DE2152427A1

DE2152427A1 - Aufschlagzuender mit flugzeitabhaengiger verzoegerung

Info

Publication number: DE2152427A1
Application number: DE19712152427
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Koerner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-10-21
Filing date: 1971-10-21
Publication date: 1977-02-03

Description

LJLCIiNTI A Δ \ 0ΔΗ4, /

Patent-Verwaltungs-GmbH
6000 Frankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau), 19. Okt. l',·?:

PT/UL/Schz/bn

UL 71/60

"Aufschiagzürider mit fiugzeitabhangiger Verzögerung"

Die Erfindung betrifft einen Raketen- oder Geschoß-Aufschlagzünder mit flugzeitabhängiger Verzögerungsdauer der Zerlegung seiner zugehörigen Rakete bzw. seines zugehörigen Geschosses, gerechnet vom Schließzeitpunkt seines Aufschlagschalters an.

Ein Zünder dieser Art ist bereits vorgeschlagen worden und berücksichtigt durch die flugzeitabhängige Verzögerungsdauer der Zerlegung seines zugehörigen Geschosses bzw» seiner zugehörigen Rakete deren in der Regel endgeschwindigkeitsabhängige Eindringtiefe in das Zielobjekt. Bei vorgegebenen

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ballistischen Gesetzmäßigkeiten ist diese Eindringtiefe nämlich abhängig von der Fluggeschwindigkeit der Rakete bzw. des Geschosses unmittelbar vor dem Aufschlag auf das Zielobjekt. Bei einem Geschoß beispielsweise nimmt die Fluggeschwindigkeit bekanntlich unmittelbar nach Verlassen des Abschußrohres ab; mit größer werdender Flugzeit ist deshalb eine größere Zündverzögerung erforderlich.

Der Erfinding liegt die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Aufschlag- und Zeitzünder anzugeben, dessen Aufschlagzünder mit flugzeitabhängiger Verzögerungsdauer arbeitet und dessen Zeitzünder die Zündung in vorgegebener Abhängigkeit von einer während des Fluges erfolgenden Kondensatorentladung bzw. Kondensatorumladung auslöst; dieser kombinierte Zünder soll beispielsweise zur Flugzielbekämpfung einsetzbar sein und die Zündung mittels seines Aufschlagzünders bei Auftreffen auf das Zielobjekt oder bei Verfehlen des Zieles anschließend mittels seines Zeitzünders zur Vermeidung von Bodentreffern auslösen.

Die Erfindung besteht bei einem Zünder der einleitend genannten Art darin, daß der Aufschlagschalter den Entladestromkreis eines zusätzlichen Kondensators schließt, der vor dem Flugbeginn definiert aufgeladen ist, und daß Mittel

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vorgesehen sind, die nach Schließen des Aufschlagschalters flugzeitabhängig die vorzeitige Zündauslösung des Zeitzünders nach Maßgabe der Differenz der augenblicklichen Ladezustände des bzw. der Kondensatoren im Zeitzünder einerseits und des zusätzlichen Kondensators andererseits bewirken.

Besonders vorteilhaft ist der eiflndungsgemäße Zünder in einer Anordnung integrierbar, die Gegenstand der deutschen Offenlegungsschrift 1 9k& 382 ist. Diese Integration stellt eine vorteilhafte Weiterbildung der durch diese Druckschrift bekannten Anordnung dar, ohne daß dieser Offenlegungsschrift Anregungen zum derartigen Weiterbilden entnehmbar sind*

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Zeitzünders, das im wesentlichen mit der Anordnung nach Fig. 5 d^er genannten Offenlegungsschrift übereinstimmt. Dieser Zeitzünder enthält einerseits zwei in einem Entladestromkreis mit einem ohmschen Widerstand H in Serie liegende, zu Beginn der Entladung gleichsinnig aufgeladene Kondensatoren C₁ , C₀ ungleicher Kapazität - z. B. im Verhältnis 3:1- und andererseits einen Transistorschalter T,dessen Schaltstrecke im aus dem größeren der zwei Kondensatoren C. gespeisten Zündstromkreis des Zeitzünders zur Zündung dessen mit R bezeichneten Zündpille liegt und dessen Steuerstrecke einerseits parallel zu dem

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kleineren mit C₀ bezeichneten der zwei Kondensatoren geschaltet ist und andererseits so polarisiert ist, daß die
Schaltstrecke des Transistorschalters T erst schließt, wenn der kleinere Kondensator C auf eine vorgegebene Ladespannung nahe Null umgeladen ist. Zur Auslösung dieser Vorgänge wird vor dem Abschuß des Zünders nach Fig. 1 ein einstellbarer
Strom -I vom Potentialpunkt P zum Massepunkt M durch die
Schaltung geleitet. Die Aufladung des Kondensators C₀ er-

iL

folgt angenähert bis zu der Spamnung R₁. · I, die damit von außen einstellbar ist, und letztlich die Zünderlaufzeit des Zünders bestimmt. Der Kondensator C. wird auf die Zenerspannung der parallelgeschalteten Zenejtüode Z aufgeladen. Ein
Beschleunigungsschalter S dient der Vorrohrsicherheit des
gezeigten Zünders und schließt erst nach Überschreiten einer vorgegebenen Beschleunigungsphase kurz nach dem Abschuß des Zünders. Erst bei geschlossenem Schalter S beginnt über den Widerstand R die Umladung des kleineren Kondensators C , so lange bis der Transistorschalter T von seinem gesperrten Zustand übergeht und sich der größere Kondensator C über die Schaltstrecke des Transistorschalters T und den geschlossenen Beschleunigungsschalter S in die Zündpille R des Zeitzünders entleert. Die Umschaltung des Transistorschalters T erfolgt, wenn das Emitterpotential negativer gegenüber dem
Basispotential wird, im Beispielsfall eines Siliziumschalttransistors größenordnungsmäßig um -0,6 Volt.

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Das AusTührungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 weist gegenüber dem Zünder nach Fig. 1 die zusätzlichen Merkmale auf, daß in Serie mit der Steuerstrecke des Transistorschalters T auf selten desjenigen Anschlusses, der nicht gleichzeitig im Zündstromkreis liegt, eine erste Diode D mit zur Steuerstrecke des Transistorschalters von gleichsinniger Polarität eingefügt ist, daß der zusätzliche Kondensator des erfindungsgemäßen Zünders, der mit C_ bezeichnet ist, in Serie mit einer zweiten, zur ersten entgegengesetzt gepolten Diode D₀ zwischen einerseits denjenigen Anschlußpunkt des größeren Kondensators C , der nicht unmittelbar mit dem kleineren Kondensator C„ verbunden ist und andererseits dem Verbindungspunkt der ersten Diode mit der Steuerstrecke des Transistorschalters T geschaltet ist, daß der Aufschlagschalter des erfindungsgemäßen Zünders, der mit A bezeichnet ist, in Serie mit einem weiteren ohmschen Widerstand R parallel zu dem zusätzlichen Kondensator C„ liegt.

Die Wirkungsweise des Zünders nach Fig. 2 ergibt sich im einzelnen außer aus dem Vorstehenden aus der folgenden Beschreibung einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Zünders nach Fig. 2 anhand der Fig. 3·

Der Zünder nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen nach

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Fig. 2 zunächst im Ersatz des Transistorschalters T durch eine Darlington-Schaltung mit zwei Transistoren T und T in Verbindung mit einem, dritten ohmschen Widerstand R„. Der Einsatz einer Darlington-Schaltung an dieser Stelle ist vergleichbar mit dem Gegenstand des Anspruchs 8 der oben genannten Offenlegungsschrift. Zum Vermeiden unzulässig großer BcELs-Emitterspannungen dieser Darlington-Schaltung ist es zweckmäßig, in der gezeigten Weise eine dritte Diode D„ einzufügen. Weiterhin ist es zweckmäßig, parallel zu dem dritten ohmschen Widerstand in vergleichbarer Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 6 der oben genannten Offenlegungsschrift die Steuerstrecke eines dritten Transistorschalters T„ mit derartiger Polarität zu schalten, daß seine Schaltstrecke nur bei einem Spannungsabfall über dem Widerstand R schließt, und das offene Ende der Schaltstrecke, im gezeig'ten Beispielsfali den Kollektor des Transistorschalters T_, an denjenigen Anschluß des kleineren Kondensators C₀ anzuschließen, der nicht unmittelbar mit dem größeren Kondensator C. verbunden ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 liegt die Steuerstrecke des weiteren Transistorschalters T_p zwischen dem Verbindungspunkt der ersten Diode D und der zwei-

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ten Diode D₀ einerseits und der Steuerstrecke des Transistors T₁ andererseits; beide Steuerstrecken der Transistorschalter T und T sind gleichsinnig gepolt. Das offene Ende, im gezeigten Beispielsfall der Kollektor der Schaltstrecke des weiteren Transistorschalters T ist mit über den Widerstand

Ci

R„ mit dem Verbindungspunkt der Zündpille R des Zeitzünders mit der Schaltstrecke des Transistorschalters T. verbunden.

Zur Erhöhung der Arbeitssicherheit des Zünders nach der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, dein in Serie mit dem Aufschlagschalter A liegenden phmschen Widerstand R die Schaltstrecke eines vierten Transistorschalters T. - vorzugsweise in Serie mit einer gleichgepolten vierten Diode D. parallel zu schalten und das offene Ende der Steuerstrecke des Transistorschalters T^,, im gezeigten Beispielsfall die Basis desselben, an den Verbindungspunkt des Transistorschalters T. mit der Zündpille R zu legen.

Vor dem Abschuß wird während der Aufladung der Kondensatoren C₁ und C₂ der Kondensator C_ auf eine Spannung aufgeladen, deren Höhe der Ladespannung des Kondensators C.

en gleich ist, abzüglich der Restspannung/der Dioden D und

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D_ sowie Restspannungen der Steuerstrecken der Transistorschalter T₁ und T₀; durch diese Dioden und Steuerstrecken fließt nämlich der Ladestrom des Kondensators C_. Nach dem Schließen des Beschleunigungsschalters S entlädt sich der Kondensator C₁ teilweise über den Entladewiderstand R in den Kondensator C , wodurch dessen Spannung abnimmt und letztens umgepolt wird. Die gleichzeitige Entladung des Kondensators C- wird durch die in Sperrichtung gepolte Diode D vermieden, wodurch die Ladespannung des Kondensators C„ zunächst fast nicht absinkt. Im Ergebnis wächst wegen der abnehmenden Ladespannung des Kondensators C und der fast konstant bleibenden Ladespannung des Kondensators Cj die Sperrspannung zwischen den Schaltungspunkten a und b. Schließt während dieses Prozesses der Aufschlagschalter A, so entlädt sich der Kondensator C_ exponentiell über den Widerstand R . Die Transistorschalter T. bis T. bleiben zunächst gesperrt} der Transistorschalter Tr im Beispielsfall deswegen, weil über R„ noch kein Strom fließt. Die Zeitkonstante C · R ist in der Praxis immer sehr viel kleiner ge-J «s cc

1 · 2

wählt als die Zeitkonstante R_ · , weil nämlich die

3 C₁ + C₂

Zündverzögerungszeit immer sehr viel kleiner als die kleinste einstellbare ZeitzünderlaufKelt sein muß. Dadurch wird die zwischen den Schaltungspunkten a und b vorhandene Sperrspannung letztlich kleiner und ändert schließlich sogar ihre

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Polarität, wobei die Zeit bis zur Polaritätsänderung bei vorgegebener Zeitkonstanten der vorerwähnten RC-Glieder nur von der Spannungsdifferenz zwischen a und b beim Schließen des Aufschlagzünders A abhängig ist. Da diese Spannungsdifferenz mit langer werdender Flugzeit ansteigt, steigt auch die Zündverzögerungszeit an.

Wenn das Potential am Schaltungspunkt a positiv gegenüber demjenigen an Punkt b geworden und damit ein Polaritätsweciisei eingetreten ist, schließen die Transistorschalter T , T

und T , wodurch ihre Schaltstrecken leitend werden und sich der Kondensator C in die Zündpille R entlädt. Gleichzeitig

1 Zj -

mit dem Fließen des Stromes durch R„ wird die Schaltstrecke des Transistorschalters T. in ihren leitenden Zustand versetzt, was die Entladung des Kondensators C_ beschleunigt und damit den Stromanstieg durch R„. Die Diode D. schützt hierbei die Steuerstrecke des Transistorschalters T. vor Überlastungen.

Fig. 4 zeigt in einem schematiscJLien Spannungs/Z ext-Diagramm die zeitlichen Spannungsverläufe an den drei Kondensatoren C₁ bis C_.

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Die Vorteile der Zünder nach der Erfindung sind:

1. Der Aufschlagschalter A liegt nicht im Zündstromkreis. Es sind deshalb größere Kontaktwiderstandsschwankungen zulässig (sofern sie absolut kleiner als der Wert von R₀ sind).

2. Der Aufschlagschalter kann mit einem Potential an der Geschoßhülse liegen.

3. Die Verzogerungsschaltung ist ohne wesentlichen Mehraufwand in die Zerlegerschaltung integrierbar,

k. Eine Grundaufschlagverzögerung ist fest einstellbar (Spannungsdifferenz zwischen C₁ und C₁, nach dem Aufladen) .

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Claims

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Pat entansprüche

1.) Raketen- oder Geschoß-Aufschlagzünder mit flugzeitabhängiger Verzögerungedauer der Zerlegung seiner zugehörigen Rakete bzw, seines zugehörigen Geschosses, gerechnet vom Schließzeitpunkt seines Aufschlagschalters an, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufschlagzündverzögerung direkt von der Differenz der Ladezustände zweier Kondensatoren (C₁-, C_) abhängt, wobei der erste Kondensator (C.,) eine vor dem Abschuß des Geschosses vorgegebene Ladung im wesentlichen beibehalt, während sich die vor dem Abschuß vorgegebene Ladung des streiten Kondensators (C₁) mit zunehmender Plugzeit sukzessiv· verringert (Umladung; Entladung), und daß beim Schließen des Aufschlagschalters der erste Kondensator über einen Widerstand (R-) definiert entladen wird, und die Zündung bei eine» bestimmten Spannungsverhältnis beider Kondensatoren (vorzugsweise bei gleicher oder ähnlicher Spannung) erfolgt.

2» Sünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitzünder einerseits zwei in einest Entladestromkreis mit einem ohmschen Widerstand (R) in Snrien liegende, zu Beginn

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der Entladung gleichsinnig aufgeladene Kondensatoren (C , C) ungleicher Kapazität - z. B. im Verhältnis 3:1- und andererseits einen Transistorschalter (T) enthält, dessen Schaltstrecke im aus dem grö'sseren der zwei Kondensatoren (C ) gespeisten Zündstromkreis des Zeitzünders zur Zündung (lesson Zündpille (R ) liegt und dessen Steuerstrecke einerseits parallel zu dem kleineren (C.„) der zwei Kondensatoren geschaltet i.st und andererseits so polarisiert ist, daß diu Schaltstrecke erst schließt, wenn der kleinere Kondensator auf eine vorgegebene Ladespannung nach Null umgeladen ist, daß in Serie mit der Steuerstrecke auf Seiten desjenigen Anschlusses des Transistorschalters, der nicht gleichzeitig im Zündstromkreis liegt, eine erste Diode mit zur Steuerstrecke gleichsinniger Polarität eingefügt ist, daß der zusätzliche Kondensator in Serie mit einer zweiten, zur ersten entgegengesetzt gepolten Diode zwischen einerseits denjenigen Anschlußpunkt des größeren Kondensators (C.), der nicht unmittelbar mit dem kleineren Kondensator (C₂) verbunden ist, und andererseits dem Verbindungspunkt der ersten Diode (D.) mit der Steuerstrecke geschaltet ist, und daß der Aufschlagschalter (A) in Serie mit einem weiteren ohmschen Widerstand parallel zu dem zusätzlichen Kondensator (C„) liegt (Fig. 2).

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3· Zünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungspunkt der ersten (D) und zweiten (D ) Diode einerseits und der Steuerstrecke andererseits eine weitere Steuerstrecke eines weiteren Transistorschalters (Tp) mit gleicher Polarität wie die Steuerstrecke des erstgenannten Transistorschalters und daß das offene ISncit: (Kollektor) der Schaltatrecke des weiteren Transistorscnalters (T ) über eiüen dritten ohmschen Widerstand (R) nrit dem Verbinoungspunkt der Zündpiile (R_z^ des Zeitzünders mit der Schaltstrecke des erstgenannten Transistorschalters (T ) verbunden ist (Fi^-, 3)·

4. Zünder nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem dritten ohmschen Widerstand (R-) die Steuerstrecke eines dritten Transistorschalters (T ) mit derartiger Polarität liegt, daß seine Schaltstrecke nur bei einem Spannungsabfall über dem dritten ohmschen Widerstand schließt, und daß das offene Ende der Schaltstrecke (Kollektor) an demjenigen Anschluß des kleineren Kondensators (C₂) liegt, der nicht unmittelbar mit dem größeren Kondensator (C.) verbunden ist.

5· Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß dem in Serie mit dem Aufschlagschalter (A) liegenden weiteren ohmschen Widerstand (R_) die Schaltstrecke eines vierten Transistorschalters parallel geschaltet isx und daß der offene Steuerstreckenanschluß (Basis) des vierten Transistorschalters am Verbindungspunkt des erstgenannten Transistorschalters mit der Zündpille des Zeitzünders liege,

6. Zünder i\tich Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Sehaltstrecke des vierten Transistorschalters und den Aufschlagschalter eine vierte Diode (D,) eingefügt ist, und zwar mit zur Schaltstrecke gleichsinniger Polarität.

8AD ORIGINAL

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