EP0214166B1 - Nutzlastgeschoss - Google Patents

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EP0214166B1
EP0214166B1 EP86901065A EP86901065A EP0214166B1 EP 0214166 B1 EP0214166 B1 EP 0214166B1 EP 86901065 A EP86901065 A EP 86901065A EP 86901065 A EP86901065 A EP 86901065A EP 0214166 B1 EP0214166 B1 EP 0214166B1
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EP
European Patent Office
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sensor
projectile
payload
polyurethane foam
cavity
Prior art date
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EP86901065A
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English (en)
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EP0214166A1 (de
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Reinhard Synofzik
Rolf Hellwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Industrie AG
Original Assignee
Rheinmetall GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically
    • F42C15/42—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically from a remote location, e.g. for controlled mines or mine fields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C1/00—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact
    • F42C1/14—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact operating at a predetermined distance from ground or target by means of a protruding member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/081—Inflatable antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1235—Collapsible supports; Means for erecting a rigid antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/281—Nose antennas

Definitions

  • the invention relates to a payload projectile according to the preamble of patent claim 1.
  • the highly sensitive sensors When constructing such storeys, very contradicting requirements have to be met.
  • the highly sensitive sensors have to be arranged in a bullet-proof manner so that they can absorb the large acceleration forces that occur during the launch and impact on the target area without damage.
  • Deployable sensor systems are known from German Offenlegungsschriften DE-A-3 237 486 and DE-A-3 237 485.
  • the sensors are arranged on the bow side of submunition shells.
  • the task of the sensors is to receive corresponding signals during the flight of the submunition storeys and to forward them to an evaluation unit inside the storeys.
  • the invention is based on the object of specifying a payload projectile of the type mentioned at the outset, in which the sensors can be extended as high as possible above the earth's surface after the projectile has arrived in the target area and in which the sensor carriers are arranged as stably as possible in the extended state.
  • Fig. 1 shows in a schematic representation essentially only the rear area of a payload floor 1 in the idle state.
  • the Nutzlas t floor 1 is wing-stabilized and has in the rest position shown folded stabilizing wings 12 which are pivotally mounted about axes of rotation 12a.
  • the floor 1 also has a payload 18, which can be a transceiver and / or an explosive charge.
  • a recess 14 is provided in the rear part 11 of the floor 1, in which a retractable sensor 16 is arranged.
  • This sensor 16 can be a sensitive acoustoelectric converter that converts sound waves into electrical signals, for example a microphone, or a magnetic field sensor or a detector that responds to changes in the electrical field or the like.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a payload floor 1 that has penetrated into the soil 20 in the target area with an extended sensor 16, which, supported by a sensor carrier 15, projects as far as possible beyond the earth's surface 20a in order, for example, to record and process incident sound waves 21 can.
  • the wings unfolded 12 which stabilized the projectile on the trajectory, prevent the projectile 1 from penetrating too deeply into the ground 20 when the projectile 1 hits the target area, in order to still allow the sensor 16 to reach a position that is as favorable as possible.
  • a bellows is provided as the sensor carrier 15, which bellows is made of plastic, rubber or a flexible metal alloy, such as tombac.
  • the sensor carrier 15 In the rest position of the sensor 16 and the sensor carrier 15 shown in FIG. 1, the sensor carrier 15 is arranged as closely folded as possible in the recess 14 in the rear part 11 of the projectile 1. It is connected to a tank 13 in the rear part 11 of the floor 1, which is filled with polyurethane foam 17, which is mixed with a propellant gas under high pressure.
  • the polyurethane foam 17 can enter the interior of the sensor carrier 15 via a channel 13b and via a recess in the housing 13 depending on the control state of a valve element 13c, which is acted upon by control electronics 13a.
  • FIG. 3 shows an enlarged partial view of the sensor 16 and the sensor carrier 15 connected to this sensor 16 in the rest position indicated in FIG. 1, in which the sensor 16 and the sensor carrier 15 are still located within the recess 14 in the rear part 11 of the projectile 1.
  • the control electronics 13a preferably comprise a timer which, for example, opens the valve element 13c after a predefinable flight time and allows the high-pressure polyurethane foam 17 to penetrate into the sensor carrier 15, thereby stretching it and thereby removing the sensor 16 from the recess 14 in the rear part 11 of the Projectile 1 drives out to allow it to reach the position shown in FIG. 2.
  • Fig. 4 shows an enlarged view of the sensor 16 in the position explained in Fig. 2, together with a part of the sensor carrier 15 now filled with polyurethane foam 17 and thus completely stretched.
  • the polyurethane foam 17 hardens in a relatively short time, therefore stiffening the Sensor carrier 15 in its extended position and thus offers the sensor 16 a sufficiently stable, but possibly elastically yielding holder.
  • the sensor 16 is connected to the payload 18 (FIG. 3, FIG. 4) via a cable 30, which is guided within the sensor carrier 15, so that the signals picked up and possibly converted by the sensor 16 are forwarded to the payload 18 can.
  • the sensor 16 In the position shown in FIG. 2, the sensor 16 has moved out of its protected position and is held by the sensor carrier 15 as far as possible above the earth's surface 20a and receives sound waves 21, for example, there.
  • an explosive charge provided, for example, as a payload 18 responds to the sensor signals and thereby destroys a target that has reached a combat range and can be a vehicle, in particular a battle tank, for example.
  • the payload storey 1 is used only for location investigation.
  • the payload 18 consists of a high-frequency transmitter, which transmits the information picked up by the sensor 16 on the radio path for displaying the situation to a rear command station.
  • sensor carrier 15 is expediently used as an antenna for the high-frequency transmitter provided as payload 18.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Nutzlastgeschoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Nachdem es der modernen Gefechtsfeldartillerie gelungen ist, immer größere Schußreichweiten zu erzielen, die 40 km und mehr betragen, ergibt sich die Notwendigkeit einer verbesserten Aufklärung, um den Waffeneinsatz wirkungsvoller zu lenken. Weiter werden Geschosse entwickelt, die z. B. einen Minenladung enthalten, die zwecks Sperrung eines Geländeabschnitts über große Entfernungen verschossen werden und die ihre Nutzlast erst dann aktivieren, wenn ein lohnenswertes Ziel in Bekämpfungsreichweite gelangt. Um diesen Einsatzprofilen gerecht zu werden, werden die Geschosse mit intelligenten Sensoren ausgestattet, die Aufklärungsergebnisse vom Gefechtsfeld übermitteln und/oder selbsttätig oder ferngesteuert eine Nutzlast aktivieren.
  • Bei der Konstruktion derartiger Geschosse sind stark widersprechende Forderungen zu erfüllen. Zum einen müssen nämlich die hochempfindlichen Sensoren abschußsicher im Geschoß angeordnet werden, damit sie die großen Beschleunigungskräfte unbeschadet aufnehmen, die beim Abschuß und beim Aufprall auf dem Zielgebiet auftreten.
  • Großkalibrige Geschosse sind bekanntlich beim Abschuß einer Belastung ausgesetzt, die ein Vieltausendfaches der Erdbeschleunigung beträgt. Zum anderen müssen nach dem Eintreffen des Geschosses im Zielgebiet die Sensoren möglichst hoch über die Erdoberfläche ausgefahren werden, um eine große Auffassungsreichweite sicherzustellen.
  • Aus den deutschen Offenlegungsschriften DE-A-3 237 486 und DE-A-3 237 485 sind entfaltbare Sensorsysteme bekannt. Die Sensoren sind dabei am bugseitigen Teil von Submunitionsgeschossen angeordnet. Aufgabe der Sensoren ist es, entsprechende Signale während des Fluges der Submunitionsgeschosse zu empfangen und an eine Auswerteeinheit im Inneren der Geschosse weiterzuleiten.
  • Aus der französischen Patentschrift FR-A-2 317 624 sind Minen mit flexiblen Berührungssensoren bekannt.
  • Schließlich sind aus den US-Patentschriften US-A-3 523 658 und US-A-3 634 863 flexible Antennen für Flugkörper bekannt, die durch Treibgase entfaltet werden können. Dabei erfolgt die Entfaltung der Antenne während der Flugphase des Flugkörpers, um entsprechende elektromagnetische Signale in dieser Phase zu empfangen und zu verarbeiten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nutzlastgeschoß der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem die Sensoren nach dem Eintreffen des Geschosses im Zielgebiet möglichst hoch über die Erdoberfläche ausgefahren werden können und bei dem die Sensorträger im ausgefahrenen Zustand möglichst stabil angeordnet sind.
  • Ausgehend von einem Nutzlastgeschoß der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 1: teilweise im Längsschnitt den Heckbereich eines Geschosses;
    • Fig. 2: ein im Zielgebiet in das Erdreich eingedrungenes Geschoß mit einem ausgefahrenen Sensor;
    • Fig. 3: eine vergrößerte Teildarstellung von Bestandteilen des Geschosses nach Fig. 1, nämlich einen Sensor und einen Sensorträger;
    • Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung von Teilen des Geschosses nach Fig. 1, nämlich einen Sensor und einen Sensorträger im ausgefahrenen Zustand.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung im wesentlichen nur den Heckbereich eines Nutzlastgeschosses 1 im Ruhezustand. Das Nutzlastgeschoß 1 ist flügelstabilisiert und verfügt dazu über in der gezeigten Ruhelage eingeklappte Stabilisierungsflügel 12, die um Drehachsen 12a schwenkbar gelagert sind. Das Geschoß 1 verfügt weiter über eine Nutzlast 18, bei der es sich um eine Sende/Empfangseinrichtung und/oder eine Sprengladung handeln kann. Im Heckteil 11 des Geschosses 1 ist eine Ausnehmung 14 vorgesehen, in der ein ausfahrbar gelagerter Sensor 16 angeordnet ist. Bei diesem Sensor 16 kann es sich um einen empfindlichen akustoelektrischen Wandler handeln, der Schallwellen in elektrische Signale umsetzt, also beispielsweise ein Mikrofon, oder um einen Magnetfeldsensor oder um einen Detektor, der auf Änderung des elektrischen Feldes anspricht o. dgl. Während der Lagerung, während des Abschußvorgangs, während des Geschoßflugs und beim Aufprall auf das Zielgebiet ist der Sensor 16 geschützt in der Ausnehmung 14 angeordnet, so daß er alle auftretenden Belastungen unbeschadet überstehen kann. Nach dem Aufprall des Geschosses 1 im Zielgebiet stellt sich jedoch die Aufgabe, den Sensor 16 aus seiner geschützten Lage auszufahren, so daß er möglichst weit über die Erdoberfläche hinausragt, in die das Geschoß eingedrungen ist. Zur Verdeutlichung zeigt Fig. 2 in schematischer Darstellung ein im Zielgebiet in das Erdreich 20 eingedrungenes Nutzlastgeschoß 1 mit einem ausgefahrenen Sensor 16, der, von einem Sensorträger 15 gestützt, möglichst weit über die Erdoberfläche 20a hinausragt, um beispielsweise auftreffende Schallwellen 21 aufnehmen und verarbeiten zu können. Die ausgeklappten Flügel 12, die das Geschoß auf der Flugbahn stabilisierten, verhindern beim Aufprall des Geschosses 1 im Zielgebiet ein zu tiefes Eindringen des Geschosses 1 in das Erdreich 20, um den Sensor 16 noch in eine möglichst günstige Position gelangen zu lassen. Als Sensorträger 15 ist ein Faltenbalg vorgesehen, der aus Kunststoff, Gummi oder einer biegeelastischen Metallegierung, wie beispielsweise Tombak, besteht. In der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage des Sensors 16 und des Sensorträgers 15 ist der Sensorträger 15 möglichst eng zusammengefaltet in der Ausnehmung 14 im Heckteil 11 des Geschosses 1 angeordnet. Er ist dabei mit einem Tank 13 im Heckteil 11 des Geschosses 1 verbunden, der mit Polyurethanschaum 17 gefüllt ist, der mit einem unter hohem Druck stehenden Treibgas versetzt ist. Der Polyurethanschaum 17 kann über einen Kanal 13b und über eine Ausnehmung im Gehäuse 13 in Abhängigkeit vom Steuerzustand eines Ventilelements 13c, das von einer Steuerelektronik 13a beaufschlagt wird, in das Innere des Sensorträgers 15 gelangen. Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung des Sensors 16 und des mit diesem Sensor 16 verbundenen Sensorträgers 15 in der in Fig. 1 angegebenen Ruhelage, in der sich Sensor 16 und der Sensorträger 15 noch innerhalb der Ausnehmung 14 im Heckteil 11 des Geschosses 1 befinden. Die Steuerelektronik 13a umfaßt vorzugsweise einen Zeitschalter, der beispielsweise nach einer vorgebbaren Flugzeit das Ventilelement 13c öffnet und den unter hohem Druck stehenden Polyurethanschaum 17 in den Sensorträger 15 eindringen läßt, wodurch dieser gestreckt wird und dadurch den Sensor 16 aus der Ausnehmung 14 im Heckteil 11 des Geschosses 1 hinaustreibt, um ihn in die in Fig. 2 dargestellte Lage gelangen zu lassen. Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Sensor 16 in der in Fig. 2 erläuterten Lage, zusammen mit einem Teil des jetzt mit Polyurethanschaum 17 ausgefüllten und dadurch völlig gestreckten Sensorträgers 15. Der Polyurethanschaum 17 härtet in verhältnismäßig kurzer Zeit aus, versteift daher den Sensorträger 15 in seiner gestreckten Lage und bietet somit dem Sensor 16 eine hinreichend stabile, ggf. jedoch elastisch nachgebende Halterung. Der Sensor 16 ist über ein Kabel 30, das innerhalb des Sensorträgers 15 geführt wird, mit der Nutzlast 18 (Fig. 3, Fig. 4) verbunden, so daß die vom Sensor 16 aufgenommene und ggf. umgewandelten Signale an die Nutzlast 18 weitergeleitet werden können.
  • In der in Fig. 2 dargestellten Position ist der Sensor 16 aus seiner geschützten Lage ausgefahren und wird vom Sensorträger 15 möglichst weit über der Erdoberfläche 20a gehalten und nimmt dort beispielsweise auftreffende Schallwellen 21 auf. Je nach Intensität bzw. Schallspektrum der auftreffenden Schallwellen 21 spricht eine beispielsweise als Nutzlast 18 vorgesehene Sprengladung auf die Sensorsignale an und zerstört dadurch ein in Bekämpfungsreichweite gelangtes Ziel, bei dem es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, insbesondere einen Kampfpanzer handeln kann.
  • In einem anderen Anwendungsfall dient das Nutzlastgeschoß 1 lediglich der Lageerkundung. Zu diesem Zweck besteht die Nutzlast 18 aus einem Hochfrequenzsender, der die vom Sensor 16 aufgenommenen Informationen auf dem Funkweg zur Lagedarstellung zu einem rückwärtigen Befehlsstand übermittelt.
  • In diesem Fsll wird zweckmäßig der Sensorträger 15 als Antenne für den als Nutzlast 18 vorgesehenen Hochfrequenzsender benutzt.

Claims (5)

1. Nutzlastgeschoß mit einem Sensor, wobei der Sensor (16) mit einem Sensorträger (15) verbunden ist und der Sensor (16) und Sensorträger (15) aus dem Geschoß (1) ausfahrbar ausgebildet sind, während des Abschusses jedoch geschützt in einer an dem Geschoß (1) angeordneten Ausnehmung (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorträger (15) am heckseitigen Teil (11) des Nutzlastgeschosses (1) angeordnet ist und aus einem Faltenbalg besteht, der über eine durch eine Ventileinrichtung (13c) verschließbare Öffnung (13b) mit einem Behälter (13) verbunden ist, der von mit hochgespanntem Treibgas versetztem Polyurethanschaum (17) gefüllt ist.
2. Nutzlastgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (13c) von einer im oder am Behälter (13) angeordneten Steuerelektronik (13a) nach Aufschlag des Geschosses (1) im Zielgebiet im Öffnungssinne beaufschlagbar ist.
3. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (13a) einen Verzögerungsschalter und/oder einen Aufschlagschalter umfaßt.
4. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) vermittels eines Kabels (30) mit der Nutzlast (18) verbunden ist.
5. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (30) durch den Sensorträger (15) hindurchgeführt ist.
EP86901065A 1985-03-09 1986-01-31 Nutzlastgeschoss Expired EP0214166B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3508453 1985-03-09
DE19853508453 DE3508453A1 (de) 1985-03-09 1985-03-09 Nutzlastgeschoss

Publications (2)

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EP0214166A1 EP0214166A1 (de) 1987-03-18
EP0214166B1 true EP0214166B1 (de) 1988-12-14

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Country Status (7)

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EP (1) EP0214166B1 (de)
JP (1) JPS63500327A (de)
DE (2) DE3508453A1 (de)
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