DE4142169A1

DE4142169A1 - Ignition device for weapon projectile drive charge - has combustion chamber receiving liq. propulsion fuel and connected via outlet aperture to main combustion chamber of weapon

Info

Publication number: DE4142169A1
Application number: DE19914142169
Authority: DE
Inventors: Hans Juergen Dipl Ing Frieske; Guenter Dipl Phys Klingenberg
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Dynamit Nobel AG
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Dynamit Nobel AG
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1993-06-24

Abstract

The combustion chamber (34) receives the ignition charge comprising an electrically conductive propulsion fuel. The chamber has an outlet aperture (36) for the combustion gases produced after ignition of the charge material. Two electrodes (42,44) are so formed and/or arranged relatively to one another that, when an electrical voltage is applied to them, an electrical field is formed between them having an ignition area (78) of highest field energy density for ignition of the liq. propulsion fuel. The ignition area (78) is so arranged relatively to the outlet aperture (36) that, with the combustion chamber filled with liq. propulsion fuel, the mass of the latter located between the outlet aperture and the ignition area provides for adequate damming.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung zum Zünden eines bei seiner Verbrennung Gase freisetzenden Ladungsmaterials, insbesondere zum Zünden der Projek til-Treibladung einer Waffe.The invention relates to an ignition device for ignition one that releases gases when burned Cargo material, especially for igniting the project til propellant charge of a weapon.

Zur Erzeugung von großen Mengen an unter Druck stehen den Gasen werden zumeist feste Ladungsmaterialien ver wendet, die bei ihrer Verbrennung Gase erzeugen bzw. freisetzen. Bei derartigen Ladungsmaterialien handelt es sich beispielsweise um die Treibladung für das Pro jektil einer Waffe oder aber um andere Gasladungssätze, deren bei Verbrennung freigesetzten Gase in irgendeiner Form genutzt werden. Wegen ihrer im Vergleich zu festen Ladungsmaterialien höheren Energiedichte, d. h. wegen des höheren Energieumsatzes bei gleichem Ladungsvolumen ist man bestrebt, die festen Ladungsmaterialien durch Flüssigtreibstoffe zu ersetzen. Flüssigtreibstoffe haben überdies den Vorteil der größeren Variabilität, da sich die Ladungsvolumina durch Veränderung der zuge führten Flüssigtreibstoffmenge auf einfache Weise leicht dosieren lassen. Die Automation von Waffen ins besondere größeren Kalibers läßt sich letztendlich nur dann erreichen, wenn als Treibladung für das Projektil ein Flüssigtreibstoff verwendet wird.Pressurized to produce large quantities the gases are mostly solid cargo materials that generates gases when they are burned or release. Such cargo materials for example, the propellant charge for the Pro jectile of a weapon or other gas charge sets, their gases released upon combustion in any Form can be used. Because of their compared to fixed Charge materials of higher energy density, i.e. H. because of the higher energy turnover with the same charge volume one tries to get through the solid cargo materials To replace liquid fuels. Liquid fuels also have the advantage of greater variability, since the charge volume changes by changing the led liquid fuel amount in a simple manner let it dose easily. Automation of weapons special larger caliber can ultimately only then reach when as a propellant charge for the projectile a liquid fuel is used.

Bisher wurden die Flüssig-Treibladungssätze pyrotech nisch gezündet, indem eine feste Anzündladung gezündet und die dabei entstehenden Verbrennungsprodukte (heiße Verbrennungsgase und Partikel) zum Zünden der Flüssigtreibladung genutzt werden. Die mit hoher Geschwindig keit in die Brennkammer für die Flüssig-Treibladung eindringenden Partikel führen zu erosiven Belastungen der Brennkammer- und Rohrwandung der Waffe. Die Bereit stellung mehrerer unterschiedlicher brennbarer Materia lien (Flüssig-Treibladung und feste Anzündladung) bringt darüber hinaus logistische Schwierigkeiten mit sich. Diesbezüglich besser wäre die Verwendung von Flüssigtreibstoff auch als Anzündladung.So far, the liquid propellant charges have been pyrotech niche ignited by igniting a fixed charge and the resulting combustion products (hot Combustion gases and particles) to ignite the liquid propellant charge be used. The one with high speed into the combustion chamber for the liquid propellant charge penetrating particles lead to erosive loads the firing chamber and barrel wall of the weapon. The ready position of several different combustible materials lien (liquid propellant charge and fixed ignition charge) also brings logistical difficulties yourself. It would be better to use Liquid fuel also as an ignition charge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der als Anzündladung Flüssigtreibstoff verwendet wird.The invention has for its object an ignition device to create of the type mentioned at which is used as a priming liquid fuel.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Zündvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschla gen, die versehen ist mit einem Verbrennungsraum zum Verbrennen einer Anzündladung, die aus einem elektrisch leitenden Flüssigtreibstoff besteht, einer in den Ver brennungsraum einmündenden Zuführleitung für Flüssig treibstoff, einer Austrittsöffnung zum Austritt von in dem Verbrennungsraum bei der Verbrennung des Flüssig treibstoffs der Anzündladung entstehenden Verbrennungs gasen zum Zünden des Ladungsmaterials und einer ersten sowie einer zweiten Elektrode, die derart ausgebildet und/oder relativ zueinander angeordnet sind, daß sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden Elektroden zwischen diesen ein elektrisches Feld außen bildet, das einen Zündbereich höchster Feldenergie zum Zünden des in dem Verbrennungsraum befindlichen Flüs sigtreibstoffs aufweist.To solve this problem with the invention Ignition device of the type mentioned in the proposal gene, which is provided with a combustion chamber for Burn an ignition charge that comes from an electric conductive liquid fuel exists, one in the ver Combustion chamber opening supply line for liquid fuel, an outlet opening for the outlet of in the combustion chamber when the liquid is burned fuel of the ignition charge resulting combustion gases to ignite the cargo and a first and a second electrode which is formed in this way and / or are arranged relative to each other that when an electrical voltage is applied to the two Electrodes between these an electric field outside forms an ignition range of the highest field energy for Ignition of the river in the combustion chamber has sig fuel.

Bei der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung wird als An zündladung ein Flüssigtreibstoff verwendet. Der Flüs sigtreibstoff wird über eine Zuführleitung in den Ver brennungsraum eingebracht. Zum Zünden des Flüssigtreib stoffs wird dieser in dem Verbrennungsraum einem elek trischen Feld ausgesetzt, das sich zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode ausbildet, wenn zwischen diesen eine elektrische Spannung anliegt. Die beiden Elektroden sind dabei derart ausgebildet bzw. geformt und/oder relativ zueinander angeordnet, daß sich im elektrischen Feld ein Zündbereich ausbildet, in dem die Feldenergie einen zum Zünden des Flüssigtreib stoffs ausreichenden Wert aufweist. Im Zündbereich herrscht die größte Feldenergiedichte des sich zwischen den beiden Elektroden ausbildenden Feldes. Vorzugsweise existiert ein einziger derartiger Zündbereich. In diesem Zündbereich ist die Feldliniendichte am größten.In the ignition device according to the invention is considered to be ignition charge uses a liquid fuel. The river sig fuel is fed into the ver combustion chamber introduced. To ignite the liquid propulsion This is an elec exposed field, which is between a forms first and a second electrode if there is an electrical voltage between them. The both electrodes are designed or shaped and / or arranged relative to each other that an ignition area forms in the electrical field, in which the field energy one to ignite the liquid propulsion has sufficient value. In the ignition area there is the greatest field energy density of between the two electrodes forming field. Preferably there is only one such ignition area. In The field line density is greatest in this ignition range.

Der Flüssigtreibstoff ist elektrisch leitend. Sofern der Flüssigtreibstoff, bei dem es sich auch um ein Ge misch von verschiedenen Flüssigkeiten handeln kann, selbst nicht elektrisch leitend ist, wird die elek trische Leitfähigkeit durch Hinzufügung eines elek trisch leitfähigen Additivs erzielt. Sobald der elek trisch leitfähige Flüssigtreibstoff dem durch die bei den Elektroden aufgebauten elektrischen Feld ausgesetzt ist, beginnt aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit in der Flüssigkeit ein Strom zu fließen. Dieser Stromfluß ist gegeben durch die Bewegung von Ionen, d. h. in die sem Fall durch die Bewegung von unterschiedlich gelade nen Massenbereichen. Da die Feldlinien des elektrischen Feldes physikalisch deutungsgleich mit "Stromröhren" sind, bewegen sich die unterschiedlich geladenen Mas senbereiche - je nach Art der Ladung - von der einen Elektrode zur anderen bzw. umgekehrt. Bei diesem Vor gang nimmt die Temperatur des Flüssigtreibstoffs in folge ohmscher Erwärmung zu und die unterschiedlich geladenen Massenbereiche zersetzen sich in molmassen mäßig kleinere Individualitätsträger. Diese stellen sich in Form von Zersetzungsprodukten an die Startposi tionen von Kettenreaktionen. Diese Kettenreaktionen münden in einen sich selbst-unterhaltenden, schnell ablaufenden chemischen Prozeß, nämlich der Verbrennung. Die zum Zünden des Flüssigtreibstoffs erforderliche Zündenergie setzt sich also aus einem kinetischen An teil infolge der Bewegung der separierten Massenbe reiche, einem ohmschen Anteil infolge des Widerstandes, den der Flüssigtreibstoff darstellt, und der Energie des elektrischen Feldes (Joulsche Energie) zusammen. Im Zündbereich, in dem die Energiedichte des elektrischen Feldes am größten ist, wird auf diese Weise in den Flüssigtreibstoff im Zündbereich die zum Zünden erfor derliche Energie eingespeist. Auf diese Weise lassen sich monergole Flüssigtreibstoffe, also Flüssigtreib stoffe bzw. Flüssigtreibstoffgemische, die im gemisch ten Zustand neutral sind, elektrisch zünden. Bei diesen Monergolen kann es sich um solche auf Hydroxylammonium- Nitrat-Basis handeln.The liquid fuel is electrically conductive. Provided the liquid fuel, which is also a Ge can mix different liquids, itself is not electrically conductive, the elek trical conductivity by adding an elec trically conductive additive achieved. As soon as the elec trically conductive liquid fuel due to the exposed to the electrodes built up electrical field is due to the electrical conductivity in to flow a stream of liquid. This flow of electricity is given by the movement of ions, i. H. in the case by moving differently charged mass areas. Since the field lines of the electrical Field physically equivalent with "current tubes" the differently loaded Mas depending on the type of cargo - from one Electrode to another or vice versa. With this before gang takes the temperature of the liquid fuel follow ohmic heating and the different charged mass areas decompose into molar masses moderately smaller individuals. These pose the start posi in the form of decomposition products ions of chain reactions. These chain reactions flow into a self-entertaining, fast ongoing chemical process, namely combustion. The one required to ignite the liquid fuel Ignition energy therefore consists of a kinetic type partly due to the movement of the separated masses rich, an ohmic part due to the resistance, which the liquid fuel represents and the energy of the electric field (Joule energy) together. in the Ignition range in which the energy density of the electrical Is the largest in the field Liquid fuel in the ignition area which is required for ignition energy fed in. Let it this way monergolic liquid fuels, i.e. liquid propellants substances or liquid fuel mixtures that are mixed neutral condition, ignite electrically. With these Monergols can be those based on hydroxylammonium Trade nitrate base.

Mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung läßt sich ein funkenloses Zünden des Flüssigtreibstoffs realisieren; vorzugsweise findet keine Funken- oder Lichtbogenentla dung statt. Eine derartige Entladung würde zu einer überaus starken Elektrodenerosion führen. Der Wirkungs grad einer Funken- oder Lichtbogenentladungszündung ist darüber hinaus wesentlich geringer als eine funkenlose Zündung, denn durch den Funken oder Lichtbogen wird im elektrischen Feld mehr Energie freigesetzt, als zum Zünden des Flüssigtreibstoffs erforderlich ist. Ein entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Zündvor richtung besteht also darin, daß sich in dem durch die Elektroden bestimmten elektrischen Feld die Flüssig treibstoffe funkenlos zünden lassen, was auf die Aus bildung eines Zündbereichs mit hoher Feldenergie pro Volumeneinheit zurückzuführen ist; dieser Zündbereich ist auf einen begrenzten Raum innerhalb des elek trischen Feldes begrenzt.With the ignition device according to the invention one can realize sparkless ignition of the liquid fuel; preferably there is no spark or arc discharge instead of. Such a discharge would become one extremely strong electrode erosion. The effect degree of spark or arc discharge ignition moreover, much less than a sparkless one Ignition, because of the spark or arc in the electrical field released more energy than Ignition of the liquid fuel is required. A decisive advantage of the Zündvor invention Direction is therefore that in the by Electrodes determined the liquid's electrical field Ignite fuels sparkless, which on the off formation of an ignition area with high field energy per Unit of volume is attributable; this firing range is on a limited space within the elek tric field limited.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorge sehen, daß der Zündbereich derart relativ zur Aus trittsöffnung angeordnet ist, daß bei mit Flüssigtreib stoff gefülltem Verbrennungsraum die Masse des zwischen Austrittsöffnung und dem Zündbereich befindlichen An teil an Flüssigtreibstoff für eine ausreichende Verdäm mung sorgt. Die bei der Verbrennung des Flüssigtreib stoffs entstehenden Verbrennungsgase treten über die Austrittsöffnung aus, und zwar in die Brennkammer für die Treibladung, bei der es sich ebenfalls um Flüssig treibstoff handeln kann. Sofern die Austrittsöffnung nicht vor jeder Zündung durch eine Berstscheibe o. dgl. verschlossen wird, was bei einer Automatikwaffe wenig vorteilhaft ist, ist der Verbrennungsraum der Zündvor richtung also stets mit der Brennkammer für die Treib ladung verbunden. Die für eine vollständige und zum Zünden der Treibladung ausreichende Verbrennung der Flüssigtreibstoff-Anzündladung erforderliche Verdämmung wird dabei vorzugsweise durch den Flüssigtreibstoff selbst erzielt.In an advantageous development of the invention is pre see that the firing range is relative to the off is arranged that with liquid propulsion material-filled combustion chamber the mass of between Outlet opening and the ignition area part of liquid fuel for sufficient dam mung cares. The burning of liquid propellants Combustion gases generated occur over the Outlet opening, namely in the combustion chamber for the propellant charge, which is also liquid fuel can act. If the exit opening not before each ignition by a rupture disc or the like is locked, which is little with an automatic weapon is advantageous, the combustion chamber is the Zündvor direction with the combustion chamber for the propellant charge connected. The for a complete and for Ignition of the propellant charge sufficient combustion of the Liquid fuel ignition charge required insulation is preferably by the liquid fuel achieved itself.

Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung nach Art einer Düse ausgebildet, wobei es dabei vorteilhaft ist, wenn der Verbrennungsraum im Bereich der Austrittsöffnung als sich nach Art eines Flaschenhalses zur Austritts öffnung hin verjüngender Bereich ausgebildet ist. Die Flaschenhalsform bzw. die Düse sorgen für eine geo metrische Verdämmung.The outlet opening is preferably of the type Nozzle formed, it being advantageous if the combustion chamber in the area of the outlet opening than like a bottle neck to exit opening tapering area is formed. The Bottle neck shape or the nozzle ensure a geo metric dam.

Vorteilhafterweise sind die Oberflächen der beiden Elektroden mit dem zu zündenden Flüssigtreibstoff be netzt; die Oberflächen der beiden Elektroden, aus denen die elektrischen Feldlinien heraustreten, sind also in den Flüssigtreibstoff eingetaucht. Hierbei weist die den Verbrennungsraum bildende Wandung vorzugsweise einen die erste Elektrode bildenden ersten Wandab schnitt auf, gegenüber dem die zweite Elektrode iso liert ist. Die zweite Elektrode wird von einem zweiten Wandabschnitt der den Verbrennungsraum begrenzenden Wandung gehalten. Dieser zweite Wandabschnitt besteht aus einem Isolationsmaterial, wohingegen der erste Wandabschnitt wegen seiner Ausbildung als Elektrode aus einem elektrisch leitendem Material besteht. Auch die zweite Elektrode besteht aus elektrisch leitendem Mate rial. The surfaces of the two are advantageous Electrodes with the liquid fuel to be ignited nets; the surfaces of the two electrodes that make up the electric field lines emerge, are in submerged the liquid fuel. Here, the wall forming the combustion chamber preferably a first wall forming the first electrode cut open against which the second electrode iso is. The second electrode is from a second Wall section of the combustion chamber delimiting Wall held. This second wall section exists from an insulation material, whereas the first Wall section because of its training as an electrode an electrically conductive material. Also the second electrode consists of electrically conductive mate rial.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorge sehen, daß die Innenfläche des den Verbrennungsraum be grenzenden ersten Wandabschnitts, die die Fläche der ersten Elektrode darstellt, einen zylindrischen Flächenbereich aufweist, der als Zylinderfläche, als Kegelmantelfläche oder als Kugelfläche ausgebildet ist. Die Kegelmantelfläche kann auch in der Form angenähert sein, daß die Innenfläche des ersten Wandabschnitts aus einzelnen winklig zueinander angeordneten, ebenen und geneigten Flächenabschnitten besteht. Ferner kann die Innenfläche des ersten Wandabschnitts in ihrem speziell ausgebildeten Flächenbereich paraboloid oder ellipsoid geformt sein. Mit paraboloid bzw. ellipsoid ist dabei eine räumliche Gestaltung des ersten Wandabschnitts ge meint, bei der sich im Längsschnitt durch den ersten Wandabschnitt eine parabelförmig bzw. teilelliptisch begrenzte Innenfläche ergibt. Sämtliche hier erwähnten speziell ausgebildeten Flächenbereiche des die erste Elektrode bildenden ersten Wandabschnitts der den Ver brennungsraum begrenzenden Wandung sind rotationssymme trisch zu einer Achse, auf der die zweite Elektrode an geordnet ist. Dabei ist auch der flaschenhalsartige Be reich des die Austrittsöffnung bildenden ersten Wand abschnitts rotationssymmetrisch zu dieser Achse ange ordnet, wobei die Austrittsöffnung koaxial zu dieser Achse angeordnet ist. Bei der zweiten Elektrode handelt es sich vorzugsweise um ein stabförmiges Element mit kugelförmig ausgebildetem in den Verbrennungsraum hin einragenden Ende. Dieses Ende ist derart in dem Ver brennungsraum angeordnet, daß es von dem ersten Wandab schnitt umgeben ist.In an advantageous development of the invention is pre see that the inner surface of the combustion chamber be bordering first wall section, which is the area of the represents the first electrode, a cylindrical Has surface area, the as cylindrical surface, as Tapered surface or is designed as a spherical surface. The conical surface can also approximate in shape be that the inner surface of the first wall section individual, angularly arranged to each other, levels and inclined surface sections. Furthermore, the Inner surface of the first wall section in their specific trained area paraboloid or ellipsoid be shaped. With paraboloid or ellipsoid is included a spatial design of the first wall section ge means, in the longitudinal section through the first Wall section a parabolic or partially elliptical limited inner surface results. All mentioned here specially trained surface areas of the first Electrode forming the first wall section of the ver combustion chamber bounding wall are rotationally symmetrical trisch to an axis on which the second electrode is ordered. There is also the bottle-necked Be range of the first wall forming the outlet opening section rotationally symmetrical to this axis arranges, the outlet opening coaxial to this Axis is arranged. Acting on the second electrode it is preferably a rod-shaped element spherical in the combustion chamber protruding end. This end is so in ver combustion chamber arranged that it from the first wall cut is surrounded.

Zur Veränderung des Abstandes zwischen dem in den Ver brennungsraum hineinragenden freien Ende der zweiten Elektrode und der Austrittsöffnung ist die weite Elek trode vorzugsweise längsverschiebbar an dem zweiten Wandabschnitt gelagert.To change the distance between the in Ver combustion chamber protruding free end of the second The electrode and the outlet opening is the wide elec trode preferably longitudinally displaceable on the second Wall section stored.

Wie bereits oben erwähnt, sorgt der Anteil des Flüssig treibstoffs, der sich zwischen dem Zündbereich und der Austrittsöffnung befindet, für die Verdämmung der An zündladung (Flüssigtreibstoff). Bei der oben beschrie benen Ausbildung der beiden Elektroden mit stabförmiger zweiter Elektrode und in der oben beschriebenen Weise ausgebildeter erster Elektrode befindet sich der Zünd bereich des elektrischen Feldes um das kugelförmige Ende der zweiten Elektrode herum bis an dieses an grenzend. Für eine ausreichende Verdämmung ist gesorgt, wenn sich das freie Ende der zweiten Elektrode in etwa im Bereich der Masseschwerpunkte der den Verbrennungs raum ausfüllenden Flüssigtreibstoffmenge angeordnet ist. Alternativ kann der Zündbereich des elektrischen Feldes und damit das freie Ende der zweiten Elektrode im Bereich des der Austrittsöffnung abgewandten unteren Drittels des Verbrennungsraums liegen.As already mentioned above, the proportion of the liquid ensures fuel that is between the ignition area and the Outlet is located for the condensation of the An ignition charge (liquid fuel). When described above benen training of the two electrodes with rod-shaped second electrode and in the manner described above trained first electrode is the ignition area of the electric field around the spherical End of the second electrode around to this bordering. Adequate insulation is ensured when the free end of the second electrode is approximately in the area of the center of mass of the combustion space filling liquid fuel amount arranged is. Alternatively, the ignition range of the electrical Field and thus the free end of the second electrode in the area of the lower one facing away from the outlet opening Third of the combustion chamber.

Bei der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist es aus reichend, wenn an die Elektroden ein Zündspannungs impuls angelegt wird, dessen Dauer im Millisekundenbereich liegt und dessen Zündspannung im kV-Bereich liegt. Die Zündenergie zum Zünden eines auf Hydroxyl ammonium-Nitrat basierendem Monergol liegt bei einigen wenigen hundert Joule, die durch Zündspannungsimpulse mit einer Zündspannung von einigen wenigen kV und einer entsprechenden Dauer erzeugt wird.In the ignition device according to the invention, it is over sufficient if an ignition voltage is applied to the electrodes pulse, the duration of which is in the millisecond range lies and its ignition voltage in the kV range lies. The ignition energy to ignite one on hydroxyl Monergol based on ammonium nitrate is available at some few hundred joules caused by ignition voltage pulses with an ignition voltage of a few kV and one corresponding duration is generated.

Wie Versuche und theoretische Ansätze ergeben haben, wird die Ausbildung des Zündbereichs mit höchster Ener giedichte des elektrischen Feldes insbesondere durch die oben beschriebene Geometrie der ersten und der zweiten Elektrode und die Positionierung des Endes der zweiten Elektrode in dem Verbrennungsraum bestimmt. Weitere Einflußfaktoren sind die Oberflächenbeschaffen heit der Elektroden, die im Mikrometer-Bereich liegen sollten und das Material für die Elektroden, bei dem es sich um ein hochfestes erosions- und säurebeständiges Material handelt. Das Isolationsmaterial braucht ledig lich hochfest zu sein. Durch die definierte recht ge ringe Oberflächenrauhigkeit wird gewährleistet, daß die Feldlinien unter im wesentlichen demselben Winkel aus den Elektroden heraustreten; die Feldlinien treffen stets senkrecht auf die Oberflächen der Elektroden auf. Da die Oberfläche bei der hier vorgesehenen geringen Oberflächenrauhigkeit als glatt bezeichnet werden kann, läßt sich eine große Reproduzierbarkeit der Feldlinien verläufe im Bereich der Elektroden realisieren. Die oben bereits erwähnte Geometrie der beiden Elektroden führt dazu, daß die Feldlinien von der innenliegenden zweiten Elektrode aus nach außen zur ersten Elektrode hin divergieren oder, umgekehrt betrachtet, von der äußeren ersten Elektrode aus nach innen zur zweiten Elektrode hin konvergieren.As tests and theoretical approaches have shown the formation of the ignition area with the highest energy electric field density in particular the geometry of the first and the described above second electrode and the positioning of the end of the second electrode in the combustion chamber. Surface influencing is another influencing factor of the electrodes, which are in the micrometer range should and the material for the electrodes where it is a high-strength erosion and acid resistant Material deals. The insulation material needs single Lich high strength. By the defined right ge rings surface roughness ensures that the Field lines at essentially the same angle step out the electrodes; hit the field lines always perpendicular to the surfaces of the electrodes. Since the surface at the low provided here Surface roughness can be described as smooth, a great reproducibility of the field lines Realize courses in the area of the electrodes. The Geometry of the two electrodes already mentioned above leads to the field lines from the inside second electrode outwards to the first electrode diverge or, conversely, from outer first electrode from the inside to the second Converge the electrode.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung läßt sich bei sämtlichen Waffensystemen einsetzen, die bereits über elektrische Energiequellen verfügen. Beispielsweise ist die Zündvorrichtung bei Raketen- und Rohrwaffen, bei Panzerwaffen, bei Sprengsätzen und bei der Artillerie mittleren Kalibers einsetzbar.The ignition device according to the invention can be use all weapon systems that already have have electrical energy sources. For example the ignition device for rocket and barrel weapons, at Armored weapons, explosive devices and artillery medium caliber usable.

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbei spiel der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigt An embodiment is described below with reference to the figures game of the invention explained in more detail. In detail shows

Fig. 1 im Teilquerschnitt eine Waffe mit elektrischer Zündvorrichtung zum Zünden der Treibladung durch Verbrennung von Flüssigtreibstoff, Fig. 1 in partial cross-section of a gun with electrical ignition device for igniting the propellant charge through the combustion of liquid fuel,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Zündvorrichtung der Waffe gemäß Fig. 1 im vergrößerten Maßstab und Fig. 2 shows a longitudinal section through the ignition device of the weapon according to FIG. 1 on an enlarged scale and

Fig. 3 den Feldlinienverlauf des elektrischen Feldes zwischen den beiden Elektroden der Zündvorrich tung unmittelbar nach Anlegen des Zündspan nungsimpulses an die Elektroden. Fig. 3 shows the field line course of the electrical field between the two electrodes of the Zündvorrich device immediately after application of the Zündspan voltage pulse to the electrodes.

In Fig. 1 sind der Brennkammerraum mit dem Laderaum für den Flüssigtreibstoff bei einer sogenannten Regenera tivwaffe mit sich an den Brennkammerraum anschließenden Lauf und in der Wandung des Brennkammerraums angeordne ter Zündvorrichtung dargestellt. Ein zylindrischer Kör per 10 begrenzt den Brennkammerraum 12. In dem zylin drischen Körper 10 ist ein Regenerativ- bzw. Differen zialkolben 14 axial verschiebbar geführt. Der Differen zialkolben 14 trennt das Innere des zylindrischen Kör pers 10 in den Brennkammerraum 12 und in den Laderaum 16. Im Laderaum 16 ist Flüssigtreibstoff gespeichert, der über eine Leitung 18 zugeführt wird. Die zugeführte Menge kann durch ein Ventil 20 in der Leitung 18 ge steuert werden. Der Flüssigtreibstoff wird aus einem Reservoir-Behälter 22 über eine Pumpe 24 gefördert.In Fig. 1, the combustion chamber with the loading space for the liquid fuel in a so-called Regenera tivwaffe with adjoining the combustion chamber barrel and in the wall of the combustion chamber are arranged arranged ignition device. A cylindrical body per 10 delimits the combustion chamber space 12 . In the cylin drical body 10 , a regenerative or Differen zialkolben 14 is guided axially. The Differen zialkolben 14 separates the interior of the cylindrical Kör pers 10 in the combustion chamber space 12 and in the cargo space 16th Liquid fuel is stored in the loading space 16 and is supplied via a line 18 . The amount supplied can be controlled by a valve 20 in line 18 ge. The liquid fuel is conveyed from a reservoir container 22 via a pump 24 .

An dem dem Kolben 14 gegenüberliegenden Ende des Brenn kammerraums 12 beginnt der Lauf 26 der Waffe, der durch ein mit dem zylindrischen Körper 10 verbundenes Rohr 28 definiert ist. Im Bereich des dem Brennkammerraum 12 zugewandten Endes des Laufs 26 befindet sich in diesem ein Projektil 30, das den Lauf 26 gegenüber dem Brenn kammerraum 12 verschließt. Die Zündvorrichtung 32 zum Zünden von in den Brennkammerraum 12 eindringendem Flüssigtreibstoff befindet sich in dem zylindrischen Körper 10, mit dem sie verschraubt ist. Die Zündvor richtung 32 ist im wesentlichen radial zum Brennkammer raum 12 gerichtet. Die Zündvorrichtung 32 weist einen Verbrennungsraum 34 auf, der über eine Öffnung 36 mit dem Brennkammerraum 12 verbunden ist. Auch dem Verbren nungsraum 34 wird Flüssigtreibstoff aus dem Reservoirbehälter 22 über die Pumpe 24 zugeführt. Zu diesem Zweck zweigt - in Förderrichtung betrachtet - hinter der Pumpe 24 eine Leitung 38 mit Steuerventil 40 ab, die in dem Verbrennungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 endet.At the piston 14 opposite end of the combustion chamber space 12 , the barrel 26 of the weapon begins, which is defined by a tube 28 connected to the cylindrical body 10 . In the region of the combustor chamber 12 facing end of the barrel 26 is in that a projectile 30 which closes the passage 26 from the combustion chamber space 12th The ignition device 32 for igniting liquid fuel entering the combustion chamber space 12 is located in the cylindrical body 10 to which it is screwed. The Zündvor direction 32 is directed essentially radially to the combustion chamber 12 . The ignition device 32 has a combustion chamber 34 , which is connected to the combustion chamber chamber 12 via an opening 36 . The combustion chamber 34 is also supplied with liquid fuel from the reservoir container 22 via the pump 24 . For this purpose, viewed in the direction of delivery, a line 38 branches off behind the pump 24 with a control valve 40 , which ends in the combustion chamber 34 of the ignition device 32 .

In Fig. 1 ist das Leitungssystem zum Zuführen des Flüs sigtreibstoffs sowohl zum Laderaum 16 als auch zum Ver brennungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 lediglich schematisch angedeutet.In Fig. 1, the piping system for supplying the liquid fuel is only indicated schematically both to the cargo space 16 and to the combustion chamber 34 of the ignition device 32 .

Nachfolgend soll kurz die Funktionsweise der in Fig. 1 teilweise dargestellten Regenerativwaffe beschrieben werden. In Fig. 1 ist der Kolben 14 in seiner am wei testen in Richtung auf den Brennkammerraum 12 vorge schobenen Position dargestellt; diese Position nimmt der Kolben 14 vor der Zündung des Flüssigtreibstoffs ein. Zunächst wird die kleine Menge an Flüssigtreib stoff in dem Verbrennungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 gezündet. Dieser Zündvorgang erfolgt "elektrochemisch", indem der Flüssigtreibstoff im Verbrennungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 einem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Dieses elektrische Feld wird durch die in Fig. 1 lediglich schematisch angezeigten Elektroden 42 und 44 erzeugt. Die Gestaltung des Verbrennungsraums 34 bzw. der beiden Elektroden 42, 44 wird weiter unten anhand der Fig. 2 und 3 noch näher erläutert. Sobald der Flüssigtreibstoff im Verbrennungsraum 34 der Zündvor richtung 32 gezündet worden ist, verbrennt er, wobei die Verbrennungsgase über die Austrittsöffnung 36 in den angrenzenden Brennkammerraum 12 austreten. Mit dem Eintritt der Verbrennungsgase in den Brennkammerraum 12 steigt in diesem der Innendruck an, mit der Folge, daß der Kolben 14 - bei Betrachtung von Fig. 1 - nach links verschoben wird. Dabei wird über axiale Kanäle 46 im Umfangsrandbereich des Kolbens 14 Flüssigtreibstoff aus dem Laderaum 16 in den Brennkammerraum 12 eingespritzt. Der auf diese Weise in den Brennkammerraum 12 eindrin gende Flüssigtreibstoff zündet dort; denn durch die heißen Verbrennungsgase im Brennkammerraum 12, die bei Verbrennung des Flüssigtreibstoffs im Verbrennungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 entstanden sind, ist die Tem peratur im Brennkammerraum 12 größer als die Selbstzün dungstemperatur des Flüssigtreibstoffs. Durch die Ver brennung des eingespritzten Flüssigtreibstoffs steigen der Druck und die Temperatur im Brennkammerraum 12 weiter an, mit der Folge, daß beim weiteren Zurück schieben des Kolbens 14 immer mehr Flüssigtreibstoff in den Brennkammerraum 12 eintritt. Schließlich ist der Druck im Brennkammerraum 12 so weit angestiegen, daß das in dem Lauf 26 befindliche Projektil 30 vorbewegt wird und nach Durchlaufen des Rohres 28 den Lauf 26 verläßt. Im Anschluß daran wird der Kolben 14 automatisch von einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Antriebsvorrich tung vorbewegt, bis er seine in Fig. 1 dargestellte Position wieder erreicht hat. Anschließend werden durch Ansteuerung der Ventile 20 und 40 der Laderaum 16 und der Verbrennungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 mit Flüssigtreibstoff aus dem Behälter 22 gefüllt. Parallel dazu wird ein neues Projektil 30 in den Lauf 26 einge bracht, so daß die Regenerativwaffe wieder schußbereit ist.The mode of operation of the regenerative weapon partially shown in FIG. 1 will be briefly described below. In Fig. 1, the piston 14 is shown in its white test in the direction of the combustion chamber 12 pre-pushed position; piston 14 assumes this position before the ignition of the liquid fuel. First, the small amount of liquid fuel is ignited in the combustion chamber 34 of the igniter 32 . This ignition process takes place “electrochemically” in that the liquid fuel in the combustion chamber 34 of the ignition device 32 is exposed to an electrical field. This electric field is generated by electrodes 42 and 44, which are only shown schematically in FIG. 1. The design of the combustion chamber 34 or of the two electrodes 42 , 44 is explained in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3. As soon as the liquid fuel in the combustion chamber 34 of the Zündvor device 32 has been ignited, it burns, the combustion gases emerging through the outlet opening 36 in the adjacent combustion chamber chamber 12 . With the entry of the combustion gases into the combustion chamber space 12 , the internal pressure rises therein, with the result that the piston 14 is shifted to the left when looking at FIG. 1. Liquid fuel is injected from the loading space 16 into the combustion chamber space 12 via axial channels 46 in the peripheral edge region of the piston 14 . The eindrin constricting liquid fuel in this manner in the combustion chamber space 12 fires there; because of the hot combustion gases in the combustion chamber 12 , which are formed when the liquid fuel is burned in the combustion chamber 34 of the ignition device 32 , the temperature in the combustion chamber 12 is greater than the auto-ignition temperature of the liquid fuel. Due to the combustion of the injected liquid fuel, the pressure and the temperature in the combustion chamber space 12 continue to rise, with the result that as the piston 14 is pushed back, more and more liquid fuel enters the combustion chamber space 12 . Finally, the pressure in the combustion chamber space 12 has risen so much that the projectile 30 located in the barrel 26 is moved forward and leaves the barrel 26 after passing through the tube 28 . Subsequently, the piston 14 is automatically advanced by a (not shown in Fig. 1) Antriebsvorrich device until it has reached its position shown in Fig. 1 again. Then, by actuating the valves 20 and 40, the loading space 16 and the combustion space 34 of the ignition device 32 are filled with liquid fuel from the container 22 . In parallel, a new projectile 30 is brought into barrel 26 so that the regenerative weapon is ready to fire again.

Der genauere Aufbau der Anzündvorrichtung 32 ergibt sich aus dem Längsschnitt gemäß Fig. 2. Die Anzündvor richtung 32 weist ein Halterungsteil 48 auf, das die Wandung des zylindrischen Körpers 10 radial durchdringt und mit dem zylindrischen Körper 10 verschraubt ist. Das Halterungsteil 48 weist eine Durchgangsöffnung auf, die sich zum Brennkammerraum 12 hin kegelstumpfartig verjüngt. In das Halterungsteil 48 eingesetzt ist die Elektrode 44, die eine der Durchgangsöffnung angepaßte kegelstumpfartige Außenkontur aufweist. An dem dem Brennkammerraum 12 abgewandten Ende der Elektrode 44 liegt an dieser ein Materialblock 50 aus Isolations material (nachfolgend Isolator 50 genannt) an. Die an einander anliegenden Stirnflächen der Elektrode 44 und des Isolators 50 sind durch einen Dichtungsring 52 gegeneinander abgedichtet. Durch eine koaxial zur Aus trittsöffnung 36 der ersten Elektrode 44 verlaufende Durchgangsbohrung des Isolators 50 hindurch erstreckt sich die zweite Elektrode 42. Die zweite Elektrode 42 ist durch Dichtungsringe 54 gegen den Isolator 50 abge dichtet und weist eine Stabform mit halbkugelförmigem Ende 56 auf.The exact structure of the igniter 32 results from the longitudinal section according to FIG. 2. The An Zündvor direction 32 has a mounting member 48 which penetrates the wall of the cylindrical body 10 radially and is screwed to the cylindrical body 10 . The holding part 48 has a through opening which tapers like a truncated cone towards the combustion chamber space 12 . Inserted into the holding part 48 is the electrode 44 , which has a frustoconical outer contour adapted to the through opening. At the end of the electrode 44 facing away from the combustion chamber space 12, there is a material block 50 of insulation material (hereinafter referred to as insulator 50 ). The abutting end faces of the electrode 44 and the insulator 50 are sealed off from one another by a sealing ring 52 . The second electrode 42 extends through a through-bore of the insulator 50 which extends coaxially to the outlet opening 36 of the first electrode 44 . The second electrode 42 is sealed by sealing rings 54 against the insulator 50 and has a rod shape with a hemispherical end 56 .

An der der Elektrode 44 abgewandten Seite des Isolators 50 liegt eine Scheibe 58 an, die eine zur Elektrode 42 koaxiale Durchgangsbohrung 60 aufweist. Die Scheibe 58 steht allseitig über den Isolator 50 über und stützt sich in ihrem Ringflanschbereich gegen eine Schulter in der Durchgangsbohrung des Halterungsteils 48 ab. Mit der Scheibe 58 verbunden ist ein Führungshohlstab 62, dessen zylindrischer Hohlraum mit der Durchgangsbohrung 60 der Scheibe 58 fluchtet. Ein Haltestab 64 für die Elektrode 42 ist von dem Führungshohlstab 62 aufgenom men. Der Haltestab 64 ist mit dem Führungshohlstab 62 verschraubt; bei Verschraubung des Haltestabes 64 ver schiebt sich dieser axial im Führungshohlstab 62, womit die axiale Position der Elektrode 42 einstellbar ist. Ein im Querschnitt viereckiger Haltering 66 umgibt den Führungshohlstab 62 mit Abstand von außen und ist mit dem Halterungsteil 48 verschraubt. Über diesen Halte ring 66 werden die zuvor beschriebenen Elemente in der Durchgangsbohrung des Halteteils 48 aneinanderliegend gehalten.On the side of the insulator 50 facing away from the electrode 44, there is a disk 58 which has a through bore 60 which is coaxial to the electrode 42 . The disk 58 projects from the insulator 50 on all sides and is supported in its ring flange region against a shoulder in the through bore of the holding part 48 . Connected to the disc 58 is a hollow guide rod 62 , the cylindrical cavity of which is aligned with the through bore 60 of the disc 58 . A holding rod 64 for the electrode 42 is received by the hollow guide rod 62 . The holding rod 64 is screwed to the hollow guide rod 62 ; when the holding rod 64 is screwed together, it moves axially in the hollow guide rod 62 , whereby the axial position of the electrode 42 is adjustable. A retaining ring 66 with a square cross section surrounds the hollow guide rod 62 at a distance from the outside and is screwed to the holding part 48 . About this retaining ring 66 , the elements described above are held against each other in the through hole of the holding member 48 .

Wie in den Figuren zu erkennen ist, wird der Verbren nungsraum 34 der Zündvorrichtung 32 durch die Elektrode 44 und den Isolator 50 begrenzt. Die Elektrode 44 und der Isolator 50 bilden also die Verbrennungsraumkammer bzw. die Wandung 68 des Verbrennungsraums 34. Die Aus trittsöffnung 36 ist dabei in der Elektrode 44 ausge bildet. Zu diesem Zweck ist in die Elektrode 44 eine Bohrung 70 eingebracht, die koaxial zur Elektrode 42 verläuft. An die Bohrung 70 schließt sich ein flaschen halsförmig ausgebildeter Bereich der Elektrode 44 an (s. Fig. 2 und 3). Der übrige Bereich der rotations symmetrischen Innenfläche 72 der Elektrode 44 ist para boloid ausgebildet. Die exakte Form der Innenfläche 72 der Elektrode 44 ist durch das Erfordernis bestimmt, daß sich im elektrischen Feld zwischen den beiden Elek troden 42, 44 auf der halbkugelförmigen Oberfläche 74 des freien in den Verbrennungsraum 34 hineinragenden Endes 56 der Elektrode 42 ein Bereich höchster Feld energiedichte bilden soll. Diesem Erfordernis wird zum einen durch die Formgebung der Innenfläche 72 der Elek trode 44 und zum anderen durch die Positionierung der Elektrode 42 relativ zur Elektrode 44 Genüge geleistet. Entscheidend für den in Fig. 3 eingezeichneten Verlauf der Feldlinien 76 ist also auch die Lage des Kopfendes 56 der Elektrode 42.As can be seen in the figures, the combustion chamber 34 of the ignition device 32 is limited by the electrode 44 and the insulator 50 . The electrode 44 and the insulator 50 thus form the combustion chamber chamber or the wall 68 of the combustion chamber 34 . From the opening 36 is formed in the electrode 44 out. For this purpose, a bore 70 is made in the electrode 44 , which runs coaxially to the electrode 42 . A bottle-shaped region of the electrode 44 adjoins the bore 70 (see FIGS . 2 and 3). The remaining area of the rotationally symmetrical inner surface 72 of the electrode 44 is formed para boloid. The exact shape of the inner surface 72 of the electrode 44 is determined by the requirement that an area of highest field energy density in the electric field between the two electrodes 42 , 44 on the hemispherical surface 74 of the free end 56 of the electrode 42 protruding into the combustion chamber 34 should form. This requirement is met on the one hand by the shape of the inner surface 72 of the electrode 44 and on the other hand by the positioning of the electrode 42 relative to the electrode 44 . The position of the head end 56 of the electrode 42 is therefore also decisive for the course of the field lines 76 shown in FIG. 3.

Im Halblängsschnitt durch die Wandung 68 des Verbren nungsraums 34 gemäß Fig. 3 ist der Feldlinienverlauf unmittelbar nach Anlegen einer Zündspannung an die Elektroden 42, 44 und vor dem Zünden des Flüssigtreib stoffs im Verbrennungsraum 34 dargestellt. Wie man an hand der erhöhten Feldliniendichte am Kopfende 56 der Elektrode 42 erkennen kann, befindet sich dort der Zündbereich 78 höchster Feldenergie. In diesem Zündbe reich 78 höchster Energiedichte wird dem Flüssigtreib stoff lokal begrenzt die zum Zünden erforderliche Zünd energie aus dem elektrischen Feld zugeführt. Diese Energiezufuhr erfolgt ohne Funkenüberschlag oder Licht bogen. Eine derartige Energieeinleitung und -übertra gung hätte den Nachteil der erosiven Belastung der Elektroden 42, 44. Darüber hinaus würde bei einem Funken oder Lichtbogen die Energieeinleitung bzw. -übertragung lediglich linienförmig entlang einer einzigen Linie, nämlich dem Funken oder Lichtbogen, erfolgen. Damit könnte auch nur linienförmig gezündet werden. Demgegen über wird bei der hier beschriebenen und in den Figuren gezeigten Zündvorrichtung 32 in einem wenn auch lokal begrenzten aber so doch nicht linienförmigen Bereich gezündet. Ursache dafür, daß in dem sich zwischen den beiden Elektroden 42, 44 bildenden elektrischen Feld gezündet wird, ist, daß in dem elektrisch leitenden Flüssigtreibstoff bei Anlegung der Zündspannung ein Strom fließt, der durch die Bewegung von Ionen, d. h. in diesem Fall von unterschiedlich geladenen Massenbe reichen gegeben ist. Der Stromfluß führt zu einer Tem peraturerhöhung infolge ohmscher Erwärmung. Die unter schiedlich geladenen Massenbereiche zersetzen sich zunehmend in molmassenmäßig kleinere Individualitäts träger. Der Stromfluß ist dort am größten, wo die Feld linien am dichtesten sind. Da im Bereich des Kopfendes 56 der in den Verbrennungsraum 34 hineinragenden Elek trode 42 die Feldlinien 76 von der (Außen-)Elektrode 44 zur (Innen-)Elektrode 42 hin konvergieren, ist die Tem peratur des Flüssigtreibstoffs im Bereich des Kopfendes 56 der (Innen-)Elektrode 42 am größten und liegt ober halb der Selbstzündungstemperatur des Flüssigtreib stoffs.In the longitudinal section through the wall 68 of the combustion chamber 34 according to FIG. 3, the field line course is shown immediately after applying an ignition voltage to the electrodes 42 , 44 and before igniting the liquid fuel in the combustion chamber 34 . As can be seen from the increased field line density at the head end 56 of the electrode 42 , the ignition area 78 of the highest field energy is located there. In this ignition region 78 of the highest energy density, the liquid fuel is supplied with the ignition energy required for ignition from the electric field. This energy is supplied without arcing or arcing. Such energy introduction and transmission would have the disadvantage of the erosive load on the electrodes 42 , 44 . In addition, in the case of a spark or arc, the energy input or transmission would only take place in a line along a single line, namely the spark or arc. It could only be ignited in a line. In contrast, the ignition device 32 described here and shown in the figures ignites in a region that is albeit locally limited but not linear. The reason for the ignition in the electric field forming between the two electrodes 42 , 44 is that a current flows in the electrically conductive liquid fuel when the ignition voltage is applied, which current is caused by the movement of ions, ie in this case of differently charged ones Mass ranges are given. The current flow leads to an increase in temperature due to ohmic heating. The differently loaded mass ranges are increasingly decomposing into smaller individuality carriers in terms of molar mass. The current flow is greatest where the field lines are closest. Since in the area of the head end 56 of the electrode 42 protruding into the combustion space 34, the field lines 76 converge from the (outer) electrode 44 to the (inner) electrode 42 , the temperature of the liquid fuel in the area of the head end 56 is the (inside -) Electrode 42 largest and is above half the auto-ignition temperature of the liquid fuel.

Vorteilhafterweise entsteht lediglich ein Bereich, in dem der Flüssigtreibstoff gezündet wird. Bei Zündung in mehreren Bereichen könnte die Verbrennung ausgelöscht werden, was dazu führen kann, daß im Brennkammerraum 12 der Regenerativwaffe nicht der sich selbst-unterhal tende Verbrennungsprozeß des in dem Laderaum 16 befind lichen Flüssigtreibstoffs eingeleitet wird.Advantageously, only one area arises in which the liquid fuel is ignited. With ignition in several areas, the combustion could be extinguished, which can lead to the fact that the self-maintaining combustion process of the liquid fuel located in the loading space 16 is not initiated in the combustion chamber space 12 of the regenerative weapon.

Neben der Ausbildung des elektrischen Feldes ist die Anordnung der (Innen-)Elektrode 42 auch bezüglich der Verdämmung entscheidend. Der Anteil des Flüssigtreib stoffs oberhalb des Kopfendes 56 der Elektrode 42 trägt zur Verdämmung bei; die flaschenhalsartige Ausbildung des Verbrennungsraums 34 im Bereich der Austrittsöff nung 36 trägt zu einer "geometrischen" Komponente der Verdämmung bei.In addition to the formation of the electrical field, the arrangement of the (inner) electrode 42 is also decisive with regard to the insulation. The proportion of the liquid fuel above the head end 56 of the electrode 42 contributes to the insulation; the bottle neck-like design of the combustion chamber 34 in the region of the outlet opening 36 contributes to a "geometric" component of the insulation.

Claims

1. Ignition device for igniting a charge material which releases gases when it burns, in particular for igniting the projectile propellant charge of a weapon

- a combustion chamber ( 34 ) for burning an ignition charge, which consists of an electrically conductive liquid fuel,
- A leading into the combustion chamber to guide line ( 38 ) for liquid fuel,
- An outlet opening ( 36 ) for the exit of combustion gases formed in the combustion chamber ( 34 ) during combustion for igniting the charge material and
a first and a second electrode ( 42 , 44 ), which are designed and / or arranged relative to one another,
- That when an electrical voltage is applied to the two electrodes ( 42 , 44 ) between them an electric field is formed which has an ignition area ( 78 ) of the highest field energy density for igniting the liquid fuel in the combustion chamber ( 34 ).

2. Ignition device according to claim 1, characterized in that the ignition area ( 78 ) is arranged relative to the outlet opening ( 36 ) such that when the combustion chamber ( 34 ) is filled with liquid fuel, the mass of the between the outlet opening ( 36 ) and the ignition area ( 78 ) liquid fuel ensures adequate insulation.

3. Ignition device according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet opening ( 36 ) is designed in the manner of a nozzle.

4. Ignition device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the combustion chamber ( 34 ) in the region of the outlet opening ( 36 ) is designed to taper towards the outlet opening ( 36 ) in the manner of a bottle neck.

5. Ignition device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the combustion chamber ( 34 ) forming the wall ( 68 ) has a first electrode portion ( 44 ) forming the first wall section and that in the combustion chamber ( 34 ) opposite the Insulated second electrode ( 42 ) protrudes into the first wall section.

6. Ignition device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the combustion chamber ( 34 ) delimiting wall ( 68 ) forming a first electrode ( 44 ) first wall section made of electrically conductive material and a second wall section ( 50 ) from one Has insulation material.

7. Ignition device according to claim 5 and 6, characterized in that the second electrode ( 42 ) is held by the second wall section ( 50 ).

8. Ignition device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inner surface ( 72 ) of the combustion chamber ( 34 ) delimiting the first wall section has a cylindrical surface section.

9. Ignition device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inner surface ( 72 ) of the combustion chamber ( 34 ) delimiting the first wall section has a conical surface section.

10. Ignition device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inner surface ( 72 ) of the combustion chamber ( 34 ) delimiting the first wall section has a spherical surface section.

11. Ignition device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inner surface ( 72 ) of the combustion chamber ( 34 ) delimiting the first wall section has a paraboloid surface section.

12. Ignition device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inner surface ( 72 ) of the combustion chamber ( 34 ) delimiting the first wall section has an ellipsoidal surface section.

13. Ignition device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inner surface ( 72 ) of the combustion chamber ( 34 ) delimiting the first wall section has a surface area which consists of individual angularly arranged flat inclined surface sections.

14. Ignition device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the second electrode ( 42 ) is rod-shaped with a hemispherical formed in the combustion chamber ( 34 ) protruding end ( 56 ) and that the specially designed surface section of the first wall section is rotationally symmetrical extends to the first electrode ( 44 ) and / or to the longitudinal axis thereof.

15. Ignition device according to claim 14, characterized in that the first wall section has a bottle neck-like region which connects to the specially designed surface section of the first wall section and forms the outlet opening ( 36 ) which is coaxial to the longitudinal axis of the second electrode ( 42 ) is arranged.

16. Ignition device according to one of claims 5 to 15, characterized in that the outlet opening ( 36 ) facing away from the end of the first wall section below the end in the combustion chamber ( 34 ) end ( 56 ) of the second electrode ( 42 ) between this and the second wall section ( 50 ) holding the second electrode ( 42 ) is arranged.

17. Ignition device according to one of claims 5 to 16, characterized in that the ignition region ( 78 ) of the electric field is arranged approximately in the region of the center of gravity of the amount of liquid fuel filling the combustion chamber ( 34 ).

18. Ignition device according to one of claims 5 to 16, characterized in that the ignition region ( 78 ) of the electric field in the region of the outlet opening ( 36 ) facing away from the lower geometric third of the combustion chamber ( 34 ).

19. Ignition device according to one of claims 5 to 18, characterized in that the ignition region ( 78 ) of the electric field is arranged around the end ( 56 ) of the second electrode ( 42 ) projecting into the combustion chamber ( 34 ).

20. Ignition device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the free end ( 56 ) of the second electrode ( 42 ) is approximately in the region of the center of mass of the combustion chamber ( 34 ) filling liquid fuel quantity angeord net.

21. Ignition device according to one of claims 5 to 20, characterized in that the second electrode ( 42 ) is mounted longitudinally displaceably on the second wall section.

22. Ignition device according to one of claims 1 to 21, characterized in that for igniting the combustion chamber ( 34 ) filling liquid fuel between the electrodes ( 42 , 44 ) an ignition voltage pulse in the millisecond range and with a duration in the kV Range lying ignition voltage can be applied.

23. Ignition device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the surface roughness of the electrodes ( 42 , 44 ) is in the micrometer range.