-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zündung der Wurfladung
in der Geschosskammer eines Artilleriesystems mit hülsenloser
Ladung, die eine Quelle von elektromagnetischen Ausstrahlungen im
UHF-Bereich und metallische Initiatoren mit der Hälfte
der Länge der ausgestrahlten Welle umfasst, wobei ein Block
zur Übertragung der elektromagnetischen Ausstrahlung von
der Quelle zu den metallischen Initiatoren und ein Speise- und Steuerblock
vorgesehen ist und wobei der Übertragungsblock aus einer
Antenne und einem Wellenleiter die Quelle der elektromagnetischen
Ausstrahlung mit der Antenne verbindet. Die Erfindung kann in der Sprengtechnik,
vorzugsweise bei der Artillerie und genauer bei Zündungssystemen
der chemischen Einheitsbrennstoffe verwendet werden. Die Einheitsbrennstoffe
aus dielektrischen Komponenten werden in einem beschränkten
Raum eines an den Enden geschlos senen Kanals eingebracht und gezündet
(d. h. Initiierung des Ladungsbrennens). Die Wände des Laufs
sind dabei aus einem leitfähigen Material ausgeführt.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Wurfladungen, die in der
Geschosskammer eines Artilleriesystems mit einer hülsenlosen
Ladung angeordnet sind.
-
Bekannt
ist eine Einrichtung zur Zündung der Ladung mittels der
Erwärmung ihrer Elemente durch einen Laserstrahl (z. B.
Patente:
USA Nr. 4 870 903 ,
Japan Nr. 2 000 055 594 und
Nr.
29 001 082 900 und
Frankreich Nr. 2 679 640 ).
-
Diese
bekannte Einrichtung enthält einen Laser, dessen Strahl
auf den sich im Hinterteil der zündbaren Ladung befindlichen
Stirnzünder durch das Fenster im Verschluss mit einem komplizierten
optischen System ausrichtbar ist.
-
Das
System gewährleistet die Energieverteilung der Ausstrahlung
in der Länge der axialen Zündeinrichtung der Ladung.
Eine solche Verteilung kann auch durch die sich in der Ladung befindlichen
Dividiereinrichtungen durchgeführt werden. Dies verkompliziert
jedoch die Konstruktion der Einrichtung.
-
In
diesem Fall findet die Lokalisation der Zündung mit dem
mehrstufigen Zündungsprinzip statt, wie auch in einer Einrichtung
zur Zündung der Ladung bei einer konventionellen Zündladung.
-
Diese
Einrichtung hat eine niedrige Arbeitszuverlässigkeit wegen
einer hohen Wahrscheinlichkeit des schnellen Ausfalls des optischen
Systems beim Schuss.
-
Bekannt
sind auch verschiedene Einrichtungen zur Zündung der Ladung
durch die Einwirkung eines Plasmas auf die Elemente der Ladung (z.
B. Patente:
USA Nr. 5 355 764 und
5 549 046 ,
Russische Föderation Nr. 2 166 181 ).
Jede dieser Einrichtungen enthält einen Block zur Plasmaerzeugung
mit einer leistungsfähigen Speisequelle und einen Trakt zur
Plasmazufuhr zur zündbaren Ladung.
-
Die
Einrichtungen zur Ausführung der Plasmazündung
sind in der Regel mit einmaliger Wirkung. Sie verbrauchen viel Energie.
Während der Energieübertragung entstehen bedeutende
Verluste. Die Gewährleistung eines sicheren Kontakts der
Systemelemente bei der Anwendung einer hohen Spannung stellt auch
ein kompliziertes Problem dar. Die Speisequellen für die
Systeme der Plasmainitiierung, die die Intensivierung der Zündung
und die Steuerung des Prozesses in der Kammer gewährleisten
könne, haben ein bedeutendes Gewicht und Abmessungen. Dies
macht ihre Anwendung bei Artilleriesystemen derzeit problematisch.
-
Bekannt
ist eine Einrichtung zur Zündung der Ladung mit Hilfe der
Induktion gemäß dem
deutschen Patent Nr. 19 848 758 .
Bei dieser Einrichtung ist im Verschluss eine Primärquelle
und die den Sprengstoff umgebende Sekundärspule in der
Ladung angeordnet. Es gibt auch ein leistungsfähiges System
für die Stromversorgung, das mit der Primärquelle
elektrisch verbunden ist.
-
Diese
Einrichtung ist kompliziert einzustellen und in der Arbeit unzuverlässig,
da während des Betriebs dieser Einrichtung eine erhöhte
Gefahr einer Induktionswirkung in der Sekundärspule durch
fremde Quellen elektromagnetischer Felder entsteht und dementsprechend
das Initiierungssystem überraschend auslöst. Ferner
verursacht die Induktionszündung Störungen in
der Funktion nahe gelegener elektronischer Geräte.
-
Die
am nächsten stehende technische Lösung bei der
Verwendung einer bekannten Einrichtung zur Zündung der
Ladung mit Hilfe einer steuerbaren elektromagnetischen Ausstrahlung
ist in dem
US-Patent Nr. 3 601
054 beschrieben. Diese bekannte Einrichtung umfasst (
1):
- – eine Quelle 1 zur elektromagnetischen
Ausstrahlung im UHF-Bereich, z. B. ein Magnetron,
- – metallische Initiatoren 2, die die gleiche
Länge wie die Längenhälfte der Ausstrahlungswellen
haben. Die Initiatoren 2 sind im inneren des ersten Teils
der Wurfladung, d. h. im Zünder 3, angeordnet.
Der Zünder liegt im Kammerboden und zündet den
zweiten (Haupt-)Teil 4 der Wurfladung, der keine metallischen
Initiatoren hat,
- – einen Block zur Übertragung der elektromagnetischen
Ausstrahlung von der Quelle 1 zum Bündel der metallischen
Initiatoren. Der Block ist als Wellenleiter 5 ausgebildet
und verbindet die Quelle 1 (Leistungsgenerator) mit einer
Antenne 6 (Horn). Die Antenne 6 ist neben dem
Verschluss 7 angeordnet und
- – einen Speise- und Steuerungsblock 8 für
den Prozess (die Kommunikationseinrichtung).
-
Dabei
hat jeder der metallischen Initiatoren die gleiche Länge,
die der Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen
Ausstrahlung entspricht.
-
Ferner
ist der oben genannte Teil des zündbaren Materials (des
Zünders) in eine spezielle Hülle eingebracht.
Die Hülle ist aus einem Material hergestellt, das einerseits
die elektromagnetischen Wellen durchlässt und andererseits
aus einem Material, das die elektromagnetische Ausstrahlung zurückstrahlt. Die
Hülle ist in der Form eines Paraboloids ausgebildet, das
die elektromagnetische Ausstrahlung am Bündel der metallischen
Initiatoren fokussiert.
-
Eine
derartige Einrichtung ermöglicht zwar eine lokale Zündung
der Ladung am Standort des Zünders, der durch die Einwirkung
der elektromagnetischen Ausstrahlung ausgelöst wird. Die
Konstruktion dieser Einrichtung schließt aber eine gleichzeitige Zündung
der einzelnen Teile der Ladung aus. Dies führt, wie es
auch in den konventionellen Zündeinrichtungen der Fall
ist, zur Instabilität der Zündung der Ladung und
zur Bildung intensiver Wellenprozesse in der Kammer. Dies ermöglicht
es jedoch nicht, eine verringerte veränderliche Ladung,
insbesondere eine modulare Ladung, bei der Fernanordnung des Verschlusses
im Falle einer hülsenlosen Ladung zu zünden.
-
Darüber
hinaus werden die Zünder von beiden Stirnseiten jedes Moduls
im Falle der Verwendung einer modularen zündlosen Ladung
zur Zündung der Module mit willkürlicher Orientierung
benötigt. Dies verkompliziert die Konstruktion und erhöht die
Herstellkosten wesentlich.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, das Arsenal der bestehenden technischen
Mittel bestimmter Zwecke, die mit der Erhöhung des Kampfwerts
der Artilleriesysteme verbunden sind, zu erweitern. Dazu gehört
die Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit durch Erhöhung
der Schussstabilität, durch Sicherung der Steuerung des
Zündprozesses jeglicher Ladungen sowie durch Sicherung
der verringerten veränderlichen Ladungen, insbesondere
von modularen Ladungen.
-
Die
gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Diese
Erfindung gewährleistet eine sichere Zündung der
Wurfladung in allen möglichen Fertigungsvarianten, die
Orientierung beim Laden und die Anordnung in der Kammer sowie die
verbesserten Bedingungen für die Ladungsfunktion durch
die gleichzeitige Zündung einzelner Ladungsteile. Das genannte
Ergebnis wird durch die bekannte Einrichtung zur Zündung
der Wurfladung in der Geschosskammer des Artilleriesystems mit der
hülsenlosen Ladung erreicht.
-
Diese
Einrichtung umfasst:
- – eine Quelle
der elektromagnetischen Ausstrahlung im UHF-Bereich, z. B. ein Magnetron,
- – metallische Initiatoren, die die gleiche Länge
wie die Längenhälfte der ausgestrahlten Welle
haben,
- – einen Block zur Übertragung der elektromagnetischen
Ausstrahlung von der Quelle zu den metallischen Initiatoren, der
aus einer Antenne und einem Wellenleiter besteht, der die Quelle
der elektromagnetischen Ausstrahlung mit der Antenne verbindet und
- – einen Speise- und Steuerungsblock.
-
Die
metallischen Initiatoren sind erstens entweder aus Fäden
oder aus Resonanz-Ringelementen mit Unterbrechungen ausgeführt
und in der Wurfladung, in Form von im ganzen Volumen der Ladung verteilten
Bündeln, angeordnet.
-
Zweitens
ist die Antenne seitens des Verschlusses in der Kammer angeordnet.
-
Drittens
ist der Wellenleiter im Verschlusskanal mit einem Koaxialtrakt angeordnet
und mit der Quelle der elektromagnetischen Ausstrahlung von der
Außenseite des Verschlusses sowie seitens der Kammer mit
der Antenne durch die abstimmenden Wellenleiter-Einheiten verbunden.
Dabei ist ein Teil des Koaxialtraktes seitens der Kammer konusförmig ausgeführt.
Die Quelle der elektromagnetischen Ausstrahlung ist im UHF-Bereich
mit der Möglichkeit ausgeführt, in der Kammer
eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
-
Viertens
ist der Wellenleiter im ersten Ausführungsbeispiel aus
einem unbeweglichen und einem beweglichen Teil zusammengesetzt.
Der unbewegliche Teil ist zusammen mit der Quelle der elektromagnetischen
Ausstrahlung auf der Lafette befestigt. Der mit dem Koaxialtrakt
des Verschlusses verbundene bewegliche Teil hat die Möglichkeit,
sich zusammen mit der Rohrgruppe zu versetzen.
-
Fünftens
ist der Wellenleiter im zweiten Ausführungsbeispiel als
Koaxialkabel ausgebildet und mit dem Koaxialtrakt des Verschlusses
so verbunden, dass er sich zusammen mit der Rohrgruppe versetzen
kann. Dabei ist die Quelle der elektromagnetischen Ausstrahlung
auf der Lafette befestigt.
-
Die
Einbringung der neuen Blöcke und Elemente in der Konstruktion
der Einrichtung sowie eine besondere Ausbildung der bestehenden
Grundeinheiten der Einrichtung und eine besondere Anordnung der
Elemente ermöglicht es, die Wirksamkeit einer derartigen
Einrichtung durch Sicherung einer hohen Arbeitszuverlässigkeit
mit der gleichzeitigen Sicherung bequemer Verwendung in beliebigen
komplizierten Bedingungen zu erhöhen.
-
Die
Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
-
-
2 eine
schematische Darstellung einer angebotenen Einrichtung zur Zündung
der Wurfladung mit Hilfe der steuerbaren elektromagnetischen Ausstrahlung
im Falle der Anwendung einer verringerten veränderlichen
Ladung als Wurfladung, insbesondere modularer Ladungen, die an einem
beliebigen Ort in der Klammer angeordnet ist,
-
3 eine
schematische Darstellung einer angebotenen Einrichtung zur Zündung
der Wurfladung mit Hilfe einer steuerbaren elektromagnetischen Ausstrahlung
im Falle der Anwendung von zwei verringerten veränderlichen
Ladungen als Wurfladung, insbesondere modularen Ladungen, die aus einer
beliebigen Stelle der Kammer mit Spielräumen zwischen einander
und in einiger Entfernung vom Boden der Ladung und der Kammer angeordnet
sind,
-
4 eine
schematische Darstellung einer angebotenen Einrichtung zur Zündung
der Wurfladung mit Hilfe einer elektromagnetischen Ausstrahlung,
wobei die Wurfladung das ganze Volumen der Kammer einnimmt,
-
5 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Einrichtung mit einem zweistufigen Wellenleiter und
-
6 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit
einem als Koaxialkabel ausgebildeten Wellenleiter.
-
Die
neue Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Kammer
eines Artilleriesystems mit einer hülsenlosen Ladung mit
Hilfe einer steuerbaren elektromagnetischen Ausstrahlung enthält:
Eine
Quelle 1 zur elektromagnetischen Ausstrahlung im UHF-Bereich,
z. B. ein Magnetron. Metallische Initiatoren 2, die die
gleiche Wellenlänge wie die Längenhälften
der ausgestrahlten Wellen haben. Die Initiatoren 2 sind
daher entweder aus Fäden oder aus Resonanz-Ringelementen
mit Unterbrechungen ausgebildet. Sie sind in der Wurfladung 9 in
Form von Bündeln angeordnet. Sie nehmen die ganze Klammer
ein (4, 5, 6) oder
bestehen aus einer verringerten Ladung (2) oder
aus mehreren verringerten Ladungen, z. B. modularen Typs mit willkürlicher
Orientierung (3). Dabei sind die Initiatorenbündel
im ganzen Volumen der Wurfladung 9 verteilt.
-
Der
Block zur Übertragung der elektromagnetischen Ausstrahlung
von der Quelle 1 zu den metallischen Initiatoren 2 besteht
aus einer Antenne 6 und einem Wellenleiter 5,
der die Quelle 1 der elektromagnetischen Ausstrahlung mit
der Antenne 6 verbindet. Die Antenne 6 ist in
der Kammer mit dem Verschluss 7 angeordnet. Dieser Block
und der Speise- und Steuerblock 8 nehmen die Initiatorenbündel im
ganzen Volumen der Wurfladung 9 verteilt auf.
-
Der
Wellenleiter 5 ist im Kanal des Verschlusses 7 mit
dem Koaxialtrakt 10 angeordnet und von der Außenseite
des Verschlusses 7 mit der Quelle 1 der elektromagnetischen
Ausstrahlung und seitens der Klammer mit der Antenne 6 durch
die abstimmenden Wellenleiter-Einheiten 11 verbunden.
-
Dabei
ist ein Teil des Koaxialtrakts 10 seitens der Kammer als
Kegel 12 ausgebildet. Die Quelle 1 elektromagnetischer
Ausstrahlung im UHF-Bereich erzeugt in der Kammer eine elektromagnetische Stehwelle.
-
In
dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist der
Wellenleiter 5 zusammengesetzt ausgebildet. Er besteht
aus einem unbeweglichen Teil 13, der mit der Quelle 1 der
elektromagnetischen Ausstrahlung auf der Lafette befestigt ist.
Der bewegliche Teil 14 ist mit dem Koaxial 10 des
Verschlusses 7 verbunden. Zudem kann der Teil 14 sich
zusammen mit der Rohrgruppe versetzen.
-
In
dem Ausführungsbeispiel nach 6 ist der
Wellenleiter 5 als Koaxialkabel 15 ausgeführt
und mit dem Koaxialtrakt 10 des Verschlusses 7 verbunden.
Dabei hat er die Möglichkeit sich mit der Rohrgruppe zu
versetzen. Die Quelle 1 für die elektromagnetische
Ausstrahlung ist starr auf der Lafette befestigt.
-
Die
neue Einrichtung funktioniert auf folgende Weise:
Nach dem
Kommando vom Speise- und Steuerblock 8 wird die Quelle 1 elektromagnetischer
Ausstrahlung im UHF-Bereich eingeschaltet. Davon wird die elektromagnetische
Welle über den Koaxialtrakt 10 mit den abstimmenden
Wellenleiter-Elementen 11 auf die Antenne 6 übertragen.
Mit Hilfe der Antenne 6 wird im Kammerteil des Artilleriesystems
(im Inneren des Volumens des Laufs zwischen dem Verschluss 7 und
dem Geschoss 16) die elektromagnetische Welle (wie ein
Wellenleiter) mit der zweiten Absorption der elektromagnetischen
Energie durch das Pulver der Wurfladung 9 im Bereich der
metallischen Initiatoren 2 angeregt. Dort findet eine lokale
Verstärkung der elektromagnetischen Welle statt. Dadurch wird
das Pulver in diesen Bereichen bis auf die Entflammungstemperatur
oder den Mikrowellendurchschlag erwärmt. Die Zündung
der Wurfladung 9 findet garantiert statt.
-
Die
Vorteile der Anwendung der Erfindung sind:
- 1.
Eine sichere Zündung der Ladung, einschließlich
modularer Wurfladung der patronenlosen Liderung, in allen Herstellvarianten,
Orientierung beim Laden und Anordnung in der Kammer.
- 2. Eine Verbesserung des Funktionierens der Wurfladung durch
bessere gleichzeitige Zündung ihrer verschiedenen Bereiche.
- 3. Eine Gewährleistung eines Mehrweginitiierungssystems.
- 4. Eine Verringerung der Kosten und eine Vereinfachung der Konstruktion
des Schlusses durch das Fehlen des Zündmittels und der
komplizierten und teuren Hülle, um die Ausstrahlung zu
bündeln.
-
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 4870903 [0002]
- - JP 2000055594 [0002]
- - JP 29001082900 [0002]
- - FR 2679640 [0002]
- - US 5355764 [0007]
- - US 5549046 [0007]
- - RU 2166181 [0007]
- - DE 19848758 [0009]
- - US 3601054 [0011, 0027]