DE3834556A1 - Entsicherungseinrichtung mit drehfluegel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entsicherungseinrichtung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Einrichtung dient der Gewährleistung einer Vor­ rohr-Sicherheit, indem die Zündansteuerung erst freigegeben wird, wenn ein mit solcher Einrichtung ausgestattetes Projektil sich hin­ reichend lange im Freiflug befand, wenn also der Drehflügel von der Umgebungsströmung hinreichend oft bzw. rasch in Umdrehung versetzt wurde. Diese anströmabhängige Drehbewegung kann zum Aufheizen eines erwärmungsabhängig seine Geometrie ändernden Verriegelungselementes (vgl. DE-PS 31 26 288) ausgenutzt werden, oder aber auch rotations­ generatorischen Erzeugung elektrischer Energie für das Freischalten einer Sicherungsschaltung oder für das Aufladen eines Zündkreis­ speichers (vgl. DE-OS 33 17 376).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entsicherungsein­ richtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die sich insbesondere zum Einsatz in einem unbemannten Kleinflugzeug, nachstehend als Drohne bezeichnet, eignet. Denn auch bei einem derartigen Projektil ist eine Art von Vorrohrsicherheit zu gewährleisten, nämlich eine Zeitspanne ab dem Start der Drohne bis zum Erreichen von Freiflug­ gegebenheiten in sicherer Distanz von der Starteinrichtung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Entsicherungseinrichtung nach dem Kennzeichnungs­ teil des Anspruches 1 ausgelegt ist.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung liegt also darin, als Entsicherungskriterium die Drehbewegung von Drehflügeln in Form der für den Drohnen-Antrieb ohnehin vorhandenen Propellerblätter auszunutzen. Allerdings ist wegen des Erfordernisses, Antriebsenergie auf den Propeller zu übertragen, im Bereiche der Lagerung der Propeller­ narbe und des davor angeordneten Antriebsaggregates nicht der Einbau­ raum für ein Reibungselement oder für einen elektrischen Generator als Lieferanten von Entsicherungskriterien verfügbar, ganz abgesehen von der Beeinträchtigung der Leistungsbilanz, die beim Antrieb eines solchen zusätzlichen Verbrauchers über die Propellernabe eintreten würde. Andererseits wäre es aus Gründen des elektromagnetischen Wirkungsgrades wenig erfolgversprechend, einen Generator-Stator radial von der Naben-Achse entfernt am Drohnen-Heck anzuordnen und die Propellerblätter mit ferromagnetischen Bauteilen auszustatten, die dem Stator gegenüber als Rotoren dienen könnten; denn aus konstruktiven und insbesondere strömungsdynamischen Gründen ist der Abstand zwischen dem Drohnen-Heck und den Propellerblättern (also den Drehflügeln im Sinne der gattungsbildenden Terminologie) zu groß, um einen hin­ reichenden dynamoelektrischen Effekt für einen Entsicherungsvorgang erwarten zu lassen. Außerdem würde die elektromagnetische Stator-Rotor- Kopplung wieder zu einer nicht wünschenswerten zusätzlichen Belastung des Propeller-Antriebsmotors führen. Deshalb ist gemäß der erfindungs­ gemäßen Lösung vorgesehen, die Propeller-Drehung optronisch zu er­ fassen und daraus das Vorrohr-Entsicherungskriterium abzuleiten. Denn die Charakteristik eines am Drohnen-Heck montierten optronischen Aufnehmers wird hinreichend - dabei ohne energieverzehrende Kopplungs­ erscheinungen - von den vorbeidrehenden Rotorblättern beeinflußt, um die im Rückstrahl- oder im passiven Betrieb erfolgende Bestrahlung (bei sichtbarem oder unsichtbarem Spektralbereich) zu modulieren.

Diese impulsförmige Modulation kann ausgezählt werden, um aus einer Impulsfolge flugbetriebstechnisch vorgegebener Frequenz die Abgabe des Entsicherungskriteriums abzuleiten. Dabei kann der optronische Wandler je nach den räumlichen Einbaumöglichkeiten unmittelbar am Drohnen-Heck angeordnet oder dorthin über einen Strahlungskoppler angeschlossen sein.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weiter Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammen­ fassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert skizzierten bevor­ zugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Axial-Längsschnitt eine propeller­ getriebene Drohne mit in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Propeller- Flügel arbeitender Entsicherungseinrichtung.

Die in der Zeichnung skizzierte Drohne 11 (vgl. z.B. GB-OS 21 79 125 oder SOLDAT UND TECHNIK 8/1988 Seite 457, Bild 7) stellt ein unbemanntes Kleinflugzeug dar, dessen Fortbewegung nach einem beispiels­ weise katapultförmigen oder raketenförmigen Start mittels eines Propellers 12 erfolgt. Dessen Propellerblätter oder Drehflügel 13 sind an einer Nabe 14 gehaltert, die im Drohnen-Heck 15 gelagert ist und von einem Motor 16 in Rotation versetzt wird.

Eine Zeit- oder Sensorschaltung steuert die Ablieferung von Sub­ munitionen; oder ein Annäherungs- oder Aufschlag-Sensor 17 im Front­ bereich der Drohne 11 bringt zu gegebener Zeit über einen Zünder 18 eine Drohnen-Wirkladung 19 zur Detonation - allerdings erst in hinreichendem Sicherheitsabstand von der Drohnen-Starteinrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt), also wenn die Fortbewegung der Drohne 11 nicht mehr durch den Start-Beschleunigungsmechanismus erfolgt, sondern hinreichend lange mittels des Propellers 12 erfolgte.

Dafür ist eine Entsicherungseinrichtung 20 vorgesehen, die das Durch­ steuern des Zünders 18 vom Zündsensor 17 her dann und erst dann freigibt, wenn sich der Propeller 12 hinreichend lange und schnell gedreht hat. Das wird mittels eines z.B. optronischen Aufnehmers 21 detektiert, der vom Drohnen-Heck 15 etwa achsparallel auf den Passageweg der Propeller-Drehflügel 13 gerichtet ist. Wenn der Aufnehmer 21 als aktive Lichtschranke arbeitet, ist er als Sender- Empfänger ausgelegt, und die Drehflügel 13 wirken als periodisch den Strahlenweg kreuzende Reflektoren. Bei Auslegung als Aufnehmer 21 dienen die Drehflügel 13 als Blenden zur periodischen Abschattung (Modulation) der auf den Empfänger treffenden Umgebungsstrahlung. Bei auf das thermische Strahlungsspektrum ansprechenden Aufnehmer 21 dienen die im Flugbetrieb aufgeheizten Propellerschneiden als rotierende IR-Strahler. Aus Raumgründen kann es zweckmäßig sein, den am Heck 15 angeordneten Aufnehmer 21 als die Einstrahl- bzw. Ausstrahl-Querschnittsfläche eines Strahlungsleiters 22 auszubilden und den eigentlichen z.B. optroelektrischen, Wandler 23 im Innern der Drohne 11, etwa im Bereiche der Energieversorgung und Antriebs­ steuerung, zu realisieren.

Die Entsicherungseinrichtung 20 weist eine Auswerteschaltung 24 auf, die den Zünder 18 erst entsichert, wenn der Propeller 12 sich hinreichend lange gedreht hat; d.h., die Auswerteschaltung 24 kann im wesentlichen als Zählschaltung für die von den rotierenden Dreh­ flügeln 13 gelieferten und z.B. optronisch umgesetzten Impulse ausge­ legt sein, die bei Erreichen einer vorgegebenen Zählendstellung ein Freigabesignal 25 an den Zünder 18 liefert.

Zur Erhöhung der durch diese Entsicherungseinrichtung gewährleisteten Vorrohr-Sicherheit kann die Ansteuerung der impulszählenden Auswerte­ schaltungen 24 über eine Filterschaltung 26 erfolgen, die beispiels­ weise nur Impulsfolgefrequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz zur Auswerteschaltung 24 passieren läßt. Dadurch ist sichergestellt, daß nur Impulse für die Entsicherung aufsaldiert werden, die aus der Arbeitsdrehzahl des Propellers 12 resultieren, während etwaige Impulserscheinungen in der Zeitspanne, da der Propeller 12 noch stillsteht bzw. erst hochläuft, ausgeblendet bleiben.

Claims (7)

1. Entsicherungseinrichtung (20) mit Drehflügeln (13) als Lieferanten eines Entsicherungskriteriums, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Drehflügeln (13) um die Blätter eines Antriebs­ propellers (12) einer Drohne (11) handelt, dessen Drehbewegung vom Drohnen-Heck (21) aus abseits der Propeller-Nabe (13) über eine Strah­ lungskopplung erfaßt wird und einer zählenden Auswerteschaltung (24) zur Ableitung eines Freigabesignales (25) zugeführt ist.

2. Entsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eine Drehdauerauswertung erfolgt.

3. Entsicherungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eine Drehfrequenzauswertung erfolgt.

4. Entsicherungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem am Drohnen-Heck (15) angeordneten Aufnehmer und einem in Innern der Drohne (11) angeordneten Wandler (23) ein Übertra­ gungsleiter (22) vorgesehen ist.

5. Entsicherungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller-Drehflügel (13) als Reflektoren für einen Licht­ schranken-Aufnehmer (21) ausgelegt ist.

6. Entsicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller-Drehflügel (13) als Blenden für einen von der Umgebungsstrahlung angeregten Aufnehmer (21) ausgelegt sind.

7. Entsicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (21) auf Strahlung im unsichtbaren Spektral­ bereich, insbesondere auf die Erwärmung der Propeller-Drehflü­ gelkanten anspricht.