DE2046098A1

DE2046098A1 - Schaltungsanordnung für Raketenstartgeräte

Info

Publication number: DE2046098A1
Application number: DE19702046098
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-09-18
Filing date: 1970-09-18
Publication date: 1972-04-13
Also published as: US3748955A; NL7112727A; DE2046098C3; DE2046098B2; BE772144A

Description

Li ce nt ia Patent- Verwaltungs-G.m.b .II. Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

HH 70/10 16. September 1970

3l/Htz

'Schaltungsanordnung für Raketenstartgeräte"

Die Erfindung befaßt «ich mit einer Schaltungsanordnung für Raketenstartgeräte zum Zünden von Zündkapseln, die wahlweise einen Serien- oder Einzelschuß ermöglicht.

Die Zündung eines Raketentreibsatzes wird durch sogenannte Zündkapseln eingeleitet, die in den Treibsätzen angeordnet sind. In diesen Zündkapseln befindet sich ein Heizdraht, der von einer PuLvermenge umgeben ist. Bei Erhitzen des Heizdrahtes entzündet sich die Pulvermenge, wodurch die Außenschal <i der Zündkapsel gesprengt und der Raketentreibsatz gezündot wird.

Bei iiKihreren nebeneinander angeordneten Raketen (Raketenba t tt»r Leri) ist z.B. gefordert, daß die Raketen entweder nach-(iinamler in bestimmten Zeitabständen oder aber jede Rakete einzeln gezündet werden kann. Zur Durchführung dieser Forderung ist eine elektromagnetische Schaltungsanordnung be-

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kannt, die mit Hilfe eines sogenannten Schrittschaltwerks arbeitet. Die gesamte Schaltungsanordnung ist in die Raketenstartgeräte eingebaut. Nachteilig bei dieser Schaltungsanordnung ist es jedoch, daß bei Vorliegen eines Kurzschlusses in einer Zündleitung die Zündkapseln, die an die nach der kurzschlußbehafteten Leitung folgenden Zündleitungen angeschlossen sind, nicht mehr gezündet werden können. Weiterhin ist ein Versagen des mechanischen Mitnehmers des Schrittschaltwerks während einer Beschleunigung der Schaltungsanordnung möglich. Eine derartige Beschleunigung kann z.B. auftreten, wenn die Raketenabschußgeräte an Flugkörpern montiert sind. Auch ist eine Verschmutzung der Kontakte des Schaltwerks für einen einwandfreien Betrieb sehr störend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile beseitigt und ein einwandfreies Zünden mehrerer Raketen in Serien- oder Einzelschuß von sowohl auf dem Erdboden insta! lierten als auch an Plugkörpern angebrachten Abschußgeräten gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel vorgesehen sind, die die Funktionen "Serien-¹¹ oder "Einzelschuß" mittels eines Betriebsartenwahlschalters und einer Abfeuertaste durch Anlegen einer Versorgungsspannung auslösen und einen automatischen Ablauf des Zündvorganges auch bei einer Störung in einer oder mehreren Zündleitungen gewährleisten.

Die Versorgungsspannung ist bei der Funktion "Serienschuß" von einem elektronischen Schalter nacheinander auf mehrere

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Thyristoren schaltbar, wobei ein Taktgenerator mit einer bestimmten Taktfrequenz sowohl den elektronischen Schalter als auch über einen Zähler und einen Decodierer die Thyristoren steuert. Der Taktgenerator gibt hierbei eine Frequenz mit unterschiedlichem Taktverhältnis ab.

Bei der Funktion "Einzelschuß" erfolgt eine Umschaltung des Taktgenerators, der gleichzeitig einen Zähler und einen elektronischen Schalter ansteuert, mittels einer digitalen Steuereinheit auf eine höhere Taktfrequenz. Diese Taktfrequenz läuft so lange weiter, bis ein Stromsensor einen geschlossenen Zündkreis festeteilt und ein Signal an die digitale Steuereinheit liefert. Hierauf schaltet der Taktgenerator auf die ursprüngliche Frequenz, an dem Thyristor mit geschlossenem Zündkreis liegt die Zündspannung an und die digitale Steuereinheit liefert nach der Zündung des Thyristors ein Stopp-Signal an den Taktgenerator. Die digitale Steuereinheit liefert bei einem Dauerkurzschluß in einer Zündleitung kein Stopp-Signal an den Taktgenerator.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß in der Schaltungsanordnung keine Speicherelemente vorgesehen sind. Hierdurch wird erreicht, daß nur die in der vorgegebenen Reihenfolge nächste intakte Zündkapsel unabhängig von einem Kurzschluß oder einer Leitungsunterbrechung in der vorhergehenden Zündleitung gezündet wird. Auch bei einem Kurzschluß oder einer Unterbrechung einer Zündleitung bleiben die Funktionen "Serien-" und "'Einzelschuß" erhalten. Weiterhin läßt sich die Schaltungsanordnung anstelle der elektromagnetischen Schaltungsanordnung in die Raketenstartgeräte einbauen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung

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dargestellt. Mit 1 ist eine Zündeinheit bezeichnet, in der mehrere, z.B. 10 Thyristoren miteinander verschaltet sind, von denen allerdings nur 3 Thyristoren 2, 3 und k gezeichnet sind. Die Ausgänge der Thyristoren 2, J und 4 liegen an Heizdrähten von nicht dargestellten Zündkapseln. Die Steuereingänge der Thyristoren stehen über einen Decodierer 5 und einen BCD-Zähler 6 mit einem Taktgenerator 7_t der von der Versorgungsspannung gespeist wird, in elektrisch leitender Verbindung.

Die beiden Steuereingänge des Taktgenerators 7 sind mit 2 Ausgängen einer digitalen Steuereinheit 8 elektrisch leitend verbunden. Eine der Verbindungsleitungen wird zum Umschalten der Frequenz der Taktimpulsfolge und die andere Leitung zum Ausschalten des Taktgenerators 7 benötigt. Die digitale Steuereinheit 8 weist insgesamt 3 Eingänge auf, von denen der erste Eingang an den Ausgang des Taktgenerators angeschlossen ist. Der zweite Eingang ist mit einem Betriebsartenwahlschalter 9 und der dritte Eingang mit dem Signalausgang eines Stromsensors 10 elektrisch leitend verbunden.

Die Versorgungsspannungseingänge der Thyristoren 2, 3 und k liegen über die Arbeitskreise des Stromsensors 10 und eines elektronischen Schalters 11 an einer Abfeuertaste 12, durch den die Versorgungsspannung sowohl an den elektronischen Schalter 11 als auch an den Taktgenerator 7 gelegt werden kann. Der Steuereingang des elektronischen Schalters 11 steht mit dem Ausgang des Taktgenerators 7 in elektrisch leitender Verbindung,

Die Betriebsweise dieser Schaltungsanordnung sei zunächst anhand der Funktion "Serienschuß" beschrieben, bei der der

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Betrxebsartenwahlschalter 9 die gezeichnete Lage einnimmt und die Versorgungsspannung über den elektronischen Schalter 11 und den Stromsensor 10 nacheinander auf die Thyristoren 2, 3 und k und somit auch auf die Zündkapseln geschaltet wird. Der automatische Zündvorgang der Thyristoren 2, 3 und 4 wird durch eine Betätigung der Abfeuertaste 12 eingeleitet und läuft folgendermaßen ab: Zunächst läuft der Taktgenerator 7 frei an und speist seine Taktfrequenz in den BCD-Zähler 6. Der Decodierer 5 setzt den BCD-Code in einen ( ^y-Code um und legt bei jedem Schritt nacheinander für 20 msec einen Steuerimpuls an den Steuereingang der Thyristoren 2, 3 und 4. Die Zeit zwischen zwei Zündungen zweier benachbarter Thyristoren beträgt 25 msec, so daß in diesem Beispiel nach 250 msec sämtliche Thyristoren einmal mit Strom beaufschlagt worden sind. Parallel zu den Steuerimpulsen wird gleichzeitig mit dem Takt des Taktgenerators 7 der elektronische Schalter 11 gesteuert und in dem gleichen Rhythmus die Versorgungsspannung an die Spannungseingänge der Thyristoren 2, 3 und 4 gelegt. Es kann allerdings nur der Thyristor zünden, an dem sowohl die Steuerspannung am Gitter als auch die Versorgungsspannung an dem Spannungseingang anliegt. Es muß immer die UND-Bedingung (Versorgungsspannung und Gitterimpuls) erfüllt sein.

Um die geforderte Zündfolgezeit von 25 msec beim Serien-Betrieb zu realisieren, muß der Taktgenerator 7 so aufgebaut sein, daß er eine Taktfolge mit unterschiedlichem Taktverhältnis abgibt. Für die Zeit von 20 msec gibt der Taktgenerator 7 eine logische L-Information ab, die den elektronischen Schalter 11 steuert und gleichzeitig als Zählimpuls für den BCD-Zähler 6 dient. Aus der Zählinformation läßt sich mit Hilfe des De-.codierers 5 der Zündimpuls ableiten. Der Zähler wird bei jedem

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,Einschalten durch die Abfeuertaste 12 auf ein logisches O-Signal gesetzt, so daß immer eine fortlaufende Zündfolge vom Thyristor 2 zum Thyristor k gewährleistet ist.

Tritt der Fall ein, daß eine Zündkapsel in der Rakete zum Kurzschluß zusammenbrennt und der Start nicht eingeleitet wurde, so erfolgt die Stromunterbrechung nach ca 20 msec durch die Schaltungsanordnung selbst, und zwar tritt nach der Stromunterbrechung eine Pause von 5 msec bis zur Zündung der nächsten Zündkapsel ein. In gleicher Velse verhält sich die Schaltungsanordnung, wenn eine oder mehrere Zuführungsleitungen zu den Zündkapseln Kurzschluß gegen Masse haben. Ist jedoch eine Zündleitung unterbrochen, so erkennt die Schaltungsanordnung den Zündkreis so, als wäre die Zündkapsel bereits gezündet worden.

Bei der Funktion "Einzelschuß¹¹ soll mittels der Schaltungsanordnung lediglich ein Thyristor gezündet und damit nur eine Rakete gestartet werden. Hierzu wird der Betriebsartenwahlachalter 9 im Raketenstartgerät in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Lage gelegt. Durch diese Schaltinformation erfolgt eine Umschaltung der Taktfrequenz des Taktgenerators 7 mittels der digitalen Steuereinheit 8 auf eine höhere Taktfrequenz. Wie beim "Serien-Betrieb" wird gleichzeitig mit dem elektronischen Schalter 11 auoh der Zähler 6 angesteuert. Wurden vorher bereits mehrere Zündkapseln gezündet, so läuft der Taktgenerator 7 mit der erhöhten Taktfrequenz so lange weiter, bis der Stromsensor 10 einen geschlossenen Zündkreis festgestellt hat. Der Stromsensor 10 liefert bei Erkennung eines geschlossenen Zündkreises ein Signal an die digitale Steuereinheit 8, welche ihrerseits den Taktgenerator 7 auf die ursprüngliche Frequenz schaltet. Meldet der Stromsensor 10 innerhalb von 20 msec eine Stromunterbrechung dieses

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Zündkreises, d.h. daß der diesem Zündkreis zugehörende Thyristor gezündet worden ist und damit jetzt ein offener Zündkreis vorliegt dann liefert die digitale Steuereinheit 8 zusätzlich ein Stopp-Signal an den Taktgenerator 7· Das Stopp-Signal verhindert ein Weiterschalten auf den nächstfolgenden Zündkreis. Die nächste Zündung eines Thyristors kann dann erst durch erneutes Drücken der Abfeuertaste 12 erfolgen, wodurch der Zähler 6 auf Null gesetzt und der nächste geschlossene Zündkreis in sehr kurzer Zeit aufgesucht wird.

Liegt in einer Leitung ein Kurzschluß in Form einer zusammengebrannten Zündkapsel, die vorher mit Strom beaufschlagt worden ist, oder ein Leitungskurzschluß gegen Masse vor, dann liefert die digitale Steuereinheit 8 aufgrund des Dauerkurzschlußstromes kein Stopp-Signal. Es wird vielmehr wie beim "Serien"-Betrieb der Strom nach 20 msec abgeschaltet und nach weiteren 5 msec auf den nächsten Zündkreis geschaltet. Dieser Vorgang wird selbsttätig so lange fortgeführt, bis eine intakte Zündleitung gefunden worden ist, und die Zündung ordnungsgemäß abläuft. Ein durch eine defekte Zündleitung unterbrochener Zündkreis kann als offener Zündkreis angesehen werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Schaltungsanordnung mit Silicon-Kautschuk zu einer vollständig gekapselten Einheit zu vergießen. Hierbei ist es zweckmäßig, die Ausgänge kurzschlußsicher und die Eingänge gegen Verpolung geschützt anzuordnen. Eine derartig vergossene Einheit läßt sich leicht in Raketenstartgeräte einbauen.

7 Seiten Beschreibung

5 Patentansprüche

1 Blatt Zeichnung mit 1 Fig.

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Claims

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Patentansprüche

[1.) !Schaltungsanordnung für Raketenstartgeräte zum Zünden von ^—' Zündkapseln, die wahlweise einen Serien- oder Einzelschuß ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Funktionen "Serien-" oder "Einzelschuß" mittels eines Betriebsartenwahlschalters (9) und einer Abfeuertaste (12) durch Anlegen einer Versorgungsspannung auslösen und einen automatischen Ablauf des Zündvorganges ^ auch bei einer Störung in einer oder mehreren Zündleitungen gewährleisten.
2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung bei der Funktion "Serienschuß" von einem elektronischen Schalter (11) nacheinander auf mehrere Thyristoren (2, J, k) schaltbar ist, wobei ein Taktgenerator (7) mit einer bestimmten Taktfrequenz sowohl den elektronischen Schalter (11) als auch über einen Zähler (6) und einen Decodierer (5) die Thyristoren (2, 3» ^) steuert.

3·) Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (7) eine Frequenz mit unterschiedlichem Taktverhältnis abgibt.

k.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Funktion "Einzelschuß" eine Umschaltung des Taktgenerators (7), der gleichzeitig einen Zähler (6) und einen elektronischen Schalter (11) ansteuert, mittels einer digitalen Steuereinheit (β) auf eine höhere Taktfrequenz erfolgt, und daß diese Taktfrequenz so lange weiterläuft bis ein Stromsensor (10) einen geschlossenen Zündkreis feststellt und ein Signal an die digitale Steuerein-

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heit (8) liefert, worauf der Taktgenerator (7) auf die ursprüngliche Frequenz schaltet, an den Thyristor (2, 3 oder 4) mit geschlossen·; >~ Zündkreis die Zündspannung anlegt und die digitale Steuereinheit (8) nach der Zündung des Thyristors {2, 3 oder k) ein Stopp-Signal an den Taktgenerator (7) liefert.

5«) Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Dauerkurzschluß in einer Zündleitung die digitale Steuereinheit (8) kein Stopp-Signal an den Taktgenerator (7) liefert.

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