DE3709741A1 - Zuendkreis-ansteuerschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltung ist etwa aus der DE-OS 33 17 376 bekannt, wo die Aufladung des kapazitiven Zündspeichers eines jeden von mehreren vorhandenen Zündkreisen mittels eines Windradgenerators während des Freifluges der aus einem Träger abgesetzten Munition erfolgt. Die Zündkreise für pyrotechnisch ausgelöste Hilfsfunktionen werden aus einer Programmsteuerschaltung initiiert, während der Zündkreis für die Gefechtsladung angesteuert wird, indem eine Spannungsquelle über einen Aufschlagkontakt auf ein Zündkreis-Schaltglied durchge­ schaltet wird.

Bei Munition anderer Art dient nicht ein einfacher Aufschlagkontakt als Sensor zur Auslösung des Zündsignales, sondern es ist eine logische Verknüpfung der analysierten Ausgangssignale verschiedener Sensoren vorgesehen, um nur eine zielspezifische Initiierung der Gefechtsladung hervorzurufen; vgl. etwa die Verknüpfung magnetischer und optronischer Sensoren gemäß DE-OS 33 15 186 oder die Bewertung und Verknüpfung von in unterschiedlichen Spektralbereichen der elektromagnetischen Strahlung gewonnenen Sensorinformationen gemäß DE-OS 33 23 519.

Da aus konstruktiven oder wirktechnischen Gründen häufig die Sensor­ auswertung bzw. Sensorverknüpfung zur Gewinnung eines Zündsignales nicht in unmittelbarer räumlicher Nähe des eigentlichen Zündkreises erfolgen kann, erfolgt die Ansteuerung des Zündschaltgliedes bei moderner Munition sehr häufig über relativ lange Zündleitungen. Eine solche lange Leitungsführung wirkt bekanntlich als Antenne für intern erzeugte oder extern eingestrahlte elektromagnetische Felder, die damit zu Störinformationen auf der Zündleitung und somit, trotz des erheblichen Aufwandes an Sensorsignalverarbeitung, im Einsatz schließlich zu Fehlzündungen führen können.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung gattungsgemäßer Art derart auszu­ legen, daß sie störsicherer wird und dadurch beispielsweise bei moderner Suchzünder-Munition die durch die Sensorsignalverarbeitung an sich gewonnene Leistungssteigerung nicht durch eingestreute Stör­ funktionen wieder zunichte gemacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Ansteuerschaltung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.

Nach dieser Lösung wird durch einfache schaltungstechnische Zusatz­ maßnahmen im Zuge der Zündsignal-Ansteuerung des Zündkreis-Schalt­ gliedes sichergestellt, daß nur ein über eine gewisse Zeitspanne und nur während des Erscheinens von freilaufend, also asynchron erzeugten Kontrollimpulsen tatsächlich anstehendes Zündsignal zur Ansteuerung des Zündkreis-Schaltgliedes und damit zum Initiieren der Gefechtsladung führt. Dagegen bleibt die Munition infolge noch nicht angesteuerten Zündkreises funktionsbereit, wenn das Zündsignal (noch) nicht über die schaltungstechnisch vorgegebene Mindestzeit­ spanne während des Auftretens der - mit dem Erscheinen des Zünd­ signales nicht korrelierten - Kontrollimpulse ansteht.

Die auf der langen, zur Ansteuerschaltung führenden Zündleitung eingestreuten Störungen führen also, im Gegensatz zu den Verhältnissen beim Anstehen eines Zündsignales, nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne zur vorgegebenen Anzahl von mittels eines Zählers aufzu­ summierenden Kontrollimpulsen und deshalb noch nicht zur (vorzeitigen) Auslösung des Zündkreises. Nur wenn mit dem Zündsignal innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne eine vorgegebene Anzahl von Kontroll­ impulsen aufgezählt ist, wird der Zündkreis zur Initiierung der Gefechtsladung angesteuert. Die zwangsläufige Torzeit-Verzögerung zwischen Einsetzen des Zündsignales und Ansteuerung des Zündmittels kann, da systembedingt, funktionell kompensiert werden, beispielsweise im Vorhalt der Zündsensoren gegenüber dem Wirksystem bzw. bei der Sensorsignalverknüpfung in der Zündlogik. Im übrigen ist bei den meisten in Frage kommenden Munitionsarten eine Zündsignalverzögerung in der Größenordnung bis zu 100 Mikrosekunden funktionell unbedenklich, ein Vorhalt wäre dann überflüssig, wenn die Torzeit-Verzögerung innerhalb einer solchen unkritischen Zeitspanne liegt.

Eine Erhöhung der Funktionssicherheit in der Ansteuerung des Zünd­ kreises über die Ansteuerschaltung ergibt sich, wenn mit möglichst kurzen Kontroll- oder Zählimpulsen gearbeitet wird, weil dann die Wahrscheinlichkeit des Zusammenfallens einer Folge von Störimpulsen mit Zählimpulsen desto unwahrscheinlicher wird. Erst bei außergewöhnlich hoher Stördichte auf der Zündleitung wäre eine Fehlfunktion zu be­ fürchten, weil dann die Wahrscheinlichkeit größer wird, daß mit der Folge der kurzen Kontrollimpulse auch einige der Störimpulse zeitlich zusammenfallen.

Diese zusätzliche Ansteuerschaltung kann sehr kompakt und damit auch in räumlicher Nähe zum Zündkreis aufgebaut werden, so daß zwischen Ansteuerschaltung und Zündkreis keine langen, gegen induktive Störein­ streuungen empfindlichen Leitungen mehr erforderlich sind.

Vorteilhaft ist es, die Ladespannung für die Zündspeicher (die bei­ spielsweise beim Abschuß einer Munition erzeugt, beim Abwurf einer Munition aus dem Träger-Bordnetz übertragen oder zur Sicherheit erst während der Verbringung der Munition mittels eines Windrad­ generators aufgebaut wird) im Sinne einer Voraktivierung als Freigabe­ signal auszunutzen, um die Ansteuerschaltung erst dann in Funktions­ bereitschaft für die Überprüfung des bald danach folgenden Zünd­ signales zu setzen.

Der freilaufende Oszillator für die nichtsynchronisierte Lieferung der Kontroll-Zählimpulse kann zugleich dafür ausgenutzt werden, eine Selbstvernichtung der Munition auszulösen, wenn nach einer vorgegebenen Wartezeit ab Erscheinen des Freigabe- oder des Zünd­ signales keine Initiierung der Gefechtsladung erfolgt sein sollte. Dadurch wird vermieden, daß scharfe Munition als Blindgänger liegen bleibt bzw. daß Unbefugte in einer funktionstüchtigen Munition die Sensor-Algorithmen zur Gewinnung des Zündsignales analysieren können.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche als einpoliges Blockschaltbild stark abstrahiert skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt:

Fig. 1 die wesentlichen Funktionselemente einer erfindungs­ gemäßen Ansteuerschaltung und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm für deren logisches Zusammenwirken.

Die dargestellte Ansteuerschaltung 11 für den Entladekreis 12 eines Zündspeichers 13 weist einen Torzeitgeber 14 auf, der nach Vorakti­ vierung durch ein Freigabesignal 15 über eine UND-Verknüpfung 16 durch ein Zündsignal 17 aktiviert wird, also ein über die Torzeitspanne tT anstehendes Torsignal 18 liefert. Mit Erscheinen des Torsignales 18 am Reset-Eingang 19 eines Zählers 20 wird dessen zwangsweise Null­ setzung aufgehoben, und er summiert die nun einlaufenden Kontroll- oder Zählimpulse 21 auf, die von einem Oszillator 22 ausgelöst werden.

Zur Verdeutlichung der zeitlichen Begrenzung dieser Zählfunktion auf die Torzeitspanne tT ist im Blockschaltbild der Fig. 1 dem Zähl­ eingang 23 ein UND-Gatter 24 vorgeschaltet, das vom Torsignal 18 vorbereitet und aus dem Oszillator 22 periodisch durchgeschaltet wird.

Mit dem Einlaufen der Zählimpulse 21 in den Zähler 20 erscheint nacheinander an den Zählerausgängen 25 ein Zählerstandsignal 26. Nur einer der Ausgänge 25 ist jedoch über den Schaltungsausgang 27 an das elektronische Schaltglied 28 eines Zündkreises 29 geführt. Erst dann und nur dann wenn bei Anstehen des Zündsignales 17 inner­ halb der damit ausgelösten Torzeitspanne tT eine vorgegebene Anzahl von Zählimpulsen 21 aufgetreten ist, erscheint also das abgefragte Zählerstandsignal 26 zum Durchschalten des Schaltgliedes 28 und damit zum Entladen des elektrischen Zündspeichers 13 über sein Zünd­ mittel 30, etwa einen Brückendetonator, zum Initiieren der Gefechts­ ladung 31 einer Munition.

Da aus Gründen der Funktionssicherheit gegen auf die Zündleitung induktiv eingestreute, unkorreliert auftretende Störimpulse 44 der Zähleingang 23 des Zählers 20 mit möglichst kurzen, nadelförmigen Zählimpulsen 21 angesteuert werden soll, während andererseits ein gewöhnlicher Oszillator 22 in der Regel eine Ausgangsimpulsfolge mit dem Tastverhältnis 1:1 liefert, ist im Blockschaltbild der Fig. 1 vorgesehen, dem Oszillator 22 einen Impulswandler 32 zur Verkürzung der HEIGH-Impulszeiten nachzuschalten. Bei diesem Wandler 32 kann es sich also einfach um eine monostabile Kippstufe 33 handeln, die jeweils vom Ausgangsimpuls 34 gesetzt wird und schon nach extrem kurzer Zeit wieder in ihre monostabile Funktionsstellung zurückkippt, also auf jeden Oszillator-Ausgangsimpuls 34 mit einem extrem kurzen Zählimpuls 21 antwortet, der nur so lang sein muß, daß er den Zähler 20 gerade ansteuert.

Zur Verdeutlichung der Funktion, und schaltungstechnisch zur Ver­ größerung der Funktionssicherheit, ist in der Beispielsdarstellung der Fig. 1 innerhalb des Impulswandlers 32 wieder ein UND-Gatter 24 vorgesehen, so daß die Kippstufe 33 nur und erst nach Vorbereitung durch Anstehen des Zündsignales 17 von einem freilaufenden Oszillator 22 periodisch gesetzt werden kann. Statt dessen oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, den Betrieb des Oszillators 22 nicht schon bei Anlegen der Betriebsspannung 35, sondern erst bei anstehendem Freigabesignal 15 oder Zündsignal 17 bzw. Torsignal 18 freizugeben.

Der zusätzlichen Funktionssicherheit dient es, wenn, wie im Schaltbild berücksichtigt, die Aufladung des Zündspeichers 13 erst bei Anstehen des Freigabesignales 15 , und dann zweckmäßigerweise aus diesem heraus, erfolgt. Dafür ist der Speicher 13, vorzugsweise ein Konden­ sator relativ hoher Kapazität, über einen Ladewiderstand 36 dem Freigabeeingang 37 der Ansteuerschaltung 11 nachgeschaltet.

Im Interesse zusätzlicher Sicherung gegen Funktionsstörungen aufgrund von über die langen Freigabesignal- und Zündsignal-Leitungen 38, 39 eingekoppelten Störspannungsspitzen ist zweckmäßigerweise unmittelbar vor oder nach den Freigabe- und Zündeingängen 37, 40 jeweils ein Tiefpaßfilter 41, ausgelegt beispielsweise als einfache integrierende R-C-Beschaltung, angeordnet, dessen jeweilige Zeitkonstante sehr klein im Vergleich zur Torzeitspanne tT ist.

Wenn aus irgendeinem Grunde nach dem Auftreten des Freigabesignales 15 dennoch keine Initiierung der Munitions-Gefechtsladung eintritt, die Munition also zum Blindgänger wird, ist eine Selbstvernichtung der Munition anzustreben, um beispielsweise zu verhindern, daß Unbe­ fugte bei einem Blindgänger den Algorithmus seiner Zündlogik 42, in der Sensorsignale ausgewertet und zur Abgabe des Zündsignales 17 verknüpft werden, analysieren und beispielsweise aus diesem Analyse­ ergebnis Stör- und Täuschmaßnahmen gegen die Funktion gleichartiger Munition mit solcher Zündlogik 42 ableiten. Deshalb ist ein weiterer Zündkreis 29′ vorgesehen, dessen Zündmittel 30 eine Selbstvernichtungs­ ladung 43 (aus Gründen der Handhabungssicherheit vorzugsweise keinen Sprengsatz, sondern einen Brandsatz) initiiert, wenn die Munition und damit auch ihre Ansteuerschaltung 11 nicht nach einer gewissen Wartezeit tW infolge Initiierung der Gefechtsladung 31 zerstört wurde. Die Bemessung dieser Wartezeit tW kann, wie in Fig. 2 angedeutet, gleichermaßen in Abhängigkeit vom Beginn oder Ende der Torzeitspanne tT oder aber - zweckmäßiger - vom Auftreten des Freigabesignales 15 (weil dieses nur bei unmittelbar bevorstehendem scharfen Einsatz der Munition vom Munitionsträger bereitgestellt wird) erfolgen. Für die Bestimmung der Wartezeit tW bis zur Auslösung der Selbstver­ nichtungsladung 43 ist in deren Zündkreis 29′ zusätzlich ein Zähler 20′ vorgesehen, der im dargestellten Beispielsfalle über seinen Reset-Eingang 19′ bei Auftreten des Freigabesignales 15 zum Aufsummieren der Ausgangsimpulse 34 des freilaufenden Oszillators 22 freigegeben wird. Bei Erreichen einer entsprechend hohen Zählstellung, also bei Aktivierung des zugeordneten Ausganges 25′, führt das Zählerstands­ signal 26′ zum Durchschalten des Schaltgliedes 28 im Zündkreis 29′ und damit zum Initiieren der Selbstvernichtungsladung 43 aus dem ebenfalls über das Freigabesignal 15 geladenen Zündspeicher 13.

Entgegen der vereinfachten Darstellung können auch der Torzeitgeber 14 und/oder die Stufe 33, anstelle als monostabile Kippstufen, digital, also als Zählstufen ausgebildet sein; und die Funktion der UND-Glieder 16, 24 kann in der CD-Eingangsstufe integrierter Schaltungen realisiert sein, in denen mehrere solche Funktionen (für den Torzeitgeber 14 und die Kipppstufe 33) verfügbar sind. Desgleichen kann zur weiteren Einsparung diskreter Schaltungsteile der Zähler 20′ durch R-C-Rück­ kopplungsbeschaltung aufeinanderfolgender Binärstufen gleichzeitig als der Oszillator 22 dienen, was ebenfalls in der Zeichnung nicht berücksichtigt ist, um diese funktional-übersichtlicher zu gestalten.

Claims (8)

1. Ansteuerschaltung (11) für den Entladekreis (12) eines elek­ trischen Zündenergie-Speichers (13), dadurch gekennzeichnet, daß während des Anstehens eines Zündsignales (17) innerhalb einer vorgegebenen Torzeitspanne (tT) von einem asynchron arbeitenden Oszillator (22) gelieferte Kontroll-Impulse (21) gezählt werden und nur bei Erreichen eines vorgegebenen Zählergebnisses ein Zähler­ standssignal (26) zum Durchschalten des Entladekreises (12) ausgegeben wird.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Oszillator (22) und einem Kontrollimpuls-Zähler (20) ein Impulswandler (32) für Verkürzung der Oszillatorausgangs­ impulse (34) vorgesehen ist, der über ein vom Zündsignal (17) vorbereitetes und vom Oszillator (22) periodisch durchgeschaltetes UND-Gatter (24) ansteuerbar ist.

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontrollimpuls-Zähler (20) vorgesehen ist, der außerhalb der Torzeitspanne (tT) in seiner Zählanfangsstellung gehalten ist.

4. Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Freigabesignal (15) vorbereiteter und vom Zündsignal (17) setzbarer Torzeitgeber (14) vorgesehen ist.

5. Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Freigabesignal (15) für ihre Funktionsbereitschaft und für das Laden der Zündspeicher (13) vorgesehen ist.

6. Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in sie das Zündsignal (17) und gegebenenfalls ein Freigabe­ signal (15) über Tiefpaßfilter (41) eingespeist werden.

7. Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Oszillator (20) für die Kontroll-Zählimpulse (21) und für die Ansteuerung eines weiteren Zählers (20′) zur Auslösung einer Selbstvernichtungsladung (43) nach Ablauf einer gegenüber der Torzeitspanne (tT) großen Wartezeit (tW) vorgesehen ist.

8. Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Selbstvernichtungsladung (43) ein Brandsatz vorgesehen ist.