DE19845751B4

DE19845751B4 - Geschoß-Aufschlagzünder

Info

Publication number: DE19845751B4
Application number: DE1998145751
Authority: DE
Inventors: Bertram KÖLBLI; Reiner Hennig; Frank Kienzler
Original assignee: Junghans Feinwerktechnik GmbH and Co KG; Junghans Microtec GmbH; Honeywell GmbH
Current assignee: Junghans Microtec GmbH
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2018-10-06
Also published as: DE19845751A1

Abstract

Geschoß mit einem programmierbaren Aufschlagzünder, der unter anderem einen Spannungsgenerator, ein Zünd- und Programmierinterface, einen Mikroprozessor und einen Zünd- und Verzögerungsschaltkreis aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsgenerator (5), das Zünd- und Programmierinterface (9) und der Mikroprozessor (10) in einem Kopf des Geschosses (a)und der Zünd- und Verzögerungsschaltkreis (6, 7, 8) in einem Boden des Geschosses (a) angeordnet ist und daß die Schaltungsteile im Kopf und im Boden des Geschosses übermaximal drei Leitungen (1, 2, 3) elektrisch miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen programmierbaren Geschoß-Aufschlagzünder nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Die Komponenten eines programmierbaren Geschoß-Aufschlagzünders, wie z.B. Spannungsgenerator, Programmierinterface, Aufschlagschalter, Mikroprozessor und Zünd- und Verzögerungsschaltkreis, sind normalerweise in der Spitze des Geschosses angeordnet.

Aus der DE 34 12 798 C2 ist eine entsprechende Schaltungsanordnung zum Auslösen einer Sprengladung bekannt, mit der ein versehentliches Auslösen einer Sprengladung verhindert wird, bei der der Zündimpulsgeber und der Initialzünder über einen Lichtleiter getrennt sind. Zum Zünden der Zündladung sind dann zwei voneinander unabhängige Signale eines Mikroprozessors notwendig. Auch aus der US 3,750,586 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der ein Zündinterface und ein Zündschaltkreis räumlich voneinander getrennt und über Kabel miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zu diesen Schaltanordnungen besteht bei Zündern in der Spitze eines Geschosses das Problem, daß dieses im Falle eines Aufschlages in 0,5 bis 2,0 ms zerstört wird.

In der DE 37 03 774 A1 wird ein Geschoß beschrieben, das mehrere Sprengladungen und zwei voneinander getrennte Zünder, einen Kopfzünder und einen Bodenzünder, aufweist. Der Kopfzünder ist dabei als Aufschlagzünder oder Zeitzünder ausgelegt. Zum Schießen eines Abprallers wird dagegen zuvor der Bodenzünder eingeschaltet. Bei einer Zeitzündung besteht allerdings auch hier das Problem, daß das Zündtriggersignal nicht unmittelbar auf das Zündmittel gegeben wird, sondern über einen Zündkreis mit Zündverzögerung. So kann das Geschoß nicht mehr gezündet werden, wenn die Zündverzögerung größer als die Zeit ist, in der die Zünderspitze zerstört wird.

Oftmals will man aber ein Geschoß erst zünden, nachdem es über eine bestimmte Länge in ein Ziel eingedrungen ist.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zünders sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden der erfindungsgemäße Zünder näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Geschosses mit einem erfindungsgemäßen Zünder;

2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Zünderelektronik;

3 ein Signaldiagramm bei einer Verbindung der Zünderkomponenten über drei Leitungen; und

4 ein Signaldiagramm bei einer Verbindung der Zünderkomponenten über zwei Leitungen.

Gemäß 1 ist in einer Geschoßspitze eines Geschosses a ein Zünder b mit Aufschlagsensor angeordnet, der über Leitungen c mit einem Zündkreis d im Heck des Geschosses a in Verbindung steht.

Gemäß 2 ist in der Spitze bzw. dem Kopf eines Geschosses ein Zünder angeordnet, der u.a. eine Spannungserzeugung 5, ein Zünd- und Programmierinterface 9 und einen Mikroprozessor 10 umfaßt. Darüber hinaus ist üblicherweise im Kopf ein Aufschlagsensor angeordnet, der hier aber nicht dargestellt ist. Die Spannungserzeugung kann z.B. durch einen Windradgenerator erfolgen.

Der Zündkreis im Boden bzw. Heck des Geschosses umfaßt einen Speicherkondensator C, der über eine Diode D1, einen Widerstand R und eine Leitung 1 an die Spannungserzeugung 5 angeschlossen ist und eine Versorgungsspannung U_b für die Elemente des Zündkreises bereitstellt. Ggf. kann noch ein Spannungsregler für die Stabilisierung der Versorgungsspannung U_b angeordnet sein. Ein Demultiplexer 8 wird aus der Versorgungsspannung U_b gespeist und ist mit seinem Eingang 18 über eine Diode D2 und eine Leitung 2 an den Ausgang 19 des Zünd- und Programmierinterface 9 angeschlossen. Der Demultiplexer 8 dient der Zuschaltung von Verzögerungszeitkreisen in einem Block 7, wobei dies beispielsweise über Leitungen 14, 15, 16 geschieht. Die Verzögerungszeitkreise 7 wirken über eine Leitung 13 auf einen Zündschalter 6, der im geschlossenen Zustand den Speicherkondensator C in das Zündmittel 12 entlädt und die Detonation des Geschosses bewirkt. Zur Auslösung der Zündung wird ein über die Leitung 2 übertragenes Zündtriggersignal über eine Diode D3 und die Leitung 17 auf die Verzögerungszeitkreise 7 geschaltet.

Beide Teile des Zünders liegen über eine Leitung 3 an Massepotential.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Zünders kann die die Zündspannung U_z führende Leitung 1 entfallen. In diesem Fall wird das Zünd- und Programmierinterface 9 über die gestrichelt gezeichnete Leitung 22 mit der Spannungsversorgung 5 verbunden, und der Kondensator C wird über die gestrichelt gezeichnete Leitung 23, die Diode D1 und den Widerstand R aus der getakteten Programmierspannung U_p bzw. der konstant anstehenden Spannung der Spannungsversorgung 5 aufgeladen.

Aus dem vorstehend beschriebenen Aufbau des Zünders ergibt sich unter Bezugnahme auf die 3 und 4 die folgende Wirkungsweise für die beiden Varianten mit drei bzw. zwei Verbindungsleitungen zwischen Kopf und Boden des Geschosses: Während der Programmierphase vor Abschuß des Geschosses wird dem Mikroprozessor 10 auf in 2 nicht-dargestelltem Wege die Zündverzögerungszeit einprogrammiert. Nach Abschuß und Aktivierung der Zünderelektronik wird nach Ablauf einer Überflugsicherheitszeit (t₀ in 3) wird über die Leitung 1 der Zündkondensator C über die Diode D1 und den Widerstand R mit der Spannung U_z geladen. Zwischen dem Zeitpunkt t₁ und t₂ wird am Mikroprozessorausgang 20 seriell mit definiertem Protokoll die Zündverzögerungszeit ausgegeben. Diese wird durch das Zünd- und Programmierinterface 9 in eine Programmiersequenz umgesetzt, die in 3 zwischen t₁ und t₂ grob skizziert ist und in der Spannungslage nur positiv ist. Diese Sequenz wird am Eingang 18 des Demultiplexers 8 über die Diode D2 eingegeben und führt zur Zuschaltung des entsprechenden Zeitkreises über die Leitungen 14 bis 16 in dem Block 7. Anstelle von Zeitkreisen mit fest vorgegebener Verzögerung können auch Zeitkreise mit programmierbaren Verzögerungszeiten vorgesehen sein. Nach Ablauf der Zeit t₃ wird vom Mikroprozessor 10 (z.B. verursacht durch Detektion eines Bodenaufschlags) am Ausgang 21 ein Zündtriggersignal ausgegeben, das durch das Zünd- und Programmierinterface 9 in einen negativen Spannungsimpuls umgesetzt wird. Dieser negative Spannungsimpuls gelangt über die Leitung 2 und die Diode D3 an den Starteingang 17 der/des Verzögerungskreise(s) und initiiert den Ablauf der vorher eingestellten Verzögerungszeit. Nach Ablauf dieser Verzögerungszeit wird zum Zeitpunkt t₄ durch Aktivierung der Triggerleitung 13 über den Zündschalter 6 die Ladung des Speicher- und Zündkondensators C in das Zündmittel 12 durchgeschaltet, so daß das Geschoß detoniert.

In einer Variante des Verfahrens kann auch die Verzögerungszeit 0 einprogrammiert werden, so daß in diesem Fall der Eingang 17 des Verzögerungszeitkreises 7 beim Auftreten des Zündtriggerssignales über die Leitung 13 unverzögert einen Triggerimpuls für den Zündschalter 6 erzeugt.

Bei der weiteren Variante, bei der die Verbindungsleitung 1 nicht vorhanden ist, wird das Zünd- und Programmierinterface 9 über die gestrichelt gezeichnete Leitung 22 mit der Spannung U_z der Spannungsversorgung 5 versorgt, so daß wiederum nach Ablauf der Überflugsicherheitszeit im Zeitpunkt t₀ in 4 die Spannung U_z an die Leitung 2 angelegt wird. In der Zeit zwischen t₁ und t₂ wird diese Spannung getastet, um die codierte Zündverzögerungszeit zu übertragen, wobei hierbei gleichzeitig eine Energieübertragung erfolgt. Die aus der Spannungsversorgung 5 hergeleitete Spannung wird in diesem Fall über die ebenfalls gestrichelt eingezeichnete Leitung 23, die Diode D1 und den Widerstand R auf den Speicherkondensator C übertragen. Zwischen t₂ und t₃, d.h. bis zum Auftreten des Zündtriggerimpulses wird über die Leitung 2 der Speicher- und Zündkondensator C weiter mit Spannung versorgt. Zum Zeitpunkt des Auftretens des Zündtriggerimpulses schaltet das Zünd- und Programmierinterface 9 die Polarität der übertragenen Spannung auf einen negativen Spannungswert um, wobei dieser Zündtriggerimpuls über die Diode D3 am Eingang 17 des Verzögerungszeitkreises 7 wirksam wird, um mit der entsprechenden Verzögerung oder auch ohne Verzögerung den Zündschalter 6 und damit das Zündmittel 12 zu betätigen.

Claims

Geschoß mit einem programmierbaren Aufschlagzünder, der unter anderem einen Spannungsgenerator, ein Zünd- und Programmierinterface, einen Mikroprozessor und einen Zünd- und Verzögerungsschaltkreis aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Spannungsgenerator (5), das Zünd- und Programmierinterface (9) und der Mikroprozessor (10) in einem Kopf des Geschosses (a) und der Zünd- und Verzögerungsschaltkreis (6, 7, 8) in einem Boden des Geschosses (a) angeordnet ist und daß die Schaltungsteile im Kopf und im Boden des Geschosses über maximal drei Leitungen (1, 2, 3) elektrisch miteinander verbunden sind.
Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Leitung (1) der Übertragung der Zünd- und Speisespannung (U_z, U_b) für den Zünd- und Verzögerungsschaltkreis (6, 7, 8) dient, eine zweite Leitung (2) der Übertragung der Programmier- und Zündinformation dient und eine dritte Leitung (3) dem gemeinsamen Masseanschluß aller Schaltungsteile dient.
Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsteile im Kopf und im Boden des Geschosses über nur zwei Leitungen (2, 3) miteinander verbinden sind, wobei eine erste Leitung (2) der Übertragung der Programmier- und Zündinformation (U_p) und zugleich der Übertragung der Zünd- und Speisespannung (U_z, U_b) dient und eine zweite Leitung (3) dem gemeinsamen Masseanschluß aller Schaltungsteile dient.
Geschoß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung (1) den Spannungsgenerator (5) über eine Diode (D1) und einen Widerstand (R) an einen Speicherkondensator (C) anschließt und der Speicherkondensator (C) die Speisespannung (U_b) und die Zündspannung (U_z) zur Verfügung stellt.
Geschoß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsgenerator (5) an das Zünd- und Programmierinterface (9) über eine Leitung (22) angeschlossen ist und daß die die Programmier- und Zündinformation führende Leitung (2) über eine Leitung (23), eine Diode (D1) und einen Widerstand (R) an einen Speicherkondensator (C) angeschlossen ist, der die Speisespannung (U_b) und die Zündspannung (U_z) zur Verfügung stellt.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünd- und Verzögerungsschaltkreis einen Demultiplexer (8) und einen oder mehrere daran angeschlossenen Verzögerungszeitkreis(e) (7) und einen von dem/den Verzögerungszeitkreis(en) betätigten Zündschalter (6) für ein Zündmittel (12) umfaßt.
Geschoß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmier- und Zündleitung (2) über eine erste Diode (D2) an den Demultiplexer (8) und über eine weitere umgekehrt gepolte Diode (D3) an den/die Verzögerungszeitkreis(e) (7) angeschlossen ist und daß die Programmierimpulse eine erste Polarität und ein Zündtriggersignal eine zweite Polarität aufweist.