DE2262366C3

DE2262366C3 - Auslösevorrichtung für eine gegen bewegliche, das Erdmagnetfeld beeinflussende Ziele wirkende Waffe

Info

Publication number: DE2262366C3
Application number: DE19722262366
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. Dr. 8891 Kuehbach Held; Johann 8068 Pfaffenhofen Spies
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2262366B2; FR2367269A1; DE2262366A1; FR2367269B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für eine gegen bewegliche, das Erdmagnetfeld beeinflussende Ziele, vorzugsweise gegen Panzerfahrzeuge wirkende Waffe, mit einer auf Magnetfeldanderungen ansprechenden Induktionsschleife, deren induzierter Spannungsstoß einen Zünder der Waffe aktiviert.

Eine derartige Auslösevorrichtung ist aus der DE-AS 26 910 bekannt. Die Induktionsschleife mit mehreren Wicklungen dient als Auskleidung der Hohlladung einer Mine. Nähert sich nun ein Panzerfahrzeug dieser Mine, so wird in der Induktionsschleife ein Spannungsstoß erzeugt, der in bekannter Weise zur Auslösung der Mine verwendet wird.

Die panzerbrechende Wirkung derartiger Minen ist allerdings in ihrer Reichweite sehr beschränkt. Sie liegt bei einer Hohlladung etwa in der Größenordnung des fünf- bis sechsfachen Kalibers der Ladung; schon bei Entfernungen über einen Meter ist jedoch diese Art der Auslösevorrichtung nicht mehr geeignet, eine genaue Richtungsinformation über den Standort des Zieles zu geben, so daß dementsprechend auch die Trefferivahrscheinlichkeit gering ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem Induktionsprinzip arbeitende Auslösevorrichtung für eine horizontal wirkende Waffe anzugeben, mit der der gegen das Eindringen feindlicher Fahrzeuge zu überwachende Bereich gegenüber den bekannten Systemen wesentlich vergrößert ist, bei der ferner die Richtungsempfindlichkeit verbessert ist, und die allein in Abhängigkeit von der Größe des zu bekämpfenden Zieles, jedoch unabhängig von dessen Entfernung zu der Waffe, deren exakte Auslösung veranlaßt

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Induktionsschleife in Wirkungsrichtung der Waffe in Form eines langgestreckten, mit zunehmender Entfernung von der Waffe breiter werdenden U verlogt ist und daß ein Schwellwertschalter für die in der Induktionsschleife induzierte Spannung

'.5 vorgesehen ist

Hiermit ist es möglich, eine Induktionsschleife aus einem einzigen Draht, beispielsweise in einer Länge von etwa 100 m mit einer Breite von 2 m auszulegen, in der, wie Versuche gezeigt haben, beim Überrahren mit einem leichten Kampfpanzer eine Spannung von etwa 0,5 mV induziert wird. Dieses Nutzsignal ist groß genug, um nach Verstärkung den Zünder der Waffe, vorzugsweise einer sehnen startenden Panzerabwehrrakete mit einem panzerbrechenden Gefechtskopf, zu aktivieren.

Aus der DE-PS 11 99 662 ist es zur Bekämpfung von Bodenfahrzeugen auf größere Entfernung bekannt, elektrische Leitungsdrähte in Wirkungsrichtung der Waffe U-ähnlich /m verlegen. Besagte Leitungsdrähte fungieren jedoch nicht als eine auf Magnetfeldänderungen ansprechende Induktionsschleife vorerwähnter Zweckbestimmung. Sie stellen vielmehr druckempfindliche Kontaktkabel für zwei im Ladestromkreis eines Zündkondensators in Reihe hintereinandergeschaltete elektrische Kontakte dar.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Auslösung der Waffe erst dann, wenn die induzierte Spannung in der Induktionsschleife nach dem ersten Induktionsstoß ihr Maximum erreicht und danach nahezu auf Null abgesunken ist. Das bedeutet, daß das zu bekämpfende Ziel sich gerade '":ber der Induktionsschleife befindet und somit zentral von der Waffe getroffen wird.

Diese Art der Auslösung ist bis zu Entfernungen von etwa 100 m zwischen der Waffe und dem Ziel nahezu uneingeschränkt verwendbar, wenn als Waffe eine schnellstartende Panzerabwehrrakete benutzt wird, die beispielsweise eine Strecke von 100 m in kanpp einer halben Sekunde zurückgelegt. Da während dieser Zeitspanne im allgemeinen das zu treffende Ziel keine sehr große Strecke zurücklegt, so beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von 10 m pro Sekunde gerade 5 m, ist die Trefferwahrscheinlichkeit auch in diesen Entfernungen noch hoch.

Als vorteilhaft erweist sich bei diesen Entfernungen die erfindungsgemäße Aufweitung der Induktionsschleife. Da nämlich der Wen der induzierten Spannung auch abhängig von der von einer Erdfeldmagnetänderung betroffenen Fläche der Induktionsschleife ist, wird die Waffe dementsprechend bereits abgefeuert, wenn sich das zu bekämpfende Ziel noch nicht in deren Wirkrichtung befindet

Um die Größe der induzierten Spannung zu erfassen, ist eine Serienschältung eines vorzugsweise für Frequenzen über 15 Hz als Tiefpaß wirkenden Filters, eines Verstärkers, eines Schwellwertschalters sowie eines Zünders für die Waffe Vorgesehen, Durch entsprechende Bemessung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers und des Schwellwerfes des Schwellweftschalters kann

I
I
ρ.
ι

eine Auslösung der Waffe bei einem exakt vorher bestimmbaren Pegel der induzierten Spannung erfolgen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das zu bekämpfende Ziel unabhängig von seiner Entfernung zu der Waffe und seiner Geschwindigkeit zentral getroffen wird, wird der Verstärkungsgrad des Verstärkers so eingestellt, daß der Schwellwert des Schwellwertschalters schon erreicht wird, wenn das zu bekämpfende Ziel die Induktionsschleife noch nicht berührt hat Da die induzierte Spannung abhängig von der Annäherungsgeschwir.digkeit des zu bekämpfenden Zieles ist, wird der Schwellwert des Schwellwertschalters für ein schnellfahrendes Ziel eher erreicht als für ein langsam fahrendes. Um jetzt das Ziel zentral zu treffen, muß lediglich zwischen Schwellwertschalter und Zünder der Waffe ein Monoflop mit vorgegebener Schaltzeit geschaltet sein.

Die Erfindung ist in drei Ausführungs'ieispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar

F i g. 1 ein Abwehrsystern für Panzerfahrzeugs mit einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 ein Abwehrsystem mit einer Auslösevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 3 ein Abwehrsystem mit einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung in einem dritten Ausrührungsbeispiel und

Fig.3a den Zusammenhang zwischen Induktionsspannung und Geschwindigkeit des zu bekämpfenden Panzerfahrzeuge; zur Erklärung der Wirkungsweise des in der F i g. 3 darges <. hen Ausführungsbeispieles.

In den Figuren sind für gleiche Elemente jeweils gleiche Bezugsziffern verwendet.

Zur Bekämpfung von Panzerfahrzeugen 1 ist eine aus einer einzigen Windung bestehende Induktionsschleife 2 auf dem Erdboden ausgelegt bzw. in diesen eingegraben; selbstverständlich kann die Induktionsschleife au~h aus mehreren Windungen bestehen. Die induktionsschleife 2 erstreckt sich ·:· ^;w>rer Länge z.B. über 100 m, in ihrer Breite mißt sie zwif-hcn 0,5 m und 10 m. vorzugsweise jedoch 2 m. Das eine Ende der Induktionsschleife ist mit dem elektrischen Erdpol, das andere mit einem aktiven oder passiven Filter 4 verbunden, das für alle Frequenzen über 15 Hz als Tiefpaß wirkt. Durch diesen Filter können Störungen durch Hochspannungsleitungen ausgeschaltet werden.

Dem Filter 4 ist ein Verstärker 5 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit einem Schwellwertschalter 6 verbunden ist. Der Schwellwertschalter steuert eine Endstufe 7, deren Ausgang über eine Leitung 8 mit einem Zünder 9 für eine Panzerabwehrrakete 10 verbunden ist, die aus einem Abschußrohr 11 abschießbar ist. Das Abschußrohr 11 ist horizontal in Richtung der Längsachse 12 der Induktionsschleife 2 ausgerichtet.

Die elektrischen Elemente 4, 5,6, 7 und 8 werden von einer Batterie 13 mit Energie versorgt,deren elektrische Verbindungen zu den Elementen in der Fig. 1 nicht gezeigt smd, Sobald sich nun das Panzerfahrzeug 1 der Induktionsschleife 2 nähert, induziert es in dieser eine Spannung, die nach Passieren des Filters 4 im Verstärkers verstärkt wird. Sobald das Ausgangssignal des Verstärkers 5 die Schwelle des Schwellwertschalters 6 erreicht, wird die Endstufe 7 angesteuert, die die Auslösevorrichtung 9 der Munition betätigt. In diesem Moment wird das Triebwerk der Panzerabwehrrakete 10 gezündet, die durch die erwähnte Ausrichtung des Abschußrohres 11 in Richtung 12 beschleunigt wird und nach kurzer Zeit das Panzerfahrzeug 1 trifft und zerstört

Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 5 und die Schwelle des Schwellwertschalters 6 sind dabei so eingestellt, daß eine Auslösung nur bei schweren Panzerfahrzeugen und erst kurz vor dem Moment erfolgt, wenn sich das Panzerfahrzeug 1 voll über der

ίο Induktionsschleife 2 befindet, v/ie das in der Fig. 1 dargestellt ist In diesem Moment ist der Betrag der induzierten Spannung am größten und geht danach rasch auf etwa Null zurück.

Wie oben erwähnt, ist es aus Gründen der besseren Trefferwahrscheinlichkeit in großen Entfernungen angebracht, die Induktionsschleife 2 in diesem Bereich aufzuweiten, wie das in der F i g. 1 gestrichelt dargestellt ist (Bezugsziffer 2').
Da die Größe der induzierten Spannung abhängig von der Teilfläche der Induktionsschleife ist, die durch die Permeabilitätsänderung des Er^ildes beaufschlagt wird, wird in diesem Fall die Panzerabwehrrakete 10 schon ausgelöst wenn sich das Panzerfahrzeug 1 noch nicht zentral in deren Wirkungsrichtung befindet Durch den Grad der Aufweitung der Induktionsschleife und durch entsprechende Bemessung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 5 und der Schwelle des Schwellwertschalters 6 wird unter Berücksichtigung der vorgegebenen Geschwindigkeit der Panzerabwehrrakete 10 das Panzerfahrzeug 1 bei jeaer Geschwindigkeit zentral getroffen und zerstört.

Anders liegen die Verhältnisse bei kürzeren Entfernungen zwischen dem Standort der Panzerabwehrrakete und Panzerfahrzeug. In diesem Fall läßt nämlich die mit in letztbeschriebener Art und Weise ausgelösten Panzerabwehrraketen erzielbare Trefferwahrscheinlichkeit zu wünschen übrig. Um dem abzuhelfen, empfiehlt es sich als sinnvoll, die Panzerabwehrrakete erst zu zünden, wenn das Panzerfahrzeug sich voll über

AO der Induktionsschleife befindet, d. h. dann, wenn der Wert der in der Induk'ionsschleife induzierten Spann' ng nach dem ersten Induktionsstoß wieder auf nahezu Null abgesunken ist. Dazu ist die in der F i g. 1 gezeigte Schaltung lediglich geringfügig zu variieren; vgl. die Fig. 2. Das vom Verstärker 5 abgegebene Signal wird einmal dem oben erwähnten Schwellwertschaher 6 und gleichzeitig einem zweiten bipolaren Schwellwertschalter 6a zugeführt, dessen Schwellwert sehr klein gegenüber dem Pegel des Schwellwertschalters 6 ist.

Zwischen erstem und zweitem Schwellwertschalter 6 bzw. 6a ist ein Monoflop 6b eingefügt, das von dem ersten Schwellwertschalter 6 angesteuert wird, sobald die induzierte Spannung, wie oben beschrieben, einen bestimmten Wert erreicht. Das Monoflop 6i> steuert semersp^;'s ..u.h einer gewissen Zeitspanne den zweiten Schwellwertschalter 6a auf. Sobald nun die induzierte Spannung den nahe bei Null liegenden Schwellwert dieses Schwellwertschalters 6a erreicht, wird, wie oben beschrieben, die Endstufe 7 aktiviert, wodurch die Panzerabwehrrakete 10 abgefeuert wird.

In der F i g. 3 ist wiederum ein Panzerfahrzeug 1 dargestellt, das sich einer Induktionsschleife 2 nähert, die sich stetig aufweitet Um ein für die Auslösung der Panzerabwehrrakete 10 wirksames Signal zu erhalten,

6> ist der eine Pol der Induktionsschleife 2 mit einem als Tiefpaß wirkende.il Filter 4 verbunden, dessen Ausgangssignal einem Verstärker 5 zugeführt wird. In Serie mit dem Verstärker 5 ist ein Schwellwertschalter 6

vorgesehen der ein Signal abgibt, sobald die induzierte Spannung in der Induktionsschleife einen gewissen Wert erreicht, der hier so eingestellt ist, daß er in allen Fällen erreicht wird, bevor das Panzerfahrzeug 1 auf die Induktionsschleife 2 auffährt. Sobald der Schwellwertschalter 6 durchschaltet, wird ein Monoflop 14 erregt, das nach einer konstanten Zeitspanne die Endstufe 7 ansteuert. Über eine Leitung 8 wird der Zünder 9 der Panzerabwehrrakete 10 aktiviert, so daß diese aus ihrem Äbschußrohr 11 in Richtung der Achse 12 der Induktionsschleife 2 abgeschossen wird.

Zur Verdeutlichung der Funktion des Monoflops 14, durch den eine Geschwindigkeitsdiskriminatiort erreicht wird, sei auf die Fig.3a verwiesen. Nähert sich das Panzerfahrzeug 1 der Induktionsschleife 2 mit einer Geschwindigkeit vi, so erreicht die induzierte Spannung U(v\) den Schwellwert Lfe des Schwellwertschalters 6 an der Stelle S\, die sich kurz vor dem einen Draht der induktionsschleife 2 befindet. Hat das Panzerfahrzeug 1 jedoch eine höhere Geschwindigkeit vi, so wird dieser Schwellwert Ub bereits früher an der Stelle & erreicht. Bei einer Geschwindigkeit v\ braucht das Panzerfahrzeug 1 demnach eine gewisse Zeit t, um von der Stelle 5Ί bis zur Achse 12 der Induktionsschleife 2 zu gelangen. In der gleichen Zeit würde jedoch das Panzerfahrzeug 1, jwenri es mit der höheren Geschv/indigkeit vi fährt, eine -größere Strecke zurücklegen, also bei entsprechender "Auslegung der Verstärkerschaltung etwa von der Stelle Si ebenfalls bis zur Achse 12 gelangen. Diese konstante Zeitspanne t setzt sich aber gleichzeitig aus der konstanten Schaltzeit τ des Monoflops 14 und der Flugzeit T₂ der Panzerabwehrrakete 10 zusammen. Es ist ersichtlich, daß man durch Bemessung der Schaltzeit τ und der bekannten Flugzeit der Panzerabwehrrakete 10 die Auslösevorrichtung derart einrichten kann, daß bei allen Geschwindigkeiten des Pahzerabwehrfahrzeuges 1 dieses annähernd zentral getroffen wird. Damit diese in der Fig.3a dargestellten Bedingungen auch in kurzen Entfernungen des Panzerfahrzeuges 1 von dem Abschüßfohf 11 gelten, ist dementsprechend in diesem Bereich die Breite der Schleife geringer. Eine Auslösung des Schwellwertschalter erfolgt demnach an Punkten, die näher zu der Achse 12 der Induktionsschleife 2 geschoben sind, wodurch die kürzere Flugzeit der Panzerabwehrrakete 10 berücksichtigt ist.

Zur Verringerung der Fehlauslösewahrscheinlichkeit und Zerstörbarkeil durch Räummaßnahmen kann die beschriebene Auslösevorrichtung selbstverständlich dahingehend variiert werden, daß die Induktionsschleife mit weiteren bekannten Auslösemechanismen, wie einem mechanischen Abreißdraht oder einem auf Druck empfindlichen Kontaktkabel, wie diese z. B. an sich aus der GB-PS 4 53 335 bzw. DE-AS 11 99 662 bekannt sind, kombiniert ist. So kann die Induktionsschleife selbst als Abreißdraht oder Kontaktkabel dienen, wobei dann die Signale in einer UND-Schaltung ausgewertet werden und nur bei Koinzidenz eine Zündung des Triebwerkes der Panzerabwehrrakete bewirken.

Obwohl im vorhergehenden lediglich als Waffe eine Panzerabwehrrakete erwähnt wurde, können auch projektbildende Minen etc. verwendet werden. Ebenso ist es möglich, nicht nur eine einzelne Waffe abzufeuern, sondern mehrere hintereinander in der gleichen Richtung und/oder gleichzeitig in einen aufgefächerten Winkelbereich, um die unterschiedlichen Geschwindigkeits- und Entfernungsbereiche des Zieles abzudecken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auslösevorrichtung für eine gegen bewegliche, das Erdmagnetfeld beeinflussende Ziele, vorzugsweise gegen Panzerfahrzeuge wirkende Waffe, mit einer auf Magnetfeldänderungen ansprechenden Induktionsschleife, deren induzierter Spannungsstoß einen Zünder der Waffe aktiviert, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (2, 2') in Wirkungsrichtung (12) der Waffe (10) in Form eines langgestreckten, mit zunehmender Entfernung von der Waffe breiter werdenden U verlegt ist, und daß ein Schwellwertschalter (6) für die in der Induktionsschleife induzierte Spannung (Ub) vorgesehen ist.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellwertschalter (6) ein mittels eines Monoflops (6b) aufsteuerbarer Schwellwertschalter (6a) parallel geschaltet ist

3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellwertschalter (6) ein Monoflop (ί4) mit konstanter Zeitverzögerung (τ) nachgeschaltet ist

4. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (2) als Abreißdraht ausgebildet ist, und daß eine Auslösung der Waffe (10) erst erfolgt, wenn sowohl ein vorherwählbarer Wert der in der induktionsschleife (2) induzierten Spannung und ein Bruch der Induktionsschleife (2) festgestellt ist.

5. Auslö: ^vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (2) als auf mechanischen Druck empfindliches Kontaktkabel ausgebuht ist, und daß eine Auslösung der Waffe (10) erst erfolgt, wenn sowohl ein vorher einstellbarer Wert der in der Induktionsschleife (2) induzierten Spannung und ein Signal des Kontaktkabels festgestellt ist.