DE2046098B2 - Schaltungsanordnung zum Zünden der Zündkapseln eines Raketenstartgerätes - Google Patents

Description

schuß« die Umschaltung des Taktgenerators (7) Ein mit einem Schrittschaltwerk arbeitendes Inter-

mittels der digitalen Steuereinheit (8) auf eine hö- vallometer ist z. B. in der US-PS 33 06 208 beschriehere Taktfrequenz erfolgt, wobei diese Taktfre- ben. Dieses Gerät weist einen Magnet-Schrittschalter quenz mit gleichem Tastverhältnis so lange zur Erzeugung von Zündsignalen bei jedem Schritt weiterläuft, bis ein Stromsensor (10) einen ge- 30 des Schrittschalters auf. Zur Erzeugung der für den schlossenen Zündkreis feststellt und ein Signal an Schrittschalter notwendigen Impulse sind Massedie digitale Steuereinheit (8) liefert, worauf der kerne, ein Auslöseschalter und eine Vielzahl von Im-Taktgenerator (7) auf die ursprüngliche niedri- pulsgeneratoren vorgesehen, die einen Generator für gere Taktfrequenz zurückschaltet und die digitale »Einzelbetrieb«, »Paarbetrieb« und »Serienbetrieb« Steuereinheit (8) ein Stoppsignal an den Takt- 35 einschließen. Das Intervallometer ist technisch sehr generator (7) liefert. aufwendig und unwirtschaftlich ausgeführt und weist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- keine Möglichkeit zur Kontrolle der Zustände der durch gekennzeichnet, daß bei der Funktion Ausgänge auf. Die Verwendung von verschiedenen »Einzelschuß« bei einem Dauerkurzschluß in Impulsgeneratoren für die einzelnen Betriebsfälle einer Zündleitung die digitale Steuereinheit (8) 40 bringt eine aufwendige Verkabelung mit sich, die nur kein Stoppsignal an den Taktgenerator (7) liefert von Spezialisten durchgeführt werden kann.

und der Taktgenerator (7) bis zum Auffinden Aus der US-PS 34 68 255 ist ein Intervallometer-

eines geschlossenen Zündkreises weiterläuft. system bekannt, das Thyristoren zur Zündung der

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 Raketenzündkapseln in einer bestimmten Reihenoder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Takt- ₄₅ folge in Serienschuß nacheinander mit vorher festgegenerator (7) eine Frequenz mit unterschiedli- setzten Schaltzeiten oder im Einzelschuß nur mit chem Taktverhältnis abgibt. Hilfe eines Steuerimpulses verwendet. Das Intervallometer enthält Mittel zum Anschluß an Massepotential, Versorgungsspannung und Steuersignal sowie

so eine Vielzahl von Einzelstufen, die durch Dioden miteinander gekoppelt sind. Nachteilig bei diesem Intervallometersystem ist, daß neben der Versorgungs-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung spannung noch eine Hilfsspannung (Steuerspannung) zum Zünden der Zündkapseln eines Raketenstartge- vorgesehen sein muß. Auch ist eine Umschaltung von rätes unter Verwendung eines Betriebsartenwahl- 55 »Serien-« auf »Einzelschußbetrieb« mit Hilfe einer schalters für die Funktionen »Serien-« oder »Einzel- internen Schaltung nicht möglich. Da immer die vorschuß«, einer Abfeuertaste, mit den Zündkapseln in hergehende Stufe als Referenzstufe benutzt wird, ist Reihe geschalteten Thyristoren, die zum Anlegen der ein gleichzeitiges Zünden von zwei oder mehreren Versorgungsspannung an die einzelnen Zündkapseln Zündkapseln möglich, wenn man voraussetzt, daß dienen und eines den Ablauf steuernden Taktgenera- 60 eine oder mehrere Zündleitungen offen sind. Ein tors der über einen Zähler und einen Decodierer die weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Zündun-Thyristoren sowohl bei »Serien-« als auch bei »Ein- gen jeder Einzelstufe beliebig oft wiederholbar sind zelschuß« steuert. und somit auch eine infolge einer Ladehemmung

Die Zündung eines Raketentreibsatzes wird durch steckengebliebene Rakete bei jedem neuen Durchsogenannte Zündkapseln eingeleitet, die in den 65 gang nochmals gezündet werden kann. Weiterhin ist Treibsätzen angeordnet sind. In jeder Zündkapsel es nachteilig, daß bei Vorliegen eines Kurzschlusses befindet sich ein Heizdraht, der von einer Pulver- in einer Zündleitung der entsprechende Thyristor menge umgeben ist. Bei Erhitzen des Heizdrahtes zerstört wird.

Aus ist in der US-PS 33 16 451 eine Intervallo- bei einer unbesetzten Abschußposition bleiben die meterschaltung zur Zündung von Raketenzündkap- Funktionen »Serien-« und »Einzelschuß« erhalten, sein beschrieben, die einen Multivibrator als Steuer- Eine in einem Abschußrohr, z. B. infolge einer Ladeschaltung benutzt Ein mehrstuiiger, mit Thyristoren hemmung steckengebliebene Rakete wird bei einem bestückter Zündschaltkreis ist über eine Leitung mit 5 erneuten Zünddurchgang nicht nochmals gezündet, dem Ausgang des Multivibrators elektrisch leitend Weiterhin läßt sich die Schaltungsanordnung anstelle verbunden. Die Ausgangssignale des Multivibrators der bekannten elektromagnetischen Schaltungsanordspeisen die einzelnen Stufen des Schaltkreises und nungen in die Raketenstartgeräte einbauen. Hierzu bewirken an jedem Ausgang des Schaltkreises Zünd- ist es vorteilhaft, daß nur eine Spanniffig zur Versorsignale. Mit dem Ausgang des Multivibrators ist eine io gung der Schaltungsanordnung benötigt wird. Ein Diodenmatrix verbunden. Dadurch wird erreicht, weiterer Vorteil ist in der Kontrollmöglichkeit der daß in Abhängigkeit des Schaltzustandes des davor- Schaltungsausgänge zu sehen.

liegenden Thyristors eine Zündung des nachfolgen- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach den Thyristors ermöglicht oder unterbunden wird. der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist eine Zündeinheit Bei dieser lntervallometerschaltung ist es nachteilig, 15 bezeichnet, in der mehrere, z. B. 10 Thyristoren mitdaß teilweise eine Hilfsspannung benötigt wird. Da einander beschaltet sind, von denen allerdings nur der Thyristor im Falle eines Ku>zschlusses nicht 3 Thyristoren 2, 3 und 4 gezeichnet sind. Die Ausautomatisch gelöscht wird, wird er zerstört. Ein wei- gänge der Thyristoren 2, 3 und 4 liegen an Heizdrähterer Nachteil ist darin zu sehen, daß eine, z. B. in- ten von nicht dargestellten Zündkapseln. Die Steuerfolge einer Ladehemmung steckengebliebene Rakete so eingänge der Thyristoren stehen über einen Decodiemehrmals gezündet werden kann, sofern die Versor- rer 5 und einen BCD-Zähler 6 mit einem Taktgeneragungsspannung weiterhin anliegt. tor 7, der von der Versorgungsspannung gespeist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wird, in elektrisch leitender Verbindung.
Schaltungsanordnung zu schaffen, die die Nachteile Die beiden Steuereingänge des Taktgenerators 7 der oben beschriebenen Intervallometer beseitigt, nur 25 sind mit Hilfe von Verbindungsleitungen α und b mit eine Versorgungsspannung benötigt und ein ein- zwei Ausgängen einer digitalen Steuereinheit 8 elekwandfreies Zünden mehrerer Raketen in Serien- oder trisch leitend verbunden. Die Leitung b wird zum Einzelschuß bei vorliegendem Kurzschluß oder vor- Umschalten der Frequenz der Taktimpulsfolge von liegender Leitungsurterbrechung von sowohl auf langsam auf schnell oder umgekehrt und die Leidem Erdboden installierten als auch an Flugkörpern 30 rung α zum Ausschalten (Stoppsignal) des Taktgeneangebrachten Abschußgeräten gewährleistet. rators7 benötigt. Die digitale Steuereinheit 8 weist Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- insgesamt 3 Eingänge auf, von denen der erste Einlöst, daß der Taktgenerator eine durch eine Steuer- gang über eine Leitung c an den Ausgang des Takteinheit umschaltbare Taktfrequenz aufweist und generators 7 angeschlossen ist. Das vom Taktgeneraaußer dem Zähler im gleichen Rhythmus einen elek- 35 tor 7 über die Leitung c abgegebene Signal dient auch tronischen Schalter und die digitale Steuereinheit zur Steuerung des BCD-Zählers 6 und des elektronisteuert, daß bei der Funktion »Serienschuß« der sehen Schalters 11. Der zweite Eingang der digitalen Taktgenerator eine der Schußfolge entsprechende Steuereinheit 8 ist mit einem Betriebeartenwahlschal-Taktfrequenz hat und die Versorgungsspannung über ter 9 und der dritte Eingang mit dem Signalausgang den elektronischen Schalter und einen der Thyristo- 40 eines Stromsensors 10 elektrisch leitend verbunden,
ren auf eine Zündkapsel schaltbar ist und daß bei der Die Versorgungsspannungseingänge der Thyristo-Funktion »Einzelschuß« die Umschaltung des Takt- ren 2, 3 und 4 liegen über die Arbeitskreise des generators mittels der digitalen Steuereinheit auf eine Stromsensors 10 und eines elektronischen Schalters höhere Taktfrequenz erfolgt, wobei diese Taktfre- 11 an einer Abfeuertaste 12, durch die die Versorquenz mit gieichem Tastverhältnis so lange weiter- 45 gungsspannung sowohl an den elektronischen Schalläuft, bis ein Stromsensor einen geschlossenen Zünd- ter 11 als auch an den Taktgenerator 7 gelegt werden kreis feststellt und ein Signal an die digitale Steuer- kann. Der Steuereingang des elektronischen Schalters einheit liefert, worauf der Taktgenerator auf die ur- 11 steht mit dem Ausgang des Taktgenerators 7 in sprüngliche niedrigere Taktfrequenz zurückschaltet elektrisch leitender Verbindung,
und die digitale Steuereinheit ein Stoppsignal an den 50 Die Betriebsweise dieser Schaltungsanordnung sei Taktgenerator liefert. zunächst an Hand der Funktion »Serienschuß« bein einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- schrieben, bei der der Betriebsartenwahlschalter 9 die schlagen, daß bei der Funktion »Einzelschuß« bei gezeichnete Lage einnimmt und die Versorgungseinem Dauerkurzschluß in einer Zündleitung die di- spannung über den elektronischen Schalter 11 und gitale Steuereinheit kein Stoppsignal an den Takt- 55 den Stromsensor 10 nacheinander auf die Thyristogenerator liefert und der Taktgenerator bis zum Auf- ren 2, 3 und 4 und somit auch auf die Zündkapseln finden eines geschlossenen Zündkreises weiterläuft. geschaltet wird. Der automatische Zündvorgang der Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Taktgenera- Thyristoren 2, 3 und 4 wird durch eine Betätigung tor eine Frequenz mit unterschiedlichem Taktver- der Abfeuertaste 12 eingeleitet und läuft folgenderhältnis abgibt. 60 maßen ab: Zunächst läuft der Taktgenerator? frei an Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß in der und speist seine Taktfrequenz in dem BCD-Zähler 6. Schaltungsanordnung keine Speicherelemente vorge- Der Decodierer 5 setzt den BCD-Code in einen sehen sind. Hierdurch wird erreicht, daß nur die in (Ί⁰ )-Code um und legt bei jedem Schritt nacheinander vorgegebenen Reihenfolge nächste intakte Zünd- der für 20 msec einen Steuerimpuls an den Steuereinkapsel unabhängig von einem Kurzschluß oder einer 65 gang der Thyristoren 2, 3 und 4. Die Zeit zwischen Leitungsunterbrechung in der vorhergehenden Zünd- zwei Zündungen zweier benachbarter Thyristoren leitung gezündet wird. Sowohl bei einem Kurzschluß beträgt 25 msec, so daß in diesem Beispiel nach 250 oder einer Unterbrechung einer Zündleitung als auch msec sämtliche Thyristoren einmal mit Strom

schlagt 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? 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-Zähler6 dient. Aus der Zählinformation läßt sich mit Hilfe des Decodierers 5 der Zündimpuls ableiten. Der Zähler wird bei jedem Einschalten durch die Abfeuertaste 12 auf ein logisches O-Signal gesetzt, so daß immer eine fortlaufende Zündolge vom Thyristor 2 zum Thyristor 4 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 etwa 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 Weise 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 »Einzelschuß« soll mittels der Schaltungsanordnung lediglich ein Thyristor gezündet und damit nur eine Rakete gestartet werden. Hierzu wird der Betriebsartenwahlschalter 9 im Raketenstartgerät in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Lage gelegt Durch diese Schaltinformation erfolgt eine Umschaltung der Taktfrequenz des Taktgenerators 7 mittels eines von der digitalen Steuereinheit 8 über die Leitung ft gelieferten Signals auf eine höhere Taktfrequenz. Wie beim >Serien-Betrieb« wird gleichzeitig mit dem elektronischen Schalter 11 auch 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,

ίο welche ihrerseits den Taktgenerator 7 mit Hilfe eines Signals über die Leitung b auf die ursprüngliche Frequenz schaltet. Meldet der Stromsensor 10 innerhalb von 20 msec eine Stromunterbrechung dieses 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 über die Leitung α ein Stoppsignal an den Taktgenerator 7. Das Stoppsignal verhindert ein Weiterschalten auf den nächstfolgen-

ao den Zündkreis. Die nächste Zündung eines Tyristors 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.

as Liegt in einer Leitung ein Kurzschluß in Form einer zusammengebrannten Zündkapsel, die vorhermit Strom beaufschlagt worden ist, oder ein Leitungskurzschluß gegen Masse vor, dann liefert die digitale Steuereinheit 8 auf Grund des Dauerkurz- schlußstromes kein Stoppsignal über die Leitung a an den Taktgenerator 7. 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.

Die Schaltungsanordnung mit Silicon-Kautschuk kann zu einer vollständig gekapselten Einheit vergossen werden. Hierbei ist es zweckmäßig, die Ausgänge kurzschlußsicher und die Eingänge gegen Verpolung geschützt anzuordnen. Eine derartig vergossene Ein heit läßt sich leicht in Raketenstaitgeräte einbauen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

entzündet sich die Pulvermenge, wodurch die Außen- Patentansprüche: schale der Zündkapsel gesprengt und der Raketen treibsatz gezündet wird.

1. Schaltungsanordnung zum Zünden der Bei mehreren nebeneinander angeordneten Rake-Zündkapseln eines Raketenstartgerätes unter 5 ten (Raketenbatterien) ist z. B. gefordert, daß die Ra-Verwendung eines Betriebsartenwahlschalters für keten entweder nacheinander in bestimmten Zeitabdie Funktion »Serien-« oder »Einzelschuß«, einer ständen oder aber jede Rakete einzeln gezündet wer-Abfeuertaste, mit den Zündkapsem in Reihe ge- den kann. Zur Durchführung dieser Forderung ist schalteten Thyristoren, die zum Anlegen tier Ver- eine elektromagnetische Schaltungsanordnung besorgungsspannung an die einzelnen Zündkapsem io kannt, die mit Hilfe eines sogenannten Schnttscnaltdienen und eines den Ablauf steuernden Takt- werks arbeitet Die gesamte Schaltungsanordnung ist generators, der über einen Zähler und einen De- in die Raketenstartgeräte eingebaut. Nachteilig bei codierer die Thyristoren sowohl bei »Serien-« als dieser Schaltungsanordnung ist es jedoch, daß bei auch bei »Einzelschuß« steuert, dadurch ge- Vorliegen eines Kurzschlusses in einer Zündleitung kennzeichnet, daß der Taktgenerator (7) 15 die Zündkapseln, die an die nach der kurzschlußbeeine durch eine Steuereinheit (8) umschaltbare hafteten Leitung folgenden Zündleitungen ange-Taktfrequenz aufweist und außer dem Zähler (6) schlossen sind, nicht mehr gezündet werden können, im gleichen Rhythmus einen elektronischen Schal- Weiterhin ist ein Versagen des mechanischen Mitterill) und die digitale Steuereinheit (8) steuert, nehmers des Schrittschaltwerks während einer Bedaß bei der Funktion »Serienschuß« der Takt- »o schleunigung der Schaltungsanordnung möglich. Eine generator (7) eine der Schußfolge entsprechende derartige Beschleunigung kann z. B. auftreten, wenn Taktfrequenz hat und die Versorgungsspannung die Raketenstartgeräte an Flugkörpern montiert sind, über den elektronischen Schalter (11) und einen Auch ist eine Verschmutzung der Kontakte des der Thyristoren (2, 3, 4) auf eine Zündkapsel Schaltwerks für einen einwandfreien Betrieb sehr stöschaltbar ist und daß bei der Funktion »Einzel- 25 rend.