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PLASMASTRAHLZÜNDER, DER FÜR EINE ELEKTRO-THERMISCH-CHEMISCHE (ETC) KANONE, EIN MASCHINENGEWEHR ODER EINE ANDERE MIT EINEM GEWEHRLAUF ODER EINEM GESCHÜTZROHR VERSEHENE WAFFE ÄQUIVALENTEN TYPS VERWENDET WIRD
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TECHNISCHES GEBIET
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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.
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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.
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DARSTELLUNG DES PROBLEMS UND HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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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 bringen. 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.
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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.
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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.
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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.
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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 elektrischer 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.
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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.
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Ein elektro-thermisch-chemischer (ETC) Plasmastrahlzünder und ETC-Antrieb beschäftigen sich also mit einem elektrischen Zünder einer Art von Plasmagenerator, der bis heute üblicherweise innerhalb eines an ETC angepassten Munitionsgeschoss 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.
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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.
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Allgemein ist es auch der Fall bei Plasmastrahlzündern gewesen, dass das Plasma, das darin gebildet wird, aufgrund des resultierenden 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 zwei te Plasma bildet.
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STAND DER TECHNIK
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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.
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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.
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In
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.
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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 Abfeuern mit Hilfe von einem und demselben Zünder, wie dies beschrieben worden ist.
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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.
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In der öffentlich zugänglichen USA-Patentanmeldung 2002/0170455 A1 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.
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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.
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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.
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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 natürlichen 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.
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1 und 2 sind Beispiele von ETC-Zündern der Pikkollo-Art in der öffentlich zugänglichen USA-Patentanmeldung 2002/0157559 A1, 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 Pikko-10-Art ist, ebenfalls von der Art für Einmalverwendung aufgrund der Tatsache, dass er von dem oben genannten dünnwandigen Zünder abhängt.
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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.
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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.
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ZWECK UND EINZIGARTIGE CHARAKTERISTIKEN DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt ausgehend vom genannten Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen Plasmastrahlzünder sowie ein Verfahren zum elektrischen Aktivieren eines solchen Zünders vorzustellen, die zum Abfeuern einer Folge von Geschossen verwendet werden können, Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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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.
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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 Malargewicht 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 geeignet 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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VORTEILE UND WIRKUNGEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG BEI ANWENDUNG AUF ETC-WAFFEN
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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LISTE DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden soll die Erfindung im größeren Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
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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.
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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.
