DE1623362C3

DE1623362C3 - Einrichtung zum Zünden einer Sprengladung bzw. zum Auslosen einer Funktion

Info

Publication number: DE1623362C3
Application number: DE1623362A
Authority: DE
Inventors: George H. Teaneck N.J. Perryman (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1966-05-11
Filing date: 1967-05-09
Publication date: 1979-04-05
Also published as: US3353487A; GB1129448A; DE1623362A1; DE1623362B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Zünden einer Sprengladung bzw. Auslösen einer Funktion nach einer im erdmagnetischen Feld bestimmten Flugstrecke bei einem um seine Achse rotierenden Flugkörper, insbesondere einer Rakete, wobei die Einrichtung eine auf einem Kern aus magnetisch permeablem Material aufgewickelte, fest im Flugkörper angeordnete Spule aufweist, die zusammen mit dem Kern einen Wandler bildet, der eine Wechselspannung entprechend der Anzahl von Umdrehungen des Flugkörpers erzeugt.

Es ist aus der US-PS 25 14 359 ein Abstandszünder bekannt, der einen Übertrager mit auf einem Kern aus magnetisch permeablem Material aufgewickelter Aufnahmespule aufweist, wobei der Übertrager im erd-

■■> magnetischen Feld mit dem den Zünder aufnehmenden Flugkörper rotiert. Hierbei tritt eine Zündung aufgrund des Gleichrichters nur auf, wenn eine plötzliche Änderung im magnetischen Feld eintritt, das der Flugkörper durchfliegt; z. B. tritt eine derartige Störung

ίο der erdmagnetischen Kraftlinien ein, wenn der Abstandszünder auf einen magnetischen Körper, z. B. ein Flugzeug trifft; dabei wird die im Induktor erzeugte Wechselspannung durch den Gleichrichter gelöscht. Trifft der Abstandszünder während seines Fluges jedoch nicht auf einen magnetischen Körper, trifft er ohne zu zünden wieder auf dem Erdboden auf..

Es ist ferner bekannt, die von einem Flugkörper, z. B. einer Artilleriegranate oder einem Annäherungszünder zurückgelegte Flugstrecke mit Hilfe der bekannten Formel

D = V· T

zu berechnen, bei der D die gesuchte Entfernung, ^die Geschwindigkeit des Flugkörpers und Γ die Flugdauer ist.

Ein mechanisches Zeitglied wird im allgemeinen zur Messung der Zeitdauer verwendet, die der Flugkörper zum Ziel benötigt. Dieses Zeitglied ist gewöhnlich ein Uhrwerk mit einem Hemmwerk, das durch eine Feder in Bewegung gesetzt wird. Nach Ablauf des Uhrwerks wird eine Auslösevorrichtung beaufschlagt, die den Detonator zündet, wodurch das Geschoß explodiert. Das Zählwerk wird auf ein Zeitintervall eingestellt, das entsprechend dem Abstand eines bestimmten Zieles mit Hilfe einer Meßtrommel bestimmt wird.

Ein derartiges Zählwerk ist drei grundsätzlichen Fehlerquellen unterworfen, die mehr und mehr Bedeutung gewonnen haben, je größer die Geschwindigkeit der Flugkörper und je höher die Anforderungen an die Genauigkeit wurden.

1. Das mechanische Zählwerk ist Fehlern in der Größenordnung von ±²/io% unterworfen.

2. Das Zählwerk wird durch die Flugbedingungen beeinflußt, d. h., daß die Drehzahl des Flugkörpers in der Größenordnung von 30 000 Umdrehungen pro Minute gehalten wird, wodurch erhebliche Zentrifugalkräfte auf das Zählwerk einwirken, die zur Erhöhung des Fehlers beitragen.

3. Es wird davon ausgegangen, daß der Flugkörper so mit einer vorgegebenen konstanten Geschwindigkeit fliegt; die Geschwindigkeit, mit der das Geschoß das Geschütz verläßt, ist aber abhängig von der Treibladung. Andererseits ist die Geschwindigkeit des Flugkörpers nicht konstant, weil sie von den atmosphärischen Bedingungen beeinflußt wird, z. B. dem barometrischen Druck und der Temperatur sowie der laufenden Geschwindigkeitsabnahme während des Fluges.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Einrichtungen der gattungsgemäßen Art die Messung der vom Flugkörper zurückgelegten Strecke unabhängig von einem mechanischen Zählwerk und in Abhängigkeit von der im Übertrager erzeugten Wechselspannung vorzunehmen. Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch einen Zähler, der mit dem Wandler verbunden ist, die Impulse der Wechselspannung zählt und das Zünd- bzw. Auslösesignal erzeugt, wenn der Flugkörper eine einstellbare Anzahl von Umdrehungen entsprechend der vorbestimmten Flugstrecke ausgeführt hat.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe nach der Erfindung gelöst durch einen Synchronmotor, der vom Wandler gespeist wird und der ein Getriebe antreibt, das das Zünd- bzw. Auslösesignal erzeugt, wenn der Flugkörper eine einstellbare Anzahl von Umdrehungen entsprechend der vorbestimmten Flugstrecke ausgeführt hat.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Einrichtung zur Messung der Entfernung nach vorliegender Erfindung hängt nicht davon ab, daß die Geschwindigkeit des Flugkörpers vorbestimmt und konstant ist, zumal die Erfahrung genau zeigt, daß diese Geschwindigkeit sich sehr stark aufgrund der Änderungen der Geschwindigkeit im Inneren des Geschützes oder aufgrund der atmosphärischen, sich ändernden Bedingungen verändern kann. Die Einrichtung wird ferner auch nicht durch die Flugbedingungen, d. h. durch die Beschleunigungskräfte, die durch die erhöhten Drehgeschwindigkeiten des Flugkörpers hervorgerufen werden, beeinflußt. Der Drehzahlzähler hat einen einfachen Aufbau, arbeitet außerordentlich betriebssicher und besitzt im Falle einer Ausführungsform der Erfindung keine sich bewegenden Teile.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Ansicht einer Teildarstellung, nach der der Wandler gemäß der Erfindung an der Spitze eines Flugkörpers befestigt dargestellt ist;

F i g. 2 zeigt eine Schnittdarstellung längs der Linie 2-2 nach F i g. 1;

F i g. 3 stellt eine erste Ausführungsform eines Zählers gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Wandler nach F i g. 1 dar und

Fig.4 eine zweite Ausführungsform eines Zählers gemäß der Erfindung, der keine beweglichen Bauteile besitzt.

Nach der Ausbildung in den F i g. 1 und 2 weist ein Wandler 1 eine Aufnahmespule 3 auf, die auf einen Kern 5 aus magnetisch permeablem Material aufgewickelt ist. Der Kern 5 ist starr in der Spitze eines während des Fluges rotierenden Flugkörpers befestigt. Der Kern kann offensichtlich auch an einem anderen entsprechenden Bauteil des Flugkörpers befestigt sein. Die Spitze oder der Teil des Flugkörpers, der den Übertrager aufnimmt, besteht aus nichtmagnetischem Material, z. B. Kunststoff, oder aus einem entsprechenden Metall oder einer Legierung, z. B. Messing oder rostfreiem Stahl 18—8. Sobald der Flugkörper abgeschossen, z. B. aus dem Geschütz abgefeuert worden ist, führt er eine Drehbewegung aus, die ihm durch die Züge erteilt wird, die in der Innenwand des Waffenrohres angeordnet sind, und der Übertrager erzeugt eine Wechselspannung, wenn er sich im magnetischen Erdfeld dreht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spule in der Weise aufgewickelt, daß zwei Pole entstehen, derart, daß die Frequenz der Wechselspannung die gleiche ist wie die Drehgeschwindigkeit des Flugkörpers, d. h, daß eine Periode jedesmal dann erzeugt wird, wenn der Flugkörper eine vollständige Umdrehung ausführt.

Um den Übertrager in der erfindungsgemäßen Weise zu verwenden, genügt es, die Steigung der Spirale zu erkennen, die durch einen Punkt der Oberfläche des Flugkörpers während seiner Flugbahn beschrieben wird. Dies läßt sich leicht bestimmen, da dies auch die Steigung der Züge ist, die in der Innenwandung des Waffenrohres angeordnet ist. Die einfache Beziehung

Entfernung = Anzahl von Umdrehungen χ Steigung

bestimmt die Detonationsstelle.

ίο Der Wandler erzeugt eine Wechselspannung einer Frequenz, die gleich der Drehzahl des Körpers ist.

Es ist auf einfache Weise möglich, das Signal bis auf einen Spannungswert zu verstärken, bei dem das Signal ausgenutzt werden kann, und bei dem es zur Informationsübertragung in bezug auf die Winkelgeschwindigkeit auf eine Erdstation übertragen werden kann. Es läßt sich in gleicher Weise in einen Bordrechner einführen, damit eine Information über den Abstand direkt eingespeist wird.

Nach F i g. 3 ist die Aufnahmespule 3 des Wandlers 1 mit einem Verstärker 9 verbunden und die verstärkte Spannung wird einem Phasenteiler 11 zugeführt, der selbst mit einem Synchronmotor 13 verbunden ist. Letzterer steht über ein Übersetzungsgetriebe 15 mit einem Zündmechanismus 17 in Verbindung. Der Zündmechanismus kann eine Auslösevorrichtung aufweisen, die von Hand über eine Anzahl von Umdrehungen voreinstellbar ist, welche der Entfernung des Zieles entsprechen. Der Zündmechanismus löst die Explosion des Flugkörpers aus.

In der Anordnung nach F i g. 4 ist die Aufnahmespule 3 für die Signale des Übertragers 1 mit einem Verstärker 9 verbunden, der die Wechselspannung des Übertragers entsprechend verstärkt. Ein Wandler 19, der die Sinuskurve in Impulse umwandelt, transformiert die verstärkte Spannung in Impulse, die einem Zähler 20 zugeführt werden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung weist der Zähler 20 dreizehn Stufen A—N auf, wobei die Anzahl von Stufen eine Funktion der maximalen Entfernung ist, die gemessen werden kann. Der Zähler zählt die aufgenommenen Impulse von dem vorausgehenden numerischen Wert an, der in den Zähler eingeführt ist, und der von der Entfernung vom Ziel abhängt. Die Ausgänge der Stufen A—N des Zählers 20 sind parallel zu einem UND-Gatter 21 geschaltet. Wenn der Zähler die vorbestimmte Anzahl von Impulsen gezählt hat und bei seiner maximalen Zählkapazität angekommen oder auf Null gestellt worden ist, überträgt das UND-Gatter 21 ein Signal auf einen Verstärker 23, der bewirkt, daß eine elektrische Auslösevorrichtung die Explosion des Flugkörpers hervorruft.

Die vorherige Eintragung eines numerischen Wertes in den Zähler in Abhängigkeit von der Entfernung des Zieles kann mit an sich bekannten Mitteln erreicht werden, beispielsweise unter Verwendung von Kontaktschaltern 27a—27n zur Registrierung der aufgenommenen Impulse, bis das Signal am Ausgang der betrachteten Stufe beim Schließen des entsprechenden Kontaktes durch Null geht, oder unter Verwendung eines Impulsgenerators 29, der auswechselbar ausgebildet ist, damit vorher eine Anzahl von Impulsen in den Zähler in Abhängigkeit von der Entfernung des Zieles eingeführt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Zünden einer Sprengladung bzw. Auslösen einer Funktion nach einer im erdmagnetischen Feld bestimmten Flugstrecke bei einem um seine Achse rotierenden Flugkörper, insbesondere einer Rakete, wobei die Einrichtung eine auf einem Kern aus magnetisch permeablem Material aufgewickelte, fest im Flugkörper angeordnete Spule aufweist, die zusammen mit dem Kern einen Wandler bildet, der eine Wechselspannung entsprechend der Anzahl von Umdrehungen des Flugkörpers erzeugt, gekennzeichnet durch durch einen Zähler (13 — 15; 20), der mit dem Wandler (1) verbunden ist, die Impulse der Wechselspannung zählt, und das Zünd- bzw. Auslösesignal erzeugt, wenn der Flugkörper (7) eine einstellbare Anzahl von Umdrehungen entsprechend der vorbestimmten Flugstrecke ausgeführt hat.

2. Einrichtung zum Zünden einer Sprengladung bzw. Auslösen einer Funktion nach einer im erdmagnetischen Feld bestimmten Flugstrecke bei einem um seine Achse rotierenden Flugkörper, insbesondere einer Rakete, wobei die Einrichtung eine auf einem Kern aus magnetisch permeablem Material aufgewickelte, fest im Flugkörper angeordnete Spule aufweist, die zusammen mit dem Kern einen Wandler bildet, der eine Wechselspannung entsprechend der Anzahl von Umdrehungen des Flugkörpers erzeugt, gekennzeichnet durch einen Synchronmotor (13), der vom Wandler (1) gespeist wird, und der ein Getriebe (15) antreibt, das das Zünd- bzw. Auslösesignal erzeugt, wenn der Flugkörper eine einstellbare Anzahl von Umdrehungen entsprechend der vorbestimmten Flugstrecke ausgeführt hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenteiler (11) in Reihe mit dem Wandler (1) und dem Synchronmotor (13) geschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (15) eine Vorrichtung zum Einstellen der Anzahl von Umdrehungen entsprechend der vorbestimmten Flugstrecke aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (20) ein digitaler Zähler mit Registern (A—N) ist und daß die Stufen mit einem UND-Gatter (21) verbunden sind, das ein Zünd- bzw. Auslösesignal abgibt, wenn die Zählung der Impulse abgeschlossen ist.