DE60130109T2

DE60130109T2 - Mit einem magnetfühler ausgestattete vorrichtung zum sichern und schärfen

Info

Publication number: DE60130109T2
Application number: DE60130109T
Authority: DE
Inventors: Kenneth D. Apple Valley CEOLA
Original assignee: Alliant Techsystems Inc
Current assignee: Northrop Grumman Innovation Systems LLC
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2021-03-31
Also published as: CA2404462A1; KR20030009411A; ATE371162T1; WO2001073371A9; NO20024659D0; DE60130109D1; WO2001073371A3; JP2003534513A; US7004072B1; EP1272809B1; JP3737758B2; WO2001073371A2; NO20024659L; AU2001272897A1; EP1272809A2; ZA200207815B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Sicherheits- und Scharfstellvorrichtungen zur Verwendung mit Zündern, und insbesondere einen magnetischen Sensor, welcher Mündungsaustritt, Spin-Rate und Umdrehungszahlen wahrnimmt.
Eine Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung ist ein erforderliches Element für eine Munition, um sicherzustellen, dass die Munition nicht entschärft ist und vor dem gewünschten Zeitpunkt detoniert. Die Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung (S & A) ist Teil eines Munitionszünders und verhindert Scharfstellen des Zünders, bis bestimmte Bedingungen erfüllt sind.
MIL-STD-1316 benötigt zwei gleiche Umgebungen oder Ereignisse zum Scharfstellen des Zünders. Die erste verwendete Umgebung für Geschützfeuermunitionszünder ist üblicherweise Rückschlag. Rückschlagbeschleunigung von Geschützfeuermunitionen ist aufgrund ihres großen Ausschlages eine leicht mechanisch wahrzunehmende Umgebung. Zündungsenergie ist regelmäßig bei Rückschlag nicht verfügbar, was einen mechanischen Umgebungssensor nötig macht. Effektiv mechanisch wahrgenommene zweite Umgebungen sind deutlich schwieriger, da Set Forward und Spin zum Beispiel relativ klein sein können, schwierig mechanisch wahrzunehmen und nicht ausreichend einmalig für Geschützfeuer, um eine adäquate Sicherheit bereitzustellen. Eine zweite elektrisch wahrgenommene Umgebung, wie Timing, Verlassen des Geschützrohres oder Zählen der Umdrehungen, kann verwendet werden, um die Sicherheit zu verbessern und MIL-STD-1316 zu erfüllen.
Ein Steuersystem umfassend eine Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung für ein Projektil, einschließend eine Raketenkette, in welcher eine Reihe von Schaltern 1-4 eine Systemausgabeantwort verfügbar macht, ist in GB 2141529 offenbart.
Es existieren viele verschiedene Rückschlagbestimmungsvorrichtungen, wie US 5693906 mit dem Titel „Electro-Mechanical Safety And Arming Device", der diese Anmeldung im Allgemeinen zu verdanken ist. Mündungsaustrittsbestimmung und Zählen von Umdrehungen wird ebenso bereitgestellt in vielen Stand-der-Technik-Vorrichtungen, wie US 5497704 mit dem Titel „Multifunctional Magnetic Fuze", der ebenso im Allgemeinen diese Anmeldung zu verdankten ist.
Es besteht immer eine Notwendigkeit, die Sicherheits- und Scharfstellvorrichtungen jeder Vorrichtung, die einen Zünder verwendet, so sicher wie nur möglich zu machen.
Dieses Ziel wird erreicht entsprechend der vorliegenden Erfindung durch eine Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung wie in Anspruch 1 definiert und ein Verfahren zum Sichern und Scharfstellen eines Projektils wie in Anspruch 10 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bietet eine sichere Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung, welche einen magnetischen Sensor verwendet, um eines oder mehrere Ereignisse zu bestimmen, wie Mündungsaustritt, Spin-Rate und Umdrehungszahlen, und versichert zusätzlich, dass die bestimmten Ereignisse in der korrekten Reihenfolge und in der erwarteten Zeit auftreten. Die Daten des magnetischen Sensors können mit anderen Ereignissen kombiniert werden, wie Rückschlag, um die Sicherheit von Gewehrfeuerzündersystemen wesentlich zu erhöhen.
Diese und andere Vorteile und Eigenschaften, welche die Erfindung kennzeichnen, sind besonders herausgestellt in den hier beigefügten Ansprüchen und bilden einen Teil davon. Jedoch sollte für ein besseres Verständnis der Erfindung, ihrer Vorteile und der durch ihre Verwendung erreichten Ziele Bezug genommen werden zu den Zeichnungen, welche ein weiterer Teil hiervon sind, und das begleitende beschreibende Material, welches hier als eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Mit Bezug zu den Zeichnungen, in denen gleiche Referenznummern gleiche Teile durch die vielen Ansichten darstellen:
ist 1 ein Blockdiagramm der Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Während diese Erfindung in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, sind hier nur besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Diese Beschreibung ist ein Beispiel der Prinzipien der Erfindung und ist nicht gedacht, um die Erfindung auf die bestimmten gezeigten Ausführungsformen zu beschränken.
Die Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung ist generell mit 10 in 1 gezeigt und schließt einen magnetischen Sensor 12 ein, einen Rückschlagschalter 14, eine Timing-Vorrichtung 16, einen Mündungsaustrittsignal verarbeitenden Block 18, einen Spin-Rate-Signal verarbeitenden Block 20 und einen Umdrehungszählsignal verarbeitenden Block 22. Der Timer wird mit dem Auftreten von Rückschlag gestartet, welcher bestimmt werden kann durch jede bekannte Rückschlagbestim mungsvorrichtung, obwohl die Vorrichtung aus US 5693906 bevorzugt ist. In Fällen, in denen Leistung beim Rückschlag nicht verfügbar ist (d.h. die Batterie wird durch Rückschlag aktiviert), kann ein Batterieanstieg zu einem bestimmten Wert als die Rückschlagzeitmarkierung angenommen werden. Der Timer wird sowohl zu dem Mündungsaustritt als auch zu den Spin-Raten-Signal verarbeitenden Blöcken 18 und 20 ausgegeben. Der Mündungsaustrittsignal verarbeitende Block gibt eine „1" zu dem AND-Gate 26 aus, nur wenn der Mündungsaustritt innerhalb eines vorher festgelegten Zeitfensters wahrgenommen wird, aufgrund des Timers 16, welcher nur durch Rückschlag gestartet wird. Mündungsaustritt wird bestimmt in Übereinstimmung mit den Lehren aus US 5497704 durch Wahrnehmung der magnetisch induzierten Signatur des Projektils, wenn es die eisenhaltige Beschränkung des Geschützrohres verlässt und das Erdmagnetfeld betritt. Wenn die Mündungsaustrittsignatur nicht innerhalb des erwarteten Fensters wahrgenommen wird, wird ein „1"-Signal zu dem OR-Gate 24 zu einem Blindgänger führen.
Die Ausgabe des Spin-Raten-Signal verarbeitenden Blocks 22 wird eingegeben in sowohl ein Blindgänger-OR-Gate 24 als auch in ein AND-Gate 26. Der Spin-Raten-Signalverarbeitungsblock gibt eine „1" aus zu dem AND-Gate 26, nur wenn die Spin-Rate aufgrund des Timers 16 zwischen einer vorher festgelegten minimalen und maximalen Spin-Rate innerhalb eines vorher festgelegten Zeitfensters liegt. Wenn die Spin-Raten-Signatur nicht innerhalb des erwarteten Fensters wahrgenommen wird, führt ein „1"-Signal zu dem OR-Gate 24 zu einem Blindgänger. Sowohl der Mündungsaustritt als auch das Spin-Signal müssen innerhalb des erwarteten Zeitfensters auftreten, um zu einem Scharfstellen ermöglichenden Signal von dem AND-Gate 26 zu dem AND-Gate 28 zu führen.
Die Ausgabe des Umdrehungszählsignal verarbeitenden Blocks 22 wird ausgegeben zu dem AND-Gate 28 und wird freigegeben oder zu „1" gesetzt, nur nachdem eine vorher festgelegte Umdrehungszahl des Projektils durch den magnetischen Sensor 12 wahrgenommen wird. Nur wenn sowohl die Ausgabe von 26 und die Umdrehungszahl 22 „1" sind, wird das Scharfsignal auf „1" gesetzt, um zu verursachen, dass der Zünder scharf gestellt wird, aber nur, wenn das Blindgängersignal „0" ist.
Ohne besondere Detaillierung wird verstanden werden, dass verschiedene elektronische funktionelle Blöcke richtig verbunden sind zu geeigneter Ausrichtung und Bezug bereitgestellt ist, um in ihrer gewünschten Art zu arbeiten. Es sollte ebenso verstanden werden, dass die hier beschriebene Verarbeitung gut bekannte Technologien verwendet. Weiterhin können jede Schaltungskonfigurationen und Anwendungen davon, die anders sind als hier beschrieben, innerhalb des Geists und der Absicht dieser Erfindung gestaltet werden.
Die obigen Beispiele und Beschreibungen sind gedacht, um illustrativ und nicht ausschließend zu sein. Diese Beispiele und Beschreibung werden einem Fachmann viele Variationen und Alternativen vorschlagen. All diese Alternativen und Variationen sollen innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche liegen. Diese Fachleute werden andere Äquivalente zu den spezifischen hierin beschriebenen Ausführungsformen erkennen, welche ebenso durch die hier angefügten Ansprüche umschlossen sein sollen.

Claims

Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung (10) zur Verwendung mit einem Projektil und zum Scharfstellen eines Zünders, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst eine magnetische Sensorvorrichtung (12) zur Bestimmung des Eintretens von zumindest zweien der Ereignisse, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mündungsaustritt, einer vorher festgelegten Spin-Rate und einer vorher festgelegten Anzahl von Umdrehungen, und einen Timer (16), wobei die magnetische Sensorvorrichtung (12) programmiert ist zum Scharfstellen des Zünders nur, wenn die zumindest zwei Ereignisse in einer vorher festgelegten Reihenfolge in einem vorher festgelegten Zeitfenster auftreten.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei Ereignisse Mündungsaustritt, Spin-Rate und Umdrehungen in einem vorher festgelegten Zeitfenster sind.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei Ereignisse Mündungsaustritt und eine vorher festgelegte Anzahl von Umdrehungen sind.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei Ereignisse eine vorher festgelegte Spin-Rate und eine vorher festgelegte Anzahl von Umdrehungen sind.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 1, worin zumindest zwei Ereignisse Mündungsaustritt, eine vorher festgelegte Spin-Rate und eine vorher festgelegte Anzahl von Umdrehungen sind.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin einschließend einen Rückschlagsensor und worin der Zünder nur scharfgestellt ist, wenn Rückschlag auftritt und die zumindest zwei Ereignisse in einer vorher festgelegten Reihenfolge auftreten.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 6, worin der Zünder nur scharfgestellt ist, wenn Mündungsaustritt auftritt innerhalb eines vorher festgelegten Zeitfensters nach Auftreten des Rückschlags.
Sicherheits- und Scharfstellvorrichtung nach Anspruch 1, worin der Zünder nur scharfgestellt ist, wenn die Spin-Rate zwischen einer vorher festgelegten Minimal- und Maximal-Spin-Rate innerhalb eines vorher festgelegten Zeitfensters ist.
Verfahren zum Sichern und Scharfstellen eines Projektils, umfassend den Schritt eines Scharfstellens eines Zünders, gekennzeichnet durch einen weiteren Bestimmungsschritt des Auftretens von zumindest zwei der Ereignisse, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Mündungsaustritt, einer vorher festgelegten Spin-Rate und einer vorher festgelegten Anzahl von Umdrehungen, wobei der Zünder nur scharfgestellt ist, wenn die zumindest zwei Ereignisse in einer vorher festgelegten Reihenfolge in einem vorher festgelegten Zeitfenster, basierend auf einem Timer (16), auftreten.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin einschließend den Scharfstellschritt des Zünders nur, wenn ein Rückschlagereignis auftritt.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin einschließend den Scharfstellschritt des Zünders nur, wenn das Mündungsaustrittereignis auftritt innerhalb einer vorher festgelegten Zeit vom Auftreten des Rückschlags an.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin einschließend den Scharfstellschritt des Zünders nur, wenn die Spin-Rate zwischen einer vorher festgelegten Minimal- und Maximal-Spin-Rate liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin einschließend den Scharfstellschritt des Zünders nur, nachdem das Projektil eine vorher festgelegte Anzahl von Umdrehungen durchgeführt hat.