DE1815249C - Automatisch schließender optischer Verschluß - Google Patents

Description

11. Verschluß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Exsikkator-Material in Form auswechselbarer Patronen in der Injektorkammer (7) angeordnet ist. -

12. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (3) Exsikkator-Material enthalten.

13. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (3) kompakte, leicht auswechselbare Patronen sind, die über dsr elektrisch zündbaren Treibladung (4) eine Rußcharge (5) enthalten, die im Bereich der Patronenöffnung mit einem Kunststoffilm (6) abgedeckt ist.

14. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator (14) so eingestellt ist, daß er die Zünd schaltung (17) aktiviert, wenn der elektromagnetische Sensor (12, 13) einen Impuls mit einer Steilheit von mehr als 10 V/m · μβ erfaßt und am optischen Sensor (15) vor Ablauf der Verzögerungszeit (f_x) zwischen 5 μβ und 1 ms ein Lichtimpuls mit einer Steilheit von 3 Lux^s eintrifft.

Die Erfindung betrifft einen unter dem Einfluß von Detonationen nuklearer Sprengkörper automatisch schließenden optischen Verschluß mit einer im Strahlengang angeordneten, normalerweise lichtdurchlässigen Injektorkammer, in welche zur Schwärzung

der Injektorkammerwände durch Injektortreibladungen Kohlenstoff eingeblasen werden kann, mit einer verriegelten elektrischen Zündschaltung' für die Injektortreibladungen und einem optischen Sensor zur Aktivierung der Zündschaltung.

Ein derartiger optischer Verschluß ist aus der britischen Patentschrift 1066022 bekannt. Dieser bekannte Verschluß reagiert zwar auf die vom Atomblitz ausgesandten Lichtstrahlen. Er benutzt zur Steuerung aber nicht den bei der nuklearen Explosion

entstehenden elektromagnetischen Impuls. Ein Verschluß, dessen Steuerung nur in Abhängigkeit von Lichtstrahlen erfolgt, wird auch dann ausgelöst, wenn diese von einer anderen Lichtquelle als von einem Atomblitz stammen. Eine nukleare Explosion zeichnet sich aber gerade dadurch aus, daß eine bekannte Zeitspanne vor dem Lichtimpuls ein elektromagnetischer Impuls entsteht.

Der USA.-Patentschrift 3 152 215 ist eine Vorrichtung zu entnehmen, die die Augen gegen Atom-

blitze schützt. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht nicht auf der Schwärzung einer lichtdurchlässigen Kammer mittels Kohlenstaub, sondern auf dem Umschlag dichroitischer Materialien von einem lichtdurchlässigen Zustand in einen gefärbten, optisch

dichten Zustand unter dem Einfluß von ultravioletter Strahlung. Die Steuerung dieses Umschlags erfolgt ausschließlich auf Grund des vom Atomblitz ausgelösten Lichtimpulses. Der außerdem ausgesendete elektromagnetische Impuls wird zur Steuerung nicht verwendet.

Bei dem aus der USA.-Patentschrift 3 360 328 bekanntgewordenen Schnellverschluß wird der Durchgang von Lichtstrahlen durch eine lichtdurchlässige

Zelle dadurch versperrt; daß auf die Innenflächen enthalten, die im Bereich der Patronenöffnung mit der Zelle eine dünne Metallschicht aufgedampft wird. einem Kunststoffilm abgedeckt ist. Zu diesem Zweck wird ein Metaltdraht in der Zelle Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform

verdampft. Die Auslösung dieses Verschlusses wird ist der Diskriminator so eingestellt, daß er die Zünddurch das Auftreten eines Lichtimpulses hoher 5 schaltung aktiviert, wenn der elektromagnetische Intensität gesteuert Sensor einen Impuls mit einer Steilheit von mehr als

Aus der britischen Patentschrift 1066 022 ist es 10 V/m · |is erfaßt und am optischen Sensor vor Äbüber den Gattungsbegriff des Anspruchs 1 hinaus lauf der Verzögerungszeit zwischen 5 μβ und 1 ms gemäß Anspruch 7 bekannt, daß die Injektorkammer ein Lichtimpuls mit einer Steilheit von 3 Lux^s einaus zwei mit Abstand parallel angeordneten dünnen, io trifft.

begrenzt biegsamen, transparenten Abdeckungen be- Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des die

steht, an deren dichtend miteinander verbundenen Erfindung aufweisenden optischen Verschlusses sind Rändern die Injektoren angeordnet sind. in den restlichen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die ausschließlich auf Grund eines Lichtimpulses An Hand der nachfolgenden Beschreibung und

erfolgende Auslösung der bekannten Verschlüsse 15 der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des die trägt den speziell bei Atomblitzen auftretenden Ver- Erfindung aufweisenden optischen Verschlusses Verhältnissen nicht Rechnung. Es muß damit gerechnet anschaulicht. In der Zeichnung zeigt werden, daß die Verschlüsse auch beim Auftreten Fig. 1 ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf

anderer Lichtimpulse, die nicht von Nuklear-Explo- dieses elektromagnetischen und des optischen Imsionen herrühren, ausgelöst werden. ao pulses,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen F i g. 2 eine schematische Draufsicht auf einen die

automatisch schließenden, optischen Verschluß zu Erfindung aufweisenden Verschluß, schaffen, dessen Auslösung auf nukleare Explosionen F i g. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie

abgestimmt ist. HI-III der Fig. 2,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 25 F i g. 4 ein Blockschaltbild der elektrischen Schalgelöst, daß zusätzlich zum optischen Sensor ein elek- tung für den die Erfindung aufweisenden Verschluß, tromagnetischer Sensor und ein Diskriminator vorge- Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch

sehen sind, der die Zündschaltung nur dann freigibt, einen Rußinjektor für den die Erfindung aufweisennachdem der elektromagnetische Sensor einen elek- den Verschluß.

tromagnetischen Impuls von vorgegebener Anstiegs- 30 Das Diagramm der F i g. 1 beschreibt schematisch steilheit empfangen hat und innerhalb einer vorbe- eine Detonation eines nuklearen Sprengkörpers. Geht stimmten Verzögerungszeit nach Empfang des elek- man davon aus, daß der nukleare Sprengkörper zum tromagnetischen Impulses vom optischen Sensor ein Zeitpunkt Null gezündet wird, entsteht nach einer im Wellenbereich von 4000 bis 6000 A liegender bestimmten Zeit, die für die vorliegende Erfindung Lichtimpuls von vorgegebener Anstiegssteilheit er- 35 im Grunde belanglos ist, zum Zeitpunkt t_em ein elekfaßt wird. tromagnetischer Impuls E_em von vorgegebener Steil-

Dieser Verschluß hat den Vorteil, daß er nicht heit. Diese Steilheit mag mehr als lOV/m^s beschon ausgelöst wird, wenn sein Sensor von einem tragen. Der genaue Wert ist allen Atommächten geim Wellenlängenbereich zwischen 4000 und 6000 A nau bekannt, doch wird dieser Wert aus verständliegenden Lichtimpuls getroffen wird. Er wird nur 40 liehen Gründen geheimgehalten. Nach einer weiteren betätigt, wenn in einem für nukleare Explosionen Verzögerungszeit t_x setzt zum Zeitpunkt /„„, ein typischen Zeitraum vor dem Auftreten des Licht- Lichtimpuls E₀₁,, ein, der eine Steilheit von 3 Lu/\is impulses ein elektromagnetischer Impuls auf einen haben mag. Auch hier sind die genauen Werte allen entsprechenden Sensor trifft. Auf diese Weise wird Atommächten bekannt. Anfänglich ist die Energie das Steuerungssystem in die Lage versetzt, Lichtim- 45 des Lichtimpulses noch gering und verursacht nur in pulse, die auf Grund von nuklearen Explosionen ent- beschränktem Umfang einen Schaden. Die Energie stehen, von ähnlich intensiven und anderen Licht- wächst jedoch sehr schnell an und verursacht die impulsen zu unterscheiden. Die VerschJußsteuerung vorerwähnten Schäden. Es ist deshalb erforderlich, unterscheidet also zwischen Atomblitzen und anderen so schnell wie möglich nach dem Zeitpunkt t_opl Lichtimpulsen. Er tritt nur beim Auftreten von Atom- 50 einen Verschluß auszulösen, der seine Schließbeweblitzen in Tätigkeit und steht daher immer für den gung so schnell beendet, daß der hochenergetische durch eine Kernexplosion ausgelösten Notfall zur Teil des Lichtimpulses nicht mehr über den VerVerfügung, schluß weitergeleitet werden kann. Der Zeitpunkt der Vorteilhafterweise besteht die Injektorkammer aus Verschlußauslösung ist in dem Diagramm der F i g. 1 zwei mit Abstand parallel angeordneten dünnen, be- 55 mit t_aus, bezeichnet. Zum Zeitpunkt /₂ ist angenomgrenzt biegsamen, transparenten Abdeckungen, an men, daß der Verschluß vollständig geschlossen ist. deren dichtend miteinander verbundenen Rändern Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Verschluß besteht die Injektoren angeordnet sind. aus zwei mit Abstand parallel angeordneten dünnen, Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungs- begrenzt biegsamen, transparenten Abdeckungen 1, 2, form der Erfindung enthält die Injektorkammer meh- 60 die an ihren dichtend miteinander verbundenen Ränrere getrennt auslösbare Gruppen von Injektoren, dem Rußinjektoren 3 enthalten, wie sie beispielsweise die alternierend über den Kammerumfang verteilt in der F i g. 5 dargestellt sind. Vorzugsweise sind die sind und zwischen den Kammerwänden einen Rußinjektoren patroniert. Auf dem Boden der Ruß-Scheibenwischer enthalten. injektoren befindet sich eine Zündpille 4 mit Initial-Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Aus- 65 sprengstoff bekannter Art, z.B. Bleiacit. Darüber führungsform der Erfindung sind die Injektoren korn- befindet sich in einem konischen Teil Graphit oder pakte, leicht auswechselbare Patronen, die über der Ruß, vorzugsweise Xylol-Ruß. Die Rußcharge 5 ist elektrisch zündbaren Treibladung eine Rußcharge nach außen mit einem dünnen Kunststoffilm 6 ab-

gedeckt, der beispielsweise durch aufgesprühtes Haar- Sensor 15, welcher den Lichtempfänger 16 speist, spray erzeugt sein kann. Die Auslösung der Ruß- Dieser Empfänger 16 liefert seine Signalspannung injektoren erfolgt in nachfolgend noch zu beschrei- ebenfalls in den Diskriminator 14. Der Diskriminator bender Weise mittels einer Kondensatorentladung 14 ist so ausgebildet, daß er nur dann die ihm nachvon beispielsweise 40 Ws, indem man einen Konden- 5 geschaltete Zündschaltung 17 aktiviert, wenn ein sator von beispielsweise 0,1 μΡ auf eine entsprechende elektromagnetischer Impuls von vorgegebener Steil-Spannung auflädt und im entscheidenden Augenblick, heit festgestellt ist und innerhalb einer vorbestimmten das ist hier der Zeitpunkt/_aus, der Fig. 1, zur Ent- Zeit vom optischen Empfänger 16 ein Lichtimpuls ladung bringt. ^von 4000 bis 6000 A mit einer vorgegebenen An-

Zwischen den beiden transparenten Abdeckungen 1 io Stiegssteilheit erfaßt worden ist. Wie schon zuvor er- und 2, die beispielsweise einen Abstand von 3,5 cm wähnt werden, die Rußinjektoren 3 mit einer Konden- oder mehr haben, liegt die eigentliche Injektorkam- satorentladung gezündet. Fig. 4 zeigt bei 18 schemer 7. An der einen Stirnwand der Injektorkammer 7 matisch die in Reihe geschalteten Zündstrecken 19 ist ein Scheibenwischer 8 axial verschiebbar gelagert, der Rußinjektoren 3 einer Gruppe. Die Zündstrecken der mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten die 15 19 empfangen ihre Energie aus einem beispielsweise Innenflächen der transparenten Abdeckungen 1 und 2 auf 300 bis 500 V aufgeladenen Kondensator 20, überstreichen und reinigen kann. Dieser Scheiben- dem ein entsprechendes Ladegerät 21 zugeordnet ist. wischer 8 ist vorzugsweise manuell bedienbar. An der Hat der Diskriminator 14 das Vorliegen einer Detogegenüberliegenden Stirnfläche der Injektorkammer 7 nation eines nuklearen Sprengkörpers erfaßt, löst er befindet sich ein ansteckbares Bauteil 9, welches ao die Zündschaltung 17 aus, die den aufgeladenen nachfolgend noch näher erläutert wird und die elek- Kondensator 20 mit den Zündstrecken 19 verbindet, trischen Bauteile des Verschlusses enthält. Dieser Zwischen dem Kondensator 20 und den Zündstrecken Bauteil 9 liefert über die Zündleitungen 10 und 10' 19 von zwei oder mehr Injektorgrupp'en kann ein die Zündspannung für die Rußinjektoren 3. Wie Umschalter vorgesehen sein, der in der vorerläuterten Fig. 2 erkennen läßt, sind die Injektoren 3 in Grup- as Weise die Möglichkeit gibt, nacheinander die verpen angeordnet und alternierend über den Kammer- schiedenen Injektorgruppen auszulösen, umfang verteilt. Hieraus resultiert die Möglichkeit, Von den an Hand der F i g. 4 erläuterten Bauden optischen Verschluß zweimal zu benutzen. Wer- elementen befinden sich vorzugsweise die Baueleden beim ersten Verschlußvorgang über die Leitung mente 14,15,16,17, 20 und 21 in dem ansteckbaren 10 Zündimpulse geliefert, zündet nur die eine Hälfte 30 Geräteteil 9. Dem Geräteteil 9 wird über die Leitung der Rußinjektoren 3. Nachdem der Verschluß ge- 22 der Ausgang des Verstärkers 13 zugeführt. Ferner schwärzt ist, läßt sich die Injektorkammer wieder mit sind am Geräteteil 9 die entsprechenden Stromverdem Scheibenwischer 8 reinigen, so daß ohne weitere sorgungsleitungen angeschlossen. Von diesem Geräte-Manipulationen am Verschluß der Verschluß noch teil 9 werden über die Leitungen 10 und 10' die Ineinmal geschlossen werden kann, indem man den 35 jektoren 3 gespeist.

nächsten" Zündimpuls über die Leitung 10' zuführt. Der im Geräteteil 9 untergebrachte optische Emp-

Die Injektoren sind vorzugsweise so in Gruppen zu- fänger kann den zu erfassenden Lichtimpuls unsammengeschaltet, daß die Injektoren 3 der einen mittelbar über eine Stirnwand der Injektortcammer 7 Seite mit den zur gleichen Gruppe gehörigen Injek- erhalten. Vorzugsweise ist er jedoch über Lichtleiter toren der anderen Seite auf Lücke liegen. Selbstver- 40 23 an Sensoren 15 und 15' angeschlossen, die sich ständlich besteht auch die Möglichkeit, mehr als zwei unmittelbar in der Injektorkammer befinden. Sind, wie Gruppen von Injektoren und eine größere Anzahl Fig. 2 zeigt, zwei parallelgeschaltete optische Senvon Zündleitungen vorzusehen, so daß die Mehrfach- sorer, angeordnet, werden vorzugsweise deren Empverwendung des Verschlusses noch vergrößert wird. findlichkeitsachsen zur Erfassung der Gesamtheit des Die F i g. 4 zeigt in einem Blockschaltbild die elek- 45 visuellen Blickfeldes durch den Verschluß gegeneintrischen Komponenten des Verschlusses. Der elektro- ander divergierend angeordnet, magnetische Impuls wird von einer Antenne 11 auf- Da überraschenderweise der einzublasende Ruß

genommen und dem elektromagnetischen Empfänger hygroskopische Eigenschaften zeigt, wird vorzugs-12 zugeführt, welcher einen Verstärker 13 speist, der weise in der Injektorkammer 7 Exsikkatormaterial so ausgebildet ist, daß er den elektromagnetischen 50 angeordnet, das diesen Tendenzen entgegenwirkt Impuls kappt und verhindert, daß dem nachgeschal- Dieses Exsikkatormaterial laßt sich ebenfalls in Form teten Diskriminator eine zu große Energie durch den von auswechselbaren Patronen anordnen. Es besteht elektromagnetischen Impuls zugeführt werden kann. aber auch die Möglichirsit, dieses Exsikkatormaterial Zum Empfang des Lichtimpulses dient der optische unmittelbar in die Rußinjektoren 3 einzubauen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Unter dem Einfluß von Detonationen nuklearer Sprengkörper automatisch schließender optischer Verschluß mit einer im Strahlengang angeordneten, normalerweise lichtdurchlässigen Injektorkammer, in welche zur Schwärzung der Injektorkammerwände durch Injektortreibladungen Kohlenstoff eingeblasen werden kann, mit einer verriegelten elektrischen Zündschaltung für die Injektortreibladungen und einem optischen Sensor zur Aktivierung der Zündschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum optischen Sensor (13) ein elektromagnetischer Sensor (11 bis 13) und ein Diskriminator (14) vorgesehen sind, der die Zündschaltung (17) nur dann freigibt, nachdem der elektromagnetische Sensor (11 bis 13) einen elektromagnetischen Impuls von vorgegebener Anstiegssteilheit empfangen hat und innerhalb einer vorbestimmten Verzögerungszeit (/J nach Empfang des elektromagnetischen Impulses vom optischen Sensor (15) ein im Wellenbereich von 4000 bis 6000 A liegender Lichtimpuls von vorgegebener Anstiegssteilheit erfaßt wird.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (15) in der Injektorkammer (7) angeordnet ist.

3. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (15) an der Injektorkammer (7) angeordnet und über einen Lichtleiter (23) an' einen eine Signalspannung liefernden Lichtempfänger (16) angeschlossen ist.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei parallelgeschaltete optische Sensoren (15, 15'). deren Empfindlichkeitsachsen zur Erfassung der Gesamtheit des durch den Verschluß gegebenen visuellen Blickfeldes gegeneinander divergieren.

5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger (16), der Diskriminator (14) und die Zündschaltung (17) zu einem Bauteil (9) vereinigt sind, das mit der Injektorkammer (7) leicht lösbar verbunden ist.

6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (9) an die Injektorkammer (7) ansteckbar ausgebildet ist.

7. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorkammer (7) aus zwei mit Abstand parallel angeordneten dünnen, begrenzt biegsamen, transparenten Abdeckungen (1, 2) besteht, an deren dichtend miteinander verbundenen Rändern die Injektoren (3) angeordnet sind.

8. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorkammer (7) mehrere getrennt auslösbare Gruppen von Injektoren (3) enthält, die alternierend über den Kammerumfang verteilt sind, und daß zwischen den Kammerwänden (1, 2) ein Scheibenwischer (8) angeordnet ist.

9. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis. 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren (3) Xylol-Ruß enthalten.

10. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der In-

jektorkammer (7) Exsikkator-Material angeordnet ist