DE2003606C3 - Schutzeinrichtung für über eine Drahtverbindung gelenkte Flugkörper bei elektrostatischer Aufladung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung bei elektrostatischer Aufladung von über eine Drahtverbindung von einer Bodenstelle aus elektrisch lerngelenkten Flugkörpern mit Rückstoßantrieb, wobei die zur Übertragung von Lenksignalen vorgesehene zweiadrige Drahtverbindung zwischen Bodenstelle und Flugkörper als Phantomleitung für durch elektrostati- »che Aufladung erzeugte Ausgleichsströme dient, indem die beiden Adern der Drahtverbindung am Flugkörper und an der Bodenstelle über Widerstände symmetrisch mit Flugkörpermasse und Bodenerde verbunden sind.

Eine solche als Entstöreinrichtung für fernlenkbare Flugkörper bezeichnete Schutzeinrichtung ist bereits aus der DT-AS 12 59 716 bekannt. Diese bekannte Emitöreinrichtung verhindert die Verfälschung der über die Drahtverbindung von der Bodenstelle an den fernzulenkenden Flugkörper gegebenen elektrischen Sif nale durch Ausgleichsströme, die infolge elektrostatiicher Aufladung des Flugkörpers auftreten.

Beim praktischen Einsatz derartiger fernlenkbarer Flugkörper unter Gefechtsbedingungen in der Nähe starke·· örtlicher Gewitter hat sich nun gezeigt, daß die- »e bekannten Entstöreinrichtungen eine Störung der Lenksignale nicht sicher unterbinden kann. Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß die bekannte Entstöreinrichtung einen die Bodenstelle des Flugkörpers bedienenden Lenkschüt?en vor infolge des Gewitters auftretenden starken elektrostatischen Entladungen nicht wirksam genug zu schützen vermag. So ist es in Einzelfällen bereits zu spürbaren Beeinträchtigungen von Lenkschützen infolge elektrostatischer Entladungen über den Lenkdraht gekommen, ohne daß ein direkter Blitzeinschlag in den Flugkörper oder den Lenkdraht beobachtet werden konnte. Damit kann als sicher angenommen werden, daß die bekannte Entstöreinrichtung

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nicht ausreicht, in der Größenordnung von 1 Ampere liegende Entladestromstöße ohne nennenswerte Beeinflussung der Lenkbarkeit des Flugkörpers und gefahrlos für das ihn bedienende Personal abzuleiten. Wie erst nach umfangreichen Untersuchungen festgestellt werden komte, treten derartig hohe Eutladeströme z. B. infolge sogenannter Feldsprünge auf, die sich in der Nähe von Gewittern unmittelbar nach einer Blitzentladung ausbilden.

Zwar ist es aus der Fernmeldetechnik bekannt, Fernmeldeleitungen gegen unzulässige Spannungen gegenüber Erde durch sogenannte Spannungs- oder Durchschlagsicherungen zu schützen. Diese sind so angeordnet, daß jeder Leitungszweig in der Nähe des zu schützenden Apparates mit einer Spannungssicherung versehen wird; vgl. DT-PS 4 82 714.

Bei der Anwendung einer solchen Schaltungstechnik auf Schutzeinrichtungen der hier in Frage stehenden Art zeigt sich aber, daß zwar beim Einleiten eines Stromstoßes am Erdungspunkt des zweiten Ableiters nach F i g. 1 dieser Patentschrift eine symmetrische Einleitung der Störung über den Ableiter und zwei gleich große Widerstände auf beide Leiter gegeben ist, daß sich jedoch bei den hier in Betracht zu ziehenden Stromstößen an den beiden Widerständen hohe Spannungen aufbauen würden und der geforderte ScI mtζ verloren ginge. Auch ein Ersatz dieser Widerstände durch die aus F i g. 2 der genannten Patentschrift bekannten Induktivitäten hilft nicht weiter, da dies zu solch großen Abmessungen dieser Induktivitäten führen würde, daß ihr Einbau in einen Flugkörper nicht möglich wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Entstöreinrichtung so zu verbessern daß auch Entladeströme der obengenannten Größenordnung gefahrlos für das einen fernlenkbaren Flugkörper bedienende Personal und ohne wirksame Beeinflussung der Lenkbarkeit des Flugkörpers abzuleiten sind.

Ausgehend von einer Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Adern der Drahtverbindung im Flugkörper über zwei gegensinnig hintereinander geschaltete Zenerdioden miteinander verbunden sind, die der symmetrischen Einleitung der über einen mit der Flugkörpermasse verbundenen Überspannungsableiter aufgenommenen Stromstöße in das Adernpaar dienen, während an der Bodenstelle den die beiden Adern mit Bodenerde verbindenden Widerständen je ein der Begrenzung von Überspannungen aul den Adern gegenüber Erde dienender Überspannungsableiter parallel geschaltet ist.

Aus der DT-AS 12 22 544 ist es zwar bekannt, zwischen den Adern eines Fernsprechadernpaares einander entgegengeschaltete Zenerdioden anzuordnen, die zur Begrenzung von Störspannungen zwischen den beiden Adern dienen. Um die Kapazität der Begrenzerdioden zu verkleinern, werden jeder Zenerdiode eine weitere, jeweils über eine Vorspannungsquelle vorgespannte Diode gleicher Durchlaßrichtung nachgeschaltet. Auf diese Weise können höhere Trägerfrequenzen und breitere Frequenzbänder verarbeitet werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dagegen dienen die Zenerdioden nicht der Begrenzung von Störspannungen zwischen den beiden Leitern, sondern der symmetrischen Einleitung der über den Ableiter aufgenommenen Stromstöße in das Leiterpaar. Eine solche Schaltungsmaßnahme ist erforderlich, da die bis-

her bekannten Überspannungsableiter niemals zum exakt gleichen Zeitpunkt zünden, so daß bei einer Überbrückung der beiden am·Bordempfängereingang liegenden Widerstände zur Bildung der Phantomleitung durch je einen eigenen Überspannungsableiter S keine Symmetrie bei der Ableitung des Entladestroms sichergestellt werden kann. In fast allen Fällen würde dann jeweils nur ein einziger Überspannungsableiter den gesamten Ableitstrom über auch nur eine Ader der Drahtverbindung führen.

Durch die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung wird also sichergestellt, daß beim Auftreten extrem hoher elektrostatischer Spannungen eine Beschädigung von Teilen der Bord- oder Bodeneinrichtung vermieden, eine Gefährdung des die Bodenstelle bedienenden Lenkschützens ausgeschlossen und die Lenkbarkeit des Flugkörpers nur während der Dauer eines sogenannten Feldsprunges vernachlässigbar gespart wird.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines mit seiner Bodenstelle über eine Drahtverbindung verbundenen Flugkörpers und

F i g. 2 eine Einrichtung zur Ableitung elektrostati- 2s scher Aufladungen des Flugkörpers.

Die von einer Bodenstelle 1 in bekannter Weise erzeugten Lenksignale werden über eine Drahtverbindung 2 an einen fernlenkbaren Flugkörper 3 übermittelt, der von einem Gasstrahl 4 angetrieben wird. Die Drahtverbindung 2 wird von einer nicht dargestellten, innerhalb des Flugkörpers 3 angeordneten Abwickelvorrichtung während des Fluges abgespult. Um zu verhindern, daß die dabei auftretenden Abspulkräfte auf die Bodenstelle 1 übertragen werden, ist eine Verankerung 5 im Erdreich 6 vorgesehen.

In F i g. 2 ist schematisch der Stromlaufplan der gemäß der Erfindung angegebenen Schutzeinrichtung dargestellt. Die Drahtverbindung 2 verbindet mit ihren beiden Adern 21 und 22 die Bodenstelle 1 mit dem Bordempfänger 7 des Flugkörpers 3. An der Bodenstelle 1 sind die beiden Adern 21 und 22 über zwei gleiche Widerstände 23 und 24 mit Bodenerde verbunden, wobei diese Verbindung vorzugsweise über die Verankerung 5 (F i g. 1) hergestellt wird. Den Widerständen 23 und 24 ist jeweils ein Überspannungsableiter 25 und 26 parallel geschaltet. Am Empfängereingang des Bordempfängers 7 sind die beiden Adern 21 und 22 ebenfalls über zwei gleiche Widerstände 27 und 28 zur Bildung der Phantomleitung mit der Flugkörpermasse 31 verbunden, die durch das Triebwerk des Flugkörpers 3 gegeben ist.

Die Flugkörpermasse 31 ist außerdem über einen Überspannungsableiter 29 und je eine Zenerdiode 20 und 30 mit den Adern 21 und 22 der Drahtverbindung 2 verbunden.

Treten nun infolge elektrostatischer Aufladungen,

die besonders bei Vorliegen sogenannter Feldsprünge in der Nähe von Gewittern besonders stark sind, am Triebwerk des Flugkörpers 3, also an der Flugkörpermasse 31, extrem hohe Potentiale von bis zu etwa 150OkV auf, so hat diese Ladung das Bestreben, über die mit Bodenerde verbundene Drahtverbindung 2 abzufließen. Da die Ladung nur über die Widerstände 27 und 28 sowie 23 und 24 über die beiden Adern 21 und 22 der Drahtverbindung 2 abfließen kann, werden an den Widerständen 23, 24 und 27, 28 so hohe Spannungsabfälle auftreten, daß bei den in derartigen Flugkörpern und Bodenanlagen auf Grund der gegebenen Abmessungen realisierbaren Isolationsabständen Überschläge auftreten, die infolge ihrer hohen Stromspitzen sowohl in der Bord- als auch in der Bodenstelle zu einer Zerstörung von Teilen der elektrischen Ausrüstung und zu einer Gefährdung des die Bodenstelle bedienenden Lenkschützen führen.

Da die Überspannungsableiter jedoch niemals bei exakt der gleichen Spannung, also zum genau gleichen Zeitpunkt, zünden, wurde am Eingang des Bordempfängers eine besondere Schaltung gewählt, die sicherstellt, daß die an der Flugkörpermasse auftretende Spannung tatsächlich über beide Adern 21 und 22 der Drahtverbindung 2 gleichmäßig abfließt und damit die zwischen den beiden Adern 21 und 22 erzeugte Restspannung unterhalb der Werte bleibt, die zu einer Beschädigung des Verstärkereinganges des Bordempfängers führen würde. Dieses wird durch Verwendung nur eines einzigen Spannungsabieiters 29 erzielt, der über je eine Zenerdiode mit beiden Adern 21 und 22 der Drahtverbindung 2 verbunden ist An der Bodenstelle 1 reicht dagegen jeweils ein den Widerständen 23 und 24 parallelgeschalteter Überspannungsableiter 25 und 26 aus, da die an der Bodenstelle zwischen den beiden Adern 21 und 22 infolge der unterschiedlichen Ansprechschwelle beider Überspannungsableiter kurzzeitig während eines sogenannten Feldsprunges auftretenden Differenzspanuungen im Gegensatz zum Bordempfänger von der Bodenstelle gefahrlos verarbeitet werden können.

Die während eines sogenannten Feldsprunges für die Dauer von etwa 100 μ5 infolge des hohen F.ntladestroms zu verzeichnende »Unterbrechung« der Lenksignalübertragung hat angesichts einer bei diesen Flugkörpern charakteristischen Eigenfrequenz von etwa I Hz keine Bedeutung.

Die elektrischen Einrichtungen der Bodenstelle werden kurzzeitig während der Dauer eines sogenannten Feldsprunges ein Potential annehmen, das bei dem zu erwartenden Spannungsanstieg von 1 Κν/μ5 in der Größenordnung von 1 KV bei handelsüblichen Überspannungsableitern liegt. Ein ausreichender Schutz des Lenkschützen ist angesichts der bei derartigen Spannungen verhältnismäßig leicht zu lösenden Isolationsfragen damit hinreichend sichergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

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   Schutzeinrichtung bei elektrostatischer Aufladung von über eine Drahtverbindung von einer Bodenstelle aus elektrisch ferngelenkten Flugkörpern mit Rückstoßantrieb, wobei die zur Übertragung von Lenksignalen vorgesehene zweiadrige Drahtverbindung zwischen Bodenstelle und Flugkörper als Phantomleitung für durch elektrostatische Aufladung erzeugte Ausgleichströme dient, indem die beiden Adern der Drahtverbindung am Flugkörper und an der Bodenstelle über Widerstände symmetrisch mit Flugkörpermasse und Bodenerde verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Adern (21, 22) der Drahtverbindung (2) im Flugkörper (3) über zwei gegensinnig hintereinander geschaltete Zenerdioden (20,30) miteinander verbunden sind, die der symmetrischen Einleitung der über einen mit der Fiugkörpermasse (31) verbundenen Überspannungsableiter (29) aufgenommenen Stromstöße in das Adernpaar dienen, während an der Bodenstelle (1) den die beiden Adern (21,22) mit Bodenerde (6) verbindenden Widerständen (23, 24) je ein der Begrenzung von Überspannungen auf den Adern gegenüber Erde dienender Überspannungsableiter (25, 26) parallel geschaltet ist.