DE2104472C1 - Zundeinrichtung zur Fernzündung von Seeminen - Google Patents

Description

65

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung zur Fernzündung von Seeminen, die auf Infralängstwellen (elektromagnetische Wechselfelder) anspricht, die von den Korrosionsströmen und den elektrischen Einrichtungen der Schiffe, einschließlich entmagnetisierter und amagnetisch gebauter Schiffe, abgestrahlt werden.

Es ist bekannt, Seeminen nicht nur durch unmittelbare Berührung zwischen Schiff und Mine oder einem Anhang der Mine zu zünden, sondern den Zünder so aufzubauen, daß er bereits bei der Annäherung eines Schiffes anspricht. Ein bekanntes Kriterium für das Ansprechen des Zünders ist die Änderung des erdmagnetischen Gleichfeldes am Ort der Mine durch die Wirkung der ferromagnetischen Teile des Schiffes.

Bei einer bekannten Zündeinrichtung zur Fernzündung von Seeminen werden als Zündkriterium die von einem Schiff unfreiwillig erzeugten galvanischen Korrosionsströme, wie sie zwischen den aus verschiedenen Metallen bestehenden Teilen des Schiffes im Seewasser fließen, ausgenutzt. Zur Erkennung bestimmter Schiffsarten sind Siebmittel vorgesehen, die nur Ströme bestimmter Frequenz und Kurvenform durchlassen. Ferner wird bei der bekannten Einrichtung vorgeschlagen, den stets notwendigen Empfangsteil der Zündeinrichtung, der dazu dient, die Signale aus dem Wasser aufzunehmen und hinreichend zu verstärken für eine \ etwa vorhandene Fernschalteinrichtung und für die Zündeinrichtung gemeinsam zu verwenden. Zur Trennung der beiden Kanäle ist dabei eine Frequenzweiche vorgesehen, d.h., die Schaltsignale müssen in einem anderen Frequenzgebiet liegen als die Schiffsausstrahlungen, die als Zündkriterium verwendet werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Zündeinrichtung derart weiterzuentwickeln, daß sie nicht nur auf die von einem metallischen Schiffskörper erzeugten Korrosionsströme anspricht, sondern auch auf die elektromagnetischen Wechselfelder, die von den elektrischen Anlagen an Bord der Fahrzeuge erzeugt werden, wobei die Schaltung der Zündeinrichtung so ausgebildet ist, daß sie nur auf echte und nicht auf vorgetäuschte Ziele anspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem Sensor, ein selektiver, in seiner Durchlaßfrequenz umschaltbarer Verstärker mit Empfangsgleichrichter und ein Schwellwertschalter nachgeschaltet sind, an dessen Ausgang in Parallelschaltung ein Differentiator, der bei abfallender Eingangsspannung ein Aus- | gangssignal liefert, und eine Verzögerungsschaltung mit nachfolgendem Zeitglied, das nach Ablauf einer wählbaren Verzögerungszeit ii und vor Ablauf einer daran anschließenden, ebenfalls wählbaren Zeit ti ein Ausgangssignal liefert, angeschlossen sind, deren Ausgangssignale bei Koinzidenz eine Und-Schaltung zum Ansprechen bringen, die ihrerseits einen Zählkontakt weiterschaltet, der nach Ablauf der vorgewählten Zählschritte die Zündung des Detonators einleitet, wobei ein vom Schwellwertschalter betätigter elektronischer Schalter die Versorgung der Stufen aus der Batterie erst dann einschaltet, wenn der Schwellwertschalter angesprochen hat, und das Zeitglied über Schwellwertschalter und elektronischen Schalter die Versorgung der Stufen wieder abschaltet, wenn nach Ablauf von t\ und h der Differentiator noch nicht angesprochen hat.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird durch spezielle Wahl der Eigenschaften einzelner oder mehrerer Stufen, insbesondere des Frequenzbandes des Verstärkers, der Schaltschwelle des Schwellwertschalters, sowie der Zeiten t\ und ti der Verzögerungsschaltung und des Zeitgliedes, die Erkennung einer

bestimmten Schiffsklasse und damit die selektive Bekämpfung von Zielen ermöglicht.

Beim Einsatz von Seeminen wird angestrebt, die Zündung nur dann auszulösen, wenn das Ziel sich im geringsten Abstand der Mine befindet und wenn dieser geringste Abstand einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet. Diese Forderung wird erfindungsgemäß durch eine Schwellwertschaltung unter Verwendung eines Differentiators erreicht. Naturgemäß ist die Anstiegszeit des empfangenden Signals bis zum Erreichen des Maximums von der Schiffsgeschwindigkeit abhängig. So steigt beispielsweise beim Überlauf eines Schiffes über eine Mine die Empfangsfeldstärke zeitlich an, erreicht ein Maximum und fällt wieder ab. Bei Vorhandensein mehrerer Generatoren oder großer Verbraucher mit der gleichen Frequenz an verschiedenen Stellen des Schiffes können gegebenenfalls für diese Frequenz und ihre Oberwellen mehrere Maxima auftreten.

Elektrische Versorgungsnetze an Land erzeugen in den küstennahen Gewässern elektromagnetische Felder mit der Netzfrequenz und ihren Harmonischen. Bei Explosionen von Nachbarminen oder absichtlich geworfener Explosionskörper wird durch elektrolytische Vorgänge im Wasser und durch mechanische Vibration des Empfangsorgans ein starkes Eingangssignal erzeugt, das schnell wieder ansteigt und wieder abfällt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Das vom Sensor 1 empfangene Signal wird im Verstärker 2, der auf verschiedene Frequenzbänder umschaltbar ist, selektiv verstärkt. Auf diese Weise läßt sich z. B. bei in Küstennähe ausgelegten Minen ein Frequenzband wählen, das frei von der örtlichen Netzfrequenz und ihren Oberwellen ist. In anderen Fällen kann ein Band eingeschaltet werden, in das die Arbeitsfrequenz wesentlicher, elektrischer Einrichtungen an Bord der zu bekämpfenden Ziele fällt. An seinem Ausgang besitzt der Verstärker 2 einen Empfangsgleichrichter. Auf den Gleichrichter folgt ein Schwellwertschalter 3, der erst bei einem bestimmten, einstellbaren Spannungswert anspricht. Der Verstärker 2 und der Schwellwertschalter 3 werden ständig aus der Batterie 10 gespeist. Die Versorgung der nachfolgenden Stufen wird erst nach Ansprechen des Schwellwertschalters 3 über den elektronischen Schalter 11 eingeschaltet. Auf diese Weise wird im Ruhezustand elektrische Energie gespart und ein Ansprechen des Zünders auf in größeren Abständen vorbeilaufende Ziele verhindert. Der Verstärker 2 und der Schwellwertschalter 3 arbeiten also als sogenannte Wachschaltung.

An den Schwellwertschalter sind zwei weitere Stufen in Parallelschaltung angeschlossen. Der Differentiator 4 differenziert die verstärkte und gleichgerichtete Signalspannung und liefert ein Ausgangssignal, wenn die Spannung nach anfänglichem Steigen abzufallen beginnt. Dies stelle ein Kriterium für die größte Annäherung des Zieles oder einer bestimmten elektrischen Einrichtung an Bord des Zieles an die Mine dar. Die Verzögerungsschaltung 5 schaltet das Signal erst dann an das Zeitglied 6 durch, wenn nach Ansprechen des Schwellwertschalters eine bestimmte wählbare Zeit t\ verflossen ist. Das Zeitglied 6 liefert nach Ablauf der Verzögerungszeit ii für eine bestimmte wählbare Zeit f₂ ein Ausgangssignal. Nach Ablauf von f2 schaltet es die vom Schwellwertschalter 3 und elektronischem Schalter 11 eingeschalteten Stufen wieder aus. Hierauf kann eine Totzeit h folgen, während der der Schwellwertschalter auch bei genügender Signalspannung nicht anspricht. Die Ausgangssignale von den Stufen 4 und 6 gelangen an die Und-Schaltung 7, die nur dann anspricht, wenn beide Signale gleichzeitig vorhanden sind.

Liefert der Sensor 1 z. B. infolge einer Nachbarexplosion einen starken aber kurzen Spannungsimpuls, so gibt zwar der Differentiator 4 beim Abfallen der Spannung ein Ausgangssignal. Die Zeit vom Ansprechen des Schwellwertschalters 3 bis zum Beginn des Abfalls ist aber kürzer als die Verzögerungszeit t\. Die Und-Schaltung 7 spricht daher nicht an.

Elektromagnetische Felder, die im Wasser durch ozeanographische oder geomagnetische Effekte und durch technische Einrichtungen an Land entstehen, ändern ihre Stärke dagegen nur langsam. Die Zeit t₂ wird im Vergleich dazu kurz gewählt, so daß ein Abfall der Feldstärken erst nach ihrem Ablauf erfolgt, d. h., wenn die Stufen 4, 5, 6, 7 und 8 bereits wieder abgeschaltet sind.

Bei einem wirklichen Schiffsüberlauf mit hinreichender Annäherung an die Mine steigt dagegen die Feldstärke stetig an, so daß der Schwellwertschalter 3 anspricht. Bei weiterer Annäherung steigt sie weiter und die größte Annäherung an die Mine wird erreicht, nachdem die Verzögerungszeit ii abgelaufen ist, die Zeit fc dagegen noch nicht. Die Und-Schaltung 7 spricht in diesem Fall an und schaltet in bekannter Weise den Zählkontakt 8 einen Schritt weiter. Sind alle Zählschritte abgelaufen, so wird durch den Detonator 9 die Zündung der Sprengladung eingeleitet. Ferner ist vorgesehen, daß auf jedes Weiterschalten des Zählkontaktes 8 eine Zählkontaktsperrzeit U erfolgt, während der keine Zündung erfolgt, auch wenn die Anspruchkriterien in den vorhergesehenen Schaltstufen 1 bis 7 erfüllt sind.

Zusammen mit dem selektiven Verstärker und dem Schwellwertschalter bietet diese Anordnung eine große Sicherheit gegen unerwünschte Auslösungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung zur Fernzündung von Seeminen, die auf Infralängstwellen (elektromagnetische Wechselfelder) anspricht, die von den Korrosionsströmen und den elektrischen Einrichtungen der Schiffe, einschließlich entmagnetisierter "und amagnetisch gebauter Schiffe, abgestrahlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß einem Sensor (1), ein selektiver, in seiner Durchlaßfrequenz umschaltbarer Verstärker mit Empfangsgleichrichter (2) und ein Schwellwertschalter (3) nachgeschaltet sind, an dessen Ausgangin Parallelschaltung ein Differentiator (4), der bei abfallender Eingangsspannung ein Ausgangssignal liefert, und eine Verzögerungsschaltung (5) mit nachfolgendem Zeitglied (6), das nach Ablauf einer wählbaren Verzögerungszeit fi und vor Ablauf einer daran anschließenden, ebenfalls wählbaren Zeit fe ein Ausgangssignal liefert, angeschlossen sind, deren Ausgangssignale bei Koinzidenz eine Und-Schaltung (7) zum Ansprechen bringen, die ihrerseits einen Zählkontakt (8) weiterschaltet, der nach Ablauf der vorgewählten Zählschritte die Zündung des Detonators (9) einleitet, wobei ein vom Schwellwertschalter (3) betätigter elektronischer Schalter (11) die Versorgung der Stufen (4,5,6,7,8) aus der Batterie (10) erst dann einschaltet, wenn der Schwellwertschalter (3) angesprochen hat, und das Zeitglied (6) über Schwellwertschalter (3) und elektronischen Schalter (11) die Versorgung der Stufen (4,5, 6, 7, 8) wieder abschaltet, wenn nach Ablauf von t\ und fc der Differentiator (4) noch nicht angesprochen hat.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Differentiators (4) ein Kriterium für die größte Annäherung des Zieles oder einer bestimmten elektrischen Einrichtung an Bord des Zieles an die Mine darstellt.

3. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch spezielle Wahl der Eigenschaften einzelner oder mehrerer Stufen, insbesondere des Frequenzbandes des Verstärkers (2), der Schaltschwelle des Schwellwertschalters (3), sowie der Zeiten t\ und h der Verzögerungsschaltung (5) und des Zeitgliedes (6), die Erkennung einer bestimmten Schiffsklasse und damit die selektive Bekämpfung von Zielen ermöglicht wird.

4. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Abschaltung der Stufen (4,5,6,7,8) durch das Zeitglied (6) über den Schwellwertschalter (3) und den elektronischen Schalter (11) eine wählbare Totzeit h folgt, während der der Schwellwertschalter (3) nicht anspricht, auch wenn sein Eingangssignal die erforderliche Größe erreicht.

5. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Weiterschalten des Zählkontaktes (8) eine Zählkontaktsperrzeit U folgt, während der keine Zündung erfolgt, auch wenn die Ansprechkriterien in den vorhergehenden Schaltstufen (1 bis 7) erfüllt sind.