DE2940227C2

DE2940227C2 - Elektrischer Geschoßzünder

Info

Publication number: DE2940227C2
Application number: DE2940227A
Authority: DE
Inventors: Peter 8431 Breitenbrunn Weidner; Harald 8650 Kulmbach Wich
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1983-08-18
Also published as: US4387649A; GB2060837A; CH651170GA3; DE2940227A1; GB2060837B

Description

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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Geschoß- ^h0 t.,0 zünder nach dem Oberbegriff des Anspruchs I. Ein

derartiger Geschoßzünder ist bekannt aus der DE-OS 38 055. In dem dort beschriebenen Geschoßzünder sind zwei (Impulse unterschiedliche Frequenz erzeugende) Oszillatoren vorgesehen sowie zwei Zählwerke, die ^h> mit diesen Oszillatoren zusammenarbeiten. Das erste Zählwerk erhält bei Abschuß des Geschosses Impulse aus dem ersten Oszillator und gibt nach Erreichen eines voreingestellten Zählwertes einen Impuls an die Zündkapsel zur Selbstzerlegung des Geschosses. Der zweite Oszillator gibt, ausgelöst von einem Impuls eines Aufschlagschalters. Impulse an das zweite Zählwerk, welches nach Erreichen eines voreingestellten Zählwertes wiederum einen Impuls an die Zündkapsel zur Zerlegung des Geschosses abgibt. Die von dem zweiten Zählwerk erzeugte Zeit, die sogenannte Verzugszeit, dient dazu, dem Geschoß vor seiner Zerlegung eine gewisse Eindringtiefe im Ziel zu ermöglichen.

Der Zünder vorbeschriebener Art ermöglicht nicht die selbsttätige Berücksichtigung der Tatsache, daß mit zunehmender Flugentfernung die Geschoßgeschwindigkeit abnimmt und daher die Verzugszeit zur Sicherstellung einer konstanten Eindringtiefe variabel sein muß. Zur Lösung dieses Problems wäre es bei der bekannten Anordnung wahrscheinlich möglich, vor Abschuß des Geschosses durch Einstellen der voraussichtlichen Kampfentfernung unterschiedliche Verzugszeiten im zweiten Zählwerk zu berücksichtigen.

Aus der EP-PS 00 03 412 ist es grundsätzlich bekannt, bei seismischen Untersuchungen mehrere Zünder vorzusehen, die jeder mit einer eigenen Zeitverzögerungseinrichtung in Form eines Vorwärts-Rückwärtszählers versehen sind und die, ausgelöst durch ein zentrales Zündersignal, zu verschiedenen Zeitpunkten gezündet werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Geschoßzünder der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß sich die Verzugszeit selbsttätig der jeweiligen Flugzeit im Sinne einer konstanten Eindringtiefe des Geschosses im Ziel anpaßt. Darüber hinaus soll noch eine genaue Verzugszeit-Einstellbarkeit gegeben sein.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gegeben. Aus der DE-OS 21 13 126 ist es grundsätzlich schon bekannt, die Verzugszeit, unabhängig von der Auftreffgeschwindigkeit des Geschosses, zu bemessen. Jedoch ist die dort vorgeschlagene Lösung eine ganz andere als beim Anmeldungsgegenstand.

Durch die Verwendung eines Rückwärtszählers, welcher von dem Aufschlagdetektor in Betrieb gesetzt wird und von dem Zählerstand ausgeht, der der bisherigen Flugzeil des Geschosses proportional ist, "wird auch die Verzugszeit proportional der bisherigen Flugzeit. Mit anderen Worten, wird bei kurzen Kampfentfernungen und damit hoher Aufschlaggeschwindigkeit des Geschosses die Verzugszeit gering, mit großen Kampfentfernungen und geringerer Geschoßgeschwindigkeit hingegen entsprechend langer.

Die Verwendung logischer Bauelemente der Digitalelektronik ermöglicht eine kostengünstige Realisierung der Zündzeitsteuerung mit der gewünschten, dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßten Präzision.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Zündzeitsteuerung erlaubt weiterhin die Verwendung monolithisch integrierter Halbleiterbausteine, insbesondere von CMOS-Bausteinen. deren geringer Energiebedarf z. B. durch beim Abschuß beaufschlagbare Piezoelemente sichergestellt werden kann und deren geringer Volumenbedarf den Einsatz dieser Zünder auch in kleinen Geschossen ermöglicht.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Es zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild einer ersten erfindungsgemiißen Ablauf- und Verzugszeitsteuerung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines zweiten erfindungsgemäßen Ausffihrungsbeispiels,

Fi g. 3 eine erfindungsgemäße Logikschaltung,

Fig.4 eine Darstellung der in Fig.2 auftretenden Pulsfolgen.

Nach Fig. 1 erzeugt ein Spannungsgenerator SC beim Abschuß in bekannter Weise elektrische Energie, die an eine Spannungsquelle SQ, z. B. einen Kondensator, abgegeben wird. Dieser Spannungsgenerator SG kann z. B. durch eine externe Batterie oder durch ein beim Start beaufschlagbares Piezoelement dargestellt sein. Weiter gibt der Spannungsgenerator SG einen Startimpuls 5/an einen Zähler Z sowie an einen damit verbundenen Vorwärts- und Rückwärtszählimpulse VI und RI erzeugenden Pulsgenerator PG ab, die beide durch den Startimpuls auf einen programmierbaren Zählerstand zurückgesetzt und gestartet werden. Beim Abschuß wird der Zähler Zim Takt der Vorwärtszählimpulse VI hochgezählt und gibt beim Oberlauf, falls nicht vorher ein Aufschlag erfolgt, einen Zerlegungsimpuls ZI ab, der über einen Zündschalter ZS, z. B. einen Thyristor, die Spannungsqueile SC? mit einem Zündmittel ZM verbindet und es damit zündet. Bei einem Aufschlag des Geschosses, der vor der Selbstzerlegung eintritt, wird vom Aufschlagdetektor AD ein Aufschlagimpuls AI abgegeben, der den Zähler Z in die Rückwärtszählrichtung umschaltet und zurückzählen läßt. Der Zähler Z zählt nun bis auf einen festlegbaren Zählerstand zurück und gibt dann einen Zerlegungsimpuls Z/ab, der wieder das Zündmittel ZMzündet.

In Fig.2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt In diesem Fall besteht der Pulsgenerator PG aus einem die Rückwärtszählimpulse RIerzeugenden Oszillator OSZund einem nachgeschalteten, die Vorwärtszählimpulse Vl erzeugenden Frequenzteiler FT. Die Vorwärtszähl- bzw. Rückwärtszählimpulse VI und RI beaufschlagen eine aus vier NAN D-Gattern LG ί - LG 4 bestehende logische Schaltung Z-S (s. Fig.3), die beim Anliegen des Aufschlagimpulses Al den Zähler Z von der Vorwärtszählrichtung in die Rückwärtszählrichtung mittels eines Umschaltimpulses Ul umschaltet und mit den entsprechenden Taktimpulsen TI den Zähler Z beaufschlagt (s. F ig. 4).

In Fig.3 ist die Logikschaltung LSdargestellt,deren Aufgabe in der erfindungsgemäßen Ansteuerung des Zählers Z besteht. Hierzu werden die Vorwärts- bzw. Rückwärtszählimpulse VI bzw. RI jeweils auf Eingänge von Zweifach-NAND-Gatter LGl bzw. LG 2 gelegt. Die beiden anderen Eingänge des Zweifach-NAND-Gatters LGl bzw. LG 2 werden mit einem Ausgang bzw. einem vom Aufschlagimpuls AI ansteuerbaren Eingang eines anderen Einfach-NAND-Gatters LG3 verbunden, wobei am Ausgang dieses Einfach-NAND-Gatters LG 3 der Umschaltimpuls UI erzeugbar ist, der den Zähler vor- bzw. zurückzählen läßt. Die Ausgänge der zuerst genannten Zweifach-NAND-Gatter LGl und LG2 sind über ein weiteres Zweifach-NAND-Gatter LG4 miteinander verknüpft, das ausgangsseitig, je nachdem, ob der Aufschlagimpuls AI das Einfach-NAND-Gatter beaufschlagt oder nicht, die Taktimpulse TI, d. h. die Rückwärts- oder Vorwärtszählimpulse Rl oder VI, an den Zähler Zlegt.

In Fig.4 sind die zwischen zwei Spannungspegeln L

und H alternierenden binären Pulsfolgen Rl, VI, Al, Ul und TI eingezeichnet, die gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 zur Steuerung des Zündzeitpunktes erforderlich sind.

Im Sinne dieser Erfindung kann auch ein Zähler Z verwendet werden, der für die Vorwärts- und Rückwärtszählimpulse V/und RI jeweils einen Eingang aufweist und der intern nach Maßgabe des Aufschlagimpulses A/zwischen den Vorwärts- und Rückwärtszählimpulsen VI und RIumschaltet

Zwei Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Zändzeitpunktsteuerung, die mit unterschiedlicher Präzision arbeiten, sollen nun beispielhaft beschrieben werden.

In einem ersten, einfachen Beispiel wird ein Vier-Bit-Zähler Z z. B. CD 4510 von RCA, verwendet der mit einer Rückwärtszählfrequenz von beispielsweise 16384 kHz und einer Vorwärtszählfrequenz von beispielsweise 1 Hz über die Logikschaltung LS beaufschlagbar ist Beim Abschuß wird der Zähler Z auf einen programmierbaren Zählerstand gesetzt und beginnt im 1-Hz-Takt hochzuzählen. Falls kein *ufschlag erfolgt gibt der Zähler Z nach spätestens iSiec an einem Übertrag-Ausgang den Zerlegungsimpuls ZI ab. Ein Aufschlag dagegen, der vor der Selbstzerlegung nach spätestens 15 see eintritt, bewirkt die wesentlich schnellere Rückzählung des Zählers Z im 16,334-kHz-Takt Erreicht der Zählerstand den Wert Null, so wird ebenfalls am Übertrag-Ausgang ein Zerlegungsimpuls ZI abgegeben und das Zündmittel ZM über den Zündschalter ZS gezündet.

Durch die Wahl der Taktfrequenz, mit welcher der Zählsr Z hochgezählt wird (I Hz), erfolgt eine treppenförmige Änderung der Verzugszeit. Um eine möglichst kontinuierliche Zeitsteuerung zu ermöglichen, ist eine Feinunterteilung der digitalen Sprünge erforderlich. Damit verbunden ist natürlich auch ein höherer Bauelementeaufwand hinsichtlich der Zählerstufen bei gleichzeitiger Wahl einer anderen Betriebsfrequenz für den Oszillator OSZ

Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung der Zündzeitpunktsteuerung ist weiter zu berücksichtigen, daß ji nach Phasenlage des Rückwärtszählimpuises Rl beim Aufschlag die eingestellte, von der Flugzeit abhängige Verzugszeit maximale Abweichungen aufweist, die der Periodendauer der Rückwärtszählimpulse RI proportional sind und in dem vorgenannten Beispiel bis zu 122 μ5 betragen.

Bei einem zweiten, höheren Genauigkeitsanforderungen genügenden Beispiel kann eine Verfeinerung der Verzugszeit-Stufen und eine Verkleinerung dieser maximalen Abweichungen, z.B. um einen Faktor 16, erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß statt eines Vier-Bit-Zählers ein Acht-Bit-Zähler, z. B. aus zwei tvilereinandergeschalleten Schaltkreisen CD 4510 bestehend, verwendet wird, der mit einer Rückwärtszählfrequenz von beispielsweise 524,288 kHz und einer Vorwärtszählfrequenz von beispielsweise 16 Hz angesteuert wird. In diesem Fall tritt die Selbstzerlegung je nach Programmierung des Rücksetzzählerstandes nach spätestens 15 see cm. Durch diese Programmierung kann in vorteilhafter Weise der sich progressiv entwickelnden Verzugszeit eine konstante Zeit, z. B. 85 ns, überlagert werden, so daß auch bei Kurztreffern ein Eindringen des Geschosses gewährleistet ist.

Hierzu 2 Blut; Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Geschoßzünder mit einer Spannungsquelle, einem Aufschlagdetektor, einem Zeitglied sowie einem zwischen der Spannungsquelle und einem Zündmittel angeordneten Zündschalter, wobei das mit dem Aufschlagdetektor und dem Zündschalter verbundene Zeitglied einen auf einen voreinstellbaren Wert einstellbaren ersten Zähler aufweist, der mit einem Impulse erster Frequenz erzeugenden Pulsgenerator verbunden ist und nach Abschuß des Geschosses nach Erreichen des voreingestellten Zählerstandes einen Zerlegungsimpuls abgibt und daß ein zweiter Zähler vorgesehen ist, der mit einem Impulse zweiter, nämlich höherer Frequenz erzeugenden Pulsgenerator verbunden ist und der, ausgelöst durch einen Aufschlagimpuls, bei Erreichen eines vorbestimmten Zählerstandes einen Zündimpuls auslöst, dadurch gekennzeichnet, ά?θ die beiden Zähler in einem Vorwärts-Rückwärtszähler (Z) vereint sind, wobei der erste Zähler als Vorwärtszähler und der zweite Zähler als Rückwärtszähler dient, welch letzter, durch die Rückwärtszählimpulse (RI), ausgehend von dem von den Vorwärtszählimpulsen (VI) aufgezählten Zählerstand, auf einen vorbestimmten Wert, wie zum Beispiel Null, zurückgesetzt wird.

2. Elektrischer Geschoßzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschuß ein Spannungsgenerator (SG) den Zähler (Z) und den Pulsgenerator (PG) mit einem Startimpuls (SI) beaufschlagt.

3. Elektrischer Geschoßzünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, di·* der Pulsgenerator (PG) einen die Rückwärtszählimpulse (RI) erzeugenden Oszillator (OSZ)und einen die Vorwärtszählimpulse (VI) erzeugenden nachgeschalteten Frequenzteiler (FT) aufweist.

4. Elektrischer Geschoßzünder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsgenerator (PG) eine aus logischen Verknüpfungen (LG \ bis LG 4) bestehende Logikschaltung (LS) aufweist, die den Zähler, durch den Aufschiagimpuls (",4/^umschaltbar, entweder mit den Vorwärts- oder mit den Rückwärtszählimpulsen (VI, Rl, Tl) ansteuert.

5. Elektrischer Geschoßzünder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (Z) auf einen extern programmierbaren Zählerstand rücksetzbar ist.

6. Elektrischer Geschoßzünder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsgenerator (SG) die Spannungsquelle (SQJbeim Abschuß auflädt.

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