DE3042974C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zünder für Geschosse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Zünder ist aus der DE-OS 24 61 177 bekannt. Dort dient die elektrostatische Aufladung der Geschoßhaut sowie de­ ren Entladung beim Auftreffen auf ein elektrisch leitendes Ziel zur Erzeugung von Zündsignalen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zünder zu schaffen, der nach dem Abfeuern in verschiedenen Arbeitsweisen betätigt werden kann, z. B. durch Ferneinstellung, Annäherung oder Aufschlag.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen gemäß Pa­ tentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 - zeigt einen Längsschnitt durch ein Geschoß mit einem erfindungsgemäßen Zünder; und

Fig. 2 - zeigt ein schematisches Diagramm des Zünders der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein 105 mm, endstabilisiertes, hochexplosives Anti-Tank, Mehrzweckgeschoß mit einem Hohlladungs-Sprengkopf und einem verteilten Zünder. Der Zünder kann jedoch auch Be­ standteil anderer Geschosse sein, einschließlich spinstabili­ sierter, größerer und kleinerer Geschosse, z. B. solcher mit 30 mm oder 120 mm.

Das Geschoß weist ein vorderes Gehäuse 10 auf, das bei 12 mit einem mittleren Gehäuse 14 verschraubt ist, welches bei 16 mit einem hinteren Gehäuse 18 verschraubt ist, das bei 20 mit einer Schwanzanordnung 22 verschraubt ist und die alle aus elektrisch leitendem Material bestehen.

Das mittlere Gehäuse weist einen inneren Hohlraum 24 auf, in dem ein Hohlladungs-Sprengkopf 26 an einem vorderen Einsatz 28, in Initialzünder 30, eine Sicherheits- und Schärfe-Rotor-Anordnung 32, eine Triggerschaltung 34 und ein Stopfen 36, der bei 38 eingeschraubt ist und der ei­ ne Einleiter-Hochdruckdurchführung 40 aufweist, angeord­ net sind. Die Sicherheit- und Schärfe-Rotor-Anordnung 32 und der Initialzünder 30 können allgemein vom Typ sein, wie er in der US-PS 36 08 494 vom 28. September 1971 von R. T. Ziemba dargestellt ist, wobei jedoch eine Feder an­ stelle einer Zentrifugalkraft verwendet wird, um den Ro­ tor in seine Feuerausrichtung zu bringen; und mit einer elektrisch gezündeten Sprengladung 42 anstelle einer durch Aufschlag gezündeten Sprengladung, die in der US-PS 40 33 266 vom 5. Juli 1977 von R. T. Ziemba gezeigt ist.

Das hintere Gehäuse 18 weist einen inneren Hohlraum 44 auf, in dem ein Rückstell(setback)-Generator 46 und ein Funkempfänger und eine Zeitgeberanordnung 48 angeordnet sind, wobei letztere mit einer Erregersonde 50 verbunden ist, die in einem mit Dielektrikum gefüllten, kreis­ ringförmigen Hohlleiter 52 angeordnet ist, der sich in den Schwanzteil erstreckt. Der Rückstell-Generator kann vom Typ sein, wie er in der US-PS 40 91 733 vom 30. Mai 1978 von R. T. Ziemba beschrieben ist. Der Empfänger und die Zeitgeberanordnung 48 kann vom Typ sein, wie er in der US-PS 38 44 217 vom 19. Oktober 1974 von R. T. Ziemba beschrieben ist. Eine ringförmige Gasabdichtung 54 ist zwischen dem hinteren und mittleren Gehäuse gehalten.

Der Schwanzteil 22 weist einen inneren Hohlraum 56 auf, der das hintere Ende des Hohlleiters 52 aufnimmt. Eine Emp­ fängerantennen-Anordnung 58 ist im Schwanzteil zwischen den Leitflächen 60 angeordnet und kann eine Yagi-Anord­ nung mit einem Abzweig 62 aufweisen, der sich als Erre­ gersonde in das hintere Ende des Hohlleiters erstreckt.

Ein Nasenteil 70 weist eine rohrförmige Nase 72 auf, die am vorderen Gehäuse 10 angebracht ist. Der Nasenteil weist eine metallische, becherförmige Platte 74 auf, die zwischen zwei Schichten 76 und 78 eines dielektrischen Materials befestigt ist. Eine metallische Kappe 80 ist über eine Bohrung 81 in der dielektrischen Schicht 76 in elekrischem Kontakt mit der Platte 74 und isoliert vom Gehäuse 10 und einer Scheibe 84 mittels einer Kappe 82 aus einem dielektrischen Material angeordnet.

Ein isolierter Leiter 86 ist elektrisch mit der Metall­ kappe 80 verbunden und läuft durch radiale Bohrungen in den zwei Kappen und einem Kanal in der Nase 72, sowie über Bohrungen 88 durch die Hohlladung und ihren Mantel zum Trigger-Schaltkreis 34.

Vor dem Abfeuern ist der Rotor der Sicherheits- und Schärfe-Anordnung verdreht angeordnet, so daß der Deto­ nator 42 ohne elektrischen Kontakt zum Trigger 34 ist. Beim Feuern wird der Rotor mechanisch angetrieben, um mit dem Detonator ausgerichtet zu werden und so den elektrischen Kreis zu schließen.

Der Rückstell-Generator 46 ist über eine Diode 90 mit einem Speicher-Kondensator 92 und mit dem B+Eingangsan­ schluß 48 a des Empfängers und der Zeitgeberanordnung 48 und über eine Diode und die Einleiter-Durchführung 40 mit einer B+Schiene 96 verbunden. Die Antennenanordnung 58 ist über den Hohlleiter 52 mit dem Signal-Eingangs­ anschluß 48 b der Anordnung 48 verbunden. Der Signal-Aus­ gangsanschluß 48 c der Anordnung 48 ist über einen Kop­ pelkondensator 98 mit der Einleiter-Durchführung 40 ver­ bunden.

Die Trigger-Schaltung 34 weist einen Hochleistungs-Band­ paß-Verstärker 100 auf, dessen Eingangsanschluß 100 a mit dem Leiter 86 und dadurch mit der Platte 74 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß 100 c des Verstärkers ist mit dem Kathodenanschluß 102 c eines steuerbaren Siliziumschalters (SCS) 102 verbunden. Die Bandpaß-Charakteristik des Verstärkers 100 hat eine Tiefpaß-Funktion, um den Auf­ schlag von geladenen Regentropfen, Blitze und andere schlagartige Einflüsse zu eliminieren, und eine Hochpaß-Funktion, die einen langsamen Ladungsaufbau eliminiert. Der Verstärker­ ausgang 100 c weist eine Hochzieh(pull-up)-Charakteristik ähnlich der eines PNP-Transistors mit offenen Kollektor auf, dessen Emitter mit der B+Schiene 96 verbunden ist, so daß eine vernachlässigbare Belastung der Kathode des Sili­ ziumschalters 102 erzeugt wird. Der Leiter 86 ist auch über einen Widerstand 108 mit dem Anoden-Triggeranschluß 102 b des SCS 102 verbunden, der gleichfalls über einen Wider­ stand 106 mit der B+Schiene 96 verbunden ist. Der Katho­ den-Triggereingangsanschluß 102 a ist über einen Koppelkondensator 104 gleichfalls mit der B+Leitung 96 verbunden. Der Anoden-Anschluß 102 d des Schalters ist mit der B+Leitung 96 und der Kathoden-Anschluß ist mit dem Detonator 42 verbunden, wenn dieser in seine ausge­ richtete Stellung gedreht ist.

Beim Gebrauch verschiebt sich der Anker des Rückstell­ generators 46 beim Rückstellen nach dem Abfeuern relativ zu seiner Spule und induziert in der Spule, die über die Diode 90 den Speicher-Kondensator 92 lädt, eine Spannung (z. B. 15 Volt). Diese Spannung liegt auch an der Diode 94 und der Einleiter-Durchführung 40. Ein me­ chanischer Antrieb bewirkt, daß die Rotoranordnung 32 sich dreht und mit dem Detektor 42 ausgerichtet wird.

Impulse können in einer codierten oder uncodierten (im­ pulszählenden) Form zum Zünder übertragen werden und werden von der Antenne 58 empfangen und der Zeitgeber- Anordnung 48 zugeführt, um die Flugzeit des Zünders bis zur Zündung einzustellen, wie dies in der US-PS 38 44 217 gezeigt ist. Wenn der Zünder auf ein Ziel vor Ablauf der eingestellten Zeit aufschlägt, bricht die Nase und die Anordnung der Platte 74 und der Kappe 80 kommen in elek­ trischen Kontakt mit dem vorderen Gehäuse 10, welche zu­ sammen im ganzen vorderen Bereich einen Aufschlagschal­ ter bilden und dadurch den Anoden-Triggeranschluß 102 b des steuerbaren Siliziumschalters 102 über einen Widerstand 108 mit Masse verbinden, so daß der Schalter 102 B+ von der B+Leitung 96 mit dem Detonator 42 verbin­ det, wenn dieser in Ausrichtung ist. Wenn der Zünder in einen Luftbereich mit positiver Ladung, wie er sich um fliegende Hubschrauber herum aufbaut, eintreten, so in­ duziert das positiv geladene Volumen eine negative La­ dung auf der Platte 74, wodurch ein positives Signal am Eingangsanschluß 100 a des Verstärkers 100 erzeugt wird, dessen Ausgangsanschluß 100 c einen Zündimpuls am Detona­ tor erzeugt, wenn dieser in Ausrichtung ist. Wenn die Zeitgeberanordnung 48 ihre eingestellte Zeit erreicht, wird am Ausgangsanschluß 48 c über den Koppelkondensator 98 ein positiver Impuls in der B+Leitung 96 erzeugt, der über den Koppelkondensator 104 zum Triggeranschluß 102 a des SCS 102 geleitet wird, so daß der SCS 102 B+ mit dem Detonator verbindet, wenn dieser in Ausrichtung ist.

Es sei bemerkt, daß die Einleiter-Hochdruck-Durchführung 40, die Keramik in Metall und hermetisch abgedichtet ausgeführt ist, den hinteren Teil des Zünders, der die Elektronik enthält, wirksam vom vorderen Teil des Zün­ ders abdichtet. Sowohl das B+ als auch das Triggersignal wer­ den über den Einleiter geführt. Die Diode 94 trennt den Speicherkondensator 92 vom Triggersignal.

Es sei auch bemerkt, daß bei herkömmlichen Geschoßzün­ dern die Antenne im Spitzen- oder Nasenabschnitt ange­ bracht ist, mit der Folge, daß bei hohen Frequenzen, wenn der maximale Durchmesser des Geschosses gleich ei­ nigen Wellenlängen der Frequenz ist, der Erfassungsbe­ reich des hinteren Teiles der Antenne von der Beugung am großen Durchmesser des Geschosses bestimmt wird. Bei­ spielsweise hat ein 105 mm-Geschoß einen Erfassungsbe­ reich am hinteren Teil, der einer Antenne mit einer 105 mm-Öffnung entspricht. Ein derartiger Erfassungsbe­ reich ist oft kleiner als gewünscht. Andere Typen von bündig angebrachten Antennen sind am Umfang des Geschoß­ körpers angebracht. Derartige Antennen weisen gleich­ falls enge hin­ tere Strahlerfassungsbereiche auf. Weiterhin haben der­ artige in der Spitze oder im Körper angeordnete Antennen relativ geringe Empfindlichkeit von hinten, verglichen mit der Empfindlichkeit breitseitig zum Geschoß. Die Ge­ stalt der Erfassungsbereiche beider Antennentypen ist grundsätzlich eine Funktion des maximalen Durchmessers des Geschosses. Die Tatsache, daß das Projektil nach hinten konisch verlaufen kann, hat keinen bedeutenden Einfluß auf den Antennenerfassungsbereich nach hinten.

Der erfindungsgemäße Hochfrequenz-Empfänger berücksich­ tigt die konische äußere Gestalt des Geschosses, um ei­ nen guten Strahlenerfassungsbereich und eine gute Emp­ findlichkeit in der hinteren Richtung und auch ein gu­ tes, hohes Verhältnis des rückwärtigen Erfassungsberei­ ches zum vorderen Erfassungsbereich zu erhalten, wie dies im Hinblick auf elektronische Störmaßnahmen wün­ schenswert ist. Durch Anbringung der Antenne am Leit­ werkhals zwischen den Leitflächen 60, ist der Antennen­ erfassungsbereich nach hinten eine Funktion des relativ geringen Durchmessers des Halsabschnittes und nicht des großen Durchmessers des Körpers. Eine Anordnung der An­ tenne vor den Leitflächen würde zu einem Erfassungsbe­ reich nach hinten führen, der ein engeres Strahlwinkel­ verhalten (lobe behavior), geringere Empfindlichkeit nach hinten und ein geringeres Verhältnis des hinteren Erfas­ sungsbereichs zum vorderen Erfassungsbereich aufwiese. Die Anordnung der Antenne zwischen den Leitblechen ver­ meidet diese Beschränkungen. Räumliche Beschränkungen für die Detektor- und Video-Elektronik werden durch die Verwendung eines dielektrisch gefüllten Hohlleiters vermieden, der die Antennensignale zum mittleren Längs­ teil des Geschosses führt, in dem mehr Platz zur Verfü­ gung steht.

Claims (8)

1. Zünder für Geschosse, mit einer Elektrizitätsquelle und einem elektrischen Detonator, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einrichtung zur Erzeugung zweier alternativer Kreise zum Verbinden der Elektrizi­ tätsquelle (92) mit dem elektrischen Detonator (42) vorgesehen sind, um diesen zu zünden, und daß diese Einrichtung eine Platte (74) aufweist, die sowohl einen Aufschlagschalter im gesamten Frontbereich, als auch einen elektrostatischen Fühler zur Erzeugung von Zündsignalen bildet.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung Schaltmittel (100, 102) aufweist, die mit der Platte (74) und der Elek­ trizitätsquelle (92) und dem elektrischen Deto­ nator (42) verbunden sind, um eine Leitung von der Elektrizitätsquelle (92) zum Detonator (42) in Abhängigkeit von den Signalen der Platte (74) zu bilden.

3. Zünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrizitätsquelle (92) zwischen einen B+Leiter und einen Masseleiter geschaltet ist;
daß die Schaltmittel (100, 102) und der elekri­ sche Detonator (42) in Serie zwischen den B+Lei­ ter und den Masseleiter geschaltet sind; und
daß die Platte (74) mit Abstand und benachbart der Masse angeordnet ist und beim Aufschlag ein erstes Signal für die Schaltmittel (100, 102) erzeugt und dadurch mit der Masse kurzgeschlos­ sen wird und ein zweites Signal für die Schalt­ mittel (100, 102) beim Entwickeln einer elektro­ statischen Ladung bezüglich der Masse.

4. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (100, 102) einen gesteuerten Siliziumschalter (102 ) und einen Verstärker (100) mit hohem Verstärkungsgrad aufweisen;
daß der Schalter (102) einen Anoden-Triggeranschluß (102 b) aufweist, der über die Platte (74) mit Masse verbunden ist, wenn die Platte mit dem Masseleiter kurzgeschlossen ist, wobei der Schalter (102) dadurch B+ mit dem Detonator (42) verbin­ det,
und daß der Verstärker (100) einen Eingangsan­ schluß aufweist, der mit der Platte (74) ver­ bunden ist, und einen Ausgangsanschluß, der mit dem Detonator (42) verbunden ist, wodurch im De­ tonator ein Feuerpotential entsteht, wenn ein elektrisches Potential auf der Platte (74) ent­ wickelt wird.

5. Zünder nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Empfängerantenne (58); eine Funkempfänger- und Zeitgeberanordnung (48) mit einem Eingangsanschluß, der mit der Emp­ fängerantenne (58) verbunden ist, und einem Aus­ gangsanschluß, der mit dem steuerbaren Silizium­ schalter (102) verbunden ist, wodurch die Anord­ nung (48) ein Ausgangssignal in zeitgesteuerter Abhängigkeit von einem Eingangssignal erzeugt und wobei das Ausgangssignal bewirkt, daß der Schalter B+ mit dem Detonator (42) verbindet.

6. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschluß der Funkempfänger- und Zeitgeberanordnung (48) und die Elektrizitäts­ quelle (92) durch den B+Leiter beide mit dem steuerbaren Siliziumschalter (102) verbunden sind.

7. Zünder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elekrizitätsquelle (92) und die Funk­ empfänger- und Zeitgeberanordnung (48) in einem hinteren Gehäuse (18) des Zünders angeordnet sind, daß der Schalter (102), der Verstärker (100 ), die Platte (74) und der Detonator (42) in einem vorderen Gehäuse (10) des Zünders angeordnet sind, und
daß der B+Leiter das vordere und hintere Gehäuse über eine hermetisch abdichtende, Hochdruck-Ein­ leiter-Durchführung (40) verbindet.

8. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkempfänger (48) in einem hinteren Ge­ häuse angeordnet ist, welches einen hintersten Schwanz-Leitwerkträger mit relativ geringen Durchmesser aufweist, der eine Anzahl von Heck- Leitflächen (60) trägt, die sich radial davon erstrecken; daß die Empfängerantenne in dem Heck-Leitwerk­ träger zwischen benachbarten Heck-Leitflächen (60) angeordnet ist.