DE2434700A1

DE2434700A1 - Energieerzeugungsvorrichtung fuer ein geschoss, granate od. dgl

Info

Publication number: DE2434700A1
Application number: DE2434700A
Authority: DE
Inventors: Rolf Lennart Dipl In Staalfors
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1973-08-03
Filing date: 1974-07-18
Publication date: 1975-02-20
Also published as: FR2239663A1; SE7310677L; FR2239663B1; SE389192B; US3946675A

Description

DR.-ING. RICHARD GLAWE . München

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. KLAUS DELFS
HAMBURG

DlPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

MÖNCHEN

8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 L1EBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05 lp«i

2 HAMBURG52 WAITZSTR. 12 TEL. (040) 89 22 55 TELEX 21 29 21 ipez

IHR ZEICHEN

BETRIFFT:

IHRE NACHRICHT VOM UNSER ZEICHEN

A 68

München

AB BOPOES
Bofors / Schweden

Energieerzeugungsvofrichtung für ein Geschoß, Granate od.dgl.

Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungsvorrichtung für ein Geschoß, Granate od.dgl. mit einer Wärmequelle, die in der Flugbahn in Betrieb gesetzt wird, und mit einem Raum für eine Nutzlast, z.B. für eine Sprengladung.

Für derartige Munition wird oft eine elektrische Energiequelle benötigt, um die Zündung der Sprengladung zu ermöglichen,, und als Beispiel dafür können Geschosse oder Granaten

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erwähnt werden, die mit Annäherungszündern ausgerüstet sind, die eine Sendeeinheit zum Übertragen von Strahlungsenergie und einen Empfänger zum Empfangen und Weiterverarbeiten der Strahlungsenergie aufweisen, die von einem Target reflektiert worden ist. Es ist beabsichtigt, die vorliegende Erfindung unter anderem für ein Flugabwehrgeschoß zu verwenden, in dem die elektronische Ausrüstung in dem Empfänger des Annäherungszünders zur Vorbereitung während des größeren Teils der Zeit, die das Geschoß in seiner Bahn ist,, zuerst mit elektrischer Energie versorgt werden muß und danach außerdem eine elektrische Energiequelle für den tatsächlichen Zündvorgang aufweisen muß.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Geschoß, die Granate od.dgl. mit einer pyrotechnischen Ladung versehen ist, die die Strahlungsenergie erzeugt, die von der Übertragungseinheit des Annäherungszünders abgegeben wird.

Die erfindungsgemäße Energieerzeugungsvorrichtung ist außerdem vom Standpunkt der Lagerung her geeignet und das Merkmal, das bei dieser Vorrichtung hauptsächlich als charakteristisch bezeichnet werden kann, ist eine Anzahl Thermoelemente, die an heißen und kalten Lötstellen verbunden sind, wobei die heißen Lötstellen mit der Wärmequelle in Verbindung gebracht und die kalten Lötstellen dem Raum für die Nutzlast zugewandt sind.

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Die erfindungsgemäße Energieerzeugungsvorrichtung wird im folgenden anhand eines Beispiels mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt"eines Flugabwehrgeschosses mit einem IR-Annäherungszünder gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils des Geschosses gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 ©ine schematische Darstellung einer elektronischen Einrichtung, die von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird.

G-emäß Fig. 1 weist das Geschoß im Prinzip drei Teile, den Hauptteil 1 und die zwei Einheiten 2 und 3? auf, die in einem IR-Annäherungszünder vorgesehen sind, -wobei die Einheit 2 die ■Übertragungseinheit des Annäherungszünders und die Einheit 3 seine Empfängereinheit ist. Der Hauptteil 1 enthält eine Sprengladung 4 mit den zugehörigen Zünderteilen 5 bis 7, wobei 5 eine konventionelle Verzögerungssprengvorrichtung und 6 eine Zündladung ist, die durch die Verzögerungssprengvorrichtung gezündet werden kann,- und 7 ist eine Unterladung, die die schließliche Zündung der Sprengladung 4 erzeugt.. Die Verzögerungssprengvorrichtung weist einen Abstandszünder auf, der durch elektronische Einrichtungen in der Empfangseinheit betätigt wird.

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Der Annäherungszünder arbeitet mit einem Übertragungsstrahl 8, der von der Übertragungseinheit 2 ausgesandt wird, und einem Empfängerstrahl 9 für die. Empfangseinheit, so daß, wenn Teile der in dem Übertragungsstrahl ausgesandten Strahlungsenergie durch einen Gegenstand reflektiert und in dem Empfänger empfangen v/erden, der Annäherungszünder die Zünderteile 5 bis 7 zum Zünden der Sprengladung betätigt.

Die von der Übertragungseinheit ausgesandte Strahlungsenergie wird von einer pyroteehnischen Ladung 10 erhalten, die in dem hinteren Teil des Geschosses vorgesehen ist'. Diese pyrotechnische ladung wird gleichzeitig oder kurz nach dem Abschuß des Geschosses aus einem nicht gezeigten Geschützrohr gezündet, und die Zündung findet dann über eine Verzögerungsladung 11 statt. Nach der Zündung der pyrotechnischen ladung wird der Kanal für die Terzögerungsladung als Abgaskanal für die Abgase der Ladung 10 verwendet» Die pyrotechnische Ladung erhitzt eine Membran 12, die als Strahlungsquelle dient, auf eine hohe Temperatur (etwa 2800⁰C). Die Membran 12 ist an einem Ende eines Kanals 13 befestigt, der schräg nach vorne und nach außen gerichtet ist und an seinem anderen Ende aus der Seite des Geschosses heraustritt. An der öffnung des Kanals 13 ist eine Linse 14, die mit einer Schutzabdeckung 15 versehen ist, wobei die Linse die ellipsoide Form des Übertragungsstrahls bestimmt. Die Abdeckung besteht aus Kunststoff oder entsprechendem Material und wird, wenn das Geschoß abgefeuert wird, zur Seite geworfen und durch die Zentrifugalkraft abgebrochen.

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In einem Teil, der die pyrotechnische Ladung 10 und die
Sprengladung 4 trennt, der sich in Längsrichtung des Geschosses erstreckt und der im wesentlichen gleich der Länge des Raumes
für die pyrotechnische Ladung ist, trägt das Geschoß eine erfindungsgemäße Energieerzeugungsvorrichtung. Die Vorrichtung 16 weist eine Anzahl in Eeihe geschalteter Thermoelemente auf, die an heißen und kalten Lötstellen miteinander verbunden sind, die in Fig. 1 durch Quadrate dargestellt sind, wobei die linken
Quadrate die heißen Lötstellen und die rechten Quadrate die
kalten Lötstellen darstellen. Die heißen Lötstellen werden mit der pyrotechnischen Ladung 10 und der Membran 12 über ein wärmeleitendes Material 17, z.B. in Form von Kupfer, verbunden,
das die hohe Temperatur gleichmäßig über die heißen Lötstellen verteilt. Wegen der gezeigten Lage und den auftretenden zentrifugalen Kräften ist es von untergeordneter Bedeutung, falls das Kupfer durch die hohe Temperatur geachniolzen wird, da es in Jedem Fall in seiner Lage zurückgehalten wird. Die kalten Lötstellen sind auf den Raum für die Sprengladung gerichtet, die in
einem Gehäuse 18 eingeschlossen ist, das aus naheliegenden Gründen eine hohe Wärmekapazität hat.

Die Fig. 2 soll die Vorrichtung 16 detaillierter zeigen, und die heißen Lötstellen werden mit 19 und die kalten Lötstellen mit 20 gekennzeichnet. Die Vorrichtung weist eine Anzahl in
Reihe miteinander verbundener Drähte 21 und 22 zweier verschie dener Arten auf, wobei die Drähte 21 z.B. aua einer Legierung von 97 % Wolframcarbid und 3 i» Rheniu» und die Drähte 22 aus

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einer Legierung von 75 $ Wolframcarbid und 25 $ Rhenium bestehen. Die Endpunkte der Reihenverbindung bilden eine Anode und eine Kathode 24, wobei die Kathode mit dem Geschoßkörper über einen Draht 25 und die Anode 23' von diesem Körper isoliert und über einen Draht 26 mit der elektronischen Einrichtung der Empfangseinheit verbunden ist. Die Isolation von dem Gesclioßkörper wird an der Lötstelle 23 durch eine aus isolierendem Material bestehende Hülse 27 und weiter durch den isolierten Draht 26 erreicht.

Die Lötstellen und die Drähte werden voneinander durch, ein Keramikteil isoliert, das außerdem die mechanische Festigkeit erhöht. Das Keramikteil kann die Form eines Zylinders, der in seiner Längsrichtung geteilt ist, eine exakte zylindrische Form oder irgendeine andere Form haben, die für den besonderen Anwendungsfall geeignet ist.* Die Anzahl der Elemente hängt von der benötigten Kapazität des Generators ab, und in diesem Zu-. sammenhang kann erwähnt- werden, daß in dem vorliegenden Fall etwa 40 Millivolt von federn Thermoelement bei einer Temperaturdifferenz von etwa 2400⁰C zwischen den heißen und kalten Lötstellen erhalten werden.

Im folgenden wird als Beispiel die Belastung eines 40 mm Geschosses erläutert, daa etwa 100 in Reihe geschaltete Thermoelemente erfordert, wobei die Belastung aus der elektronischen Ausrüstung der Empfangeeinheit 2 besteht.

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Diese Einrichtung weist einen Detektor 28 auf, der in bestimmten Lagen des G-eschosses relativ zu einem Ziel der Strahlung ausgesetzt wird, die von dem Ziel über eine elliptische linse 29, einen ebenen Spiegel 30, der unter einem Winkel eingestellt ist, und einen Interferenzfilter 31 reflektiert wird, wodurch der Annäherungszünder auf eine Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge (dem Infrarotbereich) empfindlich wird. Die Einrichtung weist außerdem einen Transistor 32, eine Induktivität 33 und Verstärker 34 und 35 mit zugehörigen Verbindungswiderständen auf ο Ein in der Verzögerungssprengvorrichtung 5 vorgesehener Abstandszünder JS kann durch diesen Schaltkreis betätigt werden, der außerdem einen Kontakt 37 und eine Sicherung 38 aufweist ρ wodurch die Annäherungsfunktion unwirksam gemacht werden kann, so daß das Geschoß durch einen Aufschlagschalter 39 gezündet wird« In dieser Verbindung hat eine geeignete Induktivität einen Wert von etwa 470 nH bei 50

Der Schaltkreis nach Fig» 3 arbeitet in der folgenden Weise. Wenn die Verzögerungssprengladung_? die durch die Temperatur in dem Geschützrohr gezündet worden ist, die pyrotechnische Ladung gezündet hat, wird nach einer bestimmten Verzögerung, z.B. 0,5 Sekunden, die Membran durch die Ladung 10 erhitzt. Die erhaltene Wärmeenergie beginnt, elektrische Energie in der Vorrichtung 16 zu erzeugen, was zur Folge hat, daß der Transistor 32 einen Basisstrom von dem Operationsverstärker 34 erhält, so daß der Transistor*32 leitend wird, wobei Strom eben-

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falls durch die Induktivität 33 fließt. Wenn danach ein Ziel entlang der Bahn des Geschosses Strahlung zu dem Detektor reflektiert, wird dieser einen Strom entsprechend der festgestellten Strahlung erzeugen, wobei dieser Strom in dem Verstärker 35 verstärkt wird. Der zuletzt erwähnte Verstärker kann dadurch den Operationsverstärker betätigen, so daß das Ausgangssignal von diesem verschwindet, wodurch der Transistor gesperrt wird. .Durch die Induktivität wird der Abstandszünder in Funktion gebracht, und dieser zündet umgekehrt in bekannter Weise die Zünderteile 6 bis 7 und dadurch ebenfalls die ladung 4.

Der Abstandszünder kann auch so ausgebildet sein, daß er durch den Aufschlagschalter 39 betätigbar ist, der in Reihe mit dem Kollektor-Emitterkreis des Transistors verbunden ist. Die Annäherungsfunktion wird mit dem Kontakt 37 und der Sicherung 38 durch einen Strom aufgehoben, der von außerhalb der Schußwaffe erhalten und über d.en Kontakt 37 geleitet wird, wobei der Strom die Sicherung 38 schmelzen kann, wodurch dann der Transistor von dem Operationsverstärker 34 nicht mehr gesperrt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

M .J Energieerzeugungsvorrichturig für ein Geschoß, G-ranate od.dgl. mit einer Wärmequelle, die in der Flugbahn in Betrieb gesetzt wird, und mit einem Raum für eine Nutzlast, z.B. für eine Sprengladung, gekennzeichnet durch eine Anzahl Thermoelemente (21, 22), die an heißen und kalten Lötstellen (19, 20) verbunden sind, wobei die heißen Lötstellen (19) mit der Wärmequelle in Verbindung gebracht und die kalten Lötstellen (20) dem Raum für die Nutzlast zugewandt sind.
2. Energieerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekenn ze ichnet , daß die Wärmequelle aus einer pyrotechnischen Ladung besteht und daß ein wärmeleitendes Material (17), beispielsweise Kupfer, zwischen dem Raum für die pyrotechnische Ladung und den heißen Lötstellen (19) zum gleichmäßigen Verteilen der Temperatur über die heißen Lötstellen (19) vorgesehen ist.
3. Energieerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze i ohne t , daß die Wärmequelle eine Membran (12) aufweist, die durch die pyrotechnische Ladung auf eine hohe Temperatur, beispielsweise 2800⁰C, aufheizbar ist, und daß das wärmeleitende Material (17) mit der Membran (12) in Verbindung steht.

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4. Energieerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß.die pyrotechnische Ladung am weitesten von dem Hinterteil des G-eschosses, der · G-ranate od.dgl. entfernt- angeordnet und der Raum für das Thermoelement und das wärmeleitende ,Material (17) in eineni Teil vorgesehen ist, der die pyrotechnische ladung und die Sprengladung trennt, und deren Länge in Längsrichtung des G-eschosses, der G-ranate od.dgl. im wesentlichen gleich der Länge des Raumes für die pyrotechnische Ladung ist.
5. Energieerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente in elektrisch- und wärmeisolierendem, beispielsweise keramischem Material eingebettet sind.
6. Energieerzeugungsvorriehtung nach, einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Thermoelemente aus Drähten von Legierungen aus Wolframcarbid und Rhenium bestehen, wobei die Drähte in bekannter Weise miteinander verbunden sind.
7. Energieerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gelcen.nztich.ne t , daß ein Ende der in Reihe verbundenen Drähte mit dem Körper des Geschosses, der G-ranate od.dgl. verbunden und das andere Ende von diesem Körper iso liert und mit der Einrichtung zum Empfangen der elektrischen Energie über einen isolierten Draht (26) verbunden ist.

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