DE2057735C3

DE2057735C3 - Simulatorgerät für elektrische Impulsstrahlung und Lichtverlauf von Kernwaffenexplosionen

Info

Publication number: DE2057735C3
Application number: DE2057735A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Impulsphysik 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Impulsphysik 2000 Hamburg GmbH
Priority date: 1970-11-24
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1974-04-11
Also published as: FR2115256B1; BE775219A; SE372128B; GB1319436A; DE2057735B2; CA964367A; US3808704A; DE2057735A1; FR2115256A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Simulatorgcrät für elektrische Impulsstrahlung und Lichf.vcrlaui' von Kernwaffenexplosioncn, bei dem der Initialblitz und der Hauptblitz durch · zwei aufeinanderfolgend, von je einem Entladungskreis gezündete Gasentladungslampen simuliert werden.

Die bisher bekanntgewordenen Simulaloxgcrätc können Kernwaffcnexplosioncn nur unvollkommen ⁶S simulieren, weil sie sich beim Simiiliervorgang entweder allein auf den Licht- und Wärmcstrahlimgsvcrlauf (USA.-Patcntschrift 3 171 057) oder auf den der Licht- und Wärmestrahlung vorausgehenden elektromagnetischen Impuls (deutsche Auslegeschrift I 178 150) beschränken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Simulatorgerätes, das bei einfachstem Aufbau sowohl die elektrische Impulsstrahlung als auch den Lichtverlauf von Kernwaffenexplosiünen berücksichtigt, so daß mit ein oder demselben Gerät die verschiedensten Schutzvorrichtungen überprüft werden können. Dabei soll auch in einfachster Weise die Möglichkeit gegeben werden, durch eine einfache einmalige Auslösung zunächst die simulierte elektrische Impulsstrahlung zu verursachen, um dann daran anschließend in einem zeitlich vorbestimmten Abstand den Lichtverlauf zu simulieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Simulatorgerät der einleitend genannten Art den beiden gegeneinander verzögerten Entladungskreisen ein ebenfalls mit variabler Verzögerung ausgebildetes elektronisches Zeitglied vorgeschaltet ist und daß zur Auslösung eines Eingangssignals für dieses Zeitglied ein elektrischer Entladungskreis vorgesehen ist, welcher zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Impulses mit einem von einer Induktivität und dem Speicherkondensator des Entladungskreises bestehenden Antennenkreis verbun den ist, in dem. sich eine parallel zum Speicherkondensator über einen Schalter an eine Hochspannungsquelle angeschlossene Schaltfunkenstreckc befindet.

Ein solches erfindungsgemäßes Simulatorgeräi läßt sich bequem in einem Koffer unterbringen, so daß die bisher fehlende Möglichkeit gegeben wird, bciii Benutzer oder Verbraucher vorhandene eingesetzte und gelagerte Detektoren und Sensoren schnell und preiswert am Ort zu überprüfen unter Einschluß dci weiteren Möglichkeit, auch Untersuchungen über den schädigenden Einfluß einer elektrischen Impulsstrahiung auf Funkgeräte u. dgl. zu untersuchen.

Bei Anordnung des erfindungsgemäßcn Simulatorkörpers in einem Handkoffer kann der Antennenkreis für die Abstrahlung des elektromagnetischen Impulses mit einer einschiebbaren Stabantenne versehen werden, wobei dann als elektrisches Gegengewicht, d.h. als zweiter Abstralilungspol des Antennenkreises, die aus Lcichtmctallblcch bestehende Kofferwand des Handkoffers dient.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. In den Zeichnungen zeigt

F i g. I eine Seitenansicht des in einem Koffer untergebrachten erfindungsgemäßen Simulatorgeriites.

F i g. 2 eine Stirnansicht zu F i g. I und

Fig. 3 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild der im Koffer gemäß F i g. I und 2 angeordneten elektrischen und optischen Bauelemente.

Bekannterweise geht bei jeder KcrnwaffcncxpU)-sion dem Initialblitz ein elektromagnetischer Impuls voran, der nachfolgend auch als EMP-Signal bezeichnet wird. Um diesen Vorgang zu simulieren, besteh! das erfindungsgemäße Simulatorgeräi aus einem EMP-Erzeuger 1, einem Zeitglied 2 und einem Blitzgerät 3. Um die Funktion von Schutzvorrichtungen sicherheitshalber überprüfen zu können, gehört

Zeitglied 4 angekoppelt, welches bei Ansprechen der Blitzlampe 32 anläuft und nach. Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit einen Zündimpuls an die Zündelektrode Sl der Blitzlampe 52 des zweiten Blitzgerätes 5 liefert. Der Blitzlampe 52 ist ebenfalls ein Kondensator 53 parallel geschaltet, der von dem Hochspannungsgerät 65 zuvor aufgeladen wurde. Die Blitzlampe 52 ist grollflächig, vorzugsweise spiralig ausgebildet und hinter einer großen Sammellinse

zum crfindungsgemäßen Simulatorgerät gegebenenfalls noch ein zweites Zeitglied 4 und ain zweites Blitzgeräts, dessen Blitzaussendung zeitlich gegenüber dem Blitz aus dem Blitzgerät 3 so verzögert ist, daß er durch einen mi* ordnungsgemäß arbeitenden Sensor ausgelösten Awgenschutzverschluß nicht mehr wahrnehmbar ist. Zur Versorgung der Bauelemente 1 bis 5 dient eine Spannungsquelle 6,

Die Bauelemente I bis 6 befinden sich in einem .,„ -,—„-.-

Handkoffer 7, welcher mit einer versenkbaren Stab- »o 54 angeordnet. Das Zeitglied 4 ist ebenfalls vorzugsanttnne 11 und zwei Fenstern 9 und 10 versehen weise zeitveränderlich ausgebildet. Da der Kondensaist, hinter denen sich die Blitzlampen der Blitzge- tor 53 sehr groß ausgebildet ist, entsteht bei Zündung rate 3 und 5 befinden. Der Koffer ist vorzugsweise der Blitzlampe 52 ein sehr langer, außerordentlich mit einem metallischen Mantel versehen oder besteht intensiver Lichtblitz,, der z.B. 1000 bis 10 000VVh vollständig aus Leichtmetall, so daß er für die Stab- 15 Energie hat. Zur Verstärkung der^Blitzwirkung ist die antenne 8 als Gegengewicht dienen kann. "

Zur Spannungsversorgung des Gerätes dienen
wahlweise eine mit Netzanschluß versehener Gleichrichter 61 oder eine Gruppe von Primär- oder Sekun- ._.

därelementen 62. Die'Speisespannungsquellen 61 20 torgerät nicht benutzt, können die Linse 54 und die und 62 dienen zur Versorgung von drei Hochspan- Stäbe 55 im Innern des Koffers untergebracht wernungsgeräten 63, 64 und 65.

Der Sender zum Erzeugen des EMP-Signals wird aus· dem Hochspannungsgerät 6J gespeist. Der Sender besteht aus der Stabantenne 11, einer Induktivi- 25 tat 12, die über einen kleinen Speicherkoridensalor

13 mit dem vom Koffer 7 gebildeten Gegengewicht

14 verbunden ist. Dem Speicherkondensator 13 ist eine Schaltfunkenstreckc 15 parallel geschaltet, die

z. B. bei einigen 10 bis 3OkV ansprechen mag. Wird 30
der im Speisekreis des EMP-Erzeugers liegende
Schalter 16 geschlossen, wird von der Stabantenne
11 ein Spannungsvektor abgestrahlt, welcher bei entsprechender Dimensionierung des Antennenkreises
sehr steil verlaufen kann und in einer Zeit von bei- 35 Verwendung des erfindungsgemäßen kleinen Kofferspielswcise 10ns das Maximum der ausgestrahlien simulators ergibt sich somit nicht nur eine PrüfmQ-elektromagnctischen Feldstärke erreichen kann. lichkeit für das Sensorsystr:n selbst, sondern darüber

Sofort bei Ansprechen der Funkenstrecke 15 läuft hinaus auch noch eine Überprüfung des angewendedas nachgeschaltete variable elektronische Zeitglied 2 ten Verschlusses auf optische Dichtigkeit. Da die drei ί..ι. um nach Ablauf der Verzögerungszeit die^ünd- 40 Kondensatoren 13, 33 und 53 nur einmal für jede elektrode 31 der nachgeschalteten BHizlampe 32 mit Prüfung aufzuladen sind, können die Hochspancincm Zündimpuls zu versorgen. Zwcckmätfigerwcise nungsgcrälc 63, 64 und 65 drei sehr kleine elektromist die Verzögerungszeit des Z.citglicdcs 2 zwischen sehe" Ladegeräte sein. Sofern die Betriebsspannung 4 iis und 4 ms variabel, um verschiedene Kaliber von für die drei genannten Kondensatoren die gleiche ist. Kernwaffenexplosionen zu imitieren. 45 genügt auch ein einziges elektronisches Ladegerät.

Zweckmäßigerweise verwendet man für diese Ladegeräte die gleiche Schaltungstechnik, die in den handelsüblichen elektronischen Blitzgeräten für Photo-

__ amateure vorgesehen sind. Solche Ladegeräte kön-

aus dem Hochspannungsgerät 64 aufgeladen. Durch 50 ncn bequem aus den eingebauten Spannungsquellen das Zünden der Blitzlampe 32 entsteht über die Sam- 62 gespeist werden, wobei natürlich die Dirncnsionicmcllinsc 34 ein· Strahlungsimpulsstoß. Die Linse 34 rung wegen der höheren Energie um eine Größen- und die Blitzlampe 32 befinden sich vor dem Fen- Ordnung höher zu treffen ist als bei Amateurblitzen. ster9des Koffers 7, vordem beispielsweise in 15 bis Audi ist ein Betrieb aus Primärzellcn — Trocken-30 m Entfernung ein zu prüfender Sensor angeordnet 55 batterien — möglich. Dadurch hat der gesamte Kofist, welcher den vorgetäuschten Initialblitz einer fer eine völlig netzunabhängige Betriebsweise. KernwaffencxploMon wahrnimmt. Um die Wirkung des erfindungsgemäßen Simuh-

Vor allem zum Prüfen von Augcnschutzverschlüs- tolerates noch zu verstärken, besteht auch noch die sen gegen die Initialblitzc von Kcrnwaffencxplosio- Möglichkeit, den Koffer 7 mit der Erde zu verbinden, nen möchte man gerne eine vollständige Testung ha- 60 wodurch man eine wesentlich stärkere Emission des hen. Daher ist an den Blitzlampcnkrcis ein weiteres elektrischen Vektors aus dir Antenne H erhält.

Linse 54 vorzugsweise eime aus Gewichtsersparungsgründen zu bevorzugende großflächige Fresnellinse, welche demontierbar, auf vier Stäben 55 mit Abstand vor dem Fenster 10 angeordnet ist. Wird das Simula-

den. Gewünschtenfal> lassen sich vor den Fenstern 9 und 10 des Koffers noch Schiebeverschlüsse od. dgl. anbringen.

Nach Einlegen des Schalters 16 entsteht somit zunächst an der Stabantenne 11 ein sehr steiles EMP-Signal, danach wird am Fenster 9 ein erster und anschließend am Fenster 10 ein zweiter, wesentlich intensiverer Lichtblitz wahrnehmbar.

Hat z. B. ein Schutzverschluß zum Schütze des menschlichen Auges vor Kernwaffenstrahlung richtig angesprochen, darf das am Fenster 10 austretende und durch die Linse 54 verstärkte, außerordentlich hell: Licht nicht mehr wahrgenommen werden. Bei

Sobald der Zündimpuls an der Zündelektrode 31 eintrifft, entlädt sich der der Blitzlampe 32 parallelgeschaltete Speicherkondensator 33 in z.B. einigen Mikrosckundcn. Der Kondensator 33 wurde zuvor

Hierzu 1 Blatt Zeichmingen

Claims

Patentansprüche;

1. Simulatorgerät für elektrische Impulsstrahlyng und Lichtverlauf von Kernwaffenexplosionen, bei dem der Initialblitz und der Hauptblitz durch zwei aufeinanderfolgend, von je einem Entladungskreis gezündete Gasentladungslampen simuliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden gegeneinander verzöger- ten Entladungskrcisen ein ebenfalls mit variabler Verzögerung ausgebildetes elektronisches Zeitglied (2) vorgeschaltet ist und daß zur Auslösung eines Eingangssignals für dieses Zeitglied (2) ein elektrischer Entladungskreis vorgesehen ist, weleher zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Impulses mit einem von einer Induktivität (12) und dem Speicherkondensator (13) des Entladungskreises bestehenden Antennenkreis (Il bis 14) verbunden ist, in dem sich eine parallel zum »° Speicherk-.ndensator (13) über einen Schalter (16) an eine Hochspannungsquclle (63) angeschlossene Schaltfunkenstrecke (15) befindet.

2. Simulatorgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenkreis eine Di- »5 polantenne enthält, deren einer Antennenteü eine einschiebbare Stabantenne (11) ist und deren anderer Antennenteil (14) von einer aus Leichtmetallblech bestehenden Kofferwand (7) eines Handkoffers (7) zum Transport des Simulatorgcrätes gebi^et wird.

3. Simulatorgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daf seine sämtlichen elektrischen und optischen Baugruppen (1 bis 5) einschließlich ihrer Speisespa.i;nungsquellen (6) in einem Handkoffer (7) vereinigt sind.

4. Simulatorgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzlampen (32, 52) im Innern des Koffers vor vorzugsweise verschließbaren Wandöffnungen (9, 10) angeordnet sind.

5. Simulatorgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Blitzlampen (32, 52) der Blitzgerätc (2,3) an sich bekannte Blitzstrahlen richtende Optiken (34, 54) angeordnet sind.

6. Simulatorgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dalJ das zv/eite Blitzgerät (5) eine an sich bekannte großflächige Blitzlampe (52) enthält.

7. Simulatorgcrät nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens für die Blitzlampe (52) des zweiten Blitzgerätes (5) eine mit Abstand außen auf die Kofferwand aufsetzbare großflächige Fresnellinse (54) vorgesehen ist.

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