DE3709741C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C11/00—Electric fuzes
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zündkreis-Ansteuerschaltung gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1.
Eine derartige Schaltung ist aus der US-PS 36 72 302 in Form eines Gatters
bekannt, welches zum Initiieren der Zündschaltung durchschaltet, wenn
auf der Zündleitung das Zündsignal vorliegt und außerdem eine weitere
Eingangsinformation gegeben ist. Dieses Zündsignal wird mittels einer
Zündlogikschaltung gewonnen, bei der es sich dort um eine Zähler-Ent
prellschaltung für die Funktion eines beschleunigungsabhängig wirkenden
mechanischen Schalters handelt. Diese Einprellschaltung bewirkt, daß
das Zündsignal dann und nur dann auftritt, wenn der mechanische Schalter
über eine vorgegebene Zeitspanne geschlossen bleibt, die durch Aufsummieren
von Oszillatorimpulsen bis auf einen vorgegebenen Zählerstand (bei dem
das Zündsignal dann ausgegeben wird) definiert ist; mit Rücksetzen des
noch nicht vollgezählten Zählers in die Zählanfangsstellung immer dann,
wenn aufgrund prellenden Beschleunigungsschalters die Schaltstrecke vor
zeitig wieder geöffnet wird. Mit jedem Schaltvorgang beginnt also der
Zählzyklus erneut; d. h., jedes - aus welchem Grunde immer - auf der Schalter
leitung auftretende Signal bereitet das Durchschalten von Oszillator
impulsen auf den Zähler vor. Eine Sicherheitsmaßnahme zum Abblocken des
Zählvorganges bei Störimpulsen auf der Schalterleitung - oder gar zum
Abblocken der Zündkreis-Ansteuerung bei Störungen auf der Zündleitung -
ist nicht vorgesehen.
Bei Munition ähnlicher Art dient nicht ein einfacher verzögerungs
abhängig betätigter Schaltkontakt als Sensor zum Auslösen eines
Zündsignales, sondern es ist in der Zündlogik eine Verknüpfung analysierter
Ausgangssignale verschiedener Sensoren vorgesehen, um nur eine ziel
spezifische 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 Sensor
informationen gemäß DE-OS 33 23 519.
Die Zündlogik zur Gewinnung des Zündsignales aus elektromechanischen
oder elektronischen Sensorinformationen kann aus konstruktiven oder
wirktechnischen Gründen häufig nicht in unmittelbarer räumlicher
Nähe des eigentlichen Zündkreises realisiert sein. Dieser ist dann
über relativ lange Zündleitungen anzusteuern. Eine solche lange
Leitungsführung wirkt aber bekanntlich als Antenne für intern er
zeugte oder extern eingestrahlte elektromagnetische Felder, die
so zu Störinformationen auf der Zündleitung und dadurch - trotz
des erheblichen Aufwandes an Sensor-Signalverarbeitung zur Gewinnung
des eigentlich interessierenden Zündsignales - im Munitions-Einsatz
schließlich zu Fehlzündungen führen können.
Denn die munitionstechnische Wirkung ist vergebens, wenn der Zündkreis
von Störinformationen, also zur Unzeit angesteuert wird, weil der
Zündkreis nur einmal initiiert werden kann, was sofort zur Entladung
des vorher aufgeladenen kapazitiven Zündspeichers (vgl. DE-OS 33 17 376)
führt. Eine Sicherung gegen ungewollte da auf Störungen zurückzu
führende Entladung des Zündkondensators ist auch nicht durch eine
digitale Zündzeit-Verzögerungsschaltung erreichbar, wie sie aus
der US-PS 44 45 435 vorbekannt ist. Denn eine solche Zeitzünder-
Funktion entspricht der erwähnten Zündlogik zur Gewinnung des Zünd
signales (hier: zur zeitlich deutlich verschobenen Gewinnung des
Zündsignales) bei Vorliegen definierter Eingangsgegebenheiten.
Wenn dieses, zeitlich verzögert generierte, Zündsignal dann auf
die Zündleitung gegeben wird, besteht wiederum die Gefahr, daß nicht
das eigentliche Zündsignal, sondern ein auf dieser Leitung einge
fangenes Störsignal zur ungewollten Auslösung des Zündkreises führt.
In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Zündkreis-Ansteuerschaltung gattungsgemäßer Art derart
auszulegen, daß sie störsicherer wird und dadurch beispielsweise
bei moderner Suchzünder-Munition die durch die Signalverarbeitung
in der Zündlogik an sich gewonnene Leistungssteigerung nicht durch
auf die Zündleitung hinter der Zündlogik eingestreute Störsignale
wieder zu nichte gemacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungs
gemäße Zündkreis-Ansteuerschaltung gemäß dem Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 ausgelegt ist.
Nach dieser Lösung wird eine minimale (außerhalb der Größenordnung
von Zeitzünder-Zeitspannen liegende) Verzögerung des durch die Zünd
logik gewonnenen Zündsignales hingenommen, die benötigt wird, um
das Zündsignal in zeitlicher Koinzidenz mit Kontrollimpulsen am
Ausgang eines freilaufenden Oszillators über eine zusätzliche Zähl
schaltung zu verfizieren. Diese Verfikation gelingt nicht, wenn
die Informationen auf der Zündleitung nicht (bzw. nicht hinreichend
oft) in einer vorgegebenen Zeitspanne mit dem Kontrolloszillator
koinzidieren. Das ist bei Störungen der Fall, die nur zu kurzzeitigen
Impulsen auf der Zündleitung führen, welche allenfalls vereinzelt
zufällig einmal mit einem Oszillator-Kontrollimpuls zeitlich zusammen
fallen.
Durch diese schaltungstechnisch einfache Zusatzmaßnahme in der Zünd
leitung von der Zündlogik zum Zündkreis ist somit sichergestellt,
daß die Munition funktionsbereit bleibt, wenn auf der Zündleitung
nur Informationen erscheinen, die nicht hinreichend lange mit den
freilaufenden Oszillator-Kontrollimpulsen koinzidieren, die also
offensichtlich keine stationär anstehende Zündinformation darstellen.
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 und 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 Osziallator 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 zusätzliche 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 Kippstufe 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. Zündkreis-Ansteuerschaltung (11) mit einem Zündsignal-Durchschalt
gatter (24), zum Einsatz hinter einer das Zündsignal (17) generierenden
Zündlogikschaltung (42),
dadurch gekennzeichnet,
daß, zur Absicherung gegen Störimpulse (44) auf der Zündleitung (39) hinter der Zündlogikschaltung (42), während einer vorgegebenen Tor zeitspanne (tT), Zählimpulse (21) aufsummiert werden, die bei Koinzidenz von Kontrollimpulsen (34) am Ausgang eines freilaufenden Oszillators (22) mit dem Signal (17, 44) auf der Zündleitung (39) entstehen, und
daß der Zündkreis (29) angesteuert wird, wenn innerhalb der Tor zeitspanne (tT) ein vorgegebener Zählerstand (26) erreicht ist.
daß, zur Absicherung gegen Störimpulse (44) auf der Zündleitung (39) hinter der Zündlogikschaltung (42), während einer vorgegebenen Tor zeitspanne (tT), Zählimpulse (21) aufsummiert werden, die bei Koinzidenz von Kontrollimpulsen (34) am Ausgang eines freilaufenden Oszillators (22) mit dem Signal (17, 44) auf der Zündleitung (39) entstehen, und
daß der Zündkreis (29) angesteuert wird, wenn innerhalb der Tor zeitspanne (tT) ein vorgegebener Zählerstand (26) erreicht ist.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Gewinnen der Zählimpulse (21) aus dem Signal (17, 44) auf
der Zündleitung (39) ein Impulswandler (32) zum Verkürzen der Oszillator-
Ausgangsimpulse (34) vorgesehen 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.
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DE3925000C1 (de) | Verfahren zur Vorgabe einer Geschoß-Laufzeit und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
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