DE19831645A1

DE19831645A1 - projectile fuse

Info

Publication number: DE19831645A1
Application number: DE19831645A
Authority: DE
Inventors: Dennis James Hickey
Original assignee: Royal Ordnance PLC
Current assignee: BAE Systems Global Combat Systems Munitions Ltd
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2003-08-07
Also published as: AU7315798A; GB2380782B; GB9815101D0; GB2380782A; ITRM980471A1; GB9714947D0; FR2865537A1; ITRM980471A0; NL1009621C2

Abstract

Geschoßzünder mit einer Sicherheits- und Scharfmacheinrichtung, wobei die Sicherheits- und Scharfmacheinrichtung aufweist: DOLLAR A - ein Sperrelement (34), das aus einer gesicherten Position, in welcher das Geschoß nicht gezündet werden kann, in eine scharfe Position bewegbar ist, in welcher das Sperrelement die Zündung nicht behindert, DOLLAR A - ein Arretierelement (24) mit einer Arretierstellung, in welcher es mit dem Sperrelement (34) zum Halten desselben in der gesicherten Position zusammenwirkt, und mit einer Lösestellung, in welcher das Sperrelement (34) sich in seine scharfe Position bewegen kann, und DOLLAR A - Arretierelement-Betätigungsmittel (92, 98), die wirkungsmäßig derart mit dem Arretierelement (24) verbunden sind, um dieses aus seiner Sperrstellung in die Lösestellung zu bewegen, wobei die Arretierelement-Betätigungsmittel auf eine Druckdifferenz einer vorgegebenen Mindestgröße zwischen zwei örtlichen Stellen an dem Zünder ansprechen, von denen eine an seiner Außenfläche an einer von der Zündernase entfernten Stelle liegt, und wobei die Druckdifferenz durch den Luftstrom über die Zünderaußenfläche erzeugbar ist.Projectile detonator with a safety and arming device, the safety and arming device comprising: DOLLAR A - a locking element (34) which can be moved from a secured position in which the projectile cannot be ignited to a sharp position in which the Locking element does not hinder the ignition, DOLLAR A - a locking element (24) with a locking position in which it interacts with the locking element (34) for holding the same in the secured position, and with a release position in which the locking element (34) is in can move its sharp position, and DOLLAR A - locking element actuating means (92, 98), which are operatively connected to the locking element (24) in order to move this from its locked position into the release position, the locking element actuating means being at a pressure difference respond to a predetermined minimum size between two local locations on the igniter, one of which is on its outer surface is located at a location distant from the detonator nose, and the pressure difference can be generated by the air flow over the detonator outer surface.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Geschoßzünder, und zwar insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Mörsergranaten. The present invention relates to projectile fuses, namely especially, but not exclusively, for Mortar shells.

Aus Sicherheitsgründen erfordern Geschosse, beispielsweise Mörsergranaten und Raketen, Systeme, die sie während der Handhabung am Boden sichern und erst nach dem Abschuß und vor dem Erreichen ihres Ziels scharf machen. Im Falle heutiger Mörsergranaten wird ein Arretierstift entfernt und eine elektrolytische Energiezelle durch Drehen der Zündernase um ihre Achse vor dem Fallenlassen der Granate in das Mörserrohr aktiviert. Beim Abschuß arbeitet eine erste Sicherheitseinrichtung, häufig in Form eines sogenannten "Rückstell"- Arretierstifts, wobei es sich um ein Trägheitsorgan handelt, das unter dem Einfluß der Abschußbeschleunigung arbeitet, um den Zünder mindestens teilweise scharf zu machen. For security reasons, bullets require, for example Mortar shells and missiles, systems used during the Secure handling on the ground and only after firing and before arm to achieve their goal. In the case of today Mortar grenades remove a locking pin and one electrolytic energy cell by turning the igniter nose around their axis before dropping the grenade into the mortar tube activated. A first one works at the launch Safety device, often in the form of a so-called "reset" - Locking pin, which is an inertial member, that works under the influence of launch acceleration to to arm the detonator at least partially.

Bei in Gebrauch kommender moderner Munition ist es wünschenswert und wird in manchen Sicherheitsspezifikationen auch verlangt, daß eine zweite Sicherheits- und Scharfmacheinrichtung vorhanden ist, die unabhängig von der ersten Einrichtung ist und in Funktion tritt, nachdem die erste Trägheitsscharfmachungeinrichtung während des Abschusses ausgelöst worden ist. Bei Drallgeschossen, die aus gezogenen Rohren abgefeuert werden, können durch Zentrifugalkraftwirkungen betätigte Sicherheits- und Scharfmacheinrichtungen leicht konstruiert werden. Jedoch im Falle von drallfreien Geschossen wie beispielsweise Mörsergranaten, aus Waffen mit glatten Rohren abgefeuerter Munition und beispielsweise Raketen, muß eine andere Aktivierungsmöglichkeit gefunden werden. Es ist schon vorgeschlagen worden, Luftdruckwirkungen auszunutzen, indem ein Pitotrohr nach dem Abschuß während des Flugs des Geschosses in dem umgebenden Luftstrom ausgefahren wird, wobei die US-A-4 526 104 ein Beispiel zeigt. Bei anderen Vorschlägen wird ein Luftstrom ausgenutzt, der durch eine Öffnung in der Zündernase eintritt und eine kleine Luftturbine antreibt, die Energie zum Zünden eines kleinen Gasmotors oder Generators erzeugt, der einen Arretierstift löst, um schließlich den Zünder scharf zu machen. Jedoch haben alle derartige bekannte Sekundärscharfmach- und Sicherheitseinrichtungen den gemeinsamen Nachteil, daß sie einen aerodynamischen Widerstand erzeugen oder besitzen, der die Schußweite der Munition bei einer gegebenen Treibladung verringert. It is when modern ammunition comes into use desirable and will be in some security specifications too requires a second security and arming facility is available that is independent of the first facility and comes into operation after the first Inertial arming device has been triggered during the launch is. For swirl projectiles that are fired from drawn tubes can be operated by centrifugal force effects Safety and arming devices easily constructed become. However, in the case of swirl-free projectiles such as for example mortar grenades, made of weapons with smooth tubes Fired ammunition and, for example, rockets, must be one other activation options can be found. It is nice has been proposed to take advantage of air pressure effects by a pitot tube after being shot during the flight of the Projectile in the surrounding air flow is extended, US-A-4 526 104 shows an example. With others Proposals use an air flow that is caused by a Opening in the detonator nose enters and a small one Air turbine drives the energy to ignite a small gas engine or generator that releases a locking pin to finally arm the detonator. However, everyone has such known secondary arming and Safety devices have the common disadvantage that they have one Generate or possess aerodynamic drag of the range ammunition reduced for a given propellant charge.

Ein Erfordernis moderner Geschosse liegt darin, daß sie bei einer gegebenen Treibladung eine maximale Schußweite haben, und irgendwelche Sicherheitseinrichtungen, welche diese Schußweite aufgrund eines zusätzlichen Widerstands verringern, sind unerwünscht. Die Zünder solcher Geschosse, die im allgemeinen deren Nase bilden, müssen einen maximalen aerodynamischen Wirkungsgrad haben. Ein weiterer Nachteil der Zünderbauart mit luftgetriebener Turbine liegt darin, daß manche Geschosse bei Verwendung leistungsstarker Treibladungen eine Überschall-Mündungsgeschwindigkeit haben, was einen wirksamen Betrieb der Turbine durch Abdrosseln des Luftstroms verhindert, bis sich das Geschoß im Verlauf seiner Flugbahn aufgrund von Widerstandswirkungen und Schwerkraft ausreichend verlangsamt hat. Daher sind manche Geschosse, die von einem Scharfmachzeitgeber abhängig sind, der beim Abschuß durch turbinenerzeugte Energie ausgelöst werden, in Bezug auf den Zeitpunkt unvorhersagbar, wenn sie scharf sind, insbesondere wenn sie in einer flachen Flugbahn abgefeuert werden, beispielsweise von einem mobilen gepanzerten Mörsersystem. A requirement of modern bullets is that they have a maximum firing range for a given propellant charge, and any security devices that do this Firing range due to additional resistance decrease are undesirable. The detonators of such projectiles, which in the general whose nose form must have a maximum have aerodynamic efficiency. Another disadvantage of Detonator type with an air-driven turbine is that some storeys when using powerful ones Propellant charges have a supersonic muzzle velocity, which one effective operation of the turbine by throttling the air flow prevents the projectile from moving in the course of its trajectory sufficient due to drag effects and gravity slowed down. Therefore, some projectiles are made by one Arming timer are dependent on the time of launch turbine-generated energy are triggered in relation to the Unpredictable when they are sharp, especially when fired in a flat trajectory, for example from a mobile armored mortar system.

Deshalb ist ein zweites unabhängiges Sicherheitssystem, das nach dem Abschuß in Betrieb tritt, das keinen unerwünschten Widerstand erzeugt, und das nicht durch Überschall-Mündungsgeschwindigkeiten beeinträchtigt wird, in hohem Maße wünschenswert. Therefore, a second independent security system is the after the launch comes into operation, which is not an undesirable Creates resistance, and not through Supersonic muzzle velocities are affected to a great extent desirable.

Dabei ist es wünschenswert, obwohl nicht notwendigerweise wesentlich, daß das zweite Sicherheitssystem direktwirkend ist, d. h. direkt zum Scharfmachen des Geschosses ohne Zwischenschaltung elektrischer oder elektronischer Systeme dient, die zur Betätigung des Scharfmachsystems benötigt werden. It is desirable, though not necessary, to do so essential that the second security system is direct acting is, d. H. directly to arm the projectile without Interposition of electrical or electronic systems is used to operate the arming system become.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schaffung eines Zünders zu ermöglichen, der ein zweites, im Flug wirksames Sicherheits- und Scharfmachsystem für ein drallfreies Geschoß aufweist. Eine weitere Aufgabe liegt darin, die Schaffung eines Zünders zu ermöglichen, der ein Sicherheits- und Scharfmachsystem aufweist, das im Betrieb nur geringen oder gar keinen zusätzlichen aerodynamischen Widerstand erzeugt. The object of the present invention is to create to allow one detonator to fire a second one, in flight effective security and arming system for a swirl-free Floor. Another task is that of To enable creation of a detonator that is a safety and has arming system that is only low in operation or no additional aerodynamic drag at all generated.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Geschoßzünder gelöst, wie er im Anspruch 1 angegeben ist. This object is achieved according to the invention by a Missile detonator solved, as specified in claim 1.

In dieser Beschreibung ist der Begriff "Arretierelement" im Sinne irgend eines Sperr- oder Verriegelungselements zu verstehen, das gelöst oder bewegt werden kann, damit das Sperrelement in die scharfe Position bewegt werden kann. In this description, the term "locking element" is in the Sense of any locking or locking element understand that can be solved or moved so that Locking element can be moved into the sharp position.

Das Geschoß kann ein drallfreies Geschoß sein, d. h. ein Geschoß, das aus einem Mörser- oder Geschützrohr mit glatter Bohrung abgefeuert werden kann, oder beispielsweise eine Rakete sein. The projectile can be a swirl-free projectile, i. H. on Projectile made from a mortar or gun barrel with a smooth Hole can be fired, or for example a Be a rocket.

Der Luftstrom über die (normalerweise) spitzbogenförmige Gestalt des Zünderkörpers erzeugt zwei aerodynamische Wirkungen. An der Nase wird die Luft komprimiert und ergibt eine statische Hochdruckzone. Weiter hinten entlang des Zünderkörpers bewirkt der über die bogenförmige Gestalt des Zünders strömende Luftstrom ein Druckgefälle nahe der Oberfläche, ähnlich der Wirkung, die den Auftrieb an einem Flugzeugflügel erzeugt. Der Druckabfall entlang des Zünderkörpers bzw. die Druckdifferenz zwischen Nase und Körperzonen können dazu ausgenützt werden, eine direkte oder indirekte Betätigung des Arretierelements durch Arretierelement-Betätigungsmittel zu bewirken. The air flow over the (usually) ogival The shape of the detonator body creates two aerodynamic Effects. The air is compressed on the nose and results in one static high pressure zone. Further back along the Detonator body causes the arcuate shape of the detonator flowing airflow a pressure drop near the surface, similar to the effect of buoyancy on an airplane wing generated. The pressure drop along the igniter body or the Pressure difference between the nose and body zones can do this be exploited, a direct or indirect actuation of the Locking element by locking element actuating means cause.

Im Fall einer direkten Betätigung kann der an der Nase herrschende höhere Druck beispielsweise über eine Leitung zu einer Stelle nahe der Arretierelement-Betätigungsmittel angezapft werden, die beispielsweise eine Membran sein können. Eine Membran kann also im wesentlichen bündig mit der Zündergehäuseoberfläche angeordnet und entlang ihres Umfang mit diesem abgedichtet sein und mit Luft unter relativ höherem Druck an der Innenseite über eine Leitung gespeist werden, welche beispielsweise den Nasenbereich und die Innenseite der Membran verbindet, und kann im Betrieb dem verhältnismäßig niedrigeren Luftdruck aufgrund der Luftströmung über das Zündergehäuse an ihrer Außenseite ausgesetzt sein; der positive Nettodruck auf die Innenseite der Membran bewirkt dann eine Ausbiegung der Membran im Sinne der Betätigung des Arretierelements und macht das Geschoß scharf. Im Falle einer direkten Betätigung ist das Arretierelement vorzugsweise beispielsweise an einer Membran direkt befestigt, und die Membran ist neben dem Sperrkörper angeordnet, damit das Arretierelement mit dem Sperrkörper zusammenwirken kann. In the case of direct actuation, it can be on the nose prevailing higher pressure, for example via a line a location near the locking element actuating means be tapped, which can be a membrane, for example. A membrane can therefore be essentially flush with the Detonator surface arranged and along its circumference this be sealed and with air under relatively higher Pressure on the inside can be fed via a line, which, for example, the nose area and the inside of the Membrane connects, and can operate proportionately lower air pressure due to the air flow over the Detonator housing exposed on the outside; the positive net pressure on the inside of the membrane then a deflection of the membrane in the sense of actuating the Locking element and makes the projectile sharp. In case of a direct actuation is preferably the locking element for example, directly attached to a membrane, and the Membrane is arranged next to the locking body so that Locking element can interact with the locking body.

Vorzugsweise ist das innere des Zünders während der Lagerung gegen die äußere Umgebung abgedichtet. Folglich kann, beispielsweise zum Ausschluß des Eindringens von Feuchtigkeit während der Lagerung, eine Leitung so angeordnet sein, daß sie die beiden Stellen nur nach Aktivieren einer Energiezelle vor dem Abfeuern durch Drehen der Zündernase, wie zuvor beschrieben, wirksam verbindet. Vorzugsweise, selbst wenn eine wirksame Verbindung durch die Leitung hergestellt wird, wird nur der an die Arretierelement-Betätigungsmittel angrenzende Bereich der Außenluft ausgesetzt, während die übrigen Zünderkomponenten gegen die Umgebung abgedichtet bleiben. Preferably the interior of the detonator is during storage sealed against the outside environment. Therefore, for example to exclude the ingress of moisture during storage, a line must be arranged so that the two places only after activating an energy cell before firing by turning the detonator nose as before described, effectively connects. Preferably, even if one effective connection is established through the line only that adjacent to the locking element actuating means Area exposed to outside air while the rest Ignition components remain sealed from the environment.

Alternativ dazu kann das Sicherheits- und Scharfmachsystem das Arretierelement allein aufgrund des im Luftstrom erzeugten, im Vergleich zum Innendruck im Zünderkörper niedrigerem Druck betätigt werden. In diesem Fall ist der Zünderkörper vorzugsweise hermetisch gegen die äußere Umgebung abgeschlossen, wobei die Arretierelement-Betätigungsmittel beispielsweise durch eine Membran gebildet sind. Beim Abschuß steht das Zünderinnere unter Umgebungsdruck, während der über den Zünderkörper zu dessen hinterem Ende gelangende Luftstrom wegen der oben beschriebenen aerodynamischen Effekte unter einem etwas niedrigerem Druck steht. Wenn ein Druckdifferenz zwischen dem Zünderinneren und dem äußeren Luftstrom vorhanden ist, bewirkt der positive Nettodruck innerhalb des Zünderkörpers die Auswärtsbewegung der Membran und somit die Betätigung des Arretierelements. Jedoch wird die oben beschriebene direkte Betätigung mit Anzapfung des höheren Drucks an der Zündernase zu einer Stelle im Zünderinneren nahe den Arretierelementbetätigungsmitteln bevorzugt, da hierbei eine größere Nettodruckdifferenz verfügbar ist. Alternatively, the security and arming system the locking element solely due to the airflow generated, compared to the internal pressure in the igniter body lower Pressure is actuated. In this case, the igniter body preferably hermetically against the external environment completed, the locking element actuating means are formed, for example, by a membrane. At the launch the inside of the igniter is under ambient pressure, during the airflow reaching the detonator body to the rear end thereof because of the aerodynamic effects described above is at a slightly lower pressure. If a pressure difference between the inside of the igniter and the outside air flow is present, the positive net pressure within the Ignition body the outward movement of the membrane and thus the Actuation of the locking element. However, the above described direct actuation with tapping the higher Pressure on the detonator nose to a point in the inside of the detonator near the locking element actuators preferred because a larger net pressure difference is available here.

Der Druckabfall bzw. die Druckdifferenz wird also zur direkten Betätigung des Arretierelements durch die Arretierelement-Betätigungsmittel zum Scharfmachen des Geschosses ausgenutzt. Da die Membran bündig mit oder etwas unterhalb der Geschoßkörperoberfläche liegt und nicht über diese hinaus in den Luftstrom hineinragt, wird nur geringer oder gar kein zusätzlicher Widerstand erzeugt, der die Schußweite des Geschosses verringern könnte. The pressure drop or the pressure difference thus becomes direct actuation of the locking element by the Locking element actuating means for arming the projectile exploited. Because the membrane is flush with or slightly below the surface of the projectile body and not beyond it protrudes into the air flow, becomes little or no creates additional resistance that extends the firing range of the Projectile could reduce.

Die oben beschriebenen Arretierelement-Betätigungsmittel beziehen sich auf eine Membran. Jedoch können auch andere passive Arretierelement-Betätigungsmittel eingesetzt werden, die auf ein Druckgefälle bzw. eine Druckdifferenz ansprechen, also beispielsweise ein Kolben in einem Zylinder, der Verbindung mit der Zündergehäuseoberfläche hat. The locking element actuating means described above refer to a membrane. However, others can passive locking element actuating means are used, that respond to a pressure drop or a pressure difference, for example a piston in a cylinder, the Has connection with the igniter case surface.

Im Falle einer indirekten Betätigung kann die Druckdifferenz durch Druckfühler erfaßt werden, die an der Zündernase und beispielsweise an einer Stelle oder mehreren Stellen weiter hinten entlang des Zündergehäuses angeordnet sind, wobei der Druck an der Zündernase höher als am Zündergehäuse an einer weiter hinten liegenden Position ist. Die Ausgangssignale der Fühler können von einer geeigneten Elektronik verarbeitet werden, die von einer im Zünder befindlichen Stromzelle gespeist wird, um das Zurückziehen eines Arretierelements und das Freigeben des Sperrkörpers zu bewirken, daß dieser sich zum Scharfmachen des Geschosses bewegen kann. Das Arretierelement kann beispielsweise mittels eines Gasmotors oder Gasgenerators oder eine andere geeignete Einrichtung zum Speicherenergie zum Scharfmachen des Geschosses betätigt werden. In the case of indirect actuation, the pressure difference can can be detected by pressure sensors on the detonator nose and for example at one point or more are arranged at the rear along the igniter housing, the Pressure at the detonator nose higher than at the detonator housing at one further back position. The output signals of the Sensors can be processed by suitable electronics be from a current cell in the detonator is fed to the retraction of a locking element and releasing the locking body to cause it can move to arm the projectile. The Locking element can for example by means of a gas engine or Gas generator or other suitable device for Storage energy actuated to arm the projectile become.

Im Sperrelement kann ein Detonator untergebracht sein, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß in der gesicherten Position der Detonator außerhalb der Fluchtung mit einer Zündkette gehalten wird, durch welche das Geschoß gezündet werden kann, und in der scharfen Position wird der Detonator damit in Fluchtung gebracht. A detonator can be accommodated in the blocking element the arrangement is such that in the secured Position the detonator out of alignment with one Ignition chain is held, through which the projectile is ignited can be, and in the sharp position the detonator brought into alignment with it.

Das Sicherheitssystem und die Scharfmacheinrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu einer oder mehreren anderen Sicherheitssystemen in den Zünder vorgesehen sein. The security system and the arming device after the present invention may be in addition to one or more other security systems may be provided in the igniter.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun lediglich erläuterungshalber Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt: For a better understanding of the invention only For the sake of explanation, exemplary embodiments with reference to FIG the attached drawings, in which:

Fig. 1 eine schematischen Querschnitt durch einen Zünder nach der Erfindung, wobei dessen Hauptkomponenten dargestellt sind, Fig. 1 is a schematic cross-section through a fuse according to the invention, wherein the principal components are shown,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Sperrelements nach Fig. 1 in der scharfen und in der gesicherten Position, Fig. 2 is a schematic representation of the arrangement of a locking element according to Fig. 1 in the sharp and in the secured position,

Fig. 3 eine Ansicht des Sperrelements nach Fig. 2 in Richtung des Pfeils A, Fig. 3 is a view of the locking element according to Fig. 2 in the direction of arrow A,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Zünders und eines Teils eines Geschosses, an welchem der Zünder befestigt ist, Fig. 4 is a schematic side view of the igniter and a part of a projectile, which is fixed to the igniter,

Fig. 5 ein Diagramm des Drucks über der Zeit während des Abschusses und der Flugbahnphasen einer Mörsergranate, Fig. 5 is a graph of pressure versus time during launch and flight path phases of a mortar shell,

Fig. 6 ein Diagramm des Drucks angrenzend an die Oberfläche eines Zünderkörpers relativ zum Luftdruck im "freien" Strom über der Distanz entlang des Zündergehäuses von der Nase aus, Fig. 6 is a diagram of the pressure adjacent to the surface of an igniter body relative to the air pressure in the "free" power versus distance along the ignition housing of the nose,

Fig. 7A und 7B in schematischer Form Arretierstiftbetätigungsmittel einer ersten und einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung, FIGS. 7A and 7B, in schematic form Arretierstiftbetätigungsmittel a first and a second embodiment of the invention;

Fig. 8 in schematischer Form eine dritte Ausführungsform von Arretierstiftbetätigungsmitteln nach der Erfindung, Fig. 8 in schematic form a third embodiment of Arretierstiftbetätigungsmitteln according to the invention,

Fig. 9 in schematischer Form eine vierte Ausführungsform von Arretierstiftbetätigungsmitteln nach der Erfindung, und Fig. 9 shows in schematic form a fourth embodiment of locking pin actuating means according to the invention, and

Fig. 10 eine graphische Darstellung von Flugbahn und Geschwindigkeit einer Mörsergranate über der Zeit. Fig. 10 is a graphical representation of the trajectory and speed of a mortar grenade over time.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, und gleiche Merkmale sind jeweils durch gleiche Bezugszeichen gezeichnet. Reference is now made to the drawings and the like Features are identified by the same reference numerals.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zünders, der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der Zünder umfaßt ein Gehäuse 12 mit einer Außenfläche 14, einen Elektronikpack 16 zum Auslösen des Zünders an einem vorgegebenen Zeitpunkt während seiner Flugbahn und/oder zum Auslösen des Zünders durch Messen seiner Nähe zu einem Ziel, einem Energiepack 18 zur Energieversorgung eines elektronischen Zeitgebers/Fühlers und zum Zünden eines Detonators (z. B. 40, Fig. 3), eine Sperrelementbaugruppe 20 mit einen ersten Sicherheitsarretierstift 22 und einem zweiten Sicherheitsarretierstift 24, der Teil einer Sicherheits- und Scharfmacheinrichtung nach der Erfindung bildet, und ein Sprengladungszündsystem 26. Da der Elektronikpack und der Energiepack bekannte Komponenten und dem Fachmann der Zündertechnik bekannt sind, werden diese Komponenten nicht im einzelnen beschrieben. Die Sperrelementbaugruppe 20 umfaßt einen ersten Sicherheitsarretierstift 22, der als "Rückstell"-Arretierstift bekannt ist und einen Stift 32 aufweist, der mittels einer Feder 30 elastisch vorgespannt ist der aufgrund der Beschleunigung beim Abschuß betätigt wird und eine Sperre an dem Sperrelementkörper 34 freigibt, die dessen Drehung aus einer ersten (gesicherten) Position in eine zweite (scharfe) Position verhindert (dieser erste Arretierstift ist Teil des Standes der Technik und kann alternativ auch irgendeinen anderen Mechanismus freigeben, damit dieser in Tätigkeit treten und eine andere Betätigungswirkung auf den Sperrelementkörper als dessen Drehung haben kann). Fig. 1 shows an embodiment of an igniter, which is generally designated 10 . The detonator includes a housing 12 having an outer surface 14 , an electronics pack 16 for triggering the detonator at a predetermined time during its trajectory and / or for triggering the detonator by measuring its proximity to a target, an energy pack 18 for energizing an electronic timer / sensor and for firing a detonator (e.g., 40 , FIG. 3), a blocking element assembly 20 having a first security lock pin 22 and a second security lock pin 24 forming part of a security and arming device according to the invention, and an explosive charge ignition system 26 . Since the electronics pack and the energy pack are known components and are known to the person skilled in the art of igniter technology, these components are not described in detail. The locking element assembly 20 includes a first safety locking pin 22 , known as a "reset" locking pin, and having a pin 32 that is resiliently biased by a spring 30 that is actuated due to acceleration when fired and releases a lock on the locking element body 34 that releases prevents its rotation from a first (secured) position to a second (sharp) position (this first locking pin is part of the prior art and can alternatively also release any other mechanism for it to operate and a different actuating action on the locking element body than its Rotation).

Die Betätigung des ersten Arretierstifts 22 ist Teil des Standes der Technik und bildet keinen Teil der eigentlichen vorliegenden Erfindung. Die Sperrelementbaugruppe weist weiter einen Arm 36 auf, der um einen Zapfen 38 drehbar ist und einen Detonator 40 trägt. Die Betätigung des zweiten Arretierstifts 24 nach der Erfindung (nach Lösen des ersten Arretierstifts) gibt den Arm 36 vollständig aus seiner in Fig. 2 dargestellten und mit Vollinien gezeichneten Position frei, d. h. aus einer gesicherten, nicht scharfen Stellung, so daß er um den Zapfen 38 in eine zweite, scharfe Stellung schwenken kann, die in Fig. 2 in gestrichelten Linien eingezeichnet ist, wo der Detonator 40 in Fluchtung mit dem übrigen Teil einer Initiationssprengkette gebracht wird, die einen Sprengkanal 42 und eine Zündverstärkerladung 44 umfaßt, die dann bei Zündung des Detonators 40 die Hauptsprengladung 46 zünden kann. Der Zweck der Fig. 1 bis 3 ist die schematische Darstellung der hauptsächlichen Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines Zünders gemäß der Erfindung. The actuation of the first locking pin 22 is part of the prior art and does not form part of the actual present invention. The locking element assembly also has an arm 36 which is rotatable about a pin 38 and carries a detonator 40 . The actuation of the second locking pin 24 according to the invention (after the first locking pin has been released) releases the arm 36 completely from its position shown in FIG. 2 and drawn with solid lines, ie from a secured, non-sharp position, so that it is around the pin 38 can pivot into a second, sharp position, which is shown in dashed lines in Fig. 2, where the detonator 40 is brought into alignment with the rest of an initiation explosive chain, which comprises a detonating channel 42 and a booster charge 44 , which then when ignited of detonator 40 can detonate main explosive charge 46 . The purpose of FIGS. 1 to 3 is the schematic representation of the main components of an embodiment of an igniter according to the invention.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Zünders 50 und eines Teils eines Mörsergeschosses 52. Der Energiepack 18, wie der mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist, wird durch Drehen der Nase eines Zünders 50 relativ zum Geschoß 52 um die Achse 54 unmittelbar vor dem Fallenlassen des Geschosses in ein Abschußrohr (nicht dargestellt) aktiviert. Während des Flugs des Geschosses herrscht an der Nase bei 58 eine statische Lufthochdruckzone; weiter rückwärts entlang des Zündergehäuses bei 62 nimmt die Luftströmungsgeschwindigkeit zu und folglich tritt entlang des Zündergehäuses ein Druckabfall gegenüber dem Druck an der Nase 58 auf, d. h. es stellt sich eine Druckdifferenz aufgrund aerodynamischer Effekte ein, die von der Geschoßgeschwindigkeit abhängig ist. Fig. 4 is a side view schematically showing an igniter 50 and a portion of a mortar projectile 52nd The energy pack 18 , as has been described with reference to FIG. 1, is activated by rotating the nose of an initiator 50 relative to the projectile 52 about the axis 54 immediately before the projectile is dropped into a launch tube (not shown). During the flight of the projectile there is a static high-pressure zone on the nose at 58 ; further backwards along the igniter housing at 62 , the air flow rate increases and consequently there occurs a pressure drop along the igniter housing compared to the pressure at the nose 58 , ie a pressure difference arises due to aerodynamic effects which is dependent on the projectile speed.

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung des Luftdrucks angrenzend an das Zündergehäuses über der Zeit, wobei die Bezugslinie 70 den Atmosphärendruck darstellt. Beim Abschuß der Mörsergranate bewirkt eine Kompression der in dem Rohr über der Granate enthaltenen Luft einen Druckanstieg bei 72, der im wesentlichen auf der Trägheit der im Rohr befindlichen Luft beruht. An der Rohrmündung expandiert diese Luft, aber die Granate ist kurz von expandierendem Gas aus der verbrennenden Treibladung umgeben. Die Granate fliegt schneller als die Gasblasen und bricht durch diese hindurch, wobei eine Druckspitze 74 erzeugt wird, die als Mündungsknall bekannt ist. Das Druckprofil 76 ist dann weitgehend die Umkehrung des Geschwindigkeitsprofils der Granate, das in Fig. 10 dargestellt ist. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, verliert die Mörsergranate die Vertikalkomponente ihrer Geschwindigkeit, während sie zum Gipfelpunkt aufsteigt, was durch die Linie 80 angedeutet ist, und beschleunigt dann während der Fallphase erneut. Diese Geschwindigkeitsänderung erzeugt eine entsprechende Änderung des Drucks 76 an der Oberfläche der Granate. FIG. 5 shows a graphical representation of the air pressure adjacent the igniter housing over time, with reference line 70 representing atmospheric pressure. When the mortar grenade is fired, compression of the air contained in the tube above the grenade causes an increase in pressure at 72 which is essentially due to the inertia of the air in the tube. This air expands at the mouth of the pipe, but the grenade is briefly surrounded by expanding gas from the burning propellant. The grenade flies faster than and breaks through the gas bubbles, creating a pressure spike 74 known as a muzzle blast. The pressure profile 76 is then largely the inverse of the grenade speed profile shown in FIG. 10. As shown in FIG. 10, the mortar grenade loses the vertical component of its speed as it rises to the summit, indicated by line 80 , and then accelerates again during the fall phase. This change in speed produces a corresponding change in pressure 76 on the surface of the grenade.

Der Druckabfall über dem Zündergehäuse von der Nase aus rückwärts während der Flugbahn bzw. die Druckdifferenz zwischen dem Nasenbereich 58 und dem Freistrombereich 62 wird bei dem Zünder nach der Erfindung dazu ausgenützt, den zweiten Arretierstift 24 zu betätigen. The pressure drop across the igniter housing from the nose backwards during the flight path or the pressure difference between the nose area 58 and the free flow area 62 is used in the igniter according to the invention to actuate the second locking pin 24 .

Fig. 6 zeigt für zwei verschiedene Werte der Mündungsgeschwindigkeit (MV), nämlich 170 m/s und 70 m/s, eine graphische Darstellung des Drucks angrenzend an die Zündergehäuseoberfläche 14 relativ zum Freistromluftdruck, d. h. die Druckdifferenz bzw. das Druckgefälle, das durch den aerodynamischen Luftstrom über die Zündernase und das Zündergehäuse erzeugt wird, über dem Abstand von der Nase. Wie man sieht, wird ein Druckgefälle von etwa 3 kPa bei einer Geschwindigkeit der Granate von etwa 170 m/s bei einer Distanz von etwa 130 mm von der Nase erzeugt. Fig. 6 shows, for two different values of the muzzle velocity (MV), namely 170 m / s and 70 m / s, a graphical representation of the pressure adjacent to the igniter housing surface 14 relative to the free-flow air pressure, ie the pressure difference or the pressure gradient through the Aerodynamic airflow is generated across the detonator nose and detonator housing, over the distance from the nose. As can be seen, a pressure drop of approximately 3 kPa is generated at a grenade speed of approximately 170 m / s at a distance of approximately 130 mm from the nose.

Fig. 7A zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform 90 des zweiten Arretierstifts 24 in seiner Ruheposition bzw. nicht scharfen Position. Arretierstiftbetätigungsmittel sind in Form einer flexiblen Membran 92 vorgesehen, die tellerförmig ist und geringfügig unterhalb der Zündergehäuseoberfläche 14 liegt. Sie wird durch eine Gaze 94 geschützt. Die Membran 92 ist entlang ihres gesamten Umfangs dicht mit dem Zündergehäuse verbunden. Nach dem Abschuß bewirkt der Druckabfall in der Grenzschicht angrenzend an die Membran 90, daß sie durch den größeren Druck innerhalb des Zündergehäuses nach außen gedrückt wird, wobei sie den Arretierstift 24 mit sich zieht (Fig. 7B) und daher das Sperrelement 36 freigibt, wie mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Der positive Nettodruck innerhalb des Zündergehäuses beruht darauf, daß das Zündergehäuse abgedichtet ist und einen inneren Luftdruck aufweist, der im wesentlichen gleich dem Umgebungsluftdruck im Zeitpunkt des Abschusses ist. FIG. 7A shows a schematic illustration of a first embodiment 90 of the second locking pin 24 in its rest position or non-sharp position. Locking pin actuating means are provided in the form of a flexible membrane 92 , which is plate-shaped and lies slightly below the igniter housing surface 14 . It is protected by a gauze 94 . The membrane 92 is tightly connected to the igniter housing along its entire circumference. After firing, the pressure drop in the boundary layer adjacent the diaphragm 90 causes it to be pushed outward by the greater pressure within the igniter housing, pulling the locking pin 24 with it ( Fig. 7B) and therefore releasing the locking element 36 , as has been described with reference to FIGS. 1 to 3. The positive net pressure within the igniter housing is due to the fact that the igniter housing is sealed and has an internal air pressure that is substantially equal to the ambient air pressure at the time of launch.

Eine zweite Ausführungsform, die ebenfalls mit Bezug auf die Fig. 7A und 7B beschrieben wird, umfaßt wiederum die Membran 92 und den Arretierstift 24. Jedoch ist der Bereich 96 hinter der Membran 92 durch eine Leitung 98 (mit gestrichelten Linien angedeutet) mit dem Nasenbereich an dem mit Bezug auf Fig. 4 (wo die Leitung ebenfalls in gestrichelten Linien eingezeichnet ist) beschriebenen Bereich 58 höheren Luftdrucks verbunden. Der höhere Luftdruck 58 wird in den Bereich 96 hinter der Membran 92 geleitet, um eine Druckdifferenz zwischen dem Nasenbereich und der Stelle der Sicherheits- und Scharfmacheinrichtung hinterhalb der Zündernase zu erzeugen. Das bei dieser zweiten Ausführungsform erzeugte Druckdifferential ist normalerweise größer als der bei der ersten Ausführungsform erzeugte Druckabfall. A second embodiment, which is also described with reference to FIGS. 7A and 7B, again comprises the membrane 92 and the locking pin 24 . However, the area 96 behind the membrane 92 is connected by a line 98 (indicated by dashed lines) to the nose area at the area 58 of higher air pressure described with reference to FIG. 4 (where the line is also shown in dashed lines). The higher air pressure 58 is conducted into the area 96 behind the membrane 92 in order to generate a pressure difference between the nose area and the location of the safety and arming device behind the detonator nose. The pressure differential generated in this second embodiment is normally greater than the pressure drop generated in the first embodiment.

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform 100 eines Zünders nach der Erfindung, wobei ein erster Druckfühler 102 am Hochdruckbereich 58 an der Nase und ein zweiter Druckfühler 104 an der Oberfläche des Gehäuses 14 weiter hinterhalb der Nase angeordnet ist. Die Ausgangssignale von den beiden Fühlern werden einer geeigneten elektronischen Verarbeitungsschaltung 106 zugeführt, die im Elektronikpack 16 oder sonstwo untergebracht sein kann. Wenn ein geeignetes vorgegebenes Druckgefälle zwischen den Fühlern 102 und 104 vorhanden ist, erzeugt die Verarbeitungsschaltung 106 ein Ausgangssignal, durch welche geeignete Arretierstiftauslösemittel über den Energiepack 18 erregt werden und den Arretierstift 24 wegbewegen und deshalb diese Sperre bezüglich der Beweglichkeit des Sperrelements in die scharfe Position lösen. Geeignete Arretierstiftbetätigungsmittel können beispielsweise ein elektrisch ausgelöster Gasmotor oder Generator 108 sein, der durch einen elektrischen Impuls von der Verarbeitungsschaltung 106 betätigbar ist. Fig. 8100 shows a second embodiment of a detonator according to the invention, wherein a first pressure sensor 102 at the nose, a second pressure sensor and 104 is further disposed on the surface of the housing 14 rearwardly of the nose portion 58 at the high pressure. The output signals from the two sensors are fed to a suitable electronic processing circuit 106 , which may be housed in the electronics pack 16 or elsewhere. If there is a suitable predetermined pressure drop between the sensors 102 and 104 , the processing circuit 106 generates an output signal by means of which suitable locking pin triggering means are energized via the energy pack 18 and move the locking pin 24 away and therefore release this lock with respect to the mobility of the locking element into the sharp position , Suitable locking pin actuating means can be, for example, an electrically triggered gas motor or generator 108 which can be actuated by the processing circuit 106 by means of an electrical pulse.

Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform 120 eines Teils eines Zünders nach der Erfindung. Da das Druckdifferential bzw. Druckgefälle durch die Tragflügelwirkung der Zünderform in ähnlicher Weise wie beim Tragflügelquerschnitt eines Flugzeugflügels erzeugt wird, kann eine lokale Steigerung der Tragflügelwirkung durch Hinzufügen eines Oberflächenelements 122 wie beispielsweise einer Ausbauchung oder einer anderen örtlichen Oberflächenirregularität erzeugt werden, die eine Beschleunigung des relativen Luftstroms 124 und damit einen größeren Druckabfall im Bereich 126 erzeugt. Die in gestrichelten Linien dargestellte Formation 122 muß auch den Durchtritt eines stärkeren Druckabfalls zur Membran ermöglichen, und folglich kann ein Teil der Formation 122 durch einen luftdurchlässigen Teil wie beispielsweise eine Gase in der geeigneten Position gebildet sein. Das Innere des Zündergehäuses kann abgedichtet sein, wie mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben ist, oder der Bereich 130 hinter der Membran kann mit dem höheren Luftdruck durch eine Leitung (nicht dargestellt) verbunden sein, beispielsweise wie bei der zweiten Ausführungsform, um die Druckdifferenz zu steigern. Fig. 9 shows a fourth embodiment 120 of part of an igniter according to the invention. Since the pressure differential or pressure drop is generated by the wing action of the detonator shape in a manner similar to the wing cross-section of an aircraft wing, a local increase in the wing action can be generated by adding a surface element 122 such as a bulge or other local surface irregularity, which accelerates the relative Airflow 124 and thus a larger pressure drop in the area 126 generated. The formation 122 shown in dashed lines must also allow a greater pressure drop to pass to the membrane, and thus part of the formation 122 may be formed by an air permeable part such as gases in the appropriate position. The interior of the igniter housing may be sealed, as described with respect to the first embodiment, or the area 130 behind the membrane may be connected to the higher air pressure by a line (not shown), for example, as in the second embodiment, by the pressure difference to increase.

Von den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ersichtlich, daß die Erfindung das Vorsehen von Sicherheits- und Scharfmachsystemen ermöglicht, die nicht drallabhängig sind, und die keinen oder nur geringen zusätzlichen Widerstand am Zündergehäuse bzw. am Geschoß erzeugen und damit eine maximale Schußweite bei einer gegebenen Treibladung ermöglichen. From the embodiments described above it can be seen that the invention provides security and Arming systems that are not spin-dependent, and that have little or no additional resistance Generate detonator housing or on the floor and thus one allow maximum range for a given propellant charge.

Die mit Bezug auf die Fig. 7 und 9 beschriebenen Ausführungsbeispiele sind direkt wirkende mechanische Arretierstiftlösesysteme, und deshalb besteht keine Notwendigkeit für Energiepacks oder elektronische Einrichtungen speziell für das Scharfmachsystem. In diesen Fällen können aber für andere Zwecke hinsichtlich der Funktion des Zünders Energiepacks oder Elektronikpacks vorhanden sein. The embodiments described with reference to Figures 7 and 9 are direct acting mechanical locking pin release systems and therefore there is no need for energy packs or electronic devices specifically for the arming system. In these cases, however, energy packs or electronic packs can be present for other purposes with regard to the function of the igniter.

Claims

1. projectile detonator with a security and arming device, the security and arming device comprising:
purely blocking element ( 34 ) which can be moved from a secured position, in which the projectile cannot be fired, into a sharp position, in which the blocking element does not hinder the ignition,
a locking element ( 24 ) with a locking position in which it cooperates with the locking element ( 34 ) for holding the same in the secured position, and with a release position in which the locking element ( 34 ) can move into its sharp position, and
Locking element actuating means ( 92 , 98 ), which are operatively connected to the locking element ( 24 ) in order to move it from its locked position into the release position, wherein the locking element actuating means to a pressure difference of a predetermined minimum size between two local locations on the igniter respond, one of which is on its outer surface at a location distant from the detonator nose, and the pressure difference can be generated by the air flow over the detonator outer surface.

2. The igniter of claim 1, wherein the first of the two locations on the outer surface of the fuse housing and the other of the two places inside the igniter housing.

3. Detonator according to claim 1 or 2, wherein the detonator housing is hermetically sealed.

4. The detonator according to claim 1, wherein both said positions the outer surface of the fuse housing and the first Place in the area of the detonator nose and the second place lies behind it along the detonator housing.

5. The igniter of claim 4, wherein a conduit ( 98 ) for directing the air pressure from the first location in the area of the igniter nose to a location near the locking element actuating means ( 92 ) is provided within the igniter housing.

6. Igniter according to one of claims 1 to 5, wherein the locking element actuating means have a flexible membrane ( 92 ) or a piston-cylinder arrangement and can be actuated directly by the pressure difference.

7. The igniter of claim 6, wherein the piston or cylinder or diaphragm ( 92 ) is located adjacent or somewhat within the contour of the igniter housing.

8. The igniter according to claim 7, wherein the locking element ( 24 ) is attached directly to the piston or cylinder or membrane ( 92 ), and wherein the piston or cylinder or membrane is arranged next to the locking element ( 34 ), so that the locking element with the locking element can cooperate.

9. Detonator according to one of claims 1 to 8, with an aerodynamic formation ( 122 ) arranged behind the detonator nose to increase the pressure difference in operation.

10. The igniter of claim 9, wherein the aerodynamic formation ( 122 ) causes a local increase in air flow velocity relative to the igniter housing.

11. Detonator according to one of claims 1 to 10, with sensors ( 102 , 104 ) for detecting the pressure difference between the two points and with signal processing means ( 106 ) for generating an output signal when the pressure difference exceeds said predetermined value, the output signal then the locking element actuating means is energized.

12. The detonator according to claim 11, wherein one ( 102 ) of the sensor in the detonator nose area and the other ( 104 ) is arranged behind the detonator nose.

13. The igniter according to claim 11 or 12, wherein the Locking element actuating means a gas engine or Gas generator includes.