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Die
vorliegende Erfindung betrifft Fliegerbomben, das heißt Bomben,
die von Flugzeugen abgeworfen werden, und insbesondere Fliegerbomben zum
Eindringen in harte Ziele.
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Eine
Bombe umfasst üblicherweise
ein hartes Gehäuse,
das einen inneren Hohlraum zum Aufnehmen eines explosiven Materials
aufweist. Die physikalischen Eigenschaften der Bombe, umfassend
das Gewicht, den Schwerpunkt, die Trägheitsmomente und die aerodynamische
Form beeinflussen alle die Freifall-Reaktion der Bombe, unabhängig davon,
ob die Bombe eine Leiteinheit umfasst.
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Bomben,
die von Flugzeugen abgeworfen werden, inklusive geleitete oder ungeleitete
Freifall-Bomben, Gleitbomben und angetriebene Bomben müssen rigorose
Feldtests bestehen, die das sichere Freigeben von einem Einsatzflugzeug
und die Treffgenauigkeit auf das Ziel umfassen. Diese Tests müssen für jeden
Flugzeugtyp durchgeführt
werden, der die Bombe tragen wird. Die Entwicklung neuer Waffen
unterliegt daher erheblichen Verzögerungen und Kosten, bis eine
Waffe für
den Gebrauch zugelassen ist.
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Die
Fähigkeit
einer Bombe oder eines anderen Projektils, in ein Ziel einzudringen,
ist proportional zu der Masse und der Aufprallgeschwindigkeit des Projektils
und umgekehrt proportional zu der Querschnittsfläche der Bombe. Das heißt, je größer die
kinetische Energie und je kleiner die Querschnittsfläche, desto
besser die Eindringung, die erwartet werden kann. Die Anpassung
einer existierenden Bombe für
eine bessere Eindringung, indem der äußere Durchmesser der Bombe
reduziert wird, kann allerdings auch Veränderungen in den Masseneigenschaften
wie Gewicht, Schwerpunkt, Trägheitsmoment,
und in den aerodynamischen Eigenschaften zur Folge haben, die alle
die Flugcharakteristiken der Bombe beeinflussen können.
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Diese
Veränderungen
machen es ferner notwendig, dass die angepasste Bombe für den Gebrauch
zugelassen werden muss.
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US-A-5
656 792 offenbart ein ballistisches Artilleriemunitionsprojektil
für Angriffe
auf Bunker, Unterstände,
Luftschutzbunker oder ähnliches.
Die aus der US-A-5 656 792 bekannte Artilleriemunition umfasst einen
Eindringkörper,
der von einer Ummantelung umgeben ist. Der Eindringkörper weist
einen Bugabschnitt, der in einem Spitzbogen geformt ist, und einen
langen zentralen zylindrischen Körper
auf. Die umgebende Ummantelung umfasst einen Bugkonus, der in einem
Spitzbogen geformt und mit dem fast zylindrischen Mantel verbunden
ist. Das vordere Ende des Bugkonus trägt einen Näherungszünder.
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Um
die Schießtabellen
von bereits bekannter Artilleriemunition zu benutzen, entsprechen
der äußere Umriss
und die Masse des ummantelten Projektils entsprechenden Werten von
bekannten Projektilen. Das ummantelte Projektil mit dem Eindringkörper darin
ist eingerichtet, zu derzeit eingesetzter Munition ballistisch äquivalent
zu sein.
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Allerdings
sind Fliegerbomben und Artilleriemunition nicht vergleichbar, da
die Artilleriemunition aus einer Artillerie-Schießeinrichtung
abgeschossen wird und einer ballistischen Flugbahn auf ein Ziel
zu folgt. Eine Fliegerbombe wird dagegen von einem Einsatzflugzeug
abgeworfen und kann auf ihrem Weg zum Ziel geleitet sein, so dass
ihre Flugbahn nicht rein ballistisch ist. Wie oben dargelegt, erfordert die
Zulassung einer Fliegerbombe zum Gebrauch langwierige und kostenintensive
Tests.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fliegerbombe
bereitzustellen, die die Schwierigkeit der Zulassung überwindet.
Diese Aufgabe wird durch eine Fliegerbombe gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Insbesondere
stellt die vorliegende Erfindung eine Bombe bereit, die einen verbesserten
eindringenden Sprengkopf aufweist, das heißt einen Spreng kopf, der tiefer
in ein geschütztes
Ziel eindringt. Die Bombe ist bevorzugt in ihren aerodynamischen
und Masseneigenschaften im Wesentlichen identisch mit einer zugelassenen
Bombe. Demzufolge kann eine Bombe gemäß der vorliegenden Erfindung
einfach durch die Ähnlichkeit
in der Funktion mit einer existierenden Bombe für Gebrauch auf einem Flugzeug
zugelassen werden. Zusätzlich
kann, wenn gewünscht,
die Bombe gemäß der Erfindung
existierende Leiteinheiten, die für die zugelassene Bombe erhältlich sind,
benutzen.
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Um
langwierige und kostenintensive Verzögerungen, die zur Zulassung
einer neuen Bombe erforderlich sind, zu vermeiden, stellt eine weitere
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung eine Bombe bereit, die die die Zulassung beeinflussenden Freifall-Eigenschaften
einer existierenden Bombe emuliert, während sie gleichzeitig einen
Sprengkopf mit der gewünschten
verbesserten Eindringfähigkeit bereitstellt.
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Erfindungsgemäß ist der
Sprengkopf ein Eindringkörper,
der durch eine verglichen mit der existierenden zugelassenen Bombe
kleinere Querschnittsfläche
für eine
verbesserte Eindringung in das Ziel geformt ist. Eine aerodynamische
Ummantelung, die um den Sprengkopf montiert ist, emuliert die Form der
zugelassenen Bombe und vorzugsweise sind das Gewicht, der Schwerpunkt
und die Trägheitsmomente
der Bombe (des Eindringkörpers
und der Ummantelung) den Eigenschaften der existierenden Bombe eng
angenähert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen besser verständlich,
bei denen:
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1 eine Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Bombe
ist;
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2 eine Seiten-Querschnittsansicht
eines Eindringkörpers
der Bombe aus 1 ist;
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3 eine perspektivische Explosionsansicht
der Bombe aus 1 ist,
die die verschiedenen Komponenten der Ummantelungs-Anordnung und des
Eindringkörpers
erläutert;
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4 eine Seitenansicht einer
Bombe mit daran angebrachter Leit-Baugruppe ist;
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5 eine Querschnittsansicht
eines Bugabschnitts des ummantelten Sprengkopfs ist, die die Befestigungsstruktur
für eine
Bug-Leiteinheit zeigt;
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6 eine Querschnittsansicht
einer vorderen Klemme der Ummantelung ist; und
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7 eine Querschnittsansicht
eines Hecks der Ummantelung ist, der eine Montagestruktur für eine Heckflosseneinheit
zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 ist eine Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen ummantelten
Bombe 20. Die Bombe 20 umfasst einen Eindringkörper 24 oder
Sprengkopf (in 2 gezeigt)
und eine Ummantelung 40, die so geformt ist, dass sie die
aerodynamische Form einer existierenden, zugelassenen Bombe emuliert.
In der beispielhaften Ausführungsform
ist die Bombe 20 so geformt, dass sie die BLU-109/B Bombe
emuliert, d. h. die äußere Form
der Ummantelung 40 ist im Wesentlichen identisch mit der äußeren Form
des harten Gehäuses
der BLU-109/B. Zusätzlich
sind das Gewicht, der Schwerpunkt, und die Trägheitsmomente der Bombe 20 im
Wesentlichen identisch mit diesen physikalischen Merkmalen der BLU-109/B.
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Die
Bombe 20 weist daher dieselben Freifall- und aerodynamischen
Eigen schalten auf wie die emulierte Bombe und kann daher auf jedem
Flugzeug mitgeführt
werden, für
das die emulierte Bombe zugelassen ist. Ferner kann die Bombe 20 mit
jeder Leit-Baugruppe, die für
die emulierte Bombe geeignet ist, benutzt werden. Die verbesserte
Bombe 20 vermeidet allerdings die langdauernden und kostenintensiven
Flugzulassungstests, weil sie durch die Ähnlichkeit mit der zugelassenen
Bombe zugelassen wird. Die Erfindung stellt daher eine Fliegerbombe bereit,
die die Funktion einer existierenden Bombe verbessert, aber die
für den
Gebrauch durch Emulation der Betriebs- und Luftfortbewegungs-Merkmale der
existierenden Bombe zugelassen ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die Emulation einer bestimmten zugelassenen
Bombe wie der BLU-109/B, die hier als Beispiel genutzt wird, beschränkt, sondern,
wie dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung ersichtlich wird,
die Erfindung kann auch auf Verbesserungen an anderen existierenden
Bomben gerichtet sein.
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Der
Eindringkörper 24 ist
in der erläuternden Ausführungsform
für eine
verbesserte Ziel-Eindringfähigkeit
eingerichtet. Der Eindringkörper 24 umfasst ein
Gehäuse,
das aus einem harten, dichten Material wie Stahl, Wolfram oder abgereichertem
Uran gebildet ist. Der Eindringkörper 24 ist
schmaler als das Gehäuse
der emulierten Bombe, um eine kleinere Querschnittsfläche bereitzustellen.
Der Eindringkörper 24 weist
einen inneren Hohlraum 26 auf, der einen Explosivstoff
enthalten kann. Der Raum 26 öffnet sich am Heckende des
Körpers 28 und
erstreckt sich auf den Bug 30 zu, wobei ein massiver Bugabschnitt verbleibt.
Ein Schott 32 ist an dem Eindringkörper 24 angebracht,
um die Öffnung
am Heck zu verschließen
und um die Montage eines Zünders,
der den Sprengkopf aktiviert, zu stützen, wie unten weiter beschrieben.
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Im
bereitgestellten Beispiel der BLU-109/B als der zugelassenen Bombe
ist der Eindringkörper 24 schmaler
als eine BLU-109/B, aber weist dickere Wände auf, um das meiste Gewicht
der BLU-109/B zu erhalten. Gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
hat der Eindringkörper
ein Gewicht (mit Sprengladung beladen), das zwischen 80% und 90%
des Gewichts der BLU-109/B
beträgt.
Der verringerte Durchmesser bei ungefähr demselben Gewicht erhöht die Eindringfähigkeit
des Eindringkörpers
verglichen mit der BLU-109/B, indem die kinetische Energie auf eine
kleinere Aufprallfläche
konzentriert wird. Es ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht
auf ein bestimmtes Durchmesser- oder Gewichtsverhältnis verglichen
mit einer emulierten Bombe begrenzt ist. Der Durchmesser und das
Gewicht des Sprengkopfs sollen beispielsweise für die gewünschte Eindring- und Explosionsfunktionalität ausgewählt werden,
innerhalb der Beschränkung,
dass das Gesamtgewicht des Sprengkopfs und der Ummantelung ungefähr gleich
dem der emulierten Waffe sind.
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Der
Eindringkörper 24 ist
am Bugende 30 mit einer Spitzbogenform geformt, die einen
variablen Krümmungsradius
aufweist. Die äußere Form
des Bugendes 30 führt
zu einem zylindrischen Mittelteil 34. Der äußere Durchmesser
des Eindringkörpers 24,
gemessen an der zylindrischen Mittelposition 34, ist 27,2
cm (10,7 inch) verglichen mit einem äußeren Durchmesser der BLU-109/B
von 37,1 cm (14,6 inch) an einem Mittelteil. Die Dicke der Wand 36 des
Eindringkörpers 24,
die die Bohrung 26 umgibt, ist 5,74 cm (2,26 inch).
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3 ist eine Explosionsansicht
der Ummantelung 40 und des Eindringkörpers 24. Die Ummantelung 40 umfasst
eine vordere Klemme 42 und eine hintere Klemme 44,
die am Mittelteil 34 des Eindringkörpers 24 zueinander
beabstandet befestigt sind. Die Klemmen 42, 44 sind
beide von einer zweiteiligen Bauart, wobei jede ein Paar von halbzylindrigen
Bauteilen aufweist, die um den Eindringkörper 24 herum miteinander
verschraubt sind. Die Klemmen 42, 44 sind an ihrem
inneren Durchmesser so bemessen, dass sie genau auf den Eindringkörper 24 passen,
um Stützorte
für die
Handhabung vom Boden aus und für
Lagerungspaletten bereitzustellen. Abscherbolzen (nicht dargestellt)
sind in Löchern
im Eindringkörper 24 montiert
und erstrecken sich davon nach außen, um in Passbohrungen in
den Klemmen 42, 44 einzugreifen. Die Abscherbolzen
verhindern, dass sich die Klemmen wäh rend der Handhabung der Bombe
am Boden und während
des Transports auf einem Flugzeug relativ zum Eindringkörper 24 longitudinal
bewegen oder drehen.
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Alternativ
können
andere mechanische Eingriffmittel benutzt werden, um Bewegung der
Klemmen 42, 44 auf dem Eindringkörper 24 zu
verhindern. Zum Beispiel könnten
im Eindringkörper 24 gebildete Längsrillen
mit sich von den Klemmen erstreckenden Rippen eingreifen, oder die äußere Oberfläche des Eindringkörpers 24 und
die innere Oberfläche
der Klemmen 42, 44 könnten als aufgerauhte Oberflächen gebildet
sein, um eine erhöhte
Reibung zwischen den Oberflächen
bereitzustellen.
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Die
Abscherbolzen und die Klemmen sind eingerichtet, eine derartige
Materialstärke
aufzuweisen, dass sie unter der Aufprallkraft der Bombe auf einem
Ziel brechen, wodurch sie dabei mithelfen, dass der Eindringkörper 24 die
Ummantelung 40 zur besseren Eindringfähigkeit in das Ziel abwirft.
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Der
obere Teil jeder Klemme 42, 44 umfasst Montagelöcher für Laschen 48, 50 zum
Montieren der Bombe auf einem Flugzeug-Hängevorrichtungssystem. Der
Abstand der Laschen 48, 50 und ihre Position relativ
zum Schwerpunkt der Bombe 20 ist identisch zu den entsprechenden
Größen der
ausgewählten
Waffe, im dargestellten Beispiel also der BLU-109/B.
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Bei
der Anpassung von anderen zugelassenen Bomben kann eine einzelne
Klemme benutzt werden, abhängig
beispielsweise von Platz- und Tragfähigkeits-Erfordernissen. Diese
Ausführungsform
ist kein Teil der vorliegenden Erfindung.
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Die
Ummantelung 40 umfasst ferner Verkleidungsbauteile, die
die äußere Oberfläche bilden
und so geformt sind, dass sie die aerodynamischen Eigenschaften
der emulierten Bombe aufweisen. Die Verkleidungsbauteile umfassen
einen Bugkonus 60, der an dem Bug 30 des Eindringkörpers 30 montiert ist
und eine vordere Röhre 60,
die zwischen dem Bugkonus 60 und der vorderen Klemme 42 montiert ist.
Der Bugkonus 60 und die vordere Röhre 62 sind aneinander
befestigt und die vordere Röhre 62 ist
an der vorderen Klemme 42 befestigt. Ein Bugring 64 hilft,
den Bugkonus 60 an seinem Ort zu sichern und stellt eine
Montagestruktur für
eine Bug-Leiteinheit, wie in 4 und 5 gezeigt, bereit.
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Das
vordere Ende 61 des Bugkonus 60 ist zylinderförmig und
erstreckt sich vom Eindringkörper 24 in
Längsrichtung
nach vorne. Das sich nach vorne erstreckende Zylinderende 61 ist
dazu eingerichtet, beim Aufprall des Sprengkopfs auf ein Ziel vom
Eindringkörper 24 wegzubrechen,
um den Eindringkörper 24 dabei
zu unterstützen,
den vorderen Teil der Ummantelung abzuwerfen.
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Zwischen
der vorderen Klemme 42 und der hinteren Klemme 44 sind
ein oberer Mantel 70 und ein unterer Mantel 72 befestigt.
Der untere Mantel 72 ist ausreichend dick ausgeführt, üblicherweise
etwa 1,3 cm (0,5 inches), um zu helfen, das Gewicht der Bombe während der
Handhabung am Boden mittels konventioneller Hebeeinrichtungen abzustützen und die
Bombe auf Lagerungspaletten abzulegen. Der obere Mantel 70 umfasst
eine Schalterplatte 74, die mit einem Freigabe-Anzeige-Schalter
am Flugzeug zusammenwirkt, der zum Anzeigen der Freigabe der Bombe
vom Flugzeug benutzt wird.
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Hinter
der hinteren Klemme 44 wird die Verkleidung von einer hinteren
Röhre 76 und
einer Heckröhre 78 vervollständigt. Bei
der dargestellten Ausführungsform
weitet sich die Heckröhre
nach außen, um
die Heckform der BLU-109/B zu emulieren. Ein Heckring 80 ist
am Heckende der Bombe und der Ummantelung befestigt und stellt eine
Montagestruktur für
eine aerodynamische Heckeinheit bereit; beispielhafte Heckeinheiten
sind in 4 und 7 gezeigt.
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Die
Klemmen 42, 44 stellen eine Abstützung für die Handhabung
am Boden und für
die Lagerung der Bombe auf Gerüsten,
Paletten und Hebevorrich tungen bereit. Zusätzliche Abstützung wird
von Stützringen
bereitgestellt, die an den durch Pfeilen gezeigten Stützorten 82, 83 zwischen
dem Eindringkörper 24 und
den Verkleidungselementen eingebaut sind. Die Stützringe können zum Beispiel „T"- oder „H"-Profilringe sein,
und sind so angeordnet, dass sie den Platz zwischen der Verkleidung
und dem Eindringkörper 24 überbrücken, um
zu helfen, das Gewicht des Körpers
abzustützen.
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Die
in 1 gezeigte Einheit 20 ist
eingerichtet, dieselbe Länge,
dasselbe Gewicht, denselben Schwerpunkt und dieselbe aerodynamische Form
wie die ausgewählte
zugelassene Waffe aufzuweisen. Wie für den Fachmann ersichtlich,
können das
Gewicht und der Schwerpunkt eingestellt werden, indem der Eindringkörper 24 oder
die Ummantelung 40 durch Hinzufügen oder Entfernen von Material
an ausgewählten
Orten ballastet werden. Zum Beispiel kann die Länge der Bohrung 26 oder
die Dicke der Eindringkörperwände 36 einfach
geändert werden,
um das Gewicht und den Schwerpunkt einzustellen. Die Ummantelungskomponenten,
insbesondere die Klemmen 42, 44, können ebenfalls
im Gewicht und/oder in der Größe angepasst
werden, um den Schwerpunkt und das Gesamtgewicht einzustellen.
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4 ist eine Seitenansicht
der ummantelten Bombe 20 mit einer angebrachten Leiteinheit.
Die Leiteinheit umfasst eine Bug-Leiteinheit 102, die (nicht
dargestellte) Ziel-Aufspür-Vorrichtungen
aufweist, und eine Heckflosseneinheit 104. Die Bug-Leiteinheit 102 weist
Flossen 106 auf, die durch die Bug-Leiteinheit 102 steuerbar/regelbar
sind, um die Bombe während
des freien Falls zu lenken, und eine faltbare Flossen-Stabilisator-Anordnung.
Die Leiteinheit, inklusive der Flossen, ist nicht Teil dieser Erfindung,
abgesehen davon, dass die Ummantelung eingerichtet ist, eine Montage
der Leiteinheit wie unten beschrieben zuzulassen.
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Wie
in 5 gezeigt, sitzt
der Bugring 64 auf dem Bugende des Eindringkörpers 24 und
ist am vorderen Ende des Eindringkörpers und am Bugkonus 60 der
Ummantelung befestigt. Der Bugring 64 umfasst eine umlaufende
Rille 66, die eine passende Rippe 103 der Bugeinheit 102 aufnimmt.
Ein Haltering 68 sichert die Bugeinheit 102 am
Bugring 64.
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7 stellt eine Heckflossen-Montageanordnung
dar. Der Heckring 80 umfasst eine v-förmige Rille, die zu einer (nicht
gezeigten) Ringklemme einer Heckflosseneinheit passt.
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Ein
Zünder 110 ist
im Heckende des Eindringkörpers 24 eingebaut.
Um den Zünder 110 zu aktivieren,
ist ein Generator 45, eine Wind-getriebene Turbine, in
einem Sitz 46 im oberen Teil der vorderen Klemme 42 montiert.
Der Generator 45 ist aktiv, wenn die Bombe sich in freiem
Fall befindet und erzeugt elektrische Energie, um einen Zünder 110 zu aktivieren.
Ein Kabel 49 zur Verbindung des Generators 45 mit
dem Zünder 110 ist
in einem Zwischenraum zwischen der Ummantelung 40 und dem
Eindringkörper 24 geleitet
und verläuft
damit unter dem mittleren Mantel 70, entlang der hinteren
Klemme 44 und unter der hinteren Röhre 76 und der Heckröhre 78.
Das Kabel 49 wird dann durch ein Loch im Heckring 80 und
in das Heckende des Eindringkörpers 24 geleitet.
Eine Sicherungs/Schartschalt-Einrichtung kann im Zünder 110 enthalten
sein, und in der Nähe des
Zünders 110 innerhalb
oder an der Ummantelung 40 montiert sein.
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Der
Zünder 110 und
Generator 45 sind nicht Teil der Bombe, abgesehen davon,
dass der Sprengkopf eingerichtet ist, Zündungssysteme aufzunehmen.
Andere geeignete Zündungssysteme
könnten mit
der Bombe benutzt werden.
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Die
Erfindung ist im Hinsicht auf bevorzugte Ausführungsform, Prinzipien und
Beispiele beschrieben worden. Der Fachmann wird erkennen, dass Ersetzungen
und Äquivalente
ausgeführt
werden können,
ohne aus dem Rahmen der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert,
abzuweichen.