen davon, dass er von der Pikkolo-Art ist, ebenfalls
von der Art für Einmalverwendung aufgrund der Tatsache, dass
er von dem oben genannten dünnwandigen Zünder
abhängt.
-
Es
gibt in der vorgenannten Patentanmeldung auch ein Beispiel eines
Plasmagenerators, der hauptsächlich auf den gleichen Prinzipien
beruht, d. h. mit einer Strahlstromöffnung im Zentrum der
Kathode anstelle der seitlichen Öffnungen des Pikkolos.
-
Eine
Anzahl von elektrisch gezündeten Plasmastrahlzündern
ist daher bekannt, die verwendet wird, eine Treibmittelladung in
ETC-Kanonen und Äquivalenten dazu zu zünden, und
die durch einen elektrischen Strom gezündet werden. Keine
dieser älteren Konstruktionen kann jedoch nacheinander
für mehrere Geschosse mit Hilfe eines einfachen Plasmastrahlzünders
verwendet werden, der erfindungsgemäß ausgebildet
ist und unten beschrieben wird.
-
ZWECK UND EINZIGARTIGE CHARAKTERISTIKEN
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren für
elektrische Aktivierung eines Plasmastrahlzünders oder
Generators zum Zünden von elektro-thermisch-chemischen
(ETC) Kanonen, Maschinengewehren und anderen mit Geschossrohren
versehenen ETC-Waffen ohne vollständigen Aufbrauch irgendeiner
der Komponenten, die für ihre Aktivierung erforderlich
sind, bei Aktivierung des Zünders. Es ist möglich,
in Bezug auf das spezielle Verfahren der Zünderaktivierung,
einen und denselben Plasmastrahlzünder für mehrere
Abschüsse zu verwenden, nachdem die entsprechende abschießende Kanone
erneut mit mehreren aufeinanderfolgenden Geschossen geladen wird,
die mit pyrotechnischen Haupttreibmitteln versehen sind. Die Erfindung schließt
auch die konstruktive Ausbildung eines angepassten Plasmastrahlzünders
für Verwendung beim vorgenannten Verfahren ein, der daher
die herausragende einzigartige Eigenschaft hat, dass er zum Abfeuern
einer gesamten Serie von Geschossen oder eines vollen Magazins mit
aufeinander folgend in schneller Reihenfolge abgeschossenen Geschossen
benutzt werden kann.
-
Das
besonders kennzeichnende Charakteristikum des erfindungsgemäßen
Plasmastrahlzünders besteht daher darin, dass das gewünschte
Plasma durch einen oder mehrere elektrische Pulse eingeleitet wird,
die zwischen einer Anode, die im Zünder eingeschlossen
ist, und einer Kathode in einer Entfernung von der Anode und die
im Zünder eingeschlossen ist, geleitet werden, und dass
diese Pulse nicht zur Anode übertragen werden, bevor diese
auf eine hohe Temperatur erhitzt ist, so dass ein dielektrisches
Material, das nahe der Anode angeordnet ist, begonnen hat, zu verdampfen.
Bei der vorgeschlagenen Konstruktion des Erfinders gemäß der
vorliegenden Erfindung umgibt dieses dielektrische Material, das
aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Molargewicht besteht,
eine ansonsten leere Kammer, wobei sich die Wände der Kammer
zwischen der Anode und der Kathode erstrecken. Fluorokunststoffe, Polypropylen
und Polyethylen können als Beispiel von Kunststoffmaterial
genannt werden, das für diesen Zweck ge eignet ist. Der
Raum zwischen der Anode und der Kathode im ETC-Zünder für
einmaligen Gebrauch der Art für einmaligen Gebrauch, der
oben im Text beschrieben ist und daher in der Regel einen Zünderbrennstoff
enthält, der beim Starten des Zünders aufgebraucht
ist, wird normalerweise als Kapillarkammer bezeichnet, weshalb diese
Bezeichnung auch in diesem Zusammenhang verwendet werden kann. Das
einzige Material, das aktiv bei der Zündung des Zünders
konsumiert wird, ist erfindungsgemäß der Teil
des Wandmaterials der Kapillarkammer, der in dem Plasma enthalten
sein soll, das gebildet wird, und diese Materialmenge, die bei jeder
Zündung aufgebraucht wird, ist sehr begrenzt. Der Plasmastrahlzünder
gemäß der Erfindung kann daher für eine
große Anzahl von Zündungen benutzt werden, die
aufeinander in Folge folgen, die jeweils die Bildung eines Plasmas
mit sich bringen, das aus der Kathode des Zünders herausströmt
und die Treibmittelladung zündet. Jede solche Plasmaaktivierung könnte
weiter mit sich bringen, dass einer oder mehrere elektrische Pulse
von einem Pulsgenerator, der die elektrischen Pulse erzeugt, zwischen
der heißen Anode und der gegenüberstehenden Kathode übertragen
werden.
-
Das
Erhitzen der Anode, die in der allgemeinen Konstruktion des Plasmastrahlzünders
enthalten ist, das die vorliegende Erfindung kennzeichnet, auf eine
ausreichend hohe Starttemperatur, um die Bildung des gewünschten
Plasmas zu ermöglichen, kann zweckmäßigerweise
mit Hilfe von elektrischem Erhitzen derselben erreicht werden. Die
Anode ist zu diesem Zweck mit einer individuellen Heizschaltung mit
z. B. einer Batterie verbunden, während gleichzeitig die
Anode und die Kathode mit einem elektrischen Pulsgenerator verbunden
sind, von dem ein oder mehrere elektrische Spannungssignale in Folge
abgegeben werden, sobald die Anode die erforderliche Temperatur
durch die Spannung, die der Anode zugeführt wird, erreicht
hat.
-
Da
der Plasmastrahlzünder für wiederholtes Zünden
mehrerer Geschosse gegen unterschiedliche Ziele, eine oder mehrere
kürzere Salven gegen eine oder mehrere Ziele, alternativ
automatisches Feuer in sehr schneller Folge oder Dauerfeuer, Geschoss
nach Geschoss, bis das Magazin leer ist, benutzt werden kann, ist
es teilweise möglich, Kosten zu sparen und teilweise das
erneute Laden für die gegebene Waffe zu vereinfachen und
teilweise die Empfindlichkeit der Munition gegen Schäden
von außen zu verringern. Alle diese Vorteile haben es daher ermöglicht,
dass die unterschiedlichen Geschosse nicht mit individuellen Zündern
oder anderer individueller Zündfunktion ausgerüstet
werden müssen. Die vorliegende Erfindung bringt es auch
mit sich, dass der Plasmastrahlzünder für ein
wiederholtes Feuern von mehreren Geschossen in Folge auf solche
Weise verwendet werden kann, dass eine Wirkung eines gleichzeitigen
Einschlags von vielfachen Geschossen (MRSI) erreicht wird, bei der
alle Geschosse im selben ausgewählten Ziel im Wesentlichen
gleichzeitig einschlagen sollen.
-
Ein
weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen und
verbesserten Plasmastrahlzünder zu erzielen, der es ermöglicht,
dass ein und dasselbe Plasmastrahlzünder für ein
wiederholtes Feuern von mehreren getrennten Geschossen verwendet
werden kann, wobei jedes abgeschossene Geschoss genau definierte
Geschosscharakteristiken erhält, und insbesondere, dass
die Mündungsgeschwindigkeit (V0)
jedes einzelnen Geschosses entweder sehr genau für jedes
Geschoss variiert werden kann oder dass jedes Geschoss in einer
gegebenen Reihe im Wesentlichen dieselbe Mündungsgeschwindigkeit
(V0) unabhängig von Klimabedingungen
erhält.
-
Der
vorgenannten Zweck als auch andere Zwecke, die hier nicht aufgeführt
sind, werden in zufriedenstellender Weise durch Mittel erzielt,
die in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben
sind. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
sind in den Patentansprüchen unten aufgezeigt.
-
VORTEILE UND WIRKUNGEN DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNG BEI ANWENDUNG AUF ETC-WAFFEN
-
Man
kann, verglichen mit den konventionellen Waffensystemen, entweder
das Projektilgewicht bei gleicher Mündungsgeschwindigkeit
(V0) erhöhen oder die Mündungsgeschwindigkeit
(V0) erhöhen, obwohl das Projektilgewicht
aufrechterhalten wird, wenn die vorliegende Erfindung auf gewünschte
Waffenanwendungen und volle Verwendung der oben beschriebenen ETC-Wirkung
angewendet wird.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Zündung im Vergleich mit
konventionellen Zündungsmechanismen erleichtert, da der
Zünder gemäß der vorliegenden Erfindung überhaupt
keine beweglichen Teile hat. Der Zünder der vorliegenden
Erfindung kann auch für ein kontinuierlich variables Anwachsen
in der Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit der ETC-Technik
verwendet werden.
-
Was
den Pulsgenerator (oder das Pulsaggregat) betrifft, das für
die Funktion des Plasmastrahlzünders erforderlich ist,
kann erfindungsgemäß festgestellt werden, dass
er von der Art sein wird, der elektrische Leistung in Form von Pulsen
von 10 Joule bis zu 1 Megajoule mit einer Spannung zwischen 1000
Volt bis zu 20.000 Volt liefert.
-
Der
Puls oder die Pulse sollen eine Wellenform mit einer Amplitude und
Wellenlängen haben, die geeignet ist, um die Zündung
des Plasmas zu erzielen und danach dem gezündeten Plasma
mit ausreichender und genau definierter elektrischer Energie zu
ermöglichen, eine so optimale Energieabgabe wie möglich
hinter dem Projektil zu erhalten, um sicherzustellen, dass die Mündungsgeschwindigkeit
(V0) des Projektils ein Maximum erreicht,
während gleichzeitig der Druck vom Treibmittel niemals
den maximalen erlaubten Geschossrohrdruck überschreitet.
-
Es
kann allgemein festgestellt werden, dass längere Pulse
mehr Energie zum Projektil übertragen, jedoch gleichzeitig
mehr Wärme, weshalb eine zu hohe Temperatur das Geschützrohr
beschädigen kann. Die Gefahr kann durch eine Anzahl von
genau kontrollierten und gemessenen Pulsen begrenzt werden, die
in Reihenfolge einer nach dem anderen abgegeben werden. Die direkte
Form der Pulse wird dagegen als weniger signifikant angesehen.
-
Wie
dies oben erwähnt wurde, sollte ein geeignetes Material
mit niedrigem molekularen (molaren) Gewicht wie z. B. Fluorokunststoff,
Polypropylen oder Polyethylen als dielektrisches aufbrauchbares Material
in der Kapillarkammer zwischen Anode und Kathode verwendet werden.
-
Weitere
Vorteile und Wirkungen sollten durch Studium und Beachtung der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung einschließlich
einer Anzahl der vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung,
der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen
deutlich werden.
-
LISTE DER ZEICHNUNGEN
-
Im
Folgenden soll die Erfindung im größeren Detail
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
werden.
-
1 ist
eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform
des Plasmastrahlzünders in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung, wobei die Komponententeile desselben
in Längsschnitten zusammen mit dem Pulsgenerator gezeigt
sind, der für seine Verwendung erforderlich ist, und mit
erforderlichen elektrischen Schaltungen.
-
Der
Plasmastrahlzünder, der in der Figur in Längsschnitt
gezeigt ist, weist eine innen sich erstreckende leere Kapillarkammer 1 auf,
die durch eine Röhre 2 gebildet ist, die aus dielektrischem
Material wie z. B. Polyethylen gebildet ist. Auf den Enden der Röhre
ist eine rückseitige Platte oder ein Endstück 3, das
aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, angeordnet,
und vorzugsweise aus Metall, in das eine Glühkerze 4 der
Art für Dieselmotoren, die als Anode funktioniert, eingeschraubt
ist, während das andere Ende der Röhre 2 durch
ein Endstück 5 bedeckt ist, das aus ähnlich
elektrisch leitendem Material besteht und vorzugsweise aus Metall
besteht, das als Kathode wirkt. Wie dies in der Figur angedeutet
ist, ist die Kathode 5 mit einer zentralen Düse 6 ausgebildet,
durch die der Plasmastrom in der Kapillarkammer 1 in Richtung
von der Anode zur Kathode und weiter in dieser Richtung herausströmen
können soll. Die Figur zeigt auch eine elektrische Heizschaltung 7 für
die Glühkerze (die Anode 4), und in der Heizschaltung
eine Stromquelle 8 und einen Stromkreisunterbrecher 9,
der darin eingeschlossen ist. Das Plasma, das eine allgemeine Richtung
der Bewegung von der Anode zur Kathode erfährt, soll dann durch
die mittige Düse 6 der Kathode hinausströmen. Dies
soll in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung bewirken, dass das Plasma von Teilen der Innenwand der
Kapillarkammer, d. h. dem Innern der Kunststoffröhre 2 gebildet
wird, wobei jedoch die Materialmenge, die bei jeder Aktivierung verbraucht
wird, sehr gering ist, weshalb jeder Zünder mehrere Male
nacheinander aktiviert werden kann, ohne dass irgendeine Verschlechterung
für die nächste Aktivierung stattfindet. Ein und
derselbe Zünder kann daher zum Abfeuern einer großen
Anzahl von Geschossen in Folge verwendet werden, entweder in schneller
Folge eines nach dem anderen oder mit größeren
oder mit kleineren Pausen zwischen den unterschiedlichen Geschossen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4895062 [0009, 0013]
- - US 5266902 [0014]
- - US 5413025 [0015]
- - US 4711154 [0016]