DE2935821A1

DE2935821A1 - Verfahren zur informationsuebertragung auf wirkkoerper, insbesondere minen, nach deren verlegung

Info

Publication number: DE2935821A1
Application number: DE19792935821
Authority: DE
Inventors: Klaus-Heinz 5210 Troisdorf Fischer; Heinz 5210 Troisdorf Kroschel; Rolf 5000 Köln Menne; Heinz 5276 Wiehl Schäfer
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1979-09-05
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1981-03-26
Also published as: BE885060A; IT1145288B; GB2057733A; FR2464452A1; IT8049608A0; GB2057733B

Description

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln

Verfahren zur Informationsübertragung auf Wirkkörper, insbesondere Minen, nach deren Verlegung.

Die Erfindung "befaßt sich mit einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Es besteht seit langem die Forderung, Minen auch noch nach ihrer Verlegung im Wasser, auf der Erde, vorzugsweise jedoch unter der Erde gezielt beeinflussen zu können, um sie z. B. vom scharfen Zustand in den gesicherten Zustand oder umgekehrt zu überführen. Diese Forderung bezieht sich vor allem auf die Schaffung einer gefahrlos betret- oder befahrbaren Gasse in einem Minenfeld und auf die Gesamtwirkungszeit des Minenfeldes, d. h. die maximale Liegezeit der Minen im schärfen Zustand. Um dieser Forderung zu genügen, ist es notwendig, die Minen nach ihrer Verlegung in oeliebigen Geländearten oder im Wasser durch von außen kommende codierte Signale beeinflussen zu können. ■

Es ist bekannt, diese Iniormationssignale auf ele.ktromagnetischer Basis zu übertragen, wobei im Hinblick auf ·

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unter der Erdoberfläche verlegte Minen vorzugsweise relativ lange elektromagnetische Wellen verwendet werden. Nachteilig bei dieser elektromagnetischen Informationsübertragung ist der relativ große Aufwand auf der Senderseite und auch auf der Empfängerseite in den Minen.

Eine derartige nachträgliche Informationsübertragung ist auch bei anderen Wirkkörpern erstrebenswert, beispielsweise bei Leuchtladungen für die Vorfeldbeleuchtung, Nebel- oder Brandkörpern. Weiterhin kann sie bei automatischen Beschußanlagen, d. h. ortsfesten vom sich nähernden Zielobjekt auslösbaren Schußanlagen angewandt werden, um diese z. B. vom gesicherten Zustand in den scharfen Zustand zu überführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Informationsübertragung auf Wirkkörper, insbesondere Minen, nach deren Verlegung anzugeben, das insbesondere die vorstehenden Nachteile nicht aufweist und in der Praxis mit möglichst geringem Aufwand durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird in vorteilhafter V/eise bei Minen von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß moderne Minen zur Identifizierung der Zielobjekte Sensoren haben, deren Wirkungsweise einem Geophon oder einem Druckaufnehmer auf z. B. piezoelektrischer Basis entspricht und die in der Lage sind, die Zielobjekte aufgrund für sie typischer Bodenschwingungen, Motorengeräusche od. dgl. zu identifizieren. Dazu sind diese Sensoren z. B. mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung versehen, welche beispielsweise über einen Frequenzfilter eine Selektion bewirkt und nur elektrische Schwingungen ■ in einem solchen Frequenzbereich, welcher für die jeweiligen Zielobjekte charakteristisch ist, zu den nachgeordneten Bauelementen durchläßt. Erfindungsgemäß werden

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nun diese Sensoren benutzt, um zusätzlich zur gewollten Zündung der Mine auch noch eine gezielte Informationseingabe und daroit eine Beeinflussung des Minenverhaltens zu erreichen.

Bei Wirkkörpern, die von Haus derartige Sensoren nicht aufweisen, sind entsprechende einfach aufgebaute Schwingungsaufnehmer vorzusehen.

Die Informationsübertragung erfolgt erfindungsgemäß durch "mechanische" Schwingungen oder Impulse im Boden, in der Luft und/oder im Wasser, die auf vielfältige Weise erzeugt werden können. Beispielsweise kann dazu der Erdboden in einem die zu beeinflussenden Wirkkörper enthaltenden begrenzten Bereich durch örtlich definierte Schlagbeanspruchungen in Schwingungen versetzt werden.

Beispie].sweise können dazu mechanische oder durch Gasdruck betätigte Schvingungsgeneratoren wie etwa durch Federkraft betätigte Schlageinrichtungen, welche mittels durch unterschiedliche Federkräfte angetriebener und nacheinander definiert betätigbarer raaimenartiger Schlagkörper auf den Boden in vorgegebenen zeitlichen Abständen einwirken, verwendet v/erden. Auch entsprechende z. B.

durch Preßl\ift oder Umsetzung einer Treibladung angetriebene Schlageinrichtung sind verwendbar. Auch zur Erzeugung von akustischen Schwingungen sind mechanisch oder durch Gasdruck betätigte Generatoren, die entsprechende definierte Schlag-, Knallgeräusche od.dgl. erzeugen, geeignet. So kajin z. B. eine mit entsprechenden Hammer- und Araboßeinrichtungen versehene Schlagapparatur oder eine Ultraschallpfeife, welche die definierte Erzeugung von durch vorgegebene Pausen unterbrochenen Luftschwingungen ermöglichen, verwendet werden. Khallgeräxische in der Luft können z. B. auch durch eine definierte Folge von Pistolenschüssen erzeugt v/erden.

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Diese diskreten, d. h. im zeitlichen Abstand aufeinanderfolgenden InforiTiationsschwingungen oder -impulse können grundsätzlich je für sich beispielsweise die gleiche Frequenzcharakteristik aufweisen wie die vom Zielobjekt ausgehenden Signale. Allerdings ist dann insbesondere für die Überführung einer scharfen Mine in den gesicherten Zustand dafür zu sorgen, daß nicht die Inforraationsimpulse selbst ihrerseits die unbeabsichtigte Zündimg der Mine bewirken können. Die dem jeweiligen Minensensor zugeordnete Auswerteeinrichtung ist dazu z. B. so auszubilden, daß sie die von den Zielobjekten ausgehenden, über einen längeren Zeitraum andauernden Signale von den diskreten, durch Pausen voneinander getrennten Informationsimpulsen zu unterscheiden vermag. Die Auswerteeinrichtung ist für die gewollte Minenzündung daher einerseits z. B. mit einen elektrischen Verzögerungsglied zu versehen, das die Weiterleitung des elektrischen Signa]s erst nach einer solchen Zeitspanne zuläßt, welche größer als die längstmögliche Zeitdauer eines Information siiupul se ε ist. Andererseits ist die Auswerteeinrichtung für die gewollte Informationsübertragung beispielsweise mit einer Speichereinrichtung und darin enthaltenem Informationscode für die Minenzustandsänderung, mit einer Registriereinrichtung für die aufgenommenen Informationsimpulse sowie mit einer Vergleichseinrichtung zwischen gespeichertem Code und Registrierung zu versehen, welche nur bei Übereinstimmung eine Weiterschaltung des elektrischen Signals zur Signalverarbeitung zuläßt und damit die beabsichtigte Minenzustandsänderung bewirkt.

Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, daß die Informationsimpulse auch je für sich eine andere Charakteristik aufweisen als die von Zielobjekten ausgehenden Signale,

um ihre Unterscheidung zu erleichtern. In zweckmäßiger 35

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Ausgestaltung der Erfindung ist hierfür nach Anspruch 2 vorgesehen, als Informationssignale detonativ ausgelöste seismische und/oder akustische Schwingungen oder Impulse zu verwenden, die im Vergleich zu den Zielobjektsignalen, insbesondere der Minen, eine sehr viel höhere Frequenz mit entsprechend steilem Flankenanstieg aufweisen. Diese Informationsfrequenzen können von den Zielobjektfrequenzen in einfacher Weise z. B. mittels eines weiteren den Sensoren zugeordneten Frequenzfilters unterschieden werden, welcher» ein Fenster nur für diese Informationsfrequenzen bildet, d. h. nur diese an die nochgeordneten Glieder der Auswerfeinrichtung bezüglich der Informations übertragung durchläßt.

Als Informationsinhalt der Impulse bzw. Impulsfolgen können die verschiedensten mit diesen verbundenen Parameter benutzt v/erden. Bevorzugt werden jedoch nach Anspruch 5 als Informationsinhalt die Impulszeiten, die Impulspa.usenzeiten und/oder die in einer bestimmten Zeitspanne auftretende Anzahl der Pausen bzw. die dieser in der Aussage gleichwertige Anzahl.der Impulse. Hiervon wiederum wird besonders bevorzugt, insbesondere dann, wenn es sich um sehr kurzzeitige nadelförraige Impulse handelt, für die Informationsübertragung und deren Bewertung die Kombination aus Pausenzeit und Anzahl der Pausen bzw. Impulse um eine Codierung mit sehr einfachen Mitteln, aber in dennoch sehr vielen Variationen zu erreichen.

Für die Erzeugung der Informationsimpulse durch detonative Umsetzung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können zwei oder mehrere Sprengmomentzünder verwendet v/erden, die mittels einer entsprechenden elektrischen Schaltung im vorgegebenen zeitlichen Abstand voneinander elektrisch ausgelöst werden. Anstelle dessen können auch »^f3prengzeitzünder mit eingebauten pyrotech-

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nischen Verzögerungssätzen unterschiedlicher Abbrandzeit verwendet werden, so daß auch hier wieder eine Folge von Detonationen mit vorgegebenen Pausenzeiten erreicht wird. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer relativ langsam abbrennenden Pulverzündschnur mit dazwischen angeordneten Sprengkapseln und/oder Pulversprengstoff ladungen, wobei hier die Länge der Pulverzündschnur zwischen z. B. zv/ei Sprengkapseln die Impulspausenzeit bestimmt. Bevorzugt wird jedoch nach Anspruch 4 verfahren.

Mit dieser Hintereinanderreihung von Sprengschnurabschnitten und Sprengverzögerern ist es in sehr einfacher und zuverlässiger Weise möglich, den Wirkkörper eine codierte Information auf seismischem und/oder akustischem Wege zu übermitteln und das Verhalten der Wirkkörper entsprechend zu beeinflussen. Dabei können ggf. zur Verstäi'kung der Detonationsimpulse der sich detonativ umsetzenden Sprengschnüre bzw. Sprengschnurabschnitte und der dadurch im Boden, Wasser oder in der Luft ausgelösten diskreten Schwingungen noch zusätzliche Sprengkapseln oder sogar Sprengladungen im Sprengschnurbereich vorgesehen v^erden.

Um bei Minen, die z. B. zur Schaffung einer risikolos befahrbaren Gasse vom scharfen in den gesicherten Zustand überführt werden sollen, die Gewähr zu haben, daß die Informationsimpulse tatsächlich von der jeweiligen Mine empfangen und verarbeitet worden sind, d. h. die Mine sich danach im nicht mehr scharfen Zustand befindet, ist es zweckmäßig, in bekannter V/eise eine sogenannte Bückmeldung vorzusehen. Diese kann z. B. darin bestehen, daß mit oder nach Unterbrechung des Zündstromkreises der Mine, Verstellen der Zündermechanik in die Sicherstellung od. dgl. automatisch eine Farbmarkierung, insbesondere bei Wasserminen oder eine durch die Erdüberdeckung hindurchtreibbare Patrone mit Markierungsfahne mit Hilfe einer pyrotechnisehen Ausstoßladung ausgestoßen werden.

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Die Auswerteeinrichtung für die Informationsverarbeitung kann ebenso wie diejenige für die Zielobjektidentifizierung aus elektrischen bzw. elektronischen bekannten Bauelementen zusammengesetzt sein. Bevorzugt wird jedoch anstelle einer diskreten Schaltung ein handelsüblicher Mikroprozessor verwendet, der entsprechend der im jeweiligen Einzelfall anzuwendenden Software programmiert wird und dann alle Punktionsabläufe dementsprechend steuert.

Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung in prinzipieller Darstellung ein Beispiel für eine mögliche elektronische Auswerteeinrichtung bezüglich der Informationsübertragung gezeigt, die eine Bewertung hinsichtlich Impulspausenzeit und Anzahl cter Pausen vornimmt und aus handelsüblichen Bauelementen zusammengesetzt ist.

Dem auf seismische und/oder akustische, d. h. mechanische Schwingungen ansprechenden Sensor S der Wirkkörper, ist der Filter F nachgeschaltet, der aus der Gesamtheit der vom Sensor S aufgenommenen Signale diejenigen selektiert, d. h. zum nachgeschalteten Komperator K durchläßt, welche bezüglich ihrer Frequenz typisch für die Informationsimpulse sind, die bevorzugt durch detonative Umsetzungen erzeugt werden. Am Filterausgang erhält man im vorgegebenen zeitlichen Abstand voneinander, d. h. durch die Pausenzeit getrennt mehr oder weniger nadeiförmige elektrische Impulse mit entsprechend Undefinierten Flanken. Im Komperator K werden diese Impulse in Rechteckimpuls mit definierten Ein- und Ausschaltflanken umgewandelt. Der dem Komperator K nachgeschaltete Verstärker V verstärkt einerseits die relativ schwachen Impulse aus dem Komperator K und bewirkt andererseits deren Invertierung, d. h. bei am Verstärkereingang anliegender Spannung erhält rann an seinem Ausgang die Spannung Null und bei der Span-

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nung Null am Eingang des Verstärkers eine entsprechend verstärkte Spannung an Ausgang. Durch diesen invertierenden Verstärker erhält man also anstelle der relativen schwachen Rechteckimpulse des Komperators K, vrelche den vom Sensor S aufgenommenen Informationsimpulsen entsprechen, verstärkte Rechteckimpulse, welche den Pausenzeiten zwischen den ursprünglichen Informationsirapulsen entsprechen.

Der Ausgang des Verstärkers V ist einerseits mit dem Impulsgeber IG und andererseits mit dem einen Eingang des Und-Gatters G^ verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Impulsgebers IG verbunden ist. Der Ausgang des Gatters G^ ist mit dem Impulsgruppenvergleicher IV verbunden. Der IG wird durch einen Impuls des Verstärkers V eingeschaltet und erzeugt dann fortlaufend präzise Rechteckimpulse, die im Vergleich zu den Pausen-Rechteckimpulsen sehr kurzzeitig sind und das Und-Gatter G,. passieren, so lange an diesem gleichzeitig der die Pausenzeit charakterisierende Rechteckimpuls des Verstärkers V anliegt. Am Ausgang des Gatters G^ erhält man also im zeitlichen Abstand voneinander Gruppen der präzisen Rechteckimpulse, wobei die Anzahl der Rechteckimpulse von z. B. vier, sechs oder mehr je Gruppe ein genaues Maß für die Pausenzeit ist Diese aufeinanderfolgenden Impulsgruppen werden im Impulsgruppenvergleicher IV mit Speicher und in diesen eingegebenen Code-Gruppen für die Pausenzeiten verglichen. Ist die in den IV jeweils einlaufende Impulsgruppe bezüglich der Anzahl ihrer Impulse und der Reihenfolge in der Gesamtheit der Iinpulsgruppen identisch mit den einprogrammierten Code-Gruppen, so wird für diese als richtig erkannte Impulsgruppe jeweils ein Zählimpuls an den nachgeschalteten Impulsgruppenzähler IZ gegeben. Wird dagegen im IV in auch nur einer Impulsgruppe eine Abweichung bezüglich Anzahl 35

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der Rechteckimpulse und/oder der zeitlichen Folge vom Code und damit vom vorgegebenen Pausenprogramm festgestellt, d. h. die Informationsübertragung als fehlerhaft erkannt, so wird kein Zählimpuls an den IZ gegeben, sondern ein Befehl an eine automatische Reseteinrichtung R geleitet. Diese Reseteinrichtung ist sowohl mit dem IG als auch mit dem IZ verbunden und versetzt nach Erhalt eines entsprechenden Befehls die Auswerteeinrichtung wieder in den Anfangszustand, in den sie für eine neue Informationsübertragung bereit ist.

Die im IZ innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne vom IV einlaufenden Zählimpulse werden addiert und das Endergebnis wird in den Speicher SP^ übernommen. In einem nächsten Schritt wird dann dieser Speicherinhalt verglichen mit dem in einem weiteren Speicher SP~ befindlichen Code-Programm bezüglich der Anzahl der Impulsenpausen. Dazu sind, die Aus· gänge 1 bis η der beiden Speicher SP^ ^ für die jeweils gleiche Pausenanzahl über Und-Gatter Gg- verknüpft. In der Zeichnung sind beispielhaft nur die Ausgänge 1, 3 und η sowie deren Verknüpfungen gezeigt. Weitere Ausgänge sind nur gestrichelt angedeutet. Die Und-Gatter Gg. sind ihrerseits wieder alle über ein Oder-Gatter Gp zusammengefaßt, an dessen Ausgang man das gewünschte Funktionssignal FS zur gewollten Wirkkörperbeeinflussung dann erhält, wenn auch noch bezüglich der Anzahl der vom Sensor S registriei»- ten Impulspausen und der in den Speicher SP~ eingegebenen Sollpausenzahl Übereinstimmung durch das jeweilige Und-Gatter Gg. festgestellt worden ist.

Um bei Nichtübereinstimmung und somit fehlendem Funktionssignal FS die Auswerteeinrichtung wieder in den Ausgangszustand zurückzuversetzen, sind weiterhin sämtliche Ausgänge 1 bis η des Speichers SP₇₁ mit dem Oder-Gatter G₇

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verbunden, dessen Ausgang an das Und-Gatter G^ gelegt ist. Der andere negierende Eingang dieses Und-Gatters ist mit dem Ausgang des Oder-Gatters Gp verbunden. Wird nun keine Übereinstimmung zwischen den jeweiligen Speicherinhalten von SP^ ρ festgestellt, so entsteht zwar am betreffenden Ausgang 1 bis η des Speichers SP* ein Signal, das über das Oder-Gatter G^ auf das Und-Gatter G^, geschaltet wird, jedoch erhält man kein Funktionssignal. Daraufhin schaltet wegen des negierenden Eingangs das Und-Gatter G^ durch und gibt einen entsprechenden Befehl an die fieseteinrichtung R, so daß die gesamte Auswerteeinrichtung wieder in den Ausgangszustand überführt wird.

Die Verbindungen von und zur Reseteinrichtung sind gestrichelt dargestellt, um anzudeuten, daß diese bei bestimmungsgemäßer Informationsübertragung funktionslos blei ben.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur Informationsübertragung auf Wirkkörper, insbesondere Minen nach deren Verlegung, bei dem die Information mit Hilfe von Schwingungen übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung zu den V/irkkörpern auf seismischem und/oder akustischem Weg erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung mit Hilfe von durch definierte Detonationen ausgelösten seismischen und/ oder akustischen Schwingungen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichzeichnet, daß die Information auf Basis der Zeitdauer der Impulse, der Pause zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Impulsen uiid/oder der Anzahl der in einer vorgegebenen Zeitspanne auftretenden Pausen bzw. Impulse aufgebaut wird, wobei jede diskrete Schwingung einen Impuls darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detonationsimpulse mit Hilfe von Sprengschnüren und die Impulspausen mit Hilfe von zwischen diesen angeordneten Sprengverzögerern vorgegebener Verzögerungszeit erzeugt werden.

Troisdorf, den 31. Aug. 1979
OZ 79049 Sc/Hs.

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ORIGINAL INSPECTED