DE202009014949U1

DE202009014949U1 - Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer eines Artilleriesystems mit hülsenloser Ladung

Info

Publication number: DE202009014949U1
Application number: DE202009014949U
Authority: DE
Original assignee: OAO ZNJJ "BUREVESTNIK"; OAO ZNJJ BUREVESTNIK
Current assignee: Ministry Of Defence Of Russian Federation Ru; Oao Znjj "burevestnik" Ru
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: DE102009006079A1

Abstract

Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer eines Artilleriesystems, die eine elektromagnetische Strahlungsquelle (1) im UHF-Bereich und metallische Initiatoren (2) mit der Hälfte der Länge der ausgestrahlten Welle umfasst, wobei
– ein Block (5, 6) zur Übertragung der elektromagnetischen Strahlung von der Strahlungsquelle zu den metallischen Initiatoren und ein Speise- und Steuerblock (8) vorgesehen sind,
– der Übertragungsblock (5, 6) aus einer Antenne (6) und einem Wellenleiter (5) die Strahlungsquelle (1) mit der Antenne (6) verbindet,
– die Initiatoren (2) aus Fäden oder Drähten gebildet sind, die in der Wurfladung (9) in Form von im Kammervolumen verteilten Bündeln angeordnet sind,
– die Antenne (6) auf der Innenseite eines Verschlusses (7) und der Wellenleiter (5) in einem Koaxialtrakt (10) eines Verschlusskanals angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Wurfladung hüllenlos ist,
– die Initiatoren (2) alternativ aus Resonanz-Ringelementen mit Unterbrechungen gebildet sind,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer eines Artilleriesystems mit einer Ladung, wobei die Einrichtung eine elektromagnetische Strahlungsquelle im UHF-Bereich und metallische Initiatoren mit der Hälfte der Länge der ausgestrahlten Welle umfasst, wobei ein Block zur Übertragung der elektromagnetischen Strahlung von der Strahlungsquelle zu den metallischen Initiatoren und ein Speise- und Steuerblock vorgesehen sind und wobei der Übertragungsblock aus einer Antenne und einem Wellenleiter die Strahlungsquelle mit der Antenne verbindet. Die Erfindung kann in der Sprengtechnik, vorzugsweise bei der Artillerie und genauer bei Zündungssystemen von chemischen Einheitsbrennstoffen verwendet werden. Die Einheitsbrennstoffe aus dielektrischen Komponenten werden in einem beschränkten Raum eines an den Enden geschlossenen Kanals einge bracht und gezündet (d. h. Initiierung des Ladungsbrennens). Die Wände des Laufs sind dabei aus einem leitfähigen Material ausgeführt. Die Erfindung betrifft insbesondere die Wurfladungen, die in der Geschosskammer eines Artilleriesystems mit einer hülsenlosen Ladung angeordnet sind.
Bekannt ist eine Einrichtung zur Zündung der Ladung mittels der Erwärmung ihrer Elemente durch einen Laserstrahl (z. B. Patente: USA Nr. 4 870 903 , Japan Nr. 2 000 055 594 und Nr. 29 001 082 900 und Frankreich Nr. 2 679 640 ).
Diese bekannte Einrichtung enthält einen Laser, dessen Strahl auf den sich im Hinterteil der zündbaren Ladung befindlichen Stirnzünder durch ein Fenster im Verschluss mit einem komplizierten, optischen System ausrichtbar ist.
Das System gewährleistet die Energieverteilung der Strahlung in der Länge der axialen Zündeinrichtung der Ladung. Eine solche Verteilung kann auch durch sich in der Ladung befindliche Dividiereinrichtungen durchgeführt werden. Dies verkompliziert jedoch die Konstruktion der Einrichtung.
In diesem Fall findet die Lokalisation der Zündung mit einem mehrstufigen Zündungsprinzip statt, wie auch in einer Einrichtung zur Zündung der Ladung bei einer konventionellen Zündladung.
Diese Einrichtung hat eine niedrige Arbeitszuverlässigkeit wegen der hohen Wahrscheinlichkeit eines schnellen Ausfalls des optischen Systems beim Schuss.
Bekannt sind auch verschiedene Einrichtungen zur Zündung der Ladung durch die Einwirkung eines Plasmas auf die Elemente der Ladung (z. B. Patente: USA Nr. 5 355 764 und 5 549 046 , Russische Föderation Nr. 2 166 181 ). Jede dieser Einrich tungen enthält einen Block zur Plasmaerzeugung mit einer leistungsfähigen Speisequelle und einen Trakt zur Plasmazufuhr zur zündbaren Ladung.
Die Einrichtungen zur Ausführung der Plasmazündung sind in der Regel mit einmaliger Wirkung. Sie verbrauchen viel Energie. Während der Energieübertragung entstehen bedeutende Verluste. Die Gewährleistung eines sicheren Kontakts der Systemelemente bei der Anwendung einer hohen Spannung stellt auch ein kompliziertes Problem dar. Die Speisequellen für die Systeme der Plasmainitiierung, die die Intensivierung der Zündung und die Steuerung des Prozesses in der Kammer gewährleisten könne, haben ein bedeutendes Gewicht und große Abmessungen. Dies macht ihre Anwendung bei Artilleriesystemen derzeit problematisch.
Bekannt ist eine Einrichtung zur Zündung der Ladung mit Hilfe der Induktion gemäß dem deutschen Patent Nr. 19 848 758 . Bei dieser Einrichtung sind im Verschluss eine Primärquelle und eine den Sprengstoff umgebende Sekundärspule in der Ladung angeordnet. Es gibt auch ein leistungsfähiges System für die Stromversorgung, das mit der Primärquelle elektrisch verbunden ist.
Diese Einrichtung ist kompliziert einzustellen und in der Arbeit unzuverlässig, da während des Betriebs dieser Einrichtung eine erhöhte Gefahr einer Induktionswirkung in der Sekundärspule durch fremde Quellen elektromagnetischer Felder entsteht und dementsprechend das Initiierungssystem überraschend ausgelöst werden kann. Ferner verursacht die Induktionszündung Störungen in der Funktion nahegelegener, elektronischer Geräte.
Eine dem Anmeldungsgegenstand nahestehende, technische Lösung bei Verwendung einer bekannten Einrichtung zur Zündung der Ladung mit Hilfe einer steuerbaren, elektromagnetischen Strahlung ist im US-Patent Nr. 3 601 054 beschrieben. Diese bekannte Einrichtung umfasst (1):

– eine elektromagnetische Strahlungsquelle 1 im UHF-Bereich, z. B. ein Magnetren,
– metallische Initiatoren (2), die die gleiche Länge wie die Längenhälfte der Strahlungswellen haben; die Initiatoren (2) sind im Inneren des ersten Teils der Wurfladung, d. h. in einem Zünder (3), angeordnet; der Zünder liegt im Boden einer Kammer und zündet den zweiten (Haupt-)Teil (4) der Wurfladung, der keine metallischen Initiatoren hat,
– einen Block zur Übertragung der elektromagnetischen Strahlung von der Strahlungsquelle 1 zum Bündel der metallischen Initiatoren; der Block ist als Wellenleiter 5 ausgebildet und verbindet die Strahlungsquelle (1, Leistungsgenerator) mit einer Antenne (6, Horn); die Antenne (6) ist neben einem Verschluss (7) angeordnet und
– einen Speise- und Steuerungsblock (8) für den Prozess (die Kommunikationseinrichtung).

Dabei hat jeder der metallischen Initiatoren die gleiche Länge, die der Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung entspricht.
Ferner ist der oben genannte Teil des zündbaren Materials (des Zünders) in eine spezielle Hülle eingebracht. Die Hülle ist aus einem Material hergestellt, das einerseits die elektromagnetischen Wellen durchlässt und andererseits die elektromagnetische Strahlung zurückstrahlt. Die Hülle ist in der Form eines Paraboloids ausgebildet, das die elektromagnetische Strahlung am Bündel der metallischen Initiatoren fokussiert.
Eine derartige Einrichtung ermöglicht zwar eine lokale Zündung der Ladung am Standort des Zünders, der durch die Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung ausgelöst wird. Die Konstruktion dieser Einrichtung schließt aber eine gleichzeitige Zündung der einzelnen Teile der Ladung aus. Dies führt, wie es auch in den konventionellen Zündeinrichtungen der Fall ist, zur Instabilität der Zündung der Ladung und zur Bildung intensiver Wellenprozesse in der Kammer. Dies ermöglicht es jedoch nicht, eine verringerte, veränderliche Ladung, insbesondere eine modulare Ladung, bei der Fernanordnung des Verschlusses im Falle einer hülsenlosen Ladung zu zünden.
Darüber hinaus werden die Zünder von beiden Stirnseiten jedes Moduls im Falle der Verwendung einer modularen, zündlosen Ladung zur Zündung der Module mit willkürlicher Orientierung benötigt. Dies verkompliziert die Konstruktion und erhöht die Herstellkosten wesentlich.
Schließlich ist durch die DE 600 11 959 T2 eine Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer eines Artilleriesystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Arsenal der bestehenden, technischen Mittel bestimmter Zwecke, die mit der Erhöhung des Kampfwerts der Artilleriesysteme verbunden sind, zu erweitern. Dazu gehört die Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit durch Erhöhung der Schussstabilität, durch Sicherung der Steuerung des Zündprozesses jeglicher Ladungen sowie durch Sicherung der verringerten veränderlichen Ladungen, insbesondere von modularen Ladungen.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Diese Erfindung gewährleistet eine sichere Zündung der Wurfladung in allen möglichen Fertigungsvarianten, die Orientierung beim Laden und die Anordnung in der Kammer sowie verbesserte Bedingungen für die Ladungsfunktion durch die gleichzeitige Zündung einzelner Ladungsteile. Das genannte Ergebnis wird durch die bekannte Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer des Artilleriesystems mit der hülsenlosen Ladung erreicht.
Diese Einrichtung umfasst:

– eine elektromagnetische Strahlungsquelle im UHF-Bereich, z. B. ein Magnetren,
– metallische Initiatoren, die die gleiche Länge wie die Längenhälfte der ausgestrahlten Welle haben,
– einen Block zur Übertragung der elektromagnetischen Strahlung von der Strahlungsquelle zu den metallischen Initiatoren, wobei der Block aus einer Antenne und einem Wellenleiter besteht, der die Strahlungsquelle mit der Antenne verbindet und
– einen Speise- und Steuerungsblock.

Die metallischen Initiatoren sind erstens entweder aus Fäden, Drähten oder aus Resonanz-Ringelementen mit Unterbrechungen ausgeführt und in der Wurfladung, in Form von im ganzen Volumen der Ladung verteilten Bündeln, angeordnet.
Zweitens ist die Antenne seitens des Verschlusses in der Kammer angeordnet.
Drittens ist der Wellenleiter in einem mit einem Koaxialtrakt versehenen Verschlusskanal angeordnet und mit der Strahlungsquelle von der Außenseite des Verschlusses sowie seitens der Kammer mit der Antenne durch abstimmende Wellenleiter-Einheiten verbunden. Dabei ist ein Teil des Koaxialtrakts seitens der Kammer konus- förmig ausgeführt. Die Strahlungsquelle im UHF-Bereich ist mit der Möglichkeit ausgeführt, in der Kammer eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
Viertens ist der Wellenleiter im ersten Ausführungsbeispiel aus einem unbeweglichen Teil und einem beweglichen Teil zusammengesetzt. Der unbewegliche Teil ist zusammen mit der Strahlungsquelle auf einer Lafette befestigt. Der mit dem Koaxialtrakt des Verschlusses verbundene, bewegliche Teil hat die Möglichkeit, sich zusammen mit einer Rohrgruppe zu versetzen.
Fünftens ist der Wellenleiter im zweiten Ausführungsbeispiel als Koaxialkabel ausgebildet und mit dem Koaxialtrakt des Verschlusses so verbunden, dass er sich zusammen mit der Rohrgruppe versetzen kann. Dabei ist die Strahlungsquelle auf der Lafette befestigt.
Die Einbringung der neuen Blöcke und Elemente in der Konstruktion der Einrichtung sowie eine besondere Ausbildung der bestehenden Grundeinheiten der Einrichtung und eine besondere Anordnung der Elemente ermöglichen, die Wirksamkeit einer derartigen Einrichtung durch Sicherung einer hohen Arbeitszuverlässigkeit mit der gleichzeitigen Sicherung einer bequemen Verwendung unter beliebigen, komplizierten Bedingungen zu erhöhen.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Einrichtung gemäß dem US-Patent Nr. 3 601 054 ,
2 eine schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Zündung der Wurfladung mit Hilfe der steuerbaren, elektro magnetischen Strahlung im Falle der Anwendung einer verringerten, veränderlichen Ladung als Wurfladung, insbesondere modularer Ladungen, die an einem beliebigen Ort in der Kammer angeordnet ist bzw. sind,
3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Zündung der Wurfladung mit Hilfe einer steuerbaren, elektromagnetischen Strahlung im Falle der Anwendung von zwei verringerten, veränderlichen Ladungen als Wurfladung, insbesondere modularen Ladungen, die aus einer beliebigen Stelle der Kammer mit Spielräumen zwischen einander und in einiger Entfernung vom Boden der Ladung und der Kammer angeordnet sind,
4 eine schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Zündung der Wurfladung mit Hilfe einer elektromagnetischen Strahlung, wobei die Wurfladung das ganze Volumen der Kammer einnimmt,
5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung mit einem zweistufigen Wellenleiter und
6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem als Koaxialkabel ausgebildeten Wellenleiter.
Die neue Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Kammer eines Artilleriesystems mit einer hülsenlosen Ladung mit Hilfe einer steuerbaren elektromagnetischen Ausstrahlung enthält:
Eine elektromagnetische Strahlungsquelle 1 im UHF-Bereich, z. B. ein Magnetron, und metallische Initiatoren 2, die die gleiche Wellenlänge wie die Längenhälften der ausgestrahlten Wellen haben. Die Initiatoren 2 sind daher entweder aus Fäden, Drähten oder aus Resonanz-Ringelementen mit Unterbrechungen ausgebildet. Sie sind in der Wurfladung 9 in Form von Bündeln angeordnet. Sie nehmen die ganze Kammer ein (4, 5, 6) oder bestehen aus einer verringerten Ladung (2) oder aus mehreren verringerten Ladungen, z. B. modularen Typs mit willkürlicher Orientierung (3). Dabei sind die Initiatorenbündel im ganzen Volumen der Wurfladung 9 verteilt.
Der Block zur Übertragung der elektromagnetischen Strahlung von der Strahlungsquelle 1 zu den metallischen Initiatoren 2 besteht aus einer Antenne 6 und einem Wellenleiter 5, der die Strahlungsquelle 1 mit der Antenne 6 verbindet. Die Antenne 6 ist in der Kammer mit dem Verschluss 7 angeordnet. Dieser Block und der Speise- und Steuerblock 8 nehmen die Initiatorenbündel im ganzen Volumen der Wurfladung 9 verteilt auf.
Der Wellenleiter 5 ist in einem mit einem Koaxialtrakt 10 versehenen Kanal des Verschlusses 7 angeordnet und von der Außenseite des Verschlusses 7 mit der Strahlungsquelle 1 und seitens der Klammer mit der Antenne 6 durch abstimmende Wellenleiter-Einheiten 11 verbunden. Dabei ist ein Teil des Koaxialtrakts 10 seitens der Kammer als Kegel 12 ausgebildet. Die Strahlungsquelle 1 im UHF-Bereich erzeugt in der Kammer eine elektromagnetische Stehwelle.
In dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist der Wellenleiter 5 zusammengesetzt ausgebildet. Er besteht aus einem unbeweglichen Teil 13, der mit der Strahlungsquelle 1 auf einer Lafette befestigt ist. Der bewegliche Teil 14 ist mit dem Koaxial 10 des Verschlusses 7 verbunden. Zudem kann der Teil 14 sich zusammen mit einer Rohrgruppe versetzen.
In dem Ausführungsbeispiel nach 6 ist der Wellenleiter 5 als Koaxialkabel 15 ausgeführt und mit dem Koaxialtrakt 10 des Verschlusses 7 verbunden. Dabei hat er die Möglichkeit, sich mit der Rohrgruppe zu versetzen. Die Strahlungsquelle 1 ist starr auf der Lafette befestigt.
Die neue Einrichtung funktioniert auf folgende Weise:
Nach dem Kommando vom Speise- und Steuerblock 8 wird die Strahlungsquelle 1 eingeschaltet. Damit wird die elektromagnetische Welle über den Koaxialtrakt 10 mit den abstimmenden Wellenleiter-Elementen 11 auf die Antenne 6 übertragen. Mit Hilfe der Antenne 6 wird im Kammerteil des Artilleriesystems (im Inneren des Volumens des Laufs zwischen dem Verschluss 7 und dem Geschoss (16) die elektromagnetische Welle (wie ein Wellenleiter) mit der zweiten Absorption der elektromagnetischen Energie durch das Pulver der Wurfladung 9 im Bereich der metallischen Initiatoren 2 angeregt. Dort findet eine lokale Verstärkung der elektromagnetischen Welle statt. Dadurch wird das Pulver in diesen Bereichen bis auf die Entflammungstemperatur oder den Mikrowellendurchschlag erwärmt. Die Zündung der Wurfladung 9 findet garantiert statt.
Die Vorteile der Anwendung der Erfindung sind:

1. eine sichere Zündung der Ladung, einschließlich modularer Wurfladung der patronenlosen Ladung, in allen Herstellvarianten, Orientierung beim Laden und Anordnung in der Kammer;
2. eine Verbesserung des Funktionierens der Wurfladung durch bessere, gleichzeitige Zündung der verschiedenen Wurfladungsbereiche;
3. eine Gewährleistung eines Mehrweginitiierungssystems;
4. eine Verringerung der Kosten und eine Vereinfachung der Konstruktion des aufgrund des Fehlens eines Zündmittels und der komplizierten und teuren Hülle, um die Strahlung zu bündeln.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- USA 4870903 [0002]
- JP 2000055594 [0002]
- JP 29001082900 [0002]
- FR 2679640 [0002]
- US 5355764 [0007]
- US 5549046 [0007]
- RU 2166181 [0007]
- DE 19848758 [0009]
- US 3601054 [0011, 0028]
- DE 60011959 T2 [0016]

Claims

Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer eines Artilleriesystems, die eine elektromagnetische Strahlungsquelle (1) im UHF-Bereich und metallische Initiatoren (2) mit der Hälfte der Länge der ausgestrahlten Welle umfasst, wobei – ein Block (5, 6) zur Übertragung der elektromagnetischen Strahlung von der Strahlungsquelle zu den metallischen Initiatoren und ein Speise- und Steuerblock (8) vorgesehen sind, – der Übertragungsblock (5, 6) aus einer Antenne (6) und einem Wellenleiter (5) die Strahlungsquelle (1) mit der Antenne (6) verbindet, – die Initiatoren (2) aus Fäden oder Drähten gebildet sind, die in der Wurfladung (9) in Form von im Kammervolumen verteilten Bündeln angeordnet sind, – die Antenne (6) auf der Innenseite eines Verschlusses (7) und der Wellenleiter (5) in einem Koaxialtrakt (10) eines Verschlusskanals angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Wurfladung hüllenlos ist, – die Initiatoren (2) alternativ aus Resonanz-Ringelementen mit Unterbrechungen gebildet sind, – der Wellenleiter (5) von der Außenseite des Verschlusses (7) mit der Strahlungsquelle (1) sowie seitens der Kammer mit der Antenne (6) über abstimmende Wellenleiter-Einheiten (11) verbunden ist, – dabei ein Teil des Koaxialtrakts (10) seitens der Kammer kegelförmig ausgebildet ist und – die Strahlungsquelle (1) im UHF-Bereich mit der Möglichkeit versehen ist, in der Kammer eine elektromagnetische Stehwelle zu erzeugen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (5) aus zwei Teilen ausgebildet ist, wobei ein unbeweglicher Teil (13) zusammen mit der Quelle (1) der elektromagnetischen Ausstrahlung auf einer Lafette befestigt ist und der bewegliche Teil (14) mit dem Koaxialtrakt (10) des Verschlusses (7) verbunden ist und dass der Koaxialtrakt (10) mit der Möglichkeit ausgebildet ist, sich zusammen mit einer Rohrgruppe zu versetzen (5).
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (5) als Koaxialtrakt (10) ausgebildet ist und mit dem Koaxialtrakt (10) des Verschlusses (7) mit der Möglichkeit verbunden ist, sich zusammen mit einer Rohrgruppe zu versetzen, wobei die Strahlungsquelle (1) auf einer Lafette starr befestigt ist (6).
Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wurfladung (9) in Form von Bündeln in der ganzen Kammer verteilt ist (4, 5, 6).
Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wurfladung (9) aus einer verringerten Ladung besteht und in der ganzen Kammer verteilt ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wurfladung (9) aus mehreren verringerten Ladungen, z. B. modularen Typs mit willkürlicher Orientierung besteht und in der ganzen Kammer verteilt ist.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (5) als Koaxialkabel (10) ausgebildet und mit dem Koaxialtrakt (10) des Verschlusses (7) verbunden ist (6).