DE2752823C2 - Einrichtung zur Auslösung von sprengtechnischen Wirkkörpern - Google Patents

Description

— einen Analog/Digital-Wandler (15) mit einem oder mehreren Eingängen und mit einer intern nach aufgabenabhängig programmierbarer und/oder autovariabler Auswahl von Bewertungskriterien steuerbaren Filtercharakteristik, an welchen die Aufnehmer (Ai, .., A_n) zur Erfassung von Umweltbedingungen anschließbar sind, und der in seinem Dynamikumfang und seiner At (lösung den jeweiligen Ausgangssignalen der Aufnehmer anpaßbar ist, und der eine Aufnehmer-Anwahleinrichtung(2i) aufweist:

— sowie einen Ereignis-Tor-Generator (22) für zeitliche Zuordnung und Auswertung der Signale von sendenden und/oder empfangenden Aufnehmern (Ao);

— eine Eingangs/Ausgangskontrolle (25), an welche Steuerelemente fßi,.., B_n) zur aufgabenabhängig programmierbaren und/oder autovariabier Bewertung der von den Aufnehmern (Aa, .... A_n) abgegebenen Informationen und Betätigungselement (Q, ., C_n) für Funktion und Prüfung der Wirl'körrer anschließbar sind;

— eine mit Festspeichern und/r «der Speichern mit freiem Zugriff und austauschbarem Inhalt ausgestatteten, mit der Eingang/Ausgangskontrolle (25) und dem Analog/Digital-Wandler (15) verbundenen Mikroprozessor (12), der zur Ablauf-Steuerung und/oder als programmierbares Rechenwerk dient;

— einen mit dem Mikroprozessor (12) verbundenen Teiler für Zeitnahme (27);

— sowie einen steuerbaren Zufallsgenerator (26), der sowohl mit dem Mikroprozessor (12) ais auch mit dem Anaiog/Digital-Wandler (15) verknüpfbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Wandler (15) aus einem Steuerwerk mit Speicher (16), einem Analog/ Digital-Festspeicher (17), einem Zwischenspeicher (18), einem Widerstandsnetzwerk (i9), einem Komparator (20) und einer Aufnehmer-Anwahl mit Sample Hold (21) besteht.

3. Einnchiung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Analog/Digital-Wandler (15) parallel geschaltet sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ereignis-Tor-Generatoren (22) vorhanden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mikroprozessoren, die mit Festspeichern (13) und/oder Speichern mit freiem Zugriff und austauschbaren Inhalt (14) ausgestattet sind, (11) miteinander parallel geschaltet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Steuerelemente (Bu ..„ B_n) Ein-Bit-Digitalsteuereingänge (Flags) mit Interruptfunkrion abgestufter Priorität sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente (B,, ..„ B_n) durch die MPU (12) abfragbar und rücksetzbar sind.

S. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurci: gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (Cu .... C_n) Ein-Bit-Digitalausgänge sind und durch den Mikroprozessor (12) äetz- bzw. rücksetzbar sind.

9. Einrichtung nach einem der vorhergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (Bu ---, B₁,-, Cu ■- C_n) über zusätzliche Eingänge an gesamtnegative, gesamtpositive oder auch gemischte Logiken anpaßbar sind.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (20) ein Software-gesteuerter Zerhacker (Chopper) ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehender! Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (IS) ein beliebiges geeignetes zeitabhängiges Netzwerk ist

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Auslösung von sprengtechrisciien Wirkkörpern, insbesondere Minen aller Art

Bei der Auslösung von sprengtechnischeii Wirkkörpern, insbesondere von Minen ist es wünschenswert, nur dann zur Sprengung zu kommen, wenn vorbestimmte Kriterien erreicht werden. Hierzu ist es bekannt,

Ji entweder den Menschen selbst als letztes, die Auslösung bestimmendes Entscheidungsglied einzusetzen, oder aber bei autonomen Systemen, wie etwa Minen, deren Zünder so auszulegen, daß sie auf bestimmte Kriterien hin auslösen, wie etwa auf die durch einen Panzer oder

to Lkw ο. ä. ausgelöste Erdmagnetfeld?nderung, oder aber auch auf Krafteinwirkung, Ersehütte* ung und Beschleunigungen hin.

Aus der DE-OS 25 36 123 ist eine elektronische Handgranate bekannt, die eine Steuer-, Verarbeitungs- und Speicher-Elektronik zur Auslösung ihrer Sprengeiemente enthält wobei die Auslösung des ersten Sprengelementes durch die Elektronik mittels einer Anreißvorrichtung oder einem Beschleunigungsaufnehmer oder einem Berührungssensor erfolgt und alle weiteren Sprengelemente mittels Zufallsgeneratoren in zeitlich nicht mehr erfaßbarer Abfolge gezündet werden. Auf verschiedenartige Umwehbedingungen vermag die Zündelektronik dieser Schrift nicht zu reagieren.

In der DE-OS 26 08 067 wird eine Zündschaltung für Streumunition beschrieben, die mehrere Sensoren zur Erfassung von ümweitberiingungen enihäii, die mineis einer Entscheidungslogik miteinander verknüpft sind. Diese Zündschaltung löst nur dann aus, wenn eine durch die logische Verknüpfung der Aufnehmer vorgegebene Konstellation von Umweltbedingungen tatsächlich auftritt. Sie ist jedoch aufgrund ihrer festen Verknüpfung der Signalabiäüfe in Her Logik nicht fähig, sich auf verschiedene oder sich ändernde Umweltbedingungen oder auf sich ändernde Äufnehmersignale aufgrund sich ändernder Ziele, wie z. B. kleine oder große Fahrzeuge, einzustellen. Außerdem verarbeitet diese Entscheidungslogik nur Signale, deren Pegel über einem

vorbestimmten Schwellwert liegen.

Fehlauslösungen aller Art bzw. Nichtfunktion infolge Fremdeinwirkung können jedoch mit den bekannten Auslöseeinrichtungen nicht ausreichend sicher verhindert werden.

Insbesondere kann keine Linierscheidung zwischen Freund/Feind getroffen werden, feindlicher Minensucher können durch künstliche Erzeugung beispielsweise von Erdmagnetfeldänderungen, Erschütterungen infolge von Minenräumketten usw. die Auslösung herbeiführen. Auch ist es nicht möglich, den Einsatz von Sprengmitieln erst für einen wesentlichen Zeitraum nach der Verlegung mit zwischenzeitlicher Passivierung vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb &'. Einrichtung zur Auslösung von sprengiechnr-che'- Wirkkörpern anzugeben, die nach einem zuvor ^ig-Venabhängig programmierten Ablauf upd bei R°--i-j Γ auch nach auto variabler Bewertung und Yen. ^: ioing der Aufnahmersignale unter Berücksich'^i.ig von sich ändernden Umweltbedingungen auszuio^, '· -'ermag.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen geiöst.

In einer besonderen Ausführungsform besteht der verwendete Analog/Digital-Wandler aus einem Steuerwerk mit Speicher, einem Analog/Digital-Festspeicher, einem Zwischenspeicher, einem Widerstandsnetzwerk, einem Komparator und einer Aufnehmer-Anwahl mit Sample Hold.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den weiteren Unteransprüchen.

Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß eine Einrichtung geschaffen wurde, welche den Einsatz bei beliebigen Auslöseanforderungen gestattet ohne daß je nach Anwendungsfall eine eigene Einrichtung geschaffen werden muß, daraus folgt also die universelle Ersetzbarkeit

Der Aufbau ist so gewählt daß billige Massenproduktion auf einem monolithischen Halbleiterelement in Mikrobauw .ise ermöglicht wird. Der Piatzbedarf und der Energiebedarf sind minimal, so daß existierende sprengtechnische Wirkkörper ohne Belastung des Raumbedarfs und der Peripherie mit der Einrichtung ausgestattet werden können. Die Möglichkeiten gegnerischer Einflüßmaßnahmcn auf ein mit dsr vorgestellten Einrichtung ausgestattetes Waffensystem erfahren aufgrund se-ner autovariablen Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen und Störmaßnahmen und seiner sich daraus ergebenden Unberechenbarkeit eine bisher unerreichte Reduzierung.

Zum besseren Versiändris der Erfindung ist eine in den Figuren dargestellte Aiisführungsform im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Auslöseeinrichtung und

F: ~. 2 das Blockschaltbild einer En:schc:dun"s!o":k

Gemäß F i g. 1 besteht die Einrichtung im wesentlichen aus einer Entscheidungslogik 10 und Peripheriegeräten At>...An.B\...Bn.C\...C„.

Mh Ao... A_n sind die zur Erfassung von U mweltbedingungen bestimmten Aufnehmer bezeichnet. Das können beispielsweise Sender/Empfänger Xo bekannter Art zur Aussendurig iirid Aufnahme von Licht, Ultraschall, Schall und Magnetfeld sein sowie Aufnehmer für Magnetfeldänderung, Bodenerschütterung usw.

Mit B\ ... B_n sind Steuerelemente bezeichnet, deren Aufgabe es ist, vorgegebene Signale der Entscheidungs-

'^Γ>

logik zu liefern, welche diese in die Lage versetzen, die von den Aufnehmern A₀ ... A_n gelieferten Signale zu bewerten. So gibt B\ beispielsweise ein Ja/Nein-Signal bezüglich Freund/Feindkennung ab, so daß ein Freuiid infolge der Abgabe eines vorbestimmten Signals die Minen passieren kann, ohne daß es zur Auslösung kommt. In B> kann ein Ja/Nein-SignaJ gespeichert sein, welches bewertet, ob lediglich ein feindlicher Minensucher Auslösekriterien vorspiegelt, etwa durch Erzeugung eines künstlichen Magnetfeldes, ohne daß auch ein entsprechendes Erschütterungssignal vorliegt

Bi kann für Lagerung oder Transport Signale speichern, die darauf abzielen, auch bei Vorliegen von über A₀ ... A_n gelieferten Auslösekriterien eine Scharfstellung zu verhindern.

Mit Ci ... C_n sind Betätigungselernente bezeichne*, welche wie etwa Ci von der Entscheidungslogik beaufschlagt, die Zündung auslösen, oder aber wie C2 zur Passivierung bei Freund-Vorbeizug führen.

Die näheren Eigenschaften der Entscheidungsiogik 10 sollen im folgenden anhand der Fig.2 beschrieben werden.

Gemäß Fig. 2 besteht eine, a.c notwendigen Anforderungen erfüllende Entscheidungs..ogik 10 im wesentlichen aus einem Mikroprozessor 12 (im folgenden MPU), einem noch näher zu erläuterndem Analog/Digital-Wandler mit steuerbarer Filtercharakteristih 15. einem Ereignis-Torgenerator 22, einer Eingangs-Ausgangskontrolle 25, einem Zufallsgenerator 26 und einem Teiler 27. Außerdem sind Anschlüsse 28 zur Erweiterung des Systems Huf mehrere parallel arbeitende Entscheidungslogiken vorgesenen.

Der Aufnehmer A₀ wird für einen Sendetakt durch ein vorgegebenes Programm über das Steuerwerk 16 ausgelöst Programmiert im Festspeicher 13 durch den MPU 12 und über das Steuerwerk 16, Torzeit 24, wird der Einsatzzeitpunkt und die Breite des Empfangszeitpunktes in Tor und Hold 23 gesteuert.

Das empfangene und in Tor und Hold 23 gespeicherte Analogsignal wird im Wandler 15 digitalisiert und im Mikroprozessor weiterverarbeitet.

Aufnehmer der Art von Ao können je nach Anforderung an das Wirkkörpersystem auch mehrfach vorhanden sein. Die an den weiteren Aufnehmern A\... A_n anliegenden Analogsignale werden ebenfalls über eine Programmierung im Festspeiche.· !3 durch die MPU 52 über das Steuerwerk 16 durch den Wandler 15 angenommen und digitalisiert und zur Weiterverarbeitung dem MPU 12 zugeführt.

Die Steuerelemente B\ ... B_n sind Ein-Bit-Digitalsteuereingänge (Flags) mit Interruptfunktion abgestufter Priorität. Die Steuereingänge können auch so ausgelegt sein, daß sie im Zuge eines Programmablauies durch die M PU 12 abgefragt und eventuell rückgesetzt Vr erden können.

Die Betatigungselemente Ci ... C_n sind Ein-Bit-Digi-

grammablaufes durch die MPU 12 geseizt bzw. zurückgesetzt.

Zu den Bauelementen B\ ... B_n und Ci ... C_n ist anzumerken, daß diese durch zusätzliche Eingänge an gesamtpositive oder gesam {negative oder auch gemischte Logiken angepaßt werden können.

Der steuerbare Zufallsgenerator 26 besteht im wesentlichen aus einem stochastischen Zeitgeber mit durch die MPU 12 begrenzter Frequenz f₀ und kann mit einem Puls der Länge von 1 bis π Taktimpulsen pro Programm verknüpft werden. Damit ist ein Züfallsgene-

rator realisiert, der eine steuerbare Auftretenswahr' scheinlichkeit pro Funktiortszyktus aufweist.

Der Teiler for die Zeitaufnahme 27 wird über das Programm der MPU 12 in Zusammenhang mit dem Zufallsgenerator 26 als Frequenzunterselzer für diesen oder in Zusammenhang mit einem B\... B,rEingang als Ereigniszähler mit'programmierbarer oberer Zählfrequenz oder in Verbindung mit einem Bi... ß„-Eingang und einem C-Ausgang als Zeitgeber betrieben.

Der Wandler 15 nimmt die an Ao... A_n anliegenden Analogwerte in der mit Sample und Hold ausgerüsteten Sensoranwahl' 21 an, und zwar* programmiert im Festspeicher 13 und durch die MPU i2 und das Steuerwerk 16, Entsprechend der über den Datenbus empfangenen und im Speicher enthaltenen Informationen veranlaßt das Steuerwerk 16, daß die im Analog/Digital-Festspeicher 17 enthaltene digitale Näherungsfolge über den Zwischenspeicher 18 dem Netzwerk 19 zugeführt wird. Der Analogausgang vom Netzwerk 19 wird wie der Ausgang der Sensor-Anwahl 21 dem Komparator 20 zugeführt Der Ausgang des !Comparators 20 teiit dem Steuerwerk mit, wann beide Werte am Eingang des (Comparators 20 im Rahmen der Auflösung gleich sind. In diesem Fall bleibt der im Festspeicher 18 enthaltene Wert solange dort, bis auf Veranlassung durch das Steuerwerk '6 die MPU 12 den ί Wert aus dem Zwischenspeicher zur Weiterverarbeitung entnimmt und den Wandler 15 durch Entnahme des Wertes in Bereit-Zustand zurückversetzt.'

Der Zeitzyklus und die Reihenfolge der Abfragen der Analogeingänge Ao ... A_n ist programmierbar im ιυ Festspeicher 13 und im Steuerwerk 16 enthalten. Da das Steuerwerk 16 einen Speicher enthält und über die MPU 12 auch mit Zufallstakten versorgt werden kann, ergibt sich die Möglichkeit der Abfrage nicht nur in festen Abständen, sondern auch ίπ stochastisch verteilten oder in mittelnormalen Zeitabständen, jedoch mit stochastischem Zeitjitter versehen. Das ist sehr nützlich bei der Bildung von Filterfunktionen.

Als Komparator 20 kann auch ein Software gesteuerter Zerhacker (Chopper) zur Vermeidung von Kapazitäten auf dem Halbleiter-Chip eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Pater; tansprüche:

1. Einrichtung zur Auslösung von sprengtechnischen Wirkkörpern mit Aufnehmern zur Erfassung von Umweltbedingungen wie Licht, Schall, Magnetfeld, insbesondere für Minen ailer Art, mit einer Entscheidungslogik, bestehend aus Steuerelementen zur Bewertung der von den Aufnahmern abgegebenen und gegebenenfaüs gefilterten Informationen und Ansteuerung von die Zündauslösung verursachenden Betätigungselementen, gekennzeichnet durch