DE19719273A1

DE19719273A1 - Laser initiated simultaneous ignition system

Info

Publication number: DE19719273A1
Application number: DE19719273A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Hagel; Klaus Dr Redecker; Bernd Dipl Ing Krause; Wolfram Dipl Phys Seebeck
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-02-05
Also published as: ATE208486T1; EP0916068B1; WO1998005918A1; DE59705292D1; EP0916068A1

Abstract

A laser initiated simultaneous ignition system comprising at least one ignition charge and/or one propellant charge module (15) containing explosive material (16). Along the pathway of the laser beam (23, 23') an outcoupling device (18) is assigned to outcouple at least one part of the laser beam, which when the laser beam (23, 23') is incident, causes ignition of the ignition charge or the explosive material in the propellant charge module.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein laserinitiiertes simultanes Anzündsystem mit mindestens einer Anzündla dung und/oder einem Explosivstoff aufweisenden Treibmo dulThe invention relates to a laser initiated simultaneous ignition system with at least one igniter tion and / or an explosive propellant dul

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Initiierung, d. h. Anzündung, von Anzündladungen bzw. Explosivstoffen durch Laserlicht bekannt. Hierbei kann der Laserstrahl über einen Lichtleiter direkt oder über eine nachgeschaltete Fokussieroptik fokussiert auf die Anzündladung oder direkt auf den Explosivstoff bzw. die Anzündladung gerichtet werden. Bei auf die Laserin itiierung abgestimmten Rahmenbedingungen kann mit rela tiv geringer Laserenergie der Anzündvorgang in Gang gesetzt werden. Bei einem Anzündsystem für mehrere Treibmodule bzw. Anzündladungen wird jeweils mindestens ein Lichtleiter zu jedem Treibmodul bzw. jeder Anzünd ladung geführt, wobei jeder Lichtleiter gleichzeitig mit entsprechendem Laserlicht gespeist wird und die Anzündladungen bzw. Treibmodule dadurch gleichzeitig angezündet werden.Various methods are known from the prior art for initiation, d. H. Ignition, from ignition charges or explosives known by laser light. Here can the laser beam directly or through a light guide focused on via a downstream focusing optics the charge or directly on the explosive or the charge is directed. At the laser coordinated framework conditions can be rela tiv low laser energy the ignition process in progress be set. With one ignition system for several Driving modules or ignition charges is at least in each case one light guide to each drive module or each ignition Charge guided, with each light guide at the same time is fed with appropriate laser light and the Ignition charges or drive modules thereby simultaneously be lit.

Unter ungünstigen mechanischen und räumlichen Bedin gungen, beispielsweise im Ladungsraum einer Panzerhau bitze, ist dieses Anzündsystem wegen seines Platzbedar fes und seiner Empfindlichkeit und aus Kostengründen nicht geeignet.Under unfavorable mechanical and spatial conditions conditions, for example in the cargo space of a tank house bit, this ignition system is because of its space fes and its sensitivity and for reasons of cost not suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinfachtes und verbessertes laserinitiiertes simultanes Anzündsystem zu schaffen.The object of the invention is a simplified and improved laser-initiated simultaneous ignition system to accomplish.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des An spruchs 1.This task is solved by the characteristics of the An saying 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Anzündsystem ist entlang des Strahlweges eines Laserstrahls zum Auskoppeln min destens eines Teiles des Laserstrahls bzw. -lichtes eine Auskoppelvorrichtung angeordnet. Durch die Auskop pelvorrichtung wird bei auftreffendem Laserstrahl die Anzündladung bzw. der Explosivstoff des Treibmoduls angezündet. Die Auskoppelvorrichtung koppelt aus dem Laserstrahl so viel Lichtenergie aus, daß diese zum Anzünden des Explosivstoffes bzw. der Anzündladung aus reicht. Jede Anzündladung bzw. jedes Treibmodul entlang der optischen Achse des Laserstrahls wird annähernd gleichzeitig angezündet. Da keine Lichtleiter zur Zu führung des Laserlichtes verwendet werden, ist damit ein sehr einfaches, kompaktes und zuverlässiges simul tanes Anzündsystem geschaffen. Die Lage der Treibmodule bzw. Anzündladungen, d. h. ihre Entfernung und Stellung zur Laserlichtquelle, kann variieren, ohne daß dadurch die Anzündsicherheit verschlechtert wird.In the ignition system according to the invention is along the Beam path of a laser beam for coupling out min at least a part of the laser beam or light a decoupling device arranged. Through the Auskop pel device when the laser beam hits Ignition charge or the explosive of the propulsion module set on fire. The decoupling device couples from the The laser beam emits so much light energy that it Ignition of the explosive or the ignition charge enough. Along each primer charge or drive module the optical axis of the laser beam becomes approximate lit at the same time. Because there are no light guides is used to guide the laser light a very simple, compact and reliable simul tanes ignition system created. The location of the drive modules or ignition charges, d. H. their distance and position to the laser light source, may vary without this ignition safety is deteriorated.

Vorzugsweise weist jedes Treibmodul bzw. jede Anzündla dung einen Zündkanal auf, in dem die Auskoppelvorrich tung angeordnet ist. Die Treibmodule bzw. Anzündladun gen können derart angeordnet sein, daß die Zündkanäle einen einzigen geradlinigen und durchgehenden Kanal für den Laserstrahl bilden. Bei dieser Anordnung können mehrere Anzündladungen bzw. Treibmodule in einer Linie angeordnet und annähernd gleichzeitig gezündet werden, beispielsweise im Ladungsraum einer Panzerhaubitze.Each drive module or each igniter preferably has an ignition channel in which the decoupling device device is arranged. The drive modules or ignition charge gene can be arranged such that the ignition channels a single straight and continuous channel for form the laser beam. With this arrangement you can several firing charges or drive modules in one line arranged and ignited almost simultaneously, for example in the cargo space of a self-propelled howitzer.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird von jeder Auskoppelvorrichtung gleichzeitig ein Teil des Laser strahls bzw. -lichts ausgekoppelt, d. h. das Laserlicht fällt unter Vernachlässigung der Ausbreitungsgeschwin digkeit des Lichts auf alle Auskoppelvorrichtungen gleichzeitig, wodurch auch das Anzünden der Treibmodule bzw. Anzündladungen gleichzeitig erfolgt.In a preferred embodiment, each Decoupling device at the same time part of the laser rays or light coupled out, d. H. the laser light falls below the rate of expansion light intensity on all decoupling devices at the same time, which also ignites the drive modules or ignition charges occur simultaneously.

Die Auskoppelvorrichtung kann dabei ein optisches Ele ment sein, das einen Teil des Laserstrahles bzw. -lich tes auf den Explosivstoff bzw. die Anzündladung ab lenkt. Hierbei kann es sich um ein optisch teildurch lässiges Element handeln, das nur einen Teil des ankom menden Laserstrahls reflektiert, und den übrigen Teil im Strahlquerschnitt unverändert zum nächsten Treib modul bzw. Anzündladung durchläßt; oder es kann sich um einen Spiegel handeln, der nur einen Teil, beispiels weise einen Sektor des Laserstrahles, auf den Explosiv stoff bzw. die Anzündladung umlenkt. The decoupling device can be an optical ele be part of the laser beam or light tes on the explosive or the primer charge directs. This can be an optical part act casual element that only part of the incoming reflected laser beam, and the rest of the part in the beam cross section unchanged to the next propulsion passes module or ignition charge; or it can be act a mirror that only part, for example point a sector of the laser beam to the explosive redirects the material or the ignition charge.

In einer anderen Ausführungsform kann die Auskoppelvor richtung aber auch als ein pyrotechnisches Element aus gebildet sein, auf das mindestens ein Teil des Laser strahls auftrifft, wodurch es entzündet wird und seinerseits den Explosivstoff des jeweiligen Treibmo duls bzw. die Anzündladung entzündet. Durch die Verwen dung pyrotechnischer Elemente kann eine sehr preiswerte Lösung realisiert werden.In another embodiment, the decoupling can direction but also as a pyrotechnic element be formed on the at least part of the laser beam strikes, causing it to ignite and in turn the explosive of the respective propellant duls or ignited the ignition charge. By use Formation of pyrotechnic elements can be a very inexpensive Solution can be realized.

Auch die pyrotechnische Auskoppelvorrichtung kann der art ausgebildet sein, daß sie jeweils nur einen Teil des Laserstrahls ausblendet, so daß der übrige Teil des Laserstrahls den jeweiligen Zündkanal passieren und auf die Auskoppelvorrichtungen der folgenden Treibmodule bzw. Anzündladungen auftreffen und diese anzünden kann.The pyrotechnic decoupling device can also be trained that they each only a part fades out the laser beam, so that the remaining part of the Laser beam pass through the respective ignition channel and on the decoupling devices of the following drive modules or strikes and ignite them.

In einer ersten Ausführungsform ist die pyrotechnische Auskoppelvorrichtung ringförmig ausgebildet, wobei die Auskoppelvorrichtung erst nach Entzünden und Abbrennen mindestens eines Teiles des Innenumfangs des Ringes den Laserstrahl in diesem Bereich nicht mehr ausblendet, woraufhin der Laserstrahl auf den Auskoppelring des folgenden Treibmoduls bzw. der folgenden Anzündladung fällt.In a first embodiment, the pyrotechnic Decoupling device is annular, the Decoupling device only after ignition and burning at least part of the inner circumference of the ring Laser beam no longer fades out in this area, whereupon the laser beam onto the coupling ring of the following driver module or the following ignition charge falls.

Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn der innere Teil des Ringes eine geringe axiale Länge aufweist, d. h. weniger Substanz hat und dadurch schneller entzündbar und abbrennend ist. Dadurch wird ein sehr schneller Ab brand des inneren Teiles erreicht, so daß der Laser strahl schon nach kurzer Zeit den inneren Umfangsring des Auskoppelrings des folgenden Treibmoduls bzw. der folgenden Anzündladung anzünden kann. It is particularly advantageous if the inner part the ring has a small axial length, d. H. has less substance and therefore flammable more quickly and is burning. This will make a very quick down Brand of the inner part reached, so that the laser blast the inner circumferential ring after a short time the decoupling ring of the following drive module or can ignite the following charge.

In einer anderen Ausführungsform weist die pyrotech nische Auskoppelvorrichtung einen in die Zündkanalmitte ragenden Teil auf, so daß dieser Teil aller Auskoppel vorrichtungen gleichzeitig von dem Laserstrahl erfaßt werden kann. Dazu müssen diese Teile derart versetzt zueinander angeordnet sein, daß sie nicht ein anderes hineinragendes Teil -eines anderen Treibmoduls vollstän dig abschatten. Dadurch kann mit einer preiswerten und einfach herstellbaren pyrotechnischen Anzündtechnik ein nahezu gleichzeitiges Anzünden aller Treibmodule bzw. Anzündladungen realisiert werden.In another embodiment, the pyrotech African decoupling device in the center of the ignition channel protruding part, so that this part of all decoupling devices simultaneously detected by the laser beam can be. For this, these parts must be offset in this way to each other that they are not another protruding part - another drive module completely dig shadow. This can be done with an inexpensive and easy to manufacture pyrotechnic ignition technology Almost simultaneous ignition of all drive modules or Ignition charges can be realized.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die pyrotech nische Auskoppelvorrichtung eine mit Explosivstoff be schichtete Folie, beispielsweise eine Kunststoffolie.In a preferred embodiment, the pyrotech African decoupling device with an explosive layered film, for example a plastic film.

Vorzugsweise ist der Explosivstoff der Folie und/oder des Treibmoduls derart ausgewählt bzw. modifiziert, daß er im Bereich der Wellenlänge des Laserlichtes einen hohen Absorptionsgrad hat. Dadurch wird die Mindest-Laser energie zum Anzünden des Explosivstoffs des Treib moduls bzw. der Folie herabgesetzt, so daß mit gerin gerer Energiedichte und mit einem miniaturisierten La sersystem angezündet werden kann.The explosive is preferably the film and / or selected or modified the drive module such that he in the range of the wavelength of the laser light has a high degree of absorption. This will make the minimum laser energy to ignite the explosive of the propellant module or the film reduced so that with gerin lower energy density and with a miniaturized La system can be ignited.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich nungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following with reference to the drawing Several embodiments of the invention closer explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a ein laserinitiertes Anzündsystem mit fünf ver teilt angeordneten Anzündladungen, FIG. 1a is a laserinitiertes ignition system with five ver divides firing charges arranged,

Fig. 1b eine zweite Ausführungsform eines laserini tiierten Anzündsystems mit sechs Treibmodulen, die jeweils einen optischen Strahlteiler als Auskoppelvorrichtung aufweisen, FIG. 1b shows a second embodiment of a laserini tiierten Anzündsystems six blowing modules, each of which has an optical beam splitter as an output coupler,

Fig. 2 eine ringförmige pyrotechnische Auskoppelvor richtung in Draufsicht, Fig. 2 is an annular pyrotechnic Auskoppelvor direction in plan view,

Fig. 3 die Auskoppelvorrichtung der Fig. 2 im Längs schnitt, Fig. 3 shows the coupling-out device of FIG. 2 in longitudinal section,

Fig. 4 die pyrotechnische Auskoppelvorrichtung der Fig. 2 im Querschnitt mit angezündeten und teilweise abgebrannten Innenumfangsrand, Fig. 4 the pyrotechnic decoupling arrangement of Fig. 2 in cross section with lighted and partially spent inner peripheral edge,

Fig. 5 Längsschnitt der pyrotechnischen Auskoppelvor richtung der Fig. 2 mit teilweise abgebranntem Innenumfangsrand, Fig. 5 a longitudinal section of the pyrotechnic Auskoppelvor direction of FIG. 2 with partial Spent inner peripheral edge,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer pyrotech nischen Auskoppelvorrichtung mit dreieckigem Ringquerschnitt, Fig. 6 shows a further embodiment of a coupling-out device pyrotech African triangular ring cross section,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer pyrotech nischen Auskoppelvorrichtung im Querschnitt mit keilförmigen Ringquerschnitt, Fig. 7 shows a further embodiment of a pyrotech African output-coupling in cross-section having wedge-shaped annular cross section,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer pyrotech nischen Auskoppelvorrichtung mit einem kreis sektorartigen zur Mitte ragenden Teil, Fig. 8 shows a further embodiment of a pyrotech African decoupling arrangement with a circular sector-like part projecting toward the center,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer pyrotech nischen Auskoppelvorrichtung mit einem radial nach innen abstehenden Steg, Fig. 9 shows a further embodiment of a pyrotech African output-coupling with a radially inwardly projecting web,

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer pyrotech nischen Auskoppelvorrichtung mit einem den Kreisdurchmesser bildenden Steg, Fig. 10 shows a further embodiment of a pyrotech African output-coupling with a diameter of the circle forming web,

Fig. 11 eine weitere Auskoppelvorrichtung einer pyro technischen Auskoppelvorrichtung mit einem nicht durch-die Kreismitte verlaufenden durch gehenden Steg, Fig. 11, a further decoupling arrangement of a technical pyro decoupling device with a non-through the circle center extending continuous web,

Fig. 12 eine weitere pyrotechnische Auskoppelvorrich tung mit einem in den Zündkanal ragenden Seg ment, und Fig. 12 shows another pyrotechnic Auskoppelvorrich device with a projecting into the ignition channel Seg, and

Fig. 13 einen Querschnitt einer Ausführungsform des Anzündsystems mit pyrotechnischen Auskoppelvor richtungen der Fig. 12. Fig. 13 is a cross section of an embodiment of the Anzündsystems with pyrotechnic Auskoppelvor directions of Fig. 12.

In Fig. 1a ist prinzipiell die Anordnung eines laser initiierten Anzündsystems mit fünf Anzündladungen 27 dargestellt. Ein Lasergerät 22′ emittiert einen Laser strahl 23′, der über vier teildurchlässige Spiegel 18′ mehrfach abgelenkt wird und schließlich auf die zuletzt angeordnete Anzündladung 27 trifft. Die jeweils von den Spiegeln 18′ nicht reflektierten, sondern hindurchtre tenden Teilstrahlen 25′ treffen ebenfalls auf die je weils vom ankommenden Laserstrahl 23′ aus gesehen je weils hinter dem Spiegel 18′ liegenden Anzündladungen 27. Die teildurchlässigen Spiegel 18′ bilden also Aus koppelvorrichtungen, durch die jeweils ein Teil des Lichtes des Laserstrahls 23′ zum Anzünden der jewei ligen Anzündladung 27 ausgekoppelt wird, wobei die Energiedichte des ausgekoppelten Teilstrahls 25′ zum Anzünden der jeweiligen Anzündladung 27 ausreicht. The arrangement of a laser-initiated ignition system with five ignition charges 27 is shown in principle in FIG. 1a. A laser device 22 'emits a laser beam 23 ', which is deflected several times via four partially transparent mirrors 18 'and finally hits the last arranged ignition charge 27 . Each of the mirrors 18 'not reflected, but tending partial beams 25 ' also hit the respective Weil from the incoming laser beam 23 'seen from Weil behind the mirror 18 ' lying ignition charges 27th The partially transmissive mirror 18 'thus form from the coupling devices, through which a part of the light of the laser beam 23' is coupled to light the jewei time ignition charge 27, wherein the energy density of the coupled-out partial beam 25 'is sufficient to ignite the respective ignition charge 27th

In Fig. 1b ist der Ladungsraum 10 eines Geschützes dargestellt, an dessen offenes Ende 11 sich ein nicht gezeigter Geschützlauf mit einem Geschoß anschließt. In dem von einem Rohr 12 gebildeten Ladungsraum 10 sind sechs ringartige, Explosivstoff aufweisende Treibmodule 15 hintereinanderliegend angeordnet. In seinem Zentrum weist jedes Treibmodul 15 einen durchgehenden Zündkanal 14 auf. Jedes Treibmodul 15 besteht aus einem Explo sivstoffring 16, dessen Innenumfang mit einer Anzünd hülse 17 ausgekleidet ist, die den Zündkanal 14 umgibt. In der Anzündhülse 17 ist als optische Auskoppelvor richtung ein Glasplättchen 18 angeordnet, das ungefähr 45° zur Längsachse der Zündkanäle 14 angestellt ist. Das Glasplättchen 18 bildet einen teildurchlässigen Spiegel für in die Zündkanäle 14 eingespeistes Laser licht.In Fig. 1b of the cargo space 10 is shown a gun, a gun barrel, not shown, connects to the open end 11 with a projectile. In the cargo space 10 formed by a tube 12 , six ring-like explosive propulsion modules 15 are arranged one behind the other. At its center, each drive module 15 has a continuous ignition channel 14 . Each drive module 15 consists of an Explo sivstofffring 16 , the inner circumference of which is lined with an igniter sleeve 17 which surrounds the ignition channel 14 . In the ignition sleeve 17 , a glass plate 18 is arranged as an optical Auskoppelvor direction, which is approximately 45 ° to the longitudinal axis of the ignition channels 14 . The glass plate 18 forms a semitransparent mirror for laser light fed into the ignition channels 14 .

Als optischer Strahlteiler kann statt der Glasplatte 18 auch eine transparente Folie, ein Prisma oder ein teil durchlässiger Spiegel verwendet werden.Instead of the glass plate 18 , a transparent film, a prism or a partially transparent mirror can also be used as the optical beam splitter.

Die Zündmodule 15 sind derart hintereinander ange ordnet, daß ihre Zündkanäle 14 einen einzigen gerad linigen und durchgehenden Kanal für einen Laserstrahl bilden. An dem geschlossenen Ende des Ladungsraumes 10 ist in einem Abschlußblock 21 ein Lasergerät 22 derart angeordnet, daß seine optische Achse in einer Linie liegt mit den Längsachsen der Treibmodule 15. Der von dem Lasergerät 22 ausgehende Laserstrahl 23 verläuft also auf der optischen Längsachse der Zündkanäle 14.The ignition modules 15 are arranged one behind the other in such a way that their ignition channels 14 form a single straight-line and continuous channel for a laser beam. At the closed end of the cargo space 10 , a laser device 22 is arranged in a termination block 21 such that its optical axis lies in line with the longitudinal axes of the drive modules 15 . The laser beam 23 emanating from the laser device 22 thus runs on the optical longitudinal axis of the ignition channels 14 .

Die Glasplättchen 18 wirken als optische Strahlteiler, die jeweils einen Teil des Laserstrahllichtes auskop peln. Der Laser 22 bildet zusammen mit den speziellen Treibmodulen 15 ein laserinitiiertes simultanes Anzünd system.The glass plates 18 act as optical beam splitters, each of which auskop peln part of the laser beam light. The laser 22 forms, together with the special drive modules 15, a laser-initiated simultaneous ignition system.

Statt durch das Lasergerät 22 kann das Laserlicht auch durch einen Lichtleiter in die Zündkanäle 14 einge speist werden. Der parallele Laserstrahl ist aufge weitet und hat einen Durchmesser von wenigen Milli metern. Der Laserstrahl kann in anderen Ausführungsfor men auch fokussiert oder divergent sein.Instead of the laser device 22 , the laser light can also be fed into the ignition channels 14 through a light guide. The parallel laser beam is expanded and has a diameter of a few millimeters. The laser beam can also be focused or divergent in other embodiments.

Zum Anzünden der Treibmodule 15 gibt das Lasergerät 22 einen kurzen energiereichen Laserimpuls aus, der die Zündkanäle 14 der Treibmodule 15 durchläuft. Durch die Glasplättchen 18 in den Zündkanälen 14 wird jeweils ein ungefähr 15%-iger Lichtanteil des Laserstrahls radial nach außen reflektiert, wo der reflektierte Strahl 25 die Anzündhülse 17 anzündet. Die Anzündhülse 17 ihrer seits zündet den Explosivstoffring 16 an. Der Laser strahl 23 trifft auf alle Glasplättchen 18 der Treibmo dule 15 gleichzeitig auf, weshalb auch die Treibladun gen 15 alle gleichzeitig angezündet werden.To ignite the drive modules 15 , the laser device 22 outputs a short, high-energy laser pulse which runs through the ignition channels 14 of the drive modules 15 . An approximately 15% light portion of the laser beam is reflected radially outwards through the glass plates 18 in the ignition channels 14 , where the reflected beam 25 ignites the igniter sleeve 17 . The igniter sleeve 17 in turn ignites the explosive ring 16 . The laser beam 23 strikes all glass plates 18 of the Treibmo modules 15 simultaneously, which is why the Treibladun conditions 15 are all lit simultaneously.

In den Fig. 2 bis 13 werden Ausführungsbeispiele ge zeigt, bei denen die Initiierung, d. h. die Anzündung, der Treibladungen nicht durch ein optisches, sondern durch ein pyrotechnisches Element vorgenommen wird. Die Fig. 2 bis 12 zeigen ausschließlich pyrotechnische Auskoppelvorrichtungen ohne einen sie umgebenden Explo sivstoffring. Die pyrotechnischen Auskoppelvorrichtun gen sind jeweils anstelle der optischen Auskoppelvor richtung des Treibmoduls der Fig. 1b in den Explo sivstoffring 16 eingesetzt.In Figs. 2 to 13 shows embodiments will ge in which the initiation, that is the ignition, the propellant charges is not undertaken by an optical, but by a pyrotechnical element. The Figs. 2 to 12 show only pyrotechnic Auskoppelvorrichtungen without a surrounding Exploring sivstoffring. The pyrotechnic Auskoppelvorrichtun conditions are each used instead of the optical Auskoppelvor direction of the drive module of Fig. 1b in the Explo sivstoffring 16 .

In den Fig. 2 bis 5 ist die einfachste Ausführungsform einer pyrotechnischen Auskoppelvorrichtung 30 darge stellt. Diese Auskoppelvorrichtung 30 besteht aus einem zylinderförmigen Anzündring 31, in dessen Mitte ein freier durchgehender Kanal 32 angeordnet ist.In Figs. 2 to 5, the simplest embodiment of a pyrotechnic decoupling arrangement 30 is Darge provides. This decoupling device 30 consists of a cylindrical ignition ring 31 , in the middle of which a free continuous channel 32 is arranged.

Bei Auftreffen des Laserstrahls 23 wird der Anzündring 31 an seinem dem Laserlicht zugewandten Ende seines Innenumfangsrandes angezündet und brennt von innen nach außen ab. Dabei vergrößert sich der Innendurchmesser des Kanals 32 derart, daß der Laserstrahl 23 auf einen dahinterliegenden Anzündring 31′ fällt und diesen eben falls anzündet. Dieser Vorgang geht derart schnell vor sich, daß diese pyrotechnischen Auskoppelvorrichtungen 30, 30′ annähernd gleichzeitig angezündet werden, so daß auch die Explosivstoffringe annähernd gleichzeitig an gezündet werden.When the laser beam 23 strikes, the ignition ring 31 is ignited at the end of its inner peripheral edge facing the laser light and burns from the inside to the outside. The inner diameter of the channel 32 increases in such a way that the laser beam 23 falls on an ignition ring 31 'behind it and just ignites it. This process takes place so quickly that these pyrotechnic coupling devices 30 , 30 'are lit approximately simultaneously, so that the explosive rings are ignited approximately simultaneously.

In den Fig. 6 und 7 sind weitere rotationssymmetrische pyrotechnische Auskoppelvorrichtungen 30₁, 30₂ darge stellt, die jeweils aus einem Anzündring 35, 40 be stehen. Während die Ausführungsform des Anzündringes der Fig. 6 die Ringquerschnittsform eines gleichsei tigen Dreieckes mit nach innen weisender Spitze auf weist, ist der Anzündring 38 der Fig. 7 in seinem Quer schnittsprofil keilförmig ausgebildet. Beiden Anzünd ringen 35,38 ist gemeinsam, daß die axiale Dicke des Innenumfangsrandes des Anzündringes 35, 38 innen sehr klein ist und erst nach außen hin zunimmt. Dadurch wird ein schneller Abbrand des inneren Teils des Anzündrin ges und dadurch wiederum ein schnelles Anzünden des/der nachfolgenden Anzündringe gewährleistet.In Figs. 6 and 7 are further rotationally symmetrical pyrotechnic Auskoppelvorrichtungen 30 ₁, ₂ Darge 30 provides, between the existing from an ignition ring 35, 40 respectively. While the embodiment of the ignition ring of FIG. 6 has the ring cross-sectional shape of an equilateral triangle with an inwardly pointing tip, the ignition ring 38 of FIG. 7 is wedge-shaped in its cross-sectional profile. Anzünd two rings 35,38 have in common that the axial thickness of the inner peripheral edge of the Anzündringes 35, 38 inside is very small and only increases towards the outside. This ensures that the inner part of the ignition ring burns up quickly, and this in turn ensures that the subsequent ignition ring (s) are ignited quickly.

Der Laserstrahl muß in jedem Fall einen größeren Durch messer haben, als der innere materialfreie Bereich der pyrotechnischen Anzündvorrichtungen.In any case, the laser beam must have a larger through have knives than the inner material-free area of the pyrotechnic igniters.

In den Fig. 8 bis 11 sind pyrotechnische Anzündringe dargestellt, die nicht rotationssymmetrisch sondern asymmetrisch sind und bei denen ein segmentartiger Teil in den Zündkanal bzw. den Laserstrahlquerschnitt hin einragt. Allen diesen Auskoppelvorrichtungen ist ge meinsam, daß mehrere derartige Auskoppelelemente hin tereinander angeordnet werden können, ohne daß sie sich gegenseitig abschatten. Dadurch ist gewährleistet, daß der Laserstrahl, bei richtiger Anordnung der Anzünd ringe auf mehrere hintereinander angeordnete Anzünd ringe gleichzeitig fällt, wodurch wiederum eine gleich zeitige Anzündung der Auskoppelvorrichtungen und damit des Explosivstoffes der Treibmodule gewährleistet ist.In FIGS. 8 to 11 pyrotechnic Anzündringe are shown, which are not rotationally symmetrical but asymmetric, and in which a segment-like part protrudes towards the firing channel and the laser beam cross-section. All these decoupling devices is common that several such decoupling elements can be arranged one behind the other without shadowing each other. This ensures that the laser beam, with the correct arrangement of the ignition rings on several successively arranged ignition rings falls simultaneously, which in turn ensures simultaneous ignition of the decoupling devices and thus the explosive of the drive modules.

Bei der Auskoppelvorrichtung 39₁ der Fig. 8 ragt ein kreissektorartiger Teil 41 einstückig von dem Außenring 40 zur Mitte.In the decoupling device 39 ₁ of FIG. 8, a circular sector-like part 41 protrudes in one piece from the outer ring 40 to the center.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung 39₂ ragt von dem Außenring 40 ein stegartiger Teil 42 radial nach innen.When in Fig. Embodiment of the output coupler 39 shown ₂ 9, a web-like portion 42 protrudes from the outer ring 40 radially inward.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10 teilt ein durch den Mittelpunkt gehender, den Durchmesser bildender, Steg 43 den Zündkanal 14 der pyrotechnische Auskoppel vorrichtung 39₃ in zwei Hälften. In the embodiment of Fig. 10 divides a going through the center, the diameter, web 43, the ignition channel 14 of the pyrotechnic coupling device 39 ₃ in two halves.

Eine weitere pyrotechnische Anzündvorrichtung 39₄ ist in Fig. 11 dargestellt. Ein den Zündkanal 14 durchquerender Steg 44 verbindet zwei Stellen des Au ßenringes 40 derart, daß er den Zündkanal unsymmetrisch 14 in zwei Teile teilt.Another pyrotechnic igniter 39 ₄ is shown in Fig. 11. A web 44 crossing the ignition channel 14 connects two locations of the outer ring 40 such that it asymmetrically divides the ignition channel 14 into two parts.

In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform einer pyro technischen Auskoppelvorrichtung 39₅ dargestellt, bei der der Außenring 40 durch einen segmentartigen nach innen ragenden Teil 43 ergänzt ist. FIG. 12 shows a further embodiment of a pyro-technical coupling device 39 ₅, in which the outer ring 40 is supplemented by a segment-like part 43 projecting inwards.

Die in den Fig. 2 bis 12 dargestellten pyrotechnischen Anzündvorrichtungen sind in Form einer Tablette reali siert, können jedoch auch als Folie ausgebildet sein.The pyrotechnic igniters shown in FIGS . 2 to 12 are realized in the form of a tablet, but can also be designed as a film.

Insbesondere die pyrotechnischen Auskoppelvorrichtungen 39₁-39₅ der Fig. 8 bis 12 können auch als dünne mit Magnesium beschichtete Folie ausgebildet sein. Ferner kann die Folie mit einem Farbmittel oder graphitierten Explosivstoff beschichtet sein, wodurch sich der Ab sorptionsgrad für das auftreffende Laserlicht erhöhen läßt. Auch dünne Folien auf einem Kunststoffträger mit einer konventionellen Anzündmischung aus Bleitriresor cinat, AZM, Schwarzpulver etc., ggf. noch mit einem Abbrandbeschleuniger oder einem Primär-Anzündstoff, sind einsetzbar. Es können auch auf die Laserwellen länge abgestimmte Explosivstoffe mit einem hohen Ab sorptionsgrad des Laserlichtes und einer niedrigen Ini tiierungsenergie verwendet werden.In particular, the pyrotechnic coupling devices 39 ₁- 39 ₅ of FIGS . 8 to 12 can also be designed as a thin film coated with magnesium. Furthermore, the film can be coated with a colorant or graphitized explosive, whereby the degree of absorption for the incident laser light can be increased. It is also possible to use thin films on a plastic carrier with a conventional ignition mixture made of lead riresor cinat, AZM, black powder etc., if necessary with a burn accelerator or a primary igniter. It is also possible to use explosives tuned to the laser wave length with a high degree of absorption of the laser light and a low initiation energy.

Durch die Auswahl geeigneter Strahlführungsoptiken oder durch eine Ablenkung des Lichtstrahls kann auch der Strahldurchmesser verkleinert und die für eine sichere Initiierung wichtige Energiedichte erhöht werden, bei spielsweise durch eine ringförmige statt einer schei benförmigen Strahlstruktur. Dabei sollte der durch das Laserlicht beaufschlagte Explosivstoff so ausgewählt werden, daß ein schneller Abbrand und ein guter Abtrag des Abbrandes gewährleistet ist.By selecting suitable beam guidance optics or by deflecting the light beam, the Beam diameter reduced and that for a safe Initiation important energy density can be increased at for example by a ring instead of a shi ben-shaped beam structure. The should by Explosives exposed to laser light are selected in this way be that a quick burn and a good removal burning is guaranteed.

Da die axiale Lage der Treibmodule, beispielsweise im Ladungsraum einer Panzerhaubitze entlang einer 1 Meter langen Längsachse, beliebig sein kann und auch die An zahl der Treibmodule variieren kann, ist mit den durch einen Laserstrahl-Impuls initiierbaren Treibmodulen ein für derartige Anwendungen ideales variables Anzünd system geschaffen. Zur Anzündung wird kein fokussierter Strahl, sondern ein aufgeweiteter paralleler Laser strahl mit annähernd konstanter Energiedichte verwen det. Mit diesem aufgeweiteten Strahl kann jedes Treibmodul unabhängig von seiner axialen Lage angezün det werden.Since the axial position of the drive modules, for example in Cargo space of a self-propelled howitzer along a 1 meter long longitudinal axis, can be arbitrary and also the type number of drive modules can vary with the through a drive module that can be initiated by a laser beam pulse ideal variable ignition for such applications system created. No one becomes focused for lighting Beam, but an expanded parallel laser Use a beam with an approximately constant energy density det. With this expanded beam, anyone can Ignite the drive module regardless of its axial position be det.

In Fig. 13 ist im Querschnitt ein Ladungsrohr 12 mit sechs Treibmodulen mit jeweils einer pyrotechnischen Anzündvorrichtung 39₅ dargestellt. Die kreissegmentar tigen nach innen ragenden Teile 43 der pyrotechnischen Auskoppelvorrichtungen 39₅ sind jeweils um 60° zuein ander verdreht angeordnet, so daß jedes Segment 43 der Auskoppelvorrichtungen 39₅ einen Teil des Gesamtquer schnittes des Zündkanals 14 ausfüllt. Ein Laserstrahl, der ungefähr den Durchmesser des Zündkanals 14 hat, erfaßt also alle sechs Segmente 43 der Auskoppelvor richtungen 39₅. Dadurch wird eine gleichzeitige Anzün dung aller Treibmodule 15 erreicht.In Fig. 13 in cross-section a charge tube 12 is shown with six modules, each propellant a pyrotechnic ignition device 39 ₅. The Kreissegmentar term inwardly projecting parts 43 of the pyrotechnic coupling devices 39 ₅ are each rotated by 60 ° to each other so that each segment 43 of the coupling devices 39 ₅ fills part of the overall cross section of the ignition channel 14 . A laser beam, which has approximately the diameter of the ignition channel 14 , thus detects all six segments 43 of the Auskoppelvor directions 39 ₅. A simultaneous ignition of all drive modules 15 is thereby achieved.

Eine optische Auskoppelvorrichtung kann ebenfalls in Form der pyrotechnischen Auskoppelvorrichtungen 39₁-39₅ der Fig. 8 bis 12 ausgebildet sein, wobei der in den Zündkanal ragende Teil als Spiegel ausgebildet ist, der in ungefähr 45° zur Zündkanallängsachse steht und einen Teil des Laserstrahls nach außen ablenkt.An optical outcoupling device can also be designed in the form of the pyrotechnic outcoupling devices 39 ₁- 39 8 of FIGS . 8 to 12, the part projecting into the ignition channel being designed as a mirror which is at approximately 45 ° to the longitudinal axis of the ignition channel and a part of the laser beam distracts outside.

Mit dem laserinitiierten simultanen Anzündsystem können auch Explosivstoffproben oder Anzündelemente angezündet werden.With the laser-initiated simultaneous ignition system also explosive samples or igniters ignited will.

Claims

1. Laser-initiated simultaneous ignition system with at least one ignition charge ( 27 ) and / or an explosive ( 16 ) having a drive module ( 15 ), characterized in that along the beam path of a laser beam ( 23 , 23 ') for decoupling at least one part ( 25 , 25 ') of the laser beam ( 23 , 23 ') or light a decoupling device ( 18 , 18 ', 30 , 30 ₁, 30 ₂, 39 ₁- 39 ₅) is arranged, which when the laser beam strikes ( 23 , 23 ' ) ignites the ignition charge ( 27 ) or the explosive ( 16 ) of the drive module ( 15 ).

2. Laser-initiated simultaneous ignition system according to claim 1, characterized in that each drive module ( 15 ) or each ignition charge ( 27 ) has an ignition channel ( 14 ) in which the Auskoppelvorrich device ( 18 , 18 ', 30 , 30 ₁ , 30 ₂, 39 ₁- 39 ₅) is arranged.

3. Laser-initiated simultaneous ignition system according to claim 2, characterized in that the driving modules ( 15 ) or ignition charges ( 27 ) are arranged in such a way that the ignition channels ( 14 ) have a single straight and continuous channel for the laser beam ( 23, ) form.

4. Laser-initiated simultaneous ignition system according to one of claims 1-3, characterized in that at the same time from each decoupling device ( 18 , 18 ', 39 ₁- 39 ₅) a part of the laser beam ( 23 , 23 ') or light is coupled out.

5. Laser-initiated simultaneous ignition system according to one of claims 1-4, characterized in that the decoupling device ( 18 , 18 ') is an op tical element, which is a part ( 25 , 25 ') of the laser beam ( 23 , 23 ') or -light on the ignition charge ( 27 ) or the explosive ( 16 ) from distracts.

6. Laser-initiated simultaneous ignition system according to one of claims 1-4, characterized in that the decoupling device is a pyrotechnic element ( 30 ₁, 30 ₂, 39 ₁- 39 ₅), on which at least part of the laser beam ( 23 ) strikes, whereby it is ignited and in turn ignites the explosive ( 16 ) of the respective drive module ( 15 ) or the ignition charge ( 27 ).

7. Laser-initiated simultaneous ignition system according to one of claims 2-6, characterized in that the optical or pyrotechnic Auskoppelvor direction ( 18 , 18 ', 30 ₁, 30 ₂, 39 ₁- 39 ₅) each only a part of the laser beam ( 23rd ) shadows so that the remaining part of the laser beam ( 23 ) can pass through the respective ignition channel ( 14 ).

8. Laser-initiated simultaneous ignition system according to claim 6 or 7, characterized in that the pyrotechnic coupling device ( 30 , 30 ₁, 30 ₂) protrudes annularly into the ignition channel ( 14 ) and only after lighting and partial burning the laser beam onto the coupling ring of the following Driver module ( 30 ') drops.

9. Laser-initiated simultaneous ignition system according to ei nem of claims 6-8, characterized in that the pyrotechnic decoupling arrangement (39 ₁- ₅ 39) has a projecting into the channel center part (31-45), so that all Auskoppelvorrichtungen detected simultaneously by the laser beam can be.

10. Laser-initiated simultaneous ignition system according to egg nem of claims 6-9, characterized in that the pyrotechnic coupling device ( 39 ₁- 39 ₅) is an explosive-coated film.

11. Laser-initiated simultaneous ignition system according to egg nem of claims 1-10, characterized in that the ignition channel ( 14 ) is circular.

12. Laser-initiated simultaneous ignition system according to ei nem of claims 6-11, characterized in that the explosive of the film and / or the Driver module is colored so that it is in the area the wavelength of the laser light a high Ab degree of sorption.