EP0281088B1 - Submunition mit Zündeinrichtung - Google Patents

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EP0281088B1
EP0281088B1 EP88103136A EP88103136A EP0281088B1 EP 0281088 B1 EP0281088 B1 EP 0281088B1 EP 88103136 A EP88103136 A EP 88103136A EP 88103136 A EP88103136 A EP 88103136A EP 0281088 B1 EP0281088 B1 EP 0281088B1
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EP
European Patent Office
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submunition
carrier
submunitions
detonation
ignition
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EP88103136A
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EP0281088A2 (de
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Wilhelm Fürst
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Diehl Verwaltungs Stiftung
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Diehl GmbH and Co
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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

Definitions

  • the invention relates to a submunition according to the preamble of claim 1.
  • Such ammunition is known from US Pat. No. 4,374,492 as a bundle of rifle mines which can be brought, for example, by means of a grenade and can be spread over a section of terrain, the firing energy stores of which prior to submunition release from the carrier all from a central energy source (battery) arranged in the carrier are fed.
  • This supply takes place via tear-open bridges in the form of contact pairs that are continuous for the current as long as the submunitions are still on the carrier.
  • these contact pairings open, which is evaluated as a starting criterion for the function of electronic timers, which are set to different ignition delay times in the different submunitions.
  • any safety devices are not provided for the individual submunition ignition devices (each consisting of the ignition energy store, a trigger element and a detonator as the actual ignition means).
  • the electronic ignition delay circuit can also be designed to ensure safety criteria, in the case of that known ammunition, each submunition is equipped with such a safety measure.
  • submunitions of this type which, in functional connection with their ignition device, are usually equipped with a complete safety device, that is to say which operates autonomously within the respective submunition. This should only bring about a focus depending on the existence of certain environmental criteria (such as reaching a position in wait or free flight after leaving the vehicle).
  • the invention has for its object to reduce the outlay on equipment for the secure focusing of submunition and thereby open up greater functional reliability as well as less expensive options for functional testing and for the replacement of essential components.
  • the apron releasing criterion can also be relocated to the security device in the carrier itself, so that the submunition is relieved to that extent.
  • the submunition equipped according to the invention is insensitive to mechanical environmental disturbances because it no longer contains a moving part and in particular no mechanically displaceable securing part. Their structure is no longer weakened, since the safety releasing environmental criteria should only be introduced into the carrier itself, but not into its submunition, e.g. no tracer pins or wind turbine generator slides that would have to emerge from the submunition shell are no longer required on the submunition.
  • Each submunition 11 can equally be launching ammunition with a detonator (see, for example, DE-OS 33 17 376), specifically started ammunition with a proximity or detonator (see, for example, DE-OS 33 29 700), or search detonator ammunition (see, for example, US Pat. No. 4,587,902) or steering ammunition (see, for example, the MLRS 111 system or US Pat. No. 4,522,356).
  • a detonator see, for example, DE-OS 33 17 376
  • specifically started ammunition with a proximity or detonator see, for example, DE-OS 33 29 700
  • search detonator ammunition see, for example, US Pat. No. 4,587,902
  • steering ammunition see, for example, the MLRS 111 system or US Pat. No. 4,522,356
  • Such submunitions 11 can be brought into the start (ejection or launch) position, for example, by means of unmanned missiles (drones, range weapons dispensers, projectiles or missiles) or by means of launching devices which are in wait position, it being in principle irrelevant whether the carrier 12 is equipped with only one or with several submunitions 11 to be activated simultaneously or in stages; in principle, however, a manned carrier 11 (for example an aircraft or a submersible) can also be provided if a corresponding danger of precedent measures in the issued submunition 11 precludes a carrier hazard.
  • unmanned missiles drones, range weapons dispensers, projectiles or missiles
  • launching devices which are in wait position
  • a single energy source 13 e.g. in the form of a battery which can be activated thermally or by environmental wine flows such as sea water
  • the safety device 14 is also present only once in the carrier 12, for all submunitions 11 that can be brought together by means of the carrier 12.
  • Each submunition 11 held ready for firing or launching in the carrier 12 is only equipped with an ignition device 15, comprising an electrical charge store 16 (the so-called ignition capacitor) and a mechanical or electrical trigger element 17 (for example an electronically controllable switch such as a thyristor) in series with one Secondary explosives detonator 18.
  • the memory 16 is loaded, if necessary via a converter 22 for current or voltage adjustment, via a tear-off bridge 23 between the carrier 12 and the respective submunition 11, which is separated if there is then a (not shown in the drawing) Control unit, the respective ejection device 24 for launching or starting the submunitions 11 from its carrier 12 is initiated.
  • the implementation example outlined in FIG. 2 preferably relates to an application according to the aforementioned DE-OS 33 29 700, in which only a single submunition 11 is provided per carrier 12.
  • a environmental sensor 21 is provided with a scanner 21.1 (for detecting the leaving of a worker tube with which the carrier 12 and its submunition 11 have been brought) and a pressure membrane 21.2 (which only responds to a sufficient water depth after it has sunk); instead or in addition, sensors 21 acting in a different way, such as a touchdown sensor (not taken into account in the drawing) can be provided, which responds when a lurking position is reached on the water bed.
  • the information provided by the sensors 21 can be transmitted mechanically (e.g. by shifting the linkage) or electrically (e.g. as a voltage level), which is processed in mechanical, mechanical-electrical or electrical converters 25 to release information 26 suitable for influencing the safety device 14.
  • each sensor 21 is assigned an (electrical or mechanical) switch 27 in the safety device 14, which functionally implement an AND operation, for example, as shown, are connected in series. At least one of the switches 27 is actuated by the unlocking information 26 not directly, but via a delay element 28 for apron security.
  • This can be operated from the central electrical energy source 13; or it is with (not considered in the drawing) one equipped with its own energy source, for example with a spring-loaded mechanism, if implemented as a mechanical clockwork.
  • the further switch 27 is also activated after the apron protection delay time period has expired, the power circuit from the energy source 13 is closed via the converter 22 and the tear-off bridge 23, and in the ignition device 15 the memory 16 loaded. Now the ejection device 24 can be initiated and the bridge 23 can be torn open when the submunition 11 is lifted out of the holder tube 29 of the carrier 12, because the electrical ignition energy is available in the submunition 11 that has now started, ie the submunition 11 is armed.
  • the warhead detonator 20 responds (for example due to target approach or target impact) and thus the trigger element 17 is switched through, the energy is discharged from the memory 16 into the secondary explosive detonator 18, via which - without the need for a detonator which has to be pivoted mechanically in line beforehand - the Battle Charge 19 is initiated.
  • the bridges 23 can be ohmic connections (plug contact, tear wire) or other coupling elements (e.g. optronic or inductive couplings).

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Submunition gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine derartige Munition ist aus der US-A 4 374 492 als beispielsweise mittels einer Granate verbringbares und über einem Geländeabschnitt ausstreubares Bündel von Schützenminen bekannt, deren Zündenergiespeicher vor der Submunitions-Freigabe aus dem Träger sämtlich aus einer zentralen, im Träger angeordneten Energiequelle (Batterie) gespeist sind. Diese Speisung erfolgt über Aufreiß-Brücken in Form von Kontaktpaarungen, die für den Strom durchgängig sind, solange die Submunitionen noch auf dem Träger ruhen. Mit dem Abheben dagegen öffnen diese Kontakt-Paarungen, was als Startkriterium für die Funktion elektronischer Zeitzünder ausgewertet wird, welche in den verschiedenen Submunitionen auf unterschiedliche Zündverzögerungszeiten eingestellt sind. Irgendwelche Sicherungseinrichtungen sind für die einzelnen Submunitions-Zündeinrichtungen (jeweils bestehend aus dem Zündenergie-Speicher, einem Triggerelement und einem Detonator als dem eigentlichen Zündmittel) nicht vorgesehen. Insoweit die elektronische Zündverzögerungsschaltung jedoch auch auf Gewährleistung von Sicherheitskriterien ausgelegt werden kann, ist bei jener vorbekannten Munition jede Submunition mit einer solchen Sicherungsmaßnahme ausgestattet.
  • Aus der FR-A 2 301 802 ist es bekannt, zwischen einem Geschoß und seinem Abschußbehälter ein Verbindungskabel vorzusehen, um darüber eine Funktionsprüfung oder eine Übermittlung von Startinformationen durchführen zu können, ehe eine besondere Trenneinrichtung in Funktion tritt, um nach dem Start die aerodynamische Struktur des Geschosses nicht durch Reste des Verbindungskabels zu beeinträchtigen.
  • Im Rahmen vorliegender Erfindung ist aber insbesondere an derartige Submunition gedacht, die in funktionellem Zusammenhang mit ihrer Zündeinrichtung üblicherweise mit einer vollständigen, also innerhalb der jeweiligen Submunition autark arbeitenden Sicherungseinrichtung ausgestattet ist. Diese soll eine Scharfstellung erst in Abhängigkeit vom Vorliegen bestimmter Umwelt-Kriterien (wie dem Erreichen einer Lauerstellung oder dem Freiflug nach Verlassen des Trägers) bewirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den apparativen Aufwand für die gesicherte Scharfstellung von Submunition zu verringern und dadurch gleichermaßen eine größere funktionelle Zuverlässigkeit wie auch preisgünstigere Möglichkeiten zur Funktionsprüfung und zum Austausch funktionswesentlicher Komponenten zu eröffnen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Submunition gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestattet ist.
  • Diese Lösung beruht auf der Überlegung, daß es möglich ist, die Sicherungsfunktion für alle mittels eines Trägers verbrachte Submunitionen in eine einzige im Träger selbst untergebrachte Sicherungseinrichtung zusammenzufassen, wenn auf eine Scharfstellung im Wege mechanischer Inline-Verlagerung eines Detonators in der Zündeinrichtung der jeweiligen Submunition verzichtet wird; was wiederum möglich ist, wenn die Funktion des Zündmittels (für das Initiieren der Gefechtsladung) auf dem Einsatz unempfindlicher Sprengstoffmischungen, sogenannten Sekundär-Sprengstoffes beruht, der durch elektrisch hervorgerufene mechanische Energien zündbar ist (vgl. US-PS 4 368 670 oder US-PS 4 602 565). Denn die millitärischen Sicherheitsvorschriften für Zünder (US-MIL-STD-1316C vom 15.02.1977 Abschnitt 4.3.3a; bzw. NATO-Stanag 3525 AA vom 25.01.1976 Abschnitt 5) erlauben die Realisierung einer Sicherungseinrichtung ohne mechanische Zündketten-Unterbrechung bei Einsatz des erwähnten, unempfindlichen Sekundär-Sprengstoffes.
  • Nach der erfindungsgemäßen Lösung ist so nur eine einzige, zentrale Sicherungseinrichtung für alle mittels eines Trägers verbringbare Submunitionen, also für alle Zündeinrichtungen erforderlich, und diese eine, zentrale Sicherungseinrichtung kann im Träger selbst untergebracht werden, ist also unabhängig von der Bestückung des Trägers mit Submunition für Prüf- und Austauschzwecke leicht zugänglich; während die Submunition selbst von diesem konstruktiven und funktionellen Sicherungsaufwand entlastet ist, also nur noch mit den unbedingt notwendigen Teilen für die Funktion der Zündeinrichtung ausgestattet sein muß. Diese Vereinfachung der Ausstattung der Submunition bei zentraler Sicherungseinrichtung für die Speisung aller Submunitionen führt zu einer wesentlichen Vereinfachung, also preisgünstigeren Realisierbarkeit bei gesteigerter Funktionstüchtigkeit der Submunitionen.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, daß die kostenaufwendige und voluminöse Energiequelle sowie die funktionskritischen Sicherungsschalter pro Submunitionsträger nun nur einmal, nämlich im Träger, realisiert werden müssen, und daß die Umwelt-Entsicherungskriterien grundsätzlich funktionell leichter in den Träger, als in im Träger gelegene Submunitionen eingebracht werden können.
  • Dennoch ist keine komplizierte Nahtstelle zwischen Träger und Submunitionen erforderlich, weil eine einfache Aufreißbrücke im Zuge der Ladeleitung zwischen der Träger-Energiequelle und dem Submunitions-Speicher genügt.
  • Für jede Submunition ist auch bei Einzeln-Handhabung volle Sicherheit gegeben, obgleich die individuelle Submunition nicht mit der vollständigen Sicherungseinrichtung ausgestattet ist. Denn nur die über die Aufreißbrücke aus dem Wandler der Trägers gewinnbare sehr hohe Ladespannung kann die notwendige Energie liefern, mit der der Speicher in dem Submunition auf den notwendigen Wert aufgeladen wird, mit dem das Sekundärsprengstoff-Zündmittel angesteuert werden kann. Die Stör-Umwelt, die bei der isolierten Handhabung der einzelnen Submunition vorliegt, liefert aber nicht die notwendige elektrische Spannung (in der Größenordnung von einigen tausend Volt) zum Initiieren des Zündmittels.
  • Wenn der Zeitpunkt für den Ausstoß der Submunition aus dem Träger außerhalb einer Vorfeld-Sicherheitsspanne liegt, kann auch das Vorfeld-Entsicherungskriterium in die Sicherungseinrichtung im Träger selbst verlagert werden, also auch insoweit eine Entlastung der Submunition stattfinden.
  • Die erfindungsgemäß ausgestattete Submunition ist unempfindlich gegen mechanische Umwelt-Störeinflüsse, weil sie kein bewegliches Teil und insbesondere kein mechanisch verlagerbares Sicherungsteil mehr enthält. Ihre Struktur wird nicht mehr geschwächt, da die Entsicherungs-Umweltkriterien nur noch in den Träger selbst, aber nicht in seine Submunition eingebracht werden sollen, also z.B. keine Abtaststifte oder Windradgenerator-Schlitten, die aus der Submunition-Hülle austreten müßten, an der Submunition mehr erforderlich sind.
  • Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfassung, aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maßstäblich nach Art von Blockschaltbildern skizzierten Ausführungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt:
    • Fig. 1 die grundsätzliche Aufteilung zwischen einerseits Energiequelle und Sicherungsschaltern sowie andererseits den Zündeinrichtungen zwischen einem Submunitionsträger und mehreren darin enthaltenen Submunitionen und
    • Fig. 2 die funktionelle Aufteilung zwischen Submunition und Träger gemäß Fig. 1 in detaillierterer Darstellung insbesondere hinsichtlich der Entsicherungskriterien.
  • Bei jeder Submunition 11 kann es sich gleichermaßen um Abwurfmunition mit Aufschlagzünder (vgl. z.B. DE-OS 33 17 376), um gezielt gestartete Munition mit Annäherungs- oder Aufschlagzünder (vgl. z.B. DE-OS 33 29 700), um Suchzünder-Munition (vgl. z.B. US-PS 4 587 902) oder um Lenkmunition (vgl. z.B. das System MLRS 111 oder US-PS 4 522 356) handeln. Die Verbringung solcher Submunition 11 in die Start-(Ausstoß- oder Abschuß-)Position kann etwa mittels unbemanter Flugkörper (Drohnen, Abstandswaffen-Dispenser, Geschossen oder Raketen) oder mittels in Lauerstellung ausgesetzter Starteinrichungen erfolgen, wobei es prinzipiell gleichgültig ist, ob der Träger 12 mit nur einer oder mit mehreren gleichzeitig oder gestaffelt zu aktivierenden Submunitionen 11 ausgestattet ist; grundsätzlich kann aber auch ein bemannter Träger 11 (beispielsweise ein Flugzeug oder ein Tauchboot) vorgesehen sein, wenn durch entsprechende Vorfeld-Sicherungsmaßnahmen in der ausgegebenen Submunition 11 eine Träger-Gefährdung ausgeschlossen ist.
  • In der Prinzipskizze der Fig. 1 ist dargestellt, daß für eine Mehrzahl an Submunitionen 11 nur eine einzige Energiequelle 13 (z.B. in der Form einer thermisch oder durch Umweltweinflüsse wie Seewasser aktivierbaren Batterie), nämlich außerhalb der Submunition 11 am Träger 12, vorgesehen ist. Auch die Sicherungseinrichtung 14 ist nur einmal, für alle mittels des Trägers 12 verbringbare Submunitionen 11 gemeinsam, im Träger 12 vorhanden. Jede im Träger 12 abschuß- oder abwurfbereit gehalterte Submunition 11 ist lediglich mit einer Zündeinrichtung 15 ausgestattet, enthaltend einen elektrischen Ladungsspeicher 16 (den sogenannten Zündkondensator) und ein mechanisches oder elektrisches Triggerelement 17 (z.B. einen elektronisch ansteuerbaren Schalter wie einen Thyristor) in Serie mit einem Sekundärsprengstoff-Zündmittel 18. Dieses initiiert die Gefechtsladung 19, wenn der Zünder 20 - nach verlassen des Submunitions-Trägers 12 - anspricht, also das Triggerelement 17 durchschaltet; sofern der Speicher 16 vor einem Trennen der Submunition 11 vom Träger 12 geladen wurde, weil Umwelt-Sensoren 21 ihre Entsicherungskritierien an die Sicherungseinrichtung 14 geliefert haben, die elektrisch zwischen der Energiequelle 13 und den Speichern 16 liegt.
  • Nach Ansprechen der Sensoren 21 wird also der Speicher 16, gegebenenfalls über einen Wandler 22 zur Strom- oder Spannungsanpassung, über eine Abreißbrücke 23 zwischen Träger 12 und jeweiliger Submunition 11 geladen, die getrennt wird, wenn daraufhin aus einem (in der Zeichnung nicht berücksichtigten) Steuergerät die jeweilige Ausstoßvorrichtung 24 zum Abwurf bzw. Start der Submunitionen 11 aus ihrem Träger 12 initiiert wird.
  • Das in Fig. 2 skizzierte Realisierungsbeispiel bezieht sich vorzugsweise auf einen Anwendungsfall gemäß der erwähnten DE-OS 33 29 700, bei der pro Träger 12 nur eine einzige Submunition 11 vorgesehen ist. Als Umwelt-Entsicherungssensoren 21 sind ein Abtaster 21.1 (zur Detektion des Verlassens eines Werker-Rohres, mit dem der Träger 12 samt seiner Submunition 11 verbracht wurde) und eine Druckmembran 21.2 (die erst nach Absinken auf eine hinreichende Wassertiefe anspricht) vorgesehen; stattdessen oder zusätzlich können andersartig wirkende Sensoren 21 wie etwa ein Aufsetzsensor (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) vorgesehen sein, der auf Erreichen einer Lauerstellung am Gewässergrund anspricht. Die von den Sensoren 21 gelieferten Informationen können mechanisch (z.B. durch Gestänge-Verschiebung) oder elektrisch (z.B. als Spannungspegel) übermittelt werden, die in mechanischen, mechanisch-elektrischen oder elektrischen Umsetzern 25 zu für die Beeinflussung der Sicherungseinrichtung 14 geeigneten Entsicherungsinformationen 26 verarbeitet werden.
  • In der Sicherungseinrichtung 14 ist in der Regel jedem Sensor 21 ein (elektrischer oder mechanischer) Schalter 27 zugeordnet, die funktionell eine UND-Verknüpfung realisieren, also beispielsweise wie dargestellt in Serie geschaltet sind. Wenigstens einer der Schalter 27 wird von der Entsicherungsinformation 26 nicht unmittelbar, sondern über ein Verzögerungsglied 28 zur Vorfeldsicherung angesteuert. Dieses kann aus der zentralen elektrischen Energiequelle 13 betrieben werden; oder es ist mit (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) einer eigenen Energiequelle ausgestattet, beispielsweise mit einem Federspeicher mit Falle einer Realisierung als mechanisches Uhrwerk.
  • Wenn, außer dem direkt mit einer Entsicherungsinformation 26 beaufschlagten Schalter 27, nach Ablauf der Vorfeldsicherungs-Verzögerungszeitspanne auch der weitere Schalter 27 angesteuert ist, ist der Leistungskreis aus der Energiequelle 13 über den Wandler 22 und die Abreißbrücke 23 geschlossen, und in der Zündeinrichtung 15 wird der Speicher 16 geladen. Nun kann die Ausstoßvorrichtung 24 initiiert und mit Abheben der Submunition 11 aus dem Halterungsrohr 29 des Trägers 12 die Brücke 23 aufgerissen werden, weil die elektrische Zündenergie in der nun gestarteten Submunition 11 zur Verfügung steht, die Submunition 11 also scharf ist. Bei Ansprechen des Gefechtskopf-Zünders 20 (etwa aufgrund Zielannäherung oder Zielaufschlags) und somit durchgeschaltetem Triggerelement 17 wird die Energie aus dem Speicher 16 in das Sekundärsprengstoff-Zündmittel 18 entladen, worüber - ohne das Erfordernis eines zuvor mechanisch in Linie zu schwenkenden Detonators - unmittelbar die Gefechtsladung 19 initiiert wird.
  • In Fig. 2 der Zeichnung ist zur Vereinfachung der Darstellung der Arbeitsweise des Zünders 20 offengelassen. Falls für seine Funktion elektrische Energie erforderlich ist, kann vorgesehen sein (in der Zeichnung nicht berücksichtigt), den Zünder zusätzlich an den Speicher 16 anzuschließen, oder aber ihn mit eigenem Speicher auszustatten, der entweder über die Aufreißbrücke 23 parallel zum Zündspeicher 16 aus dem Wandler 22 oder aber über eine weitere Brücke direkt aus der Energiequelle 13 gespeist wird. Bei den Brücken 23 kann es sich um ohmsche Verbindungen (Steckkontakt, Reißdraht) oder um andere Koppelelemente (z.B. optronische oder induktive Kopplungen) handeln.

Claims (4)

1. Munition mit wenigstens einer mittels eines Trägers (12) verbringbaren Submunition (11) mit über mindestens eine Aufreiß-Brücke (23) an eine im Träger (12) angeordnete einzige Energiequelle (13) geschaltetem Zündenergie-Speicher (16) für die Zündeinrichtung (15) der Submunitions-Gefechtsladung (19), dadurch gekennzeichnet, daß im Träger (12) auch eine Sicherungseinrichtung (14) zentral für jede der Submunitionen (11) vorgesehen ist, über die deren Aufreiß-Brücken (23) mit der hohen Energie zum Ansprechen eines Inline-Zündmittels (18) in der Zündeinrichtung (15) speisbar ist.
2. Munition nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sicherungseinrichtung (14) wenigstens zwei UND-verknüpfte Schalter (27) aufweist, die aus Umwelt-Sensoren (21) mit Entsicherungsinformationen (26) beaufschlagbar sind.
3. Munition nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einer der Schalter (27) aus der Entsicherungsinformation (26) über ein Verzögerungsglied (28) ansteuerbar ist.
4. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß, für das Laden des Zündenergie-Speichers (16) an Bord der Submunition (11), in ihrem Träger (12) ein Wandler (22) vorgesehen ist.
EP88103136A 1987-03-03 1988-03-02 Submunition mit Zündeinrichtung Expired - Lifetime EP0281088B1 (de)

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