DE1578477A1

DE1578477A1 - Zuendvorrichtung fuer flugkoerper

Info

Publication number: DE1578477A1
Application number: DE1966H0061195
Authority: DE
Inventors: Peter Brian Godfrey
Original assignee: Hawker Siddeley Dynamics Ltd
Current assignee: Hawker Siddeley Dynamics Ltd
Priority date: 1965-12-06
Filing date: 1966-12-05
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE1578477B2; SE326148C; CA929250A; US3727553A; GB1298661A; FR1605122A

Description

PATENTANWÄLTE

DiPL-ING. CURT WALLACH DIPL-ING. GONTHER KOCH DR₄TINOHAIBACh

β München 2, 5·Dezember 1966

UNSER ZEICHEN: 10645G -

HawkerSiddeley Dynamics Limited, Hatfield, England.

Zündvorrichtung für Flugkörper

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung zur Benutzung in Plugkörpern, um die Explosion eines Sprengkopfes in der Nähe eines Ziels einzuleiten. Bei einer Ausführungsform derartiger Zünder erfolgt ein Ansprechen auf infrarote Strahlung, die von einer Strahlungsquelle des Ziels ausgeht. Diese Strahlungsquelle kann sein: ■

a) eine von einem fast idealen schwarzen Körper ausgehende Strahlung des Strahlrohres,

b) eine Strahlung eines nahezu schwarzen Körpers aus dem Auspuff einer Kolbenmaschine,

c) CO₂ Heißgasstrahlung mit ungefähr 4,4/U Wellenlänge,

d) eine Strahlung eines nahezu schwarzen Körpers von kinetisch erhitzten Flugzeug- und Plugkörperoberflächen,

e) eine Strahlung eines nahezu idealen schwarzen Körpers, ausgehend von der Triebwerkserhitzung, die auf die Plugzeugoberflächen übertragen wurde.'

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Ein Problem bei der Ausbildung der Zünder besteht -darin, daß unterschieden werden muß zwischen der Sonnenstrahlung und der von dem Ziel ausgehenden Strahlung. Dies wird häufig dadurch bewirkt, daß die Zündvorrichtung mit zwei divergierenden Sichtfeldern aus- , gestattet wird und daß die Zeit gemessen wird, die verstreicht, bis die Strahlungsquelle von einem Sichtfeld nach dem anderen gelangt. Die Sonnenstrahlung kann^a9firch ein Zeitgatter abgehalten werden, wobei die Dauer geringer ist als jene eines Sonnensignals, das von der Neigungsbewegung des Flugkörpers herrührt, so daß eine Unterscheidung gegenüber der Sonnenstrahlung bewirkt wird.

Es besteht jedoch das Bedürfnis nach weniger komplizierten und weniger kostenspieligen Zündern, die in der lage sind, in tödlicher Nähe eines Zieles zu arbeiten.

Die Sonnenstrahlung wird durch die Atmosphäre beträchtlich absorbiert, insbesondere bei Wellenlängen am unteren Ende des Bereichs, der normalerweise von Interesse ist, um von Plugzeugen, Plugkörpern oder ähnlichen Zielen ausgehende Strahlung zu ermitteln. Außerdem wird der Pegel jenes Teiles der Sonnenstrahlung mit einer Wellenlänge innerhalb des interessierenden Bandes beträchtlich vermindert. Außerdem erzeugt der Eintritt der Sonne in das Zündersichtfeld infolge einer Neigungsbewegung des Plugkörpers ein Signal von einem Strahlungsdetektor mit einer Anstiegszeit, die lang im Vergleich mit jenem iöt, das von einem Ziel erzeugt wird. Infolgedessen hat es sich als möglich erwiesen, eine Zündvorrichtung zu schaffen, die mit nur einem einzigen Strahl oder Sichtfeld arbeitet und in der Lage Jäb, zwischen Sonne und Ziel zu unterscheiden.

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Gemäß der Erfindung ist eine Zündvorrichtung vorgesehen, die in der ■Lage ist, in der Nähe eines Zieles gemäß Änderungen infraroter Strahlung infolge der Anwesenheit des Zieles ein Signal zu erzeugen, wobei diese Zündvorrichtung ein einziges Sichtfeld besitzt. Dabei ist eine auf die Strahlung des Sichtfeldes ansprechende Einrichtung vorgesehen, um elektrische Signale zu erzeugen und zwischen dieser Einrichtung und dem Sichtfeld sind optische Mittel vorgesehen, die eine Unterscheidung gegenüber einer Strahlung außerhalb eines gewählten Wellenlängenbereiches unterscheiden und eine elektronische Anordnung, der diese elektrischen Signale zugeführt werden, besitzt einen Frequenzdurchlaß, der so gewählt ist, daß Signale zurückgewiesen werden, deren Frequenz unter einem bestimmten Wert liegt, der einem gewählten minimalen Anstiegszeitwert der Signale entspricht.

Gemäß einer Anwendung für Kurzstreckenflugkörper, die von der Erde aus gestartet werden, ist es zweckmäßig, daß die optische Einrichtung eine Unterscheidung gegenüber einer Strahlung außerhalb eines. Bereiches zwischen 2,4 und 6,5 Mikron trifft.

Zweckmäßigerweise wird die obere Grenze des Bereiches durch ein Fenster definiert, durch das die Strahlung der Vorrichtung zugeführt wird und die untere Grenze wird durch ein Interferenzfilter definiert, das im Strahlungspfad zwischen Fenster und Strahlungsempfindlicher Vorrichtung liegt.

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Zweckmäßigerweise besteht das Fenster aus Kalziumaiuminatglas und die Strahlungsempfindliche Vorrichtung ist eine Indium-Antimonide-Zelle. Zweckmäßigerweise ist eine Vorrichtung vorgesehen, um die Zelle auf eine Temperatur unter 0⁰C abzukühlen und vorzugsweise auf eine Temperatur in der Größenordnung von -40⁰C. Die Kühlvorrichtung besteht zweckmäßigerweise aus einem Einstrahlsystem, das auf dem Verdampfungsprinzip arbeitet;und ein Kühlmittel, z.B. Arcton 22. Es sind Mittel vorgesehen, um eine Dichtung aufzubrechen, wenn der Flugkörper gestartet wird, damit das Kühlmittel bei dem Umgebungsdruck kochen kann.

Das Fenster ist vorzugsweise an einem dreieckigen Rahmen angeordnet, der so ausgebildet ist, daß die axiale Länge der Fensteröffnung über 36O⁰ um die Flugkörperachse herum konstant ist.

Die elektronische Anordnung ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie für Signale sperrt, deren Anstiegszeit Frequenzen untrer 150 Hz entspricht. Natürlich kann, je nach der jeweiligen Anordnung, dieser Wert auch anders gewählt werden.

Der Zünder ist vor dem Hauptkörper des Flugkörpers gelagert und die elektrische Anordnung liegt zweckmäßigerweise vor dem optischen System, das das einzige Sichtgeld bildet. Die elektronische Anordnung wird vorzugsweise von mehreren, im Abstand zueinander liegenden Streben getragen, die ihrerseits von Pfosten gehaltert sind. Die Streben sind im wesentlichen kreisrund und nehmen im Durchmesser nach der Flugkörperspitze hin ab.

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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand beiliegender Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. IA, IB und IC die Spxektralkurven der Sonnenstrahlen bei Normalnull Seehöhe bzw. die spektrale Emissionskurve der Abgase eines typischen Strahltriebwerkes bei niedriger Höhe und im Zehnmeterbereich bzw. eine spektrale Ansprechkurve der zu beschreibenden Zündvorrichtung, Fig. 2 ein Blockschaltbild, das das erfindungsgemäße Zündsystem veranschaulicht,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung mit dem System nach Pig. 2,
Fig. 4 eine Stirnansicht des Zündsystems nach FigO in größerem Maßstab,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V.~V gemäß Fig.4, · Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI gemäß Fig.5, Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII gemäß Fig.6, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII gemäß Fig.5, Fig. 9 ein Schaltbild des in Fig.2 dargestellten Systems, Fig. 10 ein Schaltbild eines bei dem System benutzten Mittelfrequenzfilters,
Fig. 11 eine graphische Darstellung, die für drei Höhenlagen das Verhältnis von Sonnensignal zu Schwellwert als Funktion der Flugkörperneigungsgeschwindigkeit in Grad/pro Sekunde zeigt.

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Wie am besten aus Pig.IA ersichtlich, fällt die spektrale Emission der Sonne bei Seehöhe bei Wellenlängen über ungefähr 4,2 Mikron ab, während ein geringfügiges Ansteigen zwischen ungefähr 4,4 bis 5 Mikron vorliegt. Dieses Abfallen ist eine Folge der Absorption der Sonnenstrahlung* durch die Erdatmosphäre. Fig. IB zeigt die spektrale Emission von den Abgasen eines .typischen Strahltriebwerkes bei niedriger Höhe und in einem Bereich von etwa 10 m. Es ist ersichtlich, daß diese Emission zwischen 4,1 und 4,7 Mikron beträchtlich ist und daraus folgt, daß eine Zündvorrichtung auf eine Strahlung in diesem Bereich ansprechen muß. Um jedoch auf eine Strahlung von Plugzeugstrahlrohren und die Abgase von Kolbenmaschihen anzusprechen und auch auf Plugzeugoberflächen, die durch die kinetische Energie und die Wärmeleitung vom Triebwerk her erhitzt sind, ist es zweckmäßig, den Wellenlängenbereich zwischen 5 bis 7 Mikron auszudehnen. Fig.IC zeigt das spektrale Ansprechen der Zündvorrichtung und es ist festzustellen, daß ein Ansprechen in dem Bereich zwischen ungefähr 4,2 und 5*5 Mikron erfolgt.

Die Zündvorrichtung ist in Fig.5 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und vor dem Hauptkörper 11 (Fig.3) des Flugkörpers angeordnet.

Die Zündvorrichtung besteht aus einem Gußrahmen 12 (Fig.5).aus" einer leichten Legierung, der eine Optik beherbergt und ein spitzbogenförmiges Gehäuse 15 aus einer leichten Legierung bildet den Nasenkonus, der die Elektronik beherbergt, die weiter unten beschrieben wird. Das Grundgestell 12 ist über seine Länge mit

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acht dreieckigen Penstern 14 versehen und weist vor diesen Penstern 14 einsH Schott 15 auf, das eine photoleitfähige Indium-Antimonide-Zelle 16 trägt, die über einer zentral angeordneten öffnung 17 ' angeordnet ist. Die öffnung 17 ist durch ein optisches Filter bedeckt, das sich nach hinten in einer Hülse 19 fortsetzt. Auf dem Schott 15 ist ein mit der Zelle 16 zusammenwirkendes Einstrahlkühlsystem gelagert^ von dem ein Teil bei 20 dargestellt ist und welches die Empfindlichkeit der Zelle 16 dadurch verbessert, daß sie auf eine Temperatur von ungefähr -40°C abgekühlt wird. Dieses Kühlsystem kann auch von irgendeiner anderen Bauart sein, aber vorzugsweise wird ein-Kühlmittel z.B. Arcton 22 benutzt, das bei Umgebungsdruck kocht, wenn der Flugkörper gestartet wird. Dabei sind geeignete Mittel vorgesehen, um eine Dichtung abzureißen und das Kochen einzuleiten unmittelbar, nachdem der Flugkörper gestartet ist.

Im hinteren Teil des Gestells 12ist ein ringförmiger,optisch . wirksamer Spiegel 21 angeordnet, der eine optische Verstärkung bewirkt und die durch die Fenster 14 einfallende Strahlung auf die Zelle 16 durch'das Filter hindurch fokussiert. Die Hülse 19 verhindert, daß die Strahlung aus den Fenstern 14 unmittelbar auf die Zelle 16 auftrifft. Die Diagonalgitter-Fensterstruktur ist stark genug, um den Flugkörper an der Nase anheben zu können und reicht demgemäß vollständig aus, um die aerodynamischen und seitlichen Massenkräfte aufzunehmen, die während des Flugmanövers auftreten. Die gestaffelte Fensteranordnung ergibt ein kontinuierliches Gesichtsfeld von j56o° in der Querebene des optischen Systems und es wird gleichzeitig gewährleistet, daß die axiale Länge der Fenster

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über 36O⁰ Sichtfeld konstant ist. Die öffnungen 14. sind durch ein kegelstumpfförmiges Fenster 22.aus Kalziumaluminatglas abgedichtet, das die optische Anordnung mittels Gummiringen 2J abdichtet, die zwischen dem Fenster 22 und dem Gußstück 12 liegen. Diese O-Ringe 23 verhindern, daß irgendwelche anderen Belastungen als jene, die durch den örtlichen aerodynamischen Druck erzeugt werden, auf das Fenster 22 übertragen werden und,sie gleichen auch die Wirkungen aus, die durch unterschiedliche thermische Ausdehnung von Fenster 22 und Gußteil 12 auftreten. Eine elektrische Drahtverbindung, die notwendigerweise durch das Fenster 22 hindurchtreten muß, ist auf der Unterseite der Diagonalen sichtbar und dort festgeklemmt, die die Fenster 14 bilden, so daß nicht die Gefahr irgendwelcher Behinderung besteht.

Bei dem beschriebenen optischen System ist das Filter l8 so gewählt, daß nur eine Strahlung durchtreten kann, die eine Wellenlänge über ungefähr 4,2 Mikron hat. Das Fenster 22 ist so gewählt, daß nur eine Strahlung mit einer Wellenlänge unter ungefähr 5,5 Mikron hindurchtreten kann. Demgemäß kann bei diesem System die Zelle 16 nur Strahlung empfangen, die im Wellenlängenbereich zwischen ungefähs 4,2 und 5,5 Mikron liegt.

Das optische System ist derart angeordnet, daß das Sichtfeld der Zündvorrichtung leicht nach vorn gerichtet ist und leicht divergiert. So hat bei diesem Beispiel in jeder die Flugkörperachse einschließenden Ebene der Zünder ein Sichtfeld, dessen Mittellinie einen Winkel von ungefähr 70° mit der Flugkörperachse in Vorwärtsrichtung einschließt und der Strahl divergiert so, daß die vordere

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Begrenzung des Siehtfeldes einen Winkel von ungefähr 68° mit der Plugkörperachse in Vorwärtsrichtung einschließt und die rückwärtige Begrenzung des Sichtfeldes schließt einen Winkel von ungefähr 72° mit der Plugkörperachse in Vorwärtsrichtung ,ein.

Das Schott 15 weist eine nach vorn gerichtete Hülse 24 auf, die mit einer Platte 25 bedeckt ist, um einen Raum 26 zu definieren, in dem die Zelle 16 und der Teil 20 des Kühlsystems angeordnet ist. In dem Raum 26 befindet sich auch ein Mittelfrequenzfiltergehäuse 27, das von der Platte 25 getragen wird. Innerhalb des Gehäuses werden von der Platte 25 neun im wesentlichen kreisförmige Tragbretter aus elektrisch isolierendem Material, deren Durchmesser nach dem Vorderende des Plugkörpers abnimmt, getragen. Diese Bretter sind mit 1 bis 9 bezeichnet und sie sind im Abstand zueinander auf drei in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten Säulen 57 gelagert, die elektrisch isolierende Abstandshülsen aufweisen. Die Bretter 1 bis J tragen die Elektronikausrüstung, das Brett 8 ist freigelassen und das Brett 9 trägt einen Berüh-.rungszünder.

Xn gewissen Fällen kann vor den Brettern 1 bis 9 eine Fernneßantennenanordnung vorgesehen werden. In diesem Fall würde ein Kabel erforderlich sein, daß sich von der Nase nach hinten hinter das Gußstück 12 erstreckt. Ein solches Kabel ist bei 28 dargestellt und es ist ersichtlich, daß die Bretter 1 bis 9 je einen kleinen Einschnitt am Umfang aufweisen müssen, damit das Fernmeßkabel 28 hindurchtreten kann. Das Kabel 28 läuft durch eine Bohrung 29 im rückwärtigen Teil des Gußgehäuses 12, wo es durch Dichtungsmaterial

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Hülse 31 (Pig.7) durch die Platte

' -I K τ ο Λ τ ι - 10 - 25 geführt und an der Hülse 31 ist ι O /8 4 / 7 die Metallitze des Kabels 28

angelötet Γ]

30 abgedichtet ist ./Durch die Platte 25 treten außerdem zwei Leitungen 32 und 33 hindurch, die den Ausgang der Zelle nach der elektronischen Schaltung leiten, die noch beschrieben wird, wobei diese Leitungen an Klemmen 34 und 35 des Brettes 1 angeschlossen * sind. .

Wie aus Fig.2 ersichtlich, wird die Zelle 16 durch einen Zellenpolarisierungskreis 36 erregt, der über eine Leitung 37 mit einer Spannung von 35 Volt versorgt wird und auf dem Brett 2 montiert ist. Der Ausgang der Zelle l6 wird einem Verstärker 38 und einem elektronischen Filter 39 zugeführt. Dei» Verstärker 38 wird von den Brettern 1,4,5 und 6 getragen und das Filter hauptsächlich von dem Brett 3. Der Verstärker 38 und das Elektronikfilter 39 haben einen kombinierten Rausehfaktor von weniger als 6dB, Das Filter 39 weist einen Hochpaß mit hoher Steilheit auf, _% der Signale sperrt, deren Anstiegszeit Frequenzen über etwa 150 Hz entspricht, so daß eine maximale Unterscheidung zwischen der Signalanstiegsgeschwindigkeit infolge des Vorbeifluges des Flugkörpers am Ziel und der Anstiegsgeschwindigkeit infolge der Sonnen- bzw. FlugkSrperbewegung bewirkt wird. Der Ausgang des Verstärkers 38 und des Filters 39 tritt durch ein Amplitudengatter 40, das hauptsächlich auf dem Brett 7 montiert ist, jedoch eine Diode MRl (Fig.9) aufweist, die von dem Brett 6 getragen wird. Wenn von dem Gatter 40 ein Ausgang auftritt, dann gelangt dieser zu einem Zündkreis 41, der einen gesteuerten Siliziumgleichrichter SCRl aufweist, der in dem Mittelfrequenzfiltergehäuse 27 untergebracht ist und eine 6-VoXt-Spannung an eine Leitung 42 unmittelbar nach dem nicht-dargestellten Sprengkopfzünder führt, der

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zum Zwecke der Zündung vier Ampere erfordert, die in weniger als einer Millisekunde den 0,5 Ohm zugeführt werden. Dieser Stromimpuls darf während der Flugkörperflugzetiit nur einmal fließen, d.h. wenn der Zünder triggert, wenn sich das Ziel in der nächsten Nähe befin-' det. Die 35-Volt-Spannungsquelle ist nur erforderlich, um ungefähr 1,6 Watt 2 Sekunden vor Ablauf der Zeit zu liefern, zu der der Zünder auslöst. ,

Der Berührungszünder, der von dem Brett 9 getragen wird, ist eine gedruckte Leitung 43, die bei Aufschlag des Flugkörpers auf ein Ziel in Stücke geht und bewirkt, daß der gesteuerte Siliziumgleichrichter SCRl anschaltet und den Sprengkopf zündet. "

Die Elektronikanordnung ist im einzelnen in Pig.9 dargestellt und der Mittelfrequenzfilterkreis ist in Fig.10 dargestellt. Der Mittelfrequenzfilterkreis ist vorgesehen, um zu gewährleisten, daß irgendwelche Fremdstrahlung, die durch die äußeren Leitungen aufgenommen wird, ausgefiltert wird, um zu verhindern, daß der Zünder falsch anspricht.

Die in Fig.9 dargestellte Elektronikschaltung wird nun im einzelnen beschrieben. Die 35-Volt-Speisespannung von dem Mittelfrequenzfilter wird längs der Leitung 37 nach dem Zellenpolarisationskreis 36 geliefert, der au^mehreren in Reihe geschalteten Widerständen Rl Ro und Kondensatoren Cl- - C5 besteht, die parallel geschaltet sind. Diese Polarisierungsschaltung 36 glättet die Speisespannung. Der Ausgang der Zelle l6 erscheint über dem Widerstand R6 und wird

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dem Verstärkertransistor VTl zugeführt, dem der Transistor VT2 folgt, der als Emitterfolgetransistor geschaltet ist. Ein Kondensator C9, der zwischen die Kollektor- und Basiselektroden des Transistors VTl geschaltet ist, bewirkt eine Rückkopplung und ' steuert das Frequenzansprechen des Transistors am oberen Ende der Skala, d.h.. die obere Grenze. Ein Kondensator ClO, der im Emitterkreis des Transistors VTl liegt, beeinflußt das Fisiuenzverhalten des Transistors am unteren Ende der Skala, d.h. an der unteren Grenze, Der Ausgang dös Transistors VT2 wird einem Verstärkertransistor VT5 zugeführt, der mit einem weiteren Transistor VT4 über eine Filterstufe der Parallel-T-Art gekuppelt ist. Diese Filterstufe liefert einen steilen Anstieg am unteren Ende der Skala, d.h. an der unteren Grenze, um zu gewährleisten, daß Signale, deren Anstiegszeit geringer ist als 150 Hz,gesperrt werden. Der Ausgang des Transistors VT4 wird den Verstärkertransistoren VT5 und VT6 zugeführt, deren Rückkopplungsverbindung durch den Widerstand R38 gebildet wird..Ein Kondensator C20, der parallel zu einem Widerstand R38 geschaltet ist, beeinflußt das Frequenzansprechen am oberen Ende der Skala und ein Kondensator ■C.21 im Emitterkreis des Transistors VT5 beeinflußt das Frequenzverhalten am unteren Ende der Skala. Der Ausgang des Transistors ντο wird weiteren Verstärkertransistoren VT7 und VT8 zugeführt,die mit einem Rückkopplungswiderstand R45 versehen sind, pä%llel zu welchem ein Kondensator €25 geschaltet ist, der das· Frequenzverhalten am oberen Ende der Skala beeinflußt. Ein Kondensator C26 im Emitterkreis des Transistors ντε beeinflußt das Frequenzverhalten am unteren Ende der Skala» Ein Potentiometer RVl zwischen

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Kondensator C25 und C26 ist als Verstärkungssteuerung vorgesehen, um die Empfindlichkeit des Verstärkers einstellen zu können. Der Ausgang des Transistors VT8 wird dem Transistor VT9 zugeführt, der ' in Emitterfolgeschaltung liegt und einen monostabilen Kreis trigger^ _s der die Transistoren VTlO und VTIl enthält. Die Bedingung einer Diode MRl steuert das Triggern der monostabilen Stufe und eine geeignete Vorspannung z.B. ein Volt wird über die Diode MRl zugeführt, um einen Schwellenwert zu definieren,- der von dem Ausgang des Transistors VT9 überschritten werden muß, bevor die monostable Stufe getriggert werden kann und die Zündung des Sprengkopfes einleitet. Die monostabile Stufe VTlO und VTIl wird ebenfalls durch Brechen des Berührungszünders 4j5 getriggert, der zwischen die Kollektorelektrode des Transistors VTlO und die Basiselektrode des Transistors VTIl geschaltet ist.

Die Mittelfrequenzfilterstufe, die im einzelnen in Fig.10 dargestellt ist, weist sechs Klemmen 51 - 56 auf, die außerhalb der obenbeschriebenen Elektronikeinrichtung liegen,und sechs Klemmen ■ 61 - 66, die der elektronischen Schaltung zugeordnet sind. Die Klemmen 66 und 56 sind unmittelbar verbunden und stellen Erde dar. Die Klemme 55 ist mit der 35-Volt-Speiseleitung verbunden, wobei die Hlemme 65 mit der Speiseleitung 37 verbunden ist. Die Klemmen 54 und 64 stellen Reserveklemmen dar. Die Klemme 65 ist mit der Emitterelektrode des Transistors VT9 verbunden, so daß ein Signal, das den Verstärkerausgang darstellt, an der Klemme 53 verfügbar ist. Die Klemme 52 ist mit der 6-Volt-Speisespannung verbunden und über den gesteuerten Siliziumgleichrichter SCRl mit der Klemme 51,

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die an den Sprengkopfzünder angeschlossen ist. Die Sehaltelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCRJ. ist mit der Klemme 62 verbunden, die an den Ausgang der monostabilen Stufe VTlO und VTIl angeschlossen ist. Demgemäß wird, wenn der Ausgang des Transistors VT9 einen gewählten Schwellwert überschreitet oder wenn der BerUhrungszünder 4j5. zerbricht, die monostabile Stufe getriggert und schaltet den gesteuerten Siliziumgleichrichter SCRl in din

Leit- ' ,

K& Fähigkeitszustand, so daß die Spannung von 6 Volt dem

Sprengkopfzünder zugeführt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die beschriebene Zündvorrichtung ein einziges Sichtfeld von 260° um die Plugkörperachse aufweist und eine Unterscheidung gegenüber einer Strahlung durch die Sonne durch die optische und elektronische Filteranordnung bewirkt. Das Spektralband des Zünders ist so gewählt, daß die höchste Absorption der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre berücksichtigt" ist. So gewährleisten das Filter 10 und das Fenster 22, daß die Zelle l6 nur auf Wellenlängen von über 2,4 Mikron bis ungefähr 5»5 Mikron anspricht. Jede Strahlung, die bei geringen Höhen von der Sonne ausgeht und in diesem Wellenlängenband liegt, besitzt eine vergleichsweise kleine Amplitude. Zusätzlich wird, wenn die Sonne durch das Gesichtsfeld der Zündvorrichtung läuft, das hieraus resultierende Signal eine geringe Anstiegszeit.haben,

die Frequenzen unter ungefähr 150 Hz entspricht. Infolge des scharfen Abfalls,der durch die Elektronikschaltung bewirkt wird, werden solche Signale gesperrt und können den Zünder des Sprengkopfes nicht betätigen^ ,

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Das Ansprechen des Verstärkers wird so gewählt, daß Gebrauch von der Differenz zwischen der Siehtlinieneigendrehgeschwindigkeit gemacht wird, wenn der Zündstrahl das Ziel abstreicht und der Geschwindigkeit,, mit der der Flugkörper sich in der Ebene neigen kann, die die Sonne und die Plugkörperachse enthält·

Fig.11 zeigt das Verhältnis von Sonnensignal zu Schwellwert als Funktion der Neigungsgeschwindigkeit für den Zünder unter folgenden Bedingungen:

a) Der Zünder ist auf die Sonne gerichtet und die Neigungs ebene enthält die Sonne und die Flugkörperachse/

b) dieFlugkörperneigungsamplitude ist größer als 2° bei der angegebenen. Neigungsgeschwindigkeit,

c) die Sonne steht im Zenit in gemäßigten Klimazonen bei klaren Wetterbedingungen.

Unter normalen Betriebsbedingungen sind Neigungsgesehwindigkeiten von mehr als 125° pro Sekunde nicht zu erwarten und wenn das Sichtfeld des Zündern über die Sonne streicht, während der Flugkörper sieh auf seiner Bahn bewegt, ist"aus Fig.11 ersichtlich, daß das Sonnensignal unter dem Zündschwellwert liegt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel begrenzt das Fenster die durch das System zu empfangende Strahlung nach oben auf 5*5 Mikron, jedoch kann dieser empfangene Strahlungsbereich natürlich auch bis auf 6,5 Mikron ausgedehnt werden, indem entsprechendes Fenstermaterial benutzt wird. Diese Verbesserung der Strahlungsem-

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pfindlichkeit bei diesen größeren Wellenlängen ergibt eine größere Sicherheit bei kinetisch erwärmten Zielen. Tatsächlich können die Strahlungswellenlängen,auf die die Einrichtung anspricht, durch geeignete Wahl des Filters 18 und des Materials des Fensters 22 gesteuert werden. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, daß die Einrichtung auf ein,en relativ schmalen Strahlungsbereich anspricht mit einem Mittelpunkt von ^,5 Mikron, wobei in einem Fall, z.B. der Abgasstrahl eines Strahltriebwerkes, festgestellt wird.

Das Fenster 22 kann innen und außen so behandelt werden, daß innere Reflexionen verhindert werden, die der Anlaß fehlerhafter Signale sein könnten.

Die durch die Einstrahlktihlvorrichtung erhaltene Kühlwirkung hängt von den Umgebungsdruckbedingungen ab, die zu Beginn des Kochens des Kühlmittels herrschen. Demgemäß erzeugt ein Start vom Boden aus eine höhere Temperatur als ein Start aus größeren Höhen. * '

Patentansprüche ,:

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Claims

1. Zündvorrichtung für Flugkörper, welche in der Nähe eines Zieles ein Signal gemäß Änderungen der infrarotstrahlung erzeugt, die eine Folge der Anwesenheit des Zieles ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ,Zündvorrichtung ein einziges Sichtfeld hat, daß eine auf die Strahlung in dem Sichtfeld vorgesehene Anordnung entsprechende elektrische Signale erzeugt, daß eine optische zwischen der Strahlungsempfindlichen Anordnung und dem Sichtfeld vorgesehene Einrichtung eine Unterscheidung gegenüber Strahlungen außerhalb eines gewählten Wellenlängenbereiches vornimmt und daß eine elektronische Schaltung,der die elektrischen Signale zugeführt werden, einen Frequenzbandpaß aufweist, der so gewählt ist, daß Signale gesperrt werden, deren Frequenz unter einem vorbestimmten Wert liegt, der einer gewählten minimalen Anstiegszeit der Signale entspricht. ·

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine Unterscheidung gegenüber einer Strahlung bewirkt, deren Wellenlänge außerhalb des Bereichs zwischen 4,2 bis 6,5 Mikron liegt.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Grenzen des gewählten Bereich!» durch das Fenster bestimmt wird, durch das die Strahlung auf die strahlungsempfind-

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liehe Zelle gelangt und daß die andere Grenze durch einen Filter definiert ist, der im Strahlungspfad zwischen Fenster und Strahlungsempfindlicher Zelle liegt.

4. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,.

daß der obere Grenzwert des gewählten Bereichs durch ein Fenster definiert wird, durch das die Strahlung der strahlungsempfindlichen Zelle zugeführt wird,und die untere Grenze durch ein Interferenzfilter definiert wird, das im Strahlungspfad zwischen dem Fenster und der strahlungsempfindlichen Zelle liegt.

5. Zündvorrichtung nach An-^rueh 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das Fenster aus Kalziumalurainatglas besteht.

6. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen J5,4 oder 5* dadurch gekennzeichnet,

daß das Fenster auf einem dreieckigen Rahmen angeordnet ist, der sich um die Achse des Flugkörpers so erstreckt, daß die Axiallänge der Fensteröffnungen über j56o^Q um die Achse konstant ist.

7. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen 3»^ oder 5* dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t ,

daß das Fenster in einem dreieckigen Rahmen"angeordnet ist, der die Zündvorrichtung mit der Zelle eines Flugkörpers verbindet, von dem sie getragen wird, und daß der dreieckige Rahmen derart aus-

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gestaltet Ist, daß die axiale Länge der Fensteröffnung über j56ö° tun die Plugkörperachse herum konstant ist.

8. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder J,j dadurch gekennzeichnet, daß der dreieckige Rahmen von einem zylindrischen Basisteil getragen wird, der auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks mit Löchern versehen ist.

9. Zündvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Einrichtung von dem Basisteil getr-agen wird und über einer zentral angeordneten öffnung des Basisteils liegt.

10. Zündvorrichtung nach Anspruch 9*
dadurch gekennzeichnet, daß die zentr-ale Öffnung durch ein optisches Filter bedeckt ist, das einen Teil der optischen Vorrichtung bildet.

11. Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsempfind!lohe Einrichtung eine Indium-Antimonide-Zelle ist.

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12. Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet ist, die die strahlungsempfindliche Zelle auf einer Temperatur unter 0⁰C hält. -

IJ. Zündvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet', daß die Kühlvorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie die strahlungsempfindliche Zelle auf eine Tenperatur in der Größenordnung von -40°C abkühlt.

14. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen 12 oder 13>, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung ein Einstrahlsystem ist, das auf dem Verdampfungsprinzip arbeitet.

15· Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroniksschaltung sämtliche Signale sperrt, deren Anstiegszeit Frequenzen unter 150 Hz entspricht.

16. Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor dem Hauptkörper des Plugkörpers angeordnet ist und ein optisches System besitzt, das ein einziges Sichtfeld definier^ wobei die Elektronikvorrichtung vor dem optischen System liegt.

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17. Zündvorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch g e k e ii'n zeichnet,.

daß die elektronische Schaltung von mehreren im Abstand zueinander angeordneten Brettern getragen wird, die ihrerseits von ' Säulen gehaltert sind, wobei diese Bretter im wesentlichen kreisförmig gestaltet sind und in ihrem Durchmesser in Richtung nach vorn abnehmen.

18. Zündvorrichtung nach Anspruch 17»
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Berührungszünder von einem der Bretter getragen wird und beim Aufprall ein Signal erzeugt, das den Sprengkopf zündet.

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