DE102017001195B4

DE102017001195B4 - Zünder eines Flugkörpers und Verfahren zum Entsichern eines Zünders eines Flugkörpers

Info

Publication number: DE102017001195B4
Application number: DE102017001195.8A
Authority: DE
Inventors: Manuel Braitsch
Original assignee: Junghans Microtec GmbH
Current assignee: Junghans Microtec GmbH
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: DE102017001195A1

Abstract

Verfahren zum Entsichern eines Zünders (2) eines Flugkörpers (4), bei dem in einem ersten Entsicherungsschritt nach Vorliegen eines ersten Entsicherungskriteriums ein Massekörper (20) von einer Sicherstellung in eine Freigabestellung bewegt wird und in einem zweiten Entsicherungsschritt nach Vorliegen eines zweiten Entsicherungskriteriums ein Blockierelement (22) aus einer eine Sicherungseinheit (8) arretierenden Sicherstellung in eine Freigabestellung bewegt wird, in der es die Sicherungseinheit (8) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) in eine Position bewegt wird, in der sich der Massekörper (20) in seiner Sicherstellung befunden hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsichern eines Zünders eines Flugkörpers, bei dem in einem ersten Entsicherungsschritt nach Vorliegen eines ersten Entsicherungskriteriums ein Massekörper von einer Sicherstellung in eine Freigabestellung bewegt wird und in einem zweiten Entsicherungsschritt nach Vorliegen eines zweiten Entsicherungskriteriums ein Blockierelement aus einer eine Sicherungseinheit arretierenden Sicherstellung in eine Freigabestellung bewegt wird, in der es die Sicherungseinheit freigibt.
Flugkörper zum Bekämpfen eines Fahrzeugs oder Gegenstands weisen einen Wirkteil auf, der zu einem vorgegebenen Zeitpunkt detoniert. Zum Zünden des Wirkteils umfassen solche Flugkörper einen Zünder, der nicht nur die Zündung des Wirkteils bewirken soll, sondern vor allem dafür sorgen soll, dass eine unbeabsichtigte Detonation, beispielsweise bei einem Herunterfallen des Flugkörpers oder einem Unfall eines Transportfahrzeugs, verhindert wird.
Zur Sicherung gegen eine unbeabsichtigte Zündung weisen Zünder üblicherweise eine Sicherungseinheit auf, die von einer Sicherstellung in einer Scharfstellung bewegbar ist. Der Bewegungsmechanismus der Sicherungseinheit ist hierbei so ausgeführt, dass eine unbeabsichtigte Bewegung von der Sicherstellung in die Scharfstellung möglichst vermieden wird.
Aus der US 4 099 466 A ist beispielsweise eine Sicherungseinheit für einen Gefechtskopf für einen Flugkörper bekannt, welche eine Reihe von elektrischen, mechanischen und elektromechanischen Verriegelungen verwendet, um sicherzustellen, dass eine vorzeitige Entsicherung des Gefechtskopfes nicht erfolgt. Unter anderem ist vorgesehen, dass sich in einem Zwischenraum zwischen zwei longitudinal entlang von Rahmen verschiebbaren Massekörpern zwei Rotoren, Verriegelungsrotor und Sprengstoffrotor, befinden. Die beiden Rotoren sind an ihrer Oberseite bzw. Unterseite mit Stiften verbunden, welche in Schlitze in den Massekörpern eingreifen. Aufgrund eines ersten Signals durch einen Piloten wird eine Rotation des Verriegelungsrotors um 90° und damit auch seines in den Schlitz des Massekörpers eingreifenden Stifts herbeigeführt, so dass sich der Massekörper bei Vorliegen von longitudinaler Beschleunigung des Flugkörpers verschieben kann. Durch die Bewegung des Massekörpers wird ein elektrischer Timer in Gang gesetzt, der abhängig von Eingangssignalen ein Signal an eine elektromechanische Einrichtung, wie eine Spule, gibt, die eine weitere Rotation des Verriegelungsrotors um 90° bewirkt, wodurch der Sprengstoffrotor freigegeben wird. Nachdem sich der Sprengstoffrotor in seiner Scharfstellung befindet, sorgt die Spule für eine weitere Rotation des Verriegelungsrotors um 90° zur Verriegelung des Sprengstoffrotors in seiner Scharfstellung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Entsichern eines Zünders eines Flugkörpers anzugeben, mit dem ein besonders sicher zu lagernder Zünder realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangsgenannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß das Blockierelement in eine Position bewegt wird, in der sich der Massekörper in seiner Sicherstellung befunden hat. Für den Fall, dass das Blockierelement bei einer Fehlentsicherung in Richtung seiner Freigabestellung bewegt wird, wobei beispielsweise das erste Entsicherungskriterium noch nicht eingetreten ist und der Massekörper noch in seiner Sicherstellung ruht, wird das Blockierelement durch den Massekörper daran gehindert, sich in seine Freigabestellung zu bewegen. Eine vollständige Entsicherung des Zünders durch eine fehlerhafte Teilentsicherung kann hierdurch vermieden werden, wodurch der Zünder besonders sicher lagerbar ist.
Der Zünder des Flugkörpers ist insofern in der Lage, zwei zueinander in enger Beziehung stehende Verfahren auszuführen. Das erste Verfahren ist das reguläre Entsicherungsverfahren, bei dem der Massekörper nach Vorliegen des ersten Sicherungskriteriums in seine Freigabestellung bewegt wird und das Blockierelement nach Vorliegen des zweiten Entsicherungskriteriums ebenfalls in seine Freigabestellung bewegt wird. Die Sicherungseinheit wird freigegeben und kann beispielsweise von ihrer Sicherstellung in ihre Scharfstellung bewegt werden.
Das Blockierelement ragt bei diesem regulären Verfahren in den Ort oder in die Position hinein, an dem oder der der Massekörper in seiner Sicherstellung gewesen ist. Doch da der Massekörper in seine Freigabestellung gelangt ist, greift das Blockierelement am Massekörper vorbei und bleibt hierdurch so weit beweglich, dass die Sicherungseinheit von beispielsweise ihrer Sicherstellung in ihre Scharfstellung bewegbar ist.
Das zweite Verfahren, das sehr eng mit dem ersten Verfahren verbunden ist, kann als Verfahren zum Sichern eines Zünders eines Flugkörpers gegen eine Fehlentsicherung verstanden werden. Ein Blockierelement arretiert eine Sicherungseinheit in ihrer Sicherstellung und wird bei Vorliegen eines Entsicherungskriteriums in Richtung einer Freigabestellung bewegt. Im Sinne dieses Verfahrens wird das Blockierelement dann erfindungsgemäß durch einen in seiner Sicherstellung ruhenden Massekörper blockiert, seine Freigabestellung zu erreichen. Oder in anderen Worten: Durch einen in seiner Sicherstellung ruhenden Massekörper wird das Blockierelement daran gehindert, seine Freigabestellung zu erreichen; das Blockierelement kann sich nicht in seine Freigabestellung bewegen, da die Position, in die sich das Blockierelement hierzu bewegen müsste, zumindest teilweise durch den Massekörper besetzt ist bzw. die räumliche Ausgestaltung des Massekörpers diese Position zumindest teilweise belegt, wenn sich dieser in seiner Sicherstellung befindet. Der Massekörper kann hierbei als Entsicherungseinheit bei Vorliegen eines ersten Entsicherungskriteriums dienen, beispielsweise indem dieser nach Vorliegen des ersten Entsicherungskriteriums von seiner Sicherstellung in seine Freigabestellung bewegt wird. Ohne diese Bewegung wird jedoch die Sicherungseinheit auch dann durch das Blockierelement arretiert, wenn dieses in Richtung seiner Freigabestellung bewegt wird, beispielsweise geschossen wird. Das Blockierelement schlägt beispielsweise an den Massekörper an und kann so seine Freigabestellung nicht erreichen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Massekörper eine Ausnehmung auf. In Bezug zum ersten Verfahren wird das Blockierelement in eine Position bewegt, in der sich die Ausnehmung des Massekörpers in dessen Sicherstellung befunden hat. In Bezug auf das zweite Verfahren wird das Blockierelement in die Ausnehmung des in seiner Sicherstellung ruhenden Massekörpers hineinbewegt. Hierdurch kann der Massekörper in der Weise blockiert werden, dass seine Freigabebewegung von seiner Sicherstellung in seine Freigabestellung blockiert wird.
Die Ausnehmung des Massekörpers und die Ausrichtung des Blockierelements sind zweckmäßigerweise so zueinander angeordnet, dass das Eingreifen des Blockierelements in die Ausnehmung eine Freigabebewegung des Massekörpers aus seiner Sicherstellung in Richtung seiner Freigabestellung blockiert. Das Blockierelement kann ein Bolzen sein, der in Richtung seiner Längsachse bei seiner Freigabebewegung verschoben wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Blockierelement bei seiner Freigabebewegung aus einer Halteöffnung eines gehäusefesten Bauteils des Zünders in die Sicherungseinheit hinein bewegt. Ein Abstoßen des Blockierelements von der Sicherungseinheit und damit ein Rückstoß gegen die Sicherungseinheit kann vom gehäusefesten Bauteil aufgefangen werden, sodass die mechanische Belastung der Sicherheitseinheit gering gehalten bleibt.
Vorteilhafterweise verlässt das Blockierelement die Halteöffnung vollständig, wodurch die Sicherungseinheit freigegeben wird. Bei diesem regulären Entsicherungsvorgang bleibt das Blockierelement innerhalb der Sicherungseinheit und greift nicht mehr in die Halteöffnung des gehäusefesten Bauteils ein, sodass diese beiden Bauelemente relativ zueinander bewegbar sind.
Findet eine Fehlentsicherung statt, bei der das Blockierelement seine Freigabebewegung vollzieht, ohne dass der Massekörper seine Freigabebewegung vollzogen hat, so wird das Blockierelement in die Ausnehmung des Massekörpers eingeschoben. In anderen Worten: Wenn bei einer fehlenden Freigabebewegung des Massekörpers eine durch eine Fehlentsicherung verursachte Freigabebewegung des Blockierelements stattfindet, so greift dieses in die Ausnehmung des in seiner Sicherstellung befindlichen Massekörpers ein. Die Sicherungseinheit kann hierdurch blockiert bleiben, sodass eine vollständige Entsicherung und damit eine Bewegung der Sicherungseinheit in ihre Scharfstellung unterbunden wird.
Bei einer solchen Fehlentsicherung kann eine Blockierung auf mehrere Weisen stattfinden. Vorteilhafterweise wird das Blockierelement bei seiner Freigabebewegung aus einer Halteöffnung eines gehäusefesten Bauteils in die Sicherungseinheit hinein bewegt und schlägt am Massekörper an. Es kann hierbei zweckmäßigerweise nur einen Teil seiner Entsicherungsbewegung vollziehen, sodass es teilweise in der Halteöffnung verbleibt und hierdurch auch die Sicherungseinheit weiterhin blockiert.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Blockierelement in eine Ausnehmung des Massekörpers eingreift und hierdurch eine Freigabebewegung des Massekörpers blockiert. Die Bewegungsfreiheit von Massekörper und Sicherungseinheit können hierdurch gekoppelt werden, sodass bei einer Blockierung der Sicherungseinheit, beispielsweise durch Kopplung an das gehäusefeste Bauteil, auch der Massekörper in seiner Bewegung blockiert ist.
Vorteilhafterweise ist die Sicherungseinheit ein Rotor, der bei seiner Entsicherungsbewegung einen Zündkanal auf eine Gehäuseöffnung des Zünders richtet. Ist der Zünder in den Flugkörper eingebaut, so ist der Zündkanal zweckmäßigerweise auf eine Zündfläche eines Wirkteils des Flugkörpers gerichtet.
Das erste Entsicherungskriterium kann eine Startbeschleunigung des Flugkörpers sein, beispielsweise ein Abschussschock bei einem Rohrverschuss oder die Flugbeschleunigung durch ein Raketentriebwerk. Durch die Startbeschleunigung kann der Massekörper gegen eine Federkraft in seine Freigabestellung verschoben werden, insbesondere translatorisch verschoben werden. Das zweite Entsicherungskriterium kann eine radiale Beschleunigung sein, beispielsweise durch einen Drall des Flugkörpers, oder eine axiale Beschleunigung des Flugkörpers, beispielsweise eine negative Beschleunigung des Flugkörpers, also ein Abbremsen des Flugkörpers.
Hierdurch wird gewährleistet, dass der zweite Entsicherungsschritt erst nach Abbrand eines Raketentriebwerks des Flugkörpers vollzogen wird, wodurch eine Vorrohrsicherheit gewährleistet wird.
Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf einen Zünder eines Flugkörpers mit einer Sicherungseinheit zum Unterbrechen einer Zündkette, einem Massekörper zum Teilentsichern der Sicherungseinheit nach Vorliegen eines insbesondere translatorischen ersten Entsicherungskriteriums und einem so in einem Entsicherungskanal angeordneten Blockierelement, dass es in seiner Sicherstellung die Sicherungseinheit blockiert und in seiner Freigabestellung die Sicherungseinheit zur Durchführung ihrer Entsicherungsbewegung freigibt.
Ein besonders sicher zu lagernder Zünder kann erreicht werden, wenn der Massekörper in seiner Sicherstellung in der Verlängerung des Entsicherungskanals angeordnet ist. Eine Bewegung des Blockierelements in seine Freigabestellung kann durch den Massekörper blockiert werden, wenn dieser noch in seiner Sicherstellung ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Massekörper eine Ausnehmung aufweist, die in der Sicherstellung des Massekörpers eine Verlängerung des Entsicherungskanals bildet. Bei einer Bewegung des Blockierelements in seine Freigabestellung greift es in die Ausnehmung ein und kann so den Massekörper in seiner Sicherstellung blockieren, so dass eine Freigabe der Sicherungseinheit blockiert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung erstreckt sich der Entsicherungskanal von einem gehäusefesten Bauteil durch die Sicherungseinheit und das Blockierelement weist eine solche Länge auf, dass es sich von Inneren des gehäusefesten Bauteils durch die Sicherungseinheit bis in den Massekörper hinein erstreckt. Hierdurch kann das Blockierelement die Sicherungseinheit in seiner Bewegungsfreiheit an das gehäusefeste Bauteil koppeln und hierdurch blockieren und zudem auch den Massekörper an die Sicherungseinheit bzw. das gehäusefeste Element koppeln und hierdurch ebenfalls in seiner Freigabebewegung blockieren.
Das Blockierelement ist hierbei zwar so lang, wie beschrieben, es muss sich aber nicht stets bis in den Massekörper erstrecken. Es wäre jedoch möglich, das er die drei Einheiten entsprechend koppelt, wenn man das Blockierelement entsprechend verschiebt bzw. anordnet. Zweckmäßigerweise kann das Blockierelement in drei Stellungen gelagert werden. In seiner Sicherstellung ragt es in das gehäusefeste Bauteil und die Sicherungseinheit hinein und koppelt deren Bewegung beziehungsweise blockiert die Sicherungseinheit. In seiner Freigabestellung hat es das gehäusefeste Bauteil verlassen und lagert nur in der Sicherungseinheit und ragt an deren anderem Ende in einen Freiraum. Die dritte Stellung, die bei einer Fehlentsicherung erreicht wird, liegt zwischen den beiden erstgenannten Stellungen. Das Blockierelement lagert in der Sicherungseinheit und erstreckt sich sowohl in das gehäusefeste Bauteil als auch in den Massekörper und koppelt hierdurch alle drei Elemente in ihrer Bewegung bzw. blockiert die Sicherungseinheit und den Massekörper in ihrer Entsicherungsbewegung bzw. Freigabebewegung.
Vorteilhafterweise ist das Blockierelement in seiner Sicherstellung in einer Halteöffnung eines gehäusefesten Bauteils des Zünders gelagert und ragt in die Sicherungseinheit hinein, um diese hierdurch in ihrer Entsicherungsbewegung zu blockieren.
Weiter ist der Massekörper vorteilhafterweise derart beweglich gelagert, dass er in seiner Freigabestellung die Verlängerung des Entsicherungskanals freigibt. In der Verlängerung des Entsicherungskanals ist nun ein Freiraum, in den das Blockierelement in seiner Freigabestellung hineinragen kann. Eine Kopplung zwischen Sicherungseinheit und Massekörper findet nicht statt, sodass die Sicherungseinheit und der Massekörper unabhängig voneinander beweglich sind.
Vorteilhafterweise umfasst der Zünder einen Aktuator, der in Form einer pyrotechnischen Einheit ausgeführt sein kann. Der Aktuator ist zweckmäßigerweise so am Blockierelement angeordnet, dass er das Blockierelement bei einer Aktivierung des Aktuators in die Sicherungseinheit hinein bewegt. Es kann eine sehr schnelle Entkopplung der Sicherungseinheit von einem gehäusefesten Bauteil erreicht werden, die zudem durch ein elektrisches Signal leicht aktivierbar ist.
Um das Blockierelement in einer definierten Freigabestellung zu halten, ist es vorteilhaft, wenn der Entsicherungskanal einen durch eine Kanalverjüngung gebildeten Anschlag aufweist, der die Freigabebewegung des Blockierelements in der Weise begrenzt, dass das Blockierelement vollständig aus einer Halteöffnung eines gehäusefesten Bauteils herausbewegt ist. Das Blockierelement kann hierbei in der Sicherungseinheit gelagert bleiben.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die teilweise in einigen abhängigen Ansprüchen zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Die Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden, insbesondere bei Rückbezügen von Ansprüchen, sodass ein einzelnes Merkmal eines abhängigen Anspruchs mit einem einzelnen, mehreren oder allen Merkmalen eines anderen abhängigen Anspruchs kombinierbar ist. Außerdem sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination sowohl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaften der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und funktionale Vorrichtungsmerkmale auch als entsprechende Verfahrensmerkmale.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Es zeigen:

1 einen Zünder eines Flugkörpers mit einer Sicherungseinheit und einem Massekörper zur translatorischen Entsicherung der Sicherungseinheit,
2 den Zünder in einem teilentsicherten Zustand mit translatorisch nach unten bewegtem Massekörper,
3 einen Schnitt durch den Zünder entlang der Schnittlinie aus 2,
4 der geschnitten dargestellte Zünder mit weitergehend entsicherter Sicherungseinheit und
5 die Schnittdarstellung des Zünders mit nach einer teilweisen Fehlentsicherung blockierter Sicherungseinheit.

1 zeigt einen Zünder 2 in einem Flugkörper 4, der der Übersichtlichkeit halber nur mit einem Gehäusesegment beidseitig des Zünders 2 schematisch angedeutet ist. Der gezeigte Zünder 2 ist ein Kopfzünder, der kopfseitig eines Wirkteils 6 des Flugkörpers 4 angeordnet ist, wobei auch der Wirkteil 6 in 1 nur schematisch angedeutet ist.
Der Zünder 2 umfasst eine Sicherungseinheit 8 mit einem Zündkanal 10, in dem eine Zündladung 12 angeordnet ist, wie in 2 schematisch dargestellt ist. Die Sicherungseinheit 8 ist als Rotor ausgeführt und drehbar innerhalb des Flugkörpers 4 beziehungsweise eines Zündergehäuses 16 gelagert, das seinerseits starr im Flugkörper 4 befestigt ist. Bei der in 1 dargestellten Sicherstellung der Sicherungseinheit 8 fluchtet der Zündkanal 10 nicht mit einer Öffnung 14 des Zündergehäuses 16, sodass eine Zündkette zum Zünden einer Wirkladung des Wirkteils 6 des Flugkörpers 4 unterbrochen ist. Bei einer Fehlzündung der Zündladung 12 im Zündkanal 10 würde deren Explosionsenergie gegen das Zündergehäuse 16 und/oder gegen einen Teil des Gehäuses des Flugkörpers 4 geleitet werden und könnte die Wirkladung des Wirkteils 6 nicht in ausreichender Stärke erreichen, um diese zu zünden. Die Sicherungseinheit 8 ist jedoch drehbar derart, dass der Zündkanal 10 mit der Öffnung 14 im Zündergehäuse 16 fluchtet und somit die Zündkette durchgehend aktivierbar ist. Die Zündkette gemäß 2 umfasst eine mit einem Zündgeber verbundene Zündladung 12, ein Zündelement der Wirkladung und die Wirkladung des Wirkteils 6 selbst. Vorliegend ist die elektronische Steuereinheit 18 mit dem Zündgeber signaltechnisch vorhanden.
Zur Freigabe der Sicherungseinheit 8 enthält der Zünder 2 zwei Blockierelemente, die nach unterschiedlichen Entsicherungskriterien entsichern, also von ihrer blockierenden Sicherstellung in ihre Freigabestellung bewegt werden. Hierbei blockiert das erste Blockierelement das zweite derart, dass das zweite Blockierelement nicht in seine Freigabestellung bewegbar ist, wenn das erste Blockierelement noch in seiner Sicherstellung ist. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das erste Blockierelement einen Massekörper 20 und das zweite Blockierelement 22 (siehe 3) einen Bolzen. Der besseren Stabilität halber ist der Massekörper 20 beidseitig einer Schiene 24 positioniert, die die Freigabebewegung des Massekörpers 20 führt. Der Massekörper 20 umgreift die Schiene 24 beidseitig, wie in den Figuren dargestellt ist. Der Massekörper 20 kann einstückig ausgebildet sein oder sich aus mehreren Elementen zusammensetzen.
Bei einem Start des Flugkörpers 4, beispielsweise durch einen Rohrverschuss und/oder angetrieben durch einen Raketenmotor, z.B. bei einem hängenden Start, d. h. beispielsweise bei einer Montage des Flugkörpers unter der Tragfläche eines Flugzeugs, erfährt der Flugkörper 4 eine starke Startbeschleunigung. Der Pfeil 52 in 1 zeigt die Flugrichtung des Flugkörpers bei einem etwaigen Start an. Diese drückt den Massekörper 20 aus seiner Sicherstellung in seine Freigabestellung. Die Sicherstellung ist beispielhaft in 1 dargestellt und die Freigabestellung in 2. Die Freigabebewegung erfolgt durch die Trägheit der Masse des Massekörpers 20 gegen die Federkraft einer Feder 26, die durch die Freigabebewegung gespannt wird. Die Feder 26 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Zugfeder, die entgegen ihrer Federwirkung in die Länge gezogen wird, wie aus den Abbildungen der FIGen 1 und 2 ersichtlich ist.
Die Feder 26 ist mit ihrem einen Ende am Massekörper 20 und mit ihrem anderen Ende am Rotor bzw. der Sicherungseinheit 8 fixiert. Vorteilhafterweise ist die Feder 26 in Form einer Zugfeder in der Sicherstellung des Massekörpers 20 leicht vorgespannt, um diesen in Sicherstellung halten zu können bzw. der bei Abschuss entstehenden translatorischen Bewegung von Beginn an entgegenwirken zu können. Weiterhin ist eine leichte Vorspannung vorteilhaft, um bei einer durch Umweltbelastung entstehenden Bewegung einem Lösen der Federenden aus ihren Fixierungspunkten entgegenwirken zu können.
Um ein Verkanten des Massekörpers 20 an der Schiene 24 zu vermeiden, ist eine zweite Feder 28 vorhanden, die durch die Bewegung des Massekörpers 20 gespannt wird. Diese Feder 28 kann eine Druckfeder sein, die entgegen ihrer Federkraft bei der Bewegung des Massekörpers 20 aus seiner Sicherstellung in seine Freigabestellung zusammengedrückt wird.
Wie in 1 zu sehen ist, ist die Feder 26 an ihrem einen Ende am Massekörper 20 befestigt und an ihrem anderen Ende an der Sicherungseinheit 8. Ist der Massekörper 20 in seiner Freigabestellung, so übt die Feder 26 hierdurch eine Zugkraft auf die Sicherungseinheit 8 aus, wie aus 2 zu sehen ist. Diese Zugkraft zieht die Sicherungseinheit 8 in Richtung ihrer Scharfstellung, in der der Zündkanal 10 mit der Öffnung 14 des Zündergehäuses 16 fluchtet. Die Bewegung der Sicherungseinheit 8 von ihrer Sicherstellung in ihre Scharfstellung wird jedoch durch das Blockierelement 22 blockiert, das in 3 dargestellt ist.
3 zeigt den Zünder 2 in einer geschnittenen, perspektivischen Darstellung, wobei die Schnittebene entlang der strichpunktierten Linie aus 2 verläuft. Zu sehen ist der Massekörper 20 an der Schiene 24, die Sicherungseinheit 8 und der untere beziehungsweise hintere Teil des Gehäuses 16 mit der Gehäuseöffnung 14. Der Massekörper 20 ist in seiner Freigabestellung gezeigt.
Die Sicherungseinheit 8 enthält einen Kanal 30, in den das Blockierelement 22 in seiner Sicherstellung hineinragt. Das Blockierelement 22 ist in einer Halteöffnung 34 eines gehäusefesten Bauteils 32 des Zünders 2 gelagert, sodass eine Bewegung der Sicherungseinheit 8, also eine Drehung des Rotors, durch das Eingreifen des Blockierelements 22 aus dem Bauteil 32 in den Kanal 30 blockiert wird.
Liegt ein zweites Entsicherungskriterium des Zünders 2 vor, so wird das Blockierelement 22 in seine Freigabestellung bewegt, die beispielhaft in 4 dargestellt ist. Das Blockierelement 22 hat hierfür die Halteöffnung 34 im gehäusefesten Bauteil 32 vollständig verlassen, sodass eine formschlüssige Verbindung zwischen Sicherungseinheit 8 und gehäusefestem Bauteil 32 aufgehoben ist. Die Sicherungseinheit 8 ist hierdurch bewegbar und kann in ihre Scharfstellung gedreht werden. Diese Drehung wird durch den Zug der gespannten Feder 26 vollzogen, die die Sicherungseinheit 8 in ihre Scharfstellung dreht. Die Bewegung der Sicherungseinheit 8 in ihre Scharfstellung wird daher von potentieller Energie bewirkt, die aus der Freigabebewegung des Massekörpers 20 entnommen und in der Feder 26 zwischengespeichert wurde.
Das zweite Entsicherungskriterium ist zweckmäßigerweise unabhängig von dem ersten Entsicherungskriterium und ist in diesem Ausführungsbeispiel eine negative Flugbeschleunigung des Flugkörpers 4, also ein Bremsen des Flugkörpers 4 während seines Flugs. Dieses Bremsen wird von einem Beschleunigungssensor einer elektronischen Freigabeeinheit 36 erkannt, der durch ein elektrisches Signal einen Aktuator 38 in Form einer pyrotechnischen Einheit aktiviert. Dieser zündet und drückt durch seinen Gasdruck das Blockierelement 22 von seiner Sicherstellung in seine Freigabestellung.
Um das Blockierelement 22 nach seinem Abschuss aufzufangen, umfasst der Kanal 30 eine abgeschrägte Schulter beziehungsweise eine Kanalverjüngung 40, die einen Anschlag für das Blockierelement 22 bildet. Das Blockierelement 22 steckt hierdurch festklemmend im Kanal 30 der Sicherungseinheit 8. Diese Klemmung wird verstärkt durch eine beispielsweise kegelförmige Verdickung 42 des Blockierelements 22, wobei die Verjüngung 40 und die Verdickung 42 vorteilhafterweise verschieden zueinander angewinkelt sind, wie aus den FIGen 3 und 4 zu sehen ist, um eine feste Klemmung zu unterstützen.
Zwischen dem Vorliegen des ersten Entsicherungskriteriums und des zweiten Entsicherungskriteriums vergeht in der Regel eine gewisse Zeitspanne, während der der Massekörper 20 in seiner Freigabestellung verharren sollte, um den zweiten Entriegelungsschritt zu ermöglichen. Hierfür ist ein Arretierelement 44 vorhanden, das federgetrieben in eine Ausnehmung 46 des Massekörpers 20 einrastet, sobald der Massekörper 20 seine Freigabestellung erreicht. Das Arretierelement 44 kann ein Bolzen an einer Druckfeder 48 sein, wobei das Arretierelement 44 am Massekörper 20 anliegen kann, wenn dieser sich in seiner Sicherstellung befindet. Bewegt sich der Massekörper 20 in seine Freigabestellung, so wird die Ausnehmung 46 in Flucht mit dem Arretierelement 44 gebracht, sodass dieses in die Ausnehmung 46 einschnappen kann. Ein Zurückbewegen des Massekörpers 20 aus seiner Freigabestellung heraus ist hierdurch arretiert.
Wie in 4 zu sehen ist, greift das Blockierelement 22 in seiner Freigabestellung mit seinem vorderen Ende in einen Ort, an dem sich der Massekörper 20 in seiner Sicherstellung befunden hat. Dies ist auch anhand der Darstellung aus 5 sichtbar. Der Massekörper 20 befindet sich in seiner Sicherstellung, in der die Feder 26 nicht oder nur mit einer Vorspannung belastet ist. Zu sehen ist, dass das Blockierelement 22 mit seinem vorderen Ende in eine Ausnehmung 50 des Massekörpers 20 eingreift. Eine Bewegung des Massekörpers 20 aus seiner Sicherstellung in seine Freigabestellung ist in diesem Zustand nicht möglich, da diese Bewegung durch das Blockierelement 22 in der Ausnehmung 50 blockiert wird.
Sollte durch eine Fehlschaltung oder einen sonstigen Fehler das Blockierelement 22 von seiner Sicherstellung in die Freigabestellung bewegt werden, ohne dass zuvor das erste Entsicherungskriterium vorlag, so wird das Blockierelement 22 auf seinem Weg in die Freigabestellung so geführt, dass es in die Ausnehmung 50 des Massekörpers 20 eingreift. Eine weitere Entsicherung ist nun nicht mehr möglich. In dieser Stellung steckt das Blockierelement 22 nicht nur im Kanal 30 der Sicherungseinheit 8, sondern auch mit seinem vorderen Ende in der Ausnehmung 50 des Massekörpers 20 und mit seinem hinteren Ende in der Halteöffnung 34 des gehäusefesten Bauteils 32. Auf diese Weise werden sowohl der Massekörper 20 als auch die Sicherungseinheit 8 gehäusefest mit dem gehäusefesten Bauteil 32 verbunden. Eine Entsicherungsbewegung beider Elemente 8, 20 ist blockiert.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Massekörper 20 in seiner Sicherstellung in der Verlängerung eines Entsicherungskanals angeordnet ist, der aus dem Kanal 30 und der Halteöffnung 34 gebildet ist. Insbesondere bilden die Halteöffnung 34, der Kanal 30 und die Ausnehmung 50 einen hintereinander liegenden, geradlinig durchgängigen Kanal. In diesem ist das Blockierelement 22 so angeordnet, dass es in seiner Sicherstellung die Sicherungseinheit 8 formschlüssig gehäusefest mit dem Bauteil 32 verbindet. Wird durch seine Bewegung in die Freigabestellung dieser Formschluss aufgelöst, so wird die Sicherungseinheit 8 freigegeben. In einer Zwischenstellung zwischen der Freigabestellung und der Sicherstellung werden die drei Einheiten, nämlich der Massekörper 20, die Sicherungseinheit 8 und das gehäusefeste Bauteil 32 formschlüssig miteinander gehäusefest gekoppelt, unter der Voraussetzung, dass der Massekörper 20 noch in seiner Sicherstellung verharrt. Ist der Massekörper 20 jedoch bereits in seiner Freigabestellung, greift der vordere Teil des Blockierelements 22 an die Position, in der sich der Massekörper 20 in seiner Sicherstellung befunden hat, insbesondere in der sich die Ausnehmung 50 in der Sicherstellung des Massekörpers 20 befunden hat.
Ist der Massekörper 20 also noch in seiner Sicherstellung, und das Blockierelement wird bei seiner Freigabebewegung aus der Halteöffnung 34 des gehäusefesten Elements in die Sicherungseinheit 8 hineinbewegt, so schlägt das Blockierelement 22 am Massekörper 20 auf. Es bleibt hierdurch teilweise in der Halteöffnung und blockiert hierdurch die Sicherungseinheit 8 weiterhin. Schlägt das Blockierelement 22 in der Ausnehmung 50 auf den Massekörper 20 auf, so wird hierdurch auch der Massekörper 20 selbst blockiert.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde ein Kopfzünder beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Konzept im Zusammenhang mit Bodenzündern zu verwenden. Dabei würde sich u. a. der Zünder nicht kopfseitig des Wirkteils des Flugkörpers befinden, sondern hinter dem Wirkteil - bezogen auf die Flugrichtung des Flugkörpers- und unter entsprechender Anpassung der Elemente der Zündkette. Auch kann der Zündkanal, unabhängig davon ob es sich um einen Kopf- oder Bodenzünder handelt, jegliche Arten von Zündmitteln, wie beispielweise elektrische Flammzündmittel oder auch Übertragungsladungen, aufweisen, er kann jedoch auch frei von Zündmitteln sein, so dass die Sicherungseinheit in ihrer Sicherstellung lediglich als Unterbrecher einer Zündkette dient.
Bezugszeichenliste

2: Zünder
4: Flugkörper
6: Wirkteil
8: Sicherungseinheit
10: Zündkanal
12: Zündladung
14: Öffnung
16: Zündergehäuse
18: Steuereinheit
20: Massekörper
22: Blockierelement
24: Schiene
26: Feder
28: Feder
30: Kanal
32: Bauteil
34: Halteöffnung
36: Freigabeeinheit
38: Aktuator
40: Verjüngung
42: Verdickung
44: Arretierelement
46: Ausnehmung
48: Druckfeder
50: Ausnehmung
52: Flugrichtung

Claims

Verfahren zum Entsichern eines Zünders (2) eines Flugkörpers (4), bei dem in einem ersten Entsicherungsschritt nach Vorliegen eines ersten Entsicherungskriteriums ein Massekörper (20) von einer Sicherstellung in eine Freigabestellung bewegt wird und in einem zweiten Entsicherungsschritt nach Vorliegen eines zweiten Entsicherungskriteriums ein Blockierelement (22) aus einer eine Sicherungseinheit (8) arretierenden Sicherstellung in eine Freigabestellung bewegt wird, in der es die Sicherungseinheit (8) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) in eine Position bewegt wird, in der sich der Massekörper (20) in seiner Sicherstellung befunden hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (20) eine Ausnehmung (50) aufweist, wobei das Blockierelement (22) in eine Position bewegt wird, in der sich die Ausnehmung (50) des Massekörpers (20) in dessen Sicherstellung befunden hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) bei seiner Freigabebewegung aus einer Halteöffnung (34) eines gehäusefesten Bauteils (32) des Zünders (2) in die Sicherungseinheit (8) hinein bewegt wird und die Halteöffnung (34) vollständig verlässt, wodurch die Sicherungseinheit (8) freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer fehlenden Freigabebewegung des Massekörpers (20) und bei einer durch eine Fehlentsicherung verursachten Freigabebewegung des Blockierelements (22) dieses in eine Ausnehmung (50) des in seiner Sicherstellung befindlichen Massekörpers (20) eingreift.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) hierdurch eine Entsicherungsbewegung der Sicherungseinheit (8) blockiert.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) bei seiner Freigabebewegung aus einer Halteöffnung (34) eines gehäusefesten Bauteils (32) in die Sicherungseinheit (8) hinein bewegt wird, am Massekörper (20) anschlägt, hierdurch teilweise in der Halteöffnung (34) verbleibt und hierdurch die Sicherungseinheit (8) weiterhin blockiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) hierdurch eine Freigabebewegung des Massekörpers (20) blockiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Entsicherungskriterium eine Startbeschleunigung des Flugkörpers (4) ist, die den Massekörper (20) translatorisch gegen eine Federkraft in seine Freigabestellung verschiebt und das zweite Entsicherungskriterium eine negative Beschleunigung des Flugkörpers (4) ist.
Zünder (2) eines Flugkörpers (4) mit einer Sicherungseinheit (8) zum Unterbrechen einer Zündkette, einem Massekörper (20) zum Teilentsichern der Sicherungseinheit (8) nach Vorliegen eines ersten Entsicherungskriteriums und einem Blockierelement (22), das so in einem Entsicherungskanal (30) angeordnet ist, dass es in seiner Sicherstellung die Sicherungseinheit (8) blockiert und in seiner Freigabestellung die Sicherungseinheit (8) zur Durchführung ihrer Entsicherungsbewegung freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (20) in seiner Sicherstellung in der Verlängerung des Entsicherungskanals (30) angeordnet ist.
Zünder (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (20) eine Ausnehmung (50) aufweist, die in der Sicherstellung des Massekörpers (20) eine Verlängerung des Entsicherungskanals (30) bildet.
Zünder (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Entsicherungskanal (30) von einem gehäusefesten Bauteil (32) durch die Sicherungseinheit (8) erstreckt und das Blockierelement (22) eine solche Länge aufweist, die sich vom Inneren des gehäusefesten Bauteils (32) durch die Sicherungseinheit (8) bis in den Massekörper (20) hinein erstreckt.
Zünder (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (22) in seiner Sicherstellung in einer Halteöffnung (34) eines gehäusefesten Bauteils (32) gelagert ist und in die Sicherungseinheit (8) hineinragt und diese hierdurch in ihrer Entsicherungsbewegung blockiert.
Zünder (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekörper (20) derart beweglich gelagert ist, dass er in seiner Freigabestellung die Verlängerung des Entsicherungskanals (30) freigibt.
Zünder (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet, durch einen Aktuator (38) in Form einer pyrotechnischen Einheit, der so am Blockierelement (22) angeordnet ist, dass er das Blockierelement (22) bei einer Aktivierung des Aktuators (38) in die Sicherungseinheit (8) hineinbewegt.
Zünder (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Entsicherungskanal (30) einen durch eine Kanalverjüngung (40) gebildeten Anschlag aufweist, der eine Freigabebewegung des Blockierelements (22) in der Weise begrenzt, dass das Blockierelement (22) vollständig aus einer Halteöffnung (34) eines gehäusefesten Bauteils (32) herausbewegt ist.