DE2802698B3

DE2802698B3 - Anordnung zum Erkennen und Zerstören auf der Meeresoberfläche sich bewegender magnetisierbarer Körper

Info

Publication number: DE2802698B3
Application number: DE2802698.4A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Trenkler; Dipl.-Ing. Bornhöfft Wolfgang; Dipl.-Phys. Stremming Gernot
Original assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Current assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1978-01-23
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 1998-01-24

Abstract

Anordnung zum Erkennen und Zerstören an der Oberfläche sich bewegender magnetisierbarer Körper mittels einer auf dem Meeresgrund liegenden ortsfesten Meßeinrichtung für magnetische Felder mit zwei mit Abstand voneinander angeordneten Sonden, wobei die Ausgangssignale der Sonen digitalisiert, gespeichert und durch eine programmierbare Logikeinheit abgerufen werden, welche die beiden Folgen von Digitalwerten derart verkrnüpft, daß nach im Programm festgelegten Extremwerten Zündbefehle an die Sprengladung veranlasst werden, die sich im Inneren eines Gefäßes befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektoren, die die Richtung der größten Empfindlichkeit der Sonden bestimmen, auf einer geraden Linie liegen.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Anordnung zum Erfassen und Zerstören auf der Meeresoberfläche befindlicher magnetisierbarer Körper gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bekanntlich können an der Meeresoberfläche befindliche magnetisierbare Körper mit einer Meßeinrichtung für magnetische Felder, die sich in einem am Meeresgrund liegenden Gefäß befindet, durch die von den Körpern ausgehenden magnetischen Störungen des Erdfeldes erfasst und durch das Auslösen der Detonation einer im Gefäß befindlichen Sprengladung zerstört werden. Verwendet man eine richtungsempfindliche Einzelsonde, so ist es nicht möglich, zwischen Veränderungen des Erdfeldes durch magnetisierbare Körper und scheinbaren Veränderungen durch Bewegungen des Gefäßes zu unterscheiden.
Abhilfe bietet in diesem Falle eine Anordnung aus zwei in geeigneter Weise angeordneten Sonden und Differenzbildung ihrer Ausgangssignale. Bei homogenem Erdfeld und identischen Sondendaten haben dann Bewegungen des Gefäßes keinen Einfluß auf die Größe des Differenzsignals. In diesem Zusammenhang ist auf die DE-OS 20 11 419 hinzuweisen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Sonden mit ihren Empfindlichkeitsachsen parallel und lotrecht anzuordnen.
Infolge der in der Möglichkeit der voneinander abweichenden Sondendaten und dadurch, daß durch Anwesenheit von magnetisierbaren Teilen im Gefäß dem Erdfeld ein Gradientenfeld überlagert wird, ist bei Drehung des Gefäßes am Meeresgrund durch Strömungen, Gezeiten und Wellenbewegungen in jedem Fall mit einer Beeinflussung des Differenzsignals der Sonden zu rechnen, wobei die Größe der Beeinflussung durch die Gefäßform und die Bauweise sowie die am Meeresgrund herrschenden Bedingungen festgelegt werden. Werden diese Möglichkeiten zur Störung des Differenzsignals nicht berücksichtigt, so kann allein durch die Bewegung des Gefäßes eine Detonation der Sprengladung herbeigeführt werden, die nicht nur eine Verringerung der Wirksamkeit eines größeren Feldes von mehreren Gefäßen zur Folge hat, sondern auch die Lage des Feldes verraten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der die Rate der durch die Bewegung eines mit Sprengstoff gefüllten Gefäßes hervorgerufenen Fehlzündbefehle infolge der Unvollkommenheit der Meßeinrichtungen wesentlich verringert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmal gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung näher erläutert.

1 zeigt ein Sprengstoff und die Meßeinrichtung enthaltendes Gefäß,
2 eine Anordnung für eine Meßeinrichtung und
3 eine abgewandelte Form der Meßeinrichtung.

In einem zylindrischen Gefäß 13, dessen Höhe h kleiner ist als der Durchmesser D, befindet sich in einem separaten Raum, dem Zündgeräteraum, eine magnetische Meßeinrichtung, die als Meßfühler zwei übereinander angeordnete Magnetsonden 14 besitzt. Diese Sonden können nach dem Oberwellenverfahren, dem Dünnschichtverfahren oder nach dem Prinzip der direkten Zeitverschlüsselung arbeiten (1). Die Magnetsonden 14 sind richtungsempfindlich; sie sind beide so ausgerichtet, daß ihre Empfindlichkeitsachse der Z-Achse des Gefäßes 13 entspricht. Dadurch und durch die Eigenschaft des Gefäßes 13, sich mit hoher Wahrscheinlichkeit immer mit einer Flachseite auf den Boden zu legen, wird eine annähernd vertikale Ausrichtung der Sonden 14 zur Meeresoberfläche erreicht, so daß die Empfindlichkeitsachse in Richtung der größten Magnetfeldstörung durch die zu erfassenden Körper liegt.
Die Meßeinrichtung gemäß 2 besteht aus den beiden Magnetsonden 2 und 3 als Meßfühler, die mit den dazugehörenden Ansteuereinheiten 1 die bzw. das Magnetometer bilden, den nachgeschalteten Analog-Digital-Wandlern 4 und 5 oder im Fall der Verwendung des Magnetometers mit direkter Zeitverschlüsselung nachgeschalteten Kodewandlern. Die Ausgangssignale der Analog-Digital-Wandler werden auf als Register 6 und 7 fungierende Eingangsbausteine einer digitalen programmierbaren elektronischen Verarbeitungseinheit 8 und auf den Zündkreis 9 zur Auslösung der Detonation der Sprengladung geführt. Diese Meßeinrichtung ist so aufgebaut, daß an den Eingängen der Verarbeitungseinheit 8 die Meßwerte der Sonden 2 und 3 in Form von Binärzahlen vorliegen. Das Übertragungsverhalten zwischen Sonden 2 und 3 und Registern 6 und 7 ist proportional.
Die gesamte Auswertung der Meßwerte wird in der Verarbeitungseinheit 8 vorgenommen, wobei die Verarbeitungsanweisungen in Form eines festen Programms abgelegt sind.
Innerhalb des Programms werden die Meßwerte einer Filterung mit Bandpaßcharakter unterworfen, die die Aufgabe hat, den permanent vorhandenen Erdmagnetfeldanteil zu unterdrücken und gleichzeitig die Auflösung der Meßwerte durch Pseudoquantisierung zu erhöhen. Im Anschluß an die Filterung erfolgt eine Schwellenabfrage. Bei Schwellenüberschreitung werden aus den Meßwerten die Summe und die normierte Differenz gebildet, die beide weitere Kriterien, z. B. Zeitbedingungen, erfüllen müssen.
Nachdem die Signale eine Zeitdauer sowohl eine Summenschwelle als auch eine Schwelle für das normierte Differenzsignal überschritten haben, wird aus der normierten Differenz auf den Abstand zwischen Meßeinrichtung und dem das Erdfeld störenden Körper geschlossen. Bei Unterschreiten des sogenannten Entfernungswertes wird das Maximum des Summensignals bestimmt und aus dem Zündkreis 8 ein Zündbefehl an die Zündelektronik gegeben.
Für den Fall, daß bei einer Drehung der Meßeinrichtung im homogenen Erdfeld durch die Unvollkommenheit der Sonden die Meßwerte außer der Summensignalschwelle auch die Amplitudenschwelle für das normierte Differenzsignal zeitweise überschreiten, erfolgt wiederum eine Sperrung der Ausgabe des Zündbefehls, wenn das Summensignal nach dem Maximum um einen festgelegten Betrag abgefallen ist, um eine Zündung zu unterdrücken.
Da bei einer derart aufgebauten Meßeinrichtung der größte Anteil der zugeführten elektrischen Leistung in der Verarbeitungseinheit 8 verbraucht wird, wird diese nach dem Abarbeiten bestimmter Programmblöcke in eine Ruhestellung geschaltet, in der der Leistungsbedarf reduziert ist.
Das Einschalten der Ruhestellung erfolgt mit einer Start-Stop-Kontrolle 10, die von einem im Programm vorhandenen Befehl und über einen Ausgang der Verarbeitungseinheit angesteuert wird. Das Abschalten wird mit einem aus den Magnetometern abgeleiteten Signal herbeigeführt.
Im Programm der Verarbeitungseinheit 8 werden außerdem die Funktionen der taktischen Zusatzeinrichtungen, wie Zählwerke, Zählschrittsperrzeit zur Räumerschwernis und ein Zeitwerk zur Bestimmung der Missionsdauer realisiert.
Zur Überwachung der Versorgungsspannung kann die Meßeinrichtung weiterhin eine Spannungsüberwachungseinrichtung aufweisen, die entweder im Zusammenspiel mit dem Zündkreis 9 die Detonation der Sprengladung bewirkt oder mit einer besonderen Entladeeinrichtung die Spannungsquelle kurzschließt.
Die Meßeinrichtung kann zusätzlich eine Druckmeßeinrichtung 11 beinhalten, mit der der statische Wasserdruck und die Änderung des Wasserdrucks erfasst werden. Diese Informationen können während der Auswertung berücksichtigt und bei ihrem Fehlen die Ausgabe des Zündbefehls unterdrückt werden.
In einer weiteren Ausführung nach 3 ist es möglich, nur einen Analog-Digital-Wandler 4 und ein Register 6 bzw. nur eine Kodewandlungseinheit zu verwenden, wenn die beiden Meßwerte mittels eines Multiplexers 12 nacheinander dem Analog-Digital-Wandler und dem Register zugeführt werden und die Verarbeitungseinheit 8 diese Werte entsprechend sortiert.
Die bei diesem Aufbau der Meßeinrichtung in dem Differenzsignal durch das Zeitlich-nacheinander-Abfragen der Meßwerte auftretenden Restglieder können durch eine entsprechend angepasste Schwelle oder durch Vergleich mit einer fest eingespeicherten Funktion eliminiert werden.

Claims

Anordnung zum Erkennen und Zerstören an der Oberfläche sich bewegender magnetisierbarer Körper mittels einer auf dem Meeresgrund liegenden ortsfesten Meßeinrichtung für magnetische Felder mit zwei mit Abstand voneinander angeordneten Sonden, wobei die Ausgangssignale der Sonen digitalisiert, gespeichert und durch eine programmierbare Logikeinheit abgerufen werden, welche die beiden Folgen von Digitalwerten derart verkrnüpft, daß nach im Programm festgelegten Extremwerten Zündbefehle an die Sprengladung veranlasst werden, die sich im Inneren eines Gefäßes befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektoren, die die Richtung der größten Empfindlichkeit der Sonden bestimmen, auf einer geraden Linie liegen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auswerten des Ausgangssignals der einzelnen Sonden (2, 3) die Lage des Gefäßes (13) bezüglich der Meeresoberfläche feststellbar ist und das Ergebnis in der Bewertung der normierten Differenz der Sondenausgangssignale berücksichtigt wird.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auswerten der Summe der Ausgangssignale der Sonden (2, 3) die Lage des Gefäßes bezüglich der Wasseroberfläche festgestellt und das Ergebnis in der Bewertung der normierten Differenz berücksichtigt wird.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bildung der normierten Differenz der Sondensignale in Abhängigkeit von der maximalen Verbringungstiefe des Gefäßes ein Maß für die Entfernung des zu erfassenden Körpers gewonnen wird, und daß ein Zündimpuls erst dann entsteht, wenn die festgestellte Entfernung den Wirkungsbereich der Sprengladung unterschreitet.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden (2, 3) zur Erfassung magnetischer Felder nach dem Oberwellenverfahren arbeiten.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden (2, 3) zur Erfassung magnetischer Felder nach dem Dünnschichtverfahren arbeiten.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden (2, 3) zur Erfassung magnetischer Felder nach dem Prinzip der direkten Zeitverschlüsselung arbeiten.
Anordnung nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine geeignete Formgebung des Gefäßes oder eine kardanische Aufhängung der Sonden innerhalb des Gefäßes die Richtung größter Empfindlichkeit der Sonden in Richtung der Normalen zur Erdoberfläche zeigt.
Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verarbeitung der Information der Ausgangssignale der einzelnen Sonden (2, 3) die Ausgangssignale durch einen Multiplexer (12) nacheinander auf einen Analog-Digital-Wandler (4) mit nachgeschaltetem Register (6) vor der Weiterverarbeitung gelangen.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verarbeitung der Sondensignale ein Kodewandler zur Gewinnung von Digitalwerten eingesetzt wird.
Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal einer in dem Gefäß (13) befindlichen Wasserdruckmeßeinrichtung (11) in das Bewertungsverfahren zur Auslösung des Zündimpulses eingeht.
Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach Ablauf einer im Programm festgelegten Zeitdauer nach Einschalten der Meßeinrichtung die Ausgabe eines Zündimpulses zugelassen wird.
Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf einer im Programm festgelegten Zeit nach Einschalten der Meßeinrichtung die Ausgabe eines Zündimpulses verhindert wird.
Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf einer im Programm festgelegten Zeit nach dem Einschalten der Meßeinrichtung auch ohne Vorliegen weiterer Bedingungen ein Zündimpuls ausgelöst wird.
Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach einer im Programm festgelegten Anzahl von zu einem Zündbefehl führenden Kombinationen erfüllten Bedingungen ein Zündbefehl ausgelöst wird.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann eine zu einem Zündbefehl führende Bedingungskombination gilt, wenn eine im Programm festgelegte Zeitdauer zur vorhergehenden erfüllten Bedingungskombination verstrichen ist.