DE2400001A1

DE2400001A1 - Abstands- bzw. annaeherungszuender

Info

Publication number: DE2400001A1
Application number: DE2400001A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Dahl
Original assignee: Kongsberg Vapenfabrikk AS
Current assignee: Kongsberg Gruppen ASA
Priority date: 1973-01-03
Filing date: 1974-01-02
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE2400001C2; FR2212529A1; GB1424484A; IT1002413B; NL7317581A; JPS49102200A; NL177854B; JPS5821200B2; NO130845B; IL43871A; US3908551A; SE395316B; NL177854C; FR2212529B1; IL43871A0; NO130845C

Description

21. Dezember 1973 4112

A/S Kongsberg Vapenfabrikk, Kirkegardsveien, N-3600 Kongsberg, Norwegen

Abstands- bzw. Annäherungszünder

Die Erfindung betrifft einen Abstands- bzw. Annäherungszünder für hochfliegende Waffen mit einem staudruckluftgetriebenen Generator zur Erzeugung der Versorgungsspannung für die elektronischen Schaltkreiselemente des Zünders, die die Abstands- bzw. Annäherungsfunktionen desselben steuern.

Bei Abstands- bzw. Annäherungszünderη dieser Art ist es von großer Bedeutung, daß die elektronischen Funktionen während des größtmöglichen Teils der Flugbahn des Projektils blockiert gehalten werden, wodurch eine unerwünschte Detonation des Projektils infolge interner Geräusche oder feindlicher Gegenmaßnahmen (Störsendungen) verhindert wird.

bzw.
Bei Abstands-/Annäherungszündern, die von einem staudruckluft-getr!ebenen Generator zur Erzeugung der elektrischen Versorgungsenergie für die elektronischen Funktionen des Zünders Gebrauch machen, hängt die Rotationsgeschwindigkeit des Generators und damit die Frequenz der erzeug- · ten Spannung von der Fluggeschwindigkeit des Projektils ab. Erfindungsgemäß wird die Blockierung der elektronischen Funktionen eines Abstands- bzw. Annäherunaszünders dadurch erreicht, daß die Versorgungsenergie des Generators bei sinkender Generatorfrequenz blockiert wird, während die Blockierung bei steigender Frequenz beendet wird.

409833/0663

-Z-

Insbesondere bei hochfliegenden Waffen (Flug- bzw. Wurfbomben) ändert sich die Fluggeschwindigkeit sehr stark und in einer Weise, daß sie am Beginn und am Ende der Flugbahn den größten Wert und im Bereich des Scheitelpunkts der Flugbahn den kleinsten Wert besitzt. Ein üblicher turbinengetriebener Generator folgt diesem Lauf in der Weise, daß die Generatorfrequenz (Rotationsgeschwindigkeit) ihren Minimalwert am Scheitelpunkt der Flugbahn besitzt. Die Ableitung der Generatorfrequenz hat einen negativen Wert am Beginn der Flugbahn, läuft am Scheitelpunkt der Flugbahn durch Null und besitzt einen positiven Wert im letzten Teil der Flugbahn. Erfindungsgemäß verfügen die Blockierungsmittel über einen Differenzialverstärker, mittels dessen die Ableitung der Generatorfrequenz verwendet wird, um die elektronischen Funktionen des Abstands- bzw. Annäherungszünders'für in etwa 50 % der Flugbahn des Projektils blockiert zu halten, da die Ableitung der Generatorfrequenz von einem negativen Wert auf einen positiven Wert am Scheitelpunkt der Flugbahn übergeht. Diese Bedingung ist daher von der Äbschußgeschwindigkeitund der Höhe unabhängig unter der Voraussetzung, daß der Generator derart gestaltet ist, daß sein Rotor den Geschwindigkeitsveränderüngen des Projektils unter allen Bedingungen folgt. Jedoch ist es nicht notwendig, daß eine lineare Beziehung zwischen der Luftgeschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors besteht.

Im folgenden wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsforn

der Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Generatorfrequenz f^

als Ordinate über der Fluggeschwindigkeit t

409833/0663

als Abszisse aufgetragen ist,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 ein Diagramm, das die Veränderungen der Spannung an einem der Schaltkreiselemente im Verhältnis zur Flugzeit und auch die Flugbahn PT des Projektils zeigt.

Der Generator Gl der Figur 1 liefert eine Wechselspannung an ein Hochpaßfilter 1, dessen obere Grenzfrequenz oberhalb der höchsten Generatorfrequenz liegt, die überhaupt auftreten kann.' Die Ausgangsspannung des Filters 1 nimmt somit proportional mit der Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit des Generators zu und wird in einer Gleichrichtereinheit 2 spitzengleichgerichtet und gefiltert; die Gleichrichtereinheit liefert an ihrem Ausgang eine Gleichstromspannung, die den langsamen Veränderungen der Rotationsgeschwindigkeit des Generators folgt. Diese Gleichstromspannung steuert einen Differenzialverstärker 3, der eine derart große Zeitkonstante besitzt, daB?in der Lage ist, den langsamen Veränderungen der Gleichstromspannung zu folgen. Der Differenzialverstärker 3 ist derart angeschlossen, daß eine abnehmende Spannung kein Ausgangssignal am Verstärker 3 zur Folge hat, während eine zunehmende Spannung ein Ausgangssignal am Verstärker zur Folge hat, wodurch die Abfeuerungsschaltung des Abstands- bzw. Annäherungszünders über eine Verzögerungsschaltung 4 und einen Leveldetektor 5 angeschlossen wird.

Figur 2 zeigt einen typischen Verlauf der Generatorfrequenz f während der Flugzeit t des Projektils. Bei näherer Untersuchung der Veränderungen der Generatorfrequenz f ' längs der Flugbahn ist festzustellen, daß f ' zweimal positiv ist, das erste mal beim Start des Generators (in Augenblick des Abschusses) und das zweite mal während des letzten Teils der Flugbahn. Das Zeitintervall beim Start, während dessen f ' positiv ist, ist jedoch sehr kurz (etwa eine Sekunde) und der Abstands- bzw. Annäherungszünder kann während dieser Zeitspanne durch die Verzögerungsschaltung 4 blockiert gehalten werden,

- 4 409833/066 3

die eine Verzögerung von etwa zwei Sekunden bewirkt bzw. besitzt. Hierdurch wird eine Blockierung der Generatorspannung in dieser kritischen Ausgangsphase er- , reicht. V7enn die Spannung am Ausgang der Verzögerungsschaltung 4 einen bestimmten Level erreicht hat, tritt der Leveldetektor 5 in Tätigkeit und schließt den restlichen elektronischen Schaltkreis an, der unter anderem die (nicht dargestellte) Abfeuerungsschaltung des Projektils enthält.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die in Figur 1 dargestellte zusätzliche Verzögerungsschaltung überflüssig ist. In diesen Fall wird eine Diodenbrücke B zur Gleichrichtung der Spannung eines Generators G2 verwendet. Die Spannung am Punkt A besitzt nahezu die Form rechteckiger Impulse, deren Länge der Generatorfrequenz umgekehrt proportional ist. Die Impulsamplitude besitzt einen Wert zwischen Erdung und +V, da sie durch die Zenerspannung einer Zenerdiode Z bestimmt ist. Für die v/eitere Schaltungsfunktion ist es von Bedeutung, daß die Amplitude am Punkt A konstant und von der Generatorfrequenz innerhalb des auftretenden Frequenzvolumens unabhängig ist oder daß mit anderen Worten der Generator eine Spannung liefert, die einen größeren Wert besitzt als die Bezugsspannung der Zenerdiode. Während ihres positiven Verlaufs laden die Impulse am Punkt A einen Kondensator Cl auf einen bestimmten Level Diode Dl entladen. Die Spannung am Kondensator Cl besteht daher aus einer Vielzahl sägezahnförmiger Impulse mit einer zur Generatorfrequenz umgekehrt proportionalen Amplitude. Die Impulse sind über eine Diode D2 spitzengleichgerichtet und halten bzw. bewirken die Ladung eines zweiten Kondensators C2. Der Kondensator C2 und ein Widerstand R2 sind in Hinblick auf eine Verzögerung für eine derartige Dauer (z.B. 5 Sekunden) gestaltet, daß die Gleichstromspannung am Konden^ sator C2 genau den langsamen Veränderungen folgt, die in

+) über einen Widerstand Rl auf, jedoch wird der Kondensator Cl sofort nach seiner Ladung über eine

409833/0663

der Rotationsgeschwindigkeit des Generators auf der Flugbahn des Projektils auftreten.

Wenn die Generatorfrequenz abnimmt, d.h. wenn die Impulslänge am Punkt A zunimmt, bewirkt die Spitzengleichrichtung über die Diode D2 eine Ladung des Kondensators C2 bei einer konstant zunehmenden Spannung ö_r_. Dies ist schematisch in Figur 4 dargestellt, in .der die Spannung ü_c2 und die Flugbahn PT als Funktionen der Flugzeit t dargestellt sind. Ein Kondensator C3 bildet zusammen mit einer Diode D3 eine Differenzierschaltung für einen Transistor Ql, der solange eingeschaltet ist, wie die Spannung am Kondensator C2 zunimmt, d.h. bei abnehmender. Generatorfrequenz. Sobald die Spannung am Kondensator C2 abzunehmen beginnt (Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit), wird der Transistor Ql abgeschaltet. In Figur 3 wird der . Transistor Ql, wenn er eingeschaltet ist, dazu verwendet, die Versorgungsspannung für die übrigen elektronischen Schaltungen während des Blockierungsintervalls zu blockieren, wobei die Blockierung in diesen Fall über einen Spannungsregler VR ergänzt wird. Das oben genannte Intervall, während dessen f ' am Beginn der Flugbahn des Erojektils positiv ist, wird hier mittels der Verzögerung aufrechterhalten, die mit der Ladung der Kondensatoren C2 und C3 über den Widerstand Rl einhergeht. Wie zu ersehen ist, wird der Transistor Ql nicht eingeschaltet, bis die Spannung O„₂ am Kondensator C2 abnimmt, und damit dies möglich ist, muß die Spannung anfangs zunehmen, da sie nie negativ sein kann. Auf diese Weise wird ein der Schaltung inhärenter Schutz während der ersten Sekunde nach dem Abschuß des Projektils erreicht, wodurch sich · die Verwendung von zusätzlichen Bauteilen wie Verzögerungselementen erübrigt. Ein typischer Spannungsyerlauf am Kondensator C2 ist in Figur 2 dargestellt, in der des· weiteren die Flugbahn PT dargestellt ist. Aus dieser Figur ist zu ersehen, daß die Spannung U_,~ am Kondensator C2 positiv ist, bis das Projektil den in seiner Flugbahn höchsten Punkt erreicht. Nachdem das Projektil den Scheitelpunkt seiner Flug-·

409833/0663

bahn erreicht hat, nimmt seine Geschwindigkeit und damit die Generatorfrequenz zu, während die Spannung U_₂ am Kondensator C2 hierdurch abnimmt. Somit wird die Blockierung des Spannungsreglers VP (Fig. 3) aufgehoben, und die elektrische Versorgung für die übrige Abfeuerungsschaltung des Projektils etabliert.

409833/0663

Claims

Patentansprüche

Abstands- bzw. Annäherungszünder für hochfliegende Waffen mit einen», staudruckluft-cretriebenen Generator zur Erzeugung der VersorgxmcissOannung für die elektronischen Schaltkreiselemente des Zünders, die die Abstands- bzw. ^nnäherungsfunktionen des. Zünders steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung des Generators (Gl, G2) bei sinkender Generatorfrequenz blockiert ist, während die Blockierung bei steigender Frequenz aufgehoben ist.

Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierungselemente für den elektronischen Schaltkreis über einen Differenzialverstärker (3) verfugen, dem eine spitzengleichgerichtete Generatorspannung zugeführt wird, und der eine große Verstärkung in dem Bereich besitzt, in dem die Generatorspannung.von einem abnehmenden Wert zu einem zunehmenden Wert übergeht.

Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Generators (Gl, G2) als Rechteckimpulse mit einer nahezu konstanten Amplitude und einer zur Generatorfrequenz umgekehrt proportionalen Impulslänge zugeführt wird, daß diese Impulse im Bereich eines ersten Kondensators (Cl) spitzengleichgerichtet sind, wodurch ein zweiter Kondensator (C2) ladbar ist, dessen zunehmende Ladung aus der Abnahme der Generatorfrequenz und dessen Entladung aus der Zunahme der Generatorfrequenz resultiert, und daß die SDannung am zweiten Kondensator (C2) über eine Differenzialschaltung (C3, D3) Blockierungsmittel (Ql) in Tätigkeit setzt, um die Generator spannung bei abnehmender Rotationsgeschv/indigkeit des Generators zu blockieren und die Blockierung bei zunehmender Rotationsgeschv/indigkeit aufzuheben.

AO9833/0663

Zünder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungselemente (4) in den Schaltkreis eingeschlossen sind, uin die unmittelbar nach dem Abschuß auftretende Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit des Generators an der Auslösung einer unerwünschten Detonation zu hindern.

Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung Elemente (C2, C3, Rl) enthält, die anfangs aktiviert werden nüssen, bevor die Blockierung der übrigen Schaltung aufgehoben wird.

Für den Anmelder: Meissner & Bolte Patentanwälte

Bremen, den 21.12.1973

Anmelder:

A/S Kongsberg Vapenfabrikk

Kirkegardsveien,

N-36OO Kongsberg, Norwegen

409833/0663