EP0423631B1 - Sich selbst ausrichtende Mine - Google Patents

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EP0423631B1
EP0423631B1 EP90119564A EP90119564A EP0423631B1 EP 0423631 B1 EP0423631 B1 EP 0423631B1 EP 90119564 A EP90119564 A EP 90119564A EP 90119564 A EP90119564 A EP 90119564A EP 0423631 B1 EP0423631 B1 EP 0423631B1
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EP
European Patent Office
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active body
active
mine
stand
cardan joint
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EP90119564A
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EP0423631A3 (en
EP0423631A2 (de
Inventor
Rainer Schöffl
Hans-Peter Ohlings
Johannes De La Haye
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.)
Dynamit Nobel AG
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
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Publication date
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Publication of EP0423631A3 publication Critical patent/EP0423631A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B23/00—Land mines ; Land torpedoes
    • F42B23/24—Details

Definitions

  • the invention is directed to a lead, an active body, an active body holder and a frame.
  • a mine is already known to the applicant.
  • Soft-landing spacecraft with protruding legs are also known, with alignment or adjustment devices the landed spacecraft can still change its orientation relative to the legs by means of motors. Such a spacecraft can be aligned to the vertical after landing, even if the surface is not completely flat. These facilities are very complex.
  • the invention has for its object to provide bodies, in particular mines, which should be automatically installed in the field, with a robust, secure device that allows the body to automatically assume a certain orientation in space.
  • the object is achieved by a mine, which is characterized in that the active body is connected to the frame by a cardan joint via the active body holder, the center of gravity of the active body with the active body holder is below the cardanic joint and a free-floating mobility of the active body holder with the active body given is.
  • the active body oscillating on the gimbal joint must be freely movable with its active body holder; the joint must be designed so that the frame and the active body holder do not protrude into the active direction of the active body when the active body is aligned.
  • efforts must therefore be made to ensure that the body is roughly aligned in the terrain by means of corresponding support legs already exhibited when landing or by additional erecting elements, for example as described in DE 1 800 121-C3.
  • the cardanic joint then makes a very precise fine adjustment without auxiliary energy.
  • a vertical direction can be determined on the active body.
  • the same means can also be used to define a conical surface, with the perpendicular as an axis, and especially the horizontal plane.
  • the vertical position of the active body, which automatically occurs due to gravity, and the horizontal alignment are most important, and according to the invention, an active body to be aligned horizontally also settles into this position independently.
  • a drive between the active body and the frame is additionally provided in a preferred embodiment, because no azimuthal angle in the horizontal plane is preferred due to the cardan joint. Due to the azimuthal adjustability, the slope can be aligned to an object located (e.g. with two microphones) if the slope is precisely defined when the active body is started.
  • a damping device is provided on the gimbal. It is thereby achieved that the active body which oscillates freely in the gimbal joint is hardly excited to vibrate, for example by wind, and the active body always maintains the intended steepness after it has been aligned after installation.
  • an uprighting mechanism is provided on the frame, which enables the active body to straighten up only after landing and then align it in the gimbal joint, damping elements preferably provided weakening the pendulum movement.
  • damping elements e.g. B. hydraulic cylinders, can also be used to align the active body in a certain direction predetermined by location sensors, which increases the effective range of a mine, for example, with an otherwise exclusively vertical shot.
  • Fig. 1 the last stage of the automatic distribution of mines from the air is shown shortly before landing. This was preceded by the mines being ejected from a transport facility at a height of approx. 1000 m.
  • the parachute 1 enables the mine to hit the ground gently.
  • the mine essentially consists of an active body 2 and a frame 3, which are connected to one another by a cardan joint 4.
  • the inner ring on the cardan joint 4 takes over the active body holder.
  • the center of gravity of the active body 2 is below the gimbal joint 4.
  • the frame 3 has been aligned in the braking direction via the gimbal joint 4 due to the decelerating effect of the brake rocket 7.
  • the frame 3 consists essentially of five legs 5, which are attached to the outer ring 6 of the gimbal 4.
  • the sinking speed is relatively high (in the order of 30 m / s), so that drift due to cross winds is kept to a minimum.
  • a brake rocket 7 is therefore also provided, which is triggered just above the floor by the contact sensor 8. The brake rocket 7 also takes over the (not shown) detachment of the fastening lines 9 on the active body 2 and the carrying away of the parachute 1 after landing.
  • Fig. 2 shows the mine lurking in the field.
  • the active body 2 is oriented vertically because of the cardan joint 4.
  • a special active body holder would only be required if an orientation of the active body that deviates from the vertical would have to be ensured and / or if the separation of the active body from the frame would be relocated to a specially designed unit.
  • the rocket motor 11 when the rocket motor 11 is ignited, the entire active body 2 slides out of the cardan joint 4 and due to the gases emerging from the nozzle ring 12 obliquely outwards / downwards, there is a vertical ascent (for stabilization, if necessary, with self-rotation about the vertical longitudinal axis 13 of the mine 2) possible.
  • the automatically setting desired orientation of the active body 2 even in uneven terrain is carried out by the cardan joint 4, which is shown in Fig. 3 in plan view (section A-B according to FIG. 1).
  • the casing 14 of the lower cylindrical part 15 of the active body 2 lies against the inside of the innermost ring 16 of the cardan joint 4.
  • the ring 16 does not clamp the active body 2 in a force-fitting manner, but must guide the ascending active body 2 since, as mentioned above, it also has the function of the active body holder.
  • the outer ring of the gimbal joint 4 is identical to the outer ring 6.
  • Five legs 5 of the frame 3 are attached to it, which do not protrude beyond the outer ring 6 in the folded state.
  • an intermediate ring 19 Between the inner ring 16 and the outer ring 6 there is an intermediate ring 19, the free movement of the active body 2 taking place due to the rotatability of the ring 19 about the axis 20 and the ring 6 about the axis 21 orthogonal to the axis 20, ie the vertical position of the active body 2 occurs automatically, regardless of the flatness of the base, provided that the center of gravity of the active body is only below the gimbal joint 4 and this pendulum movement is not hindered.
  • active body 2 and frame 3 are designed similarly to that in FIG. 2; however, the movement of the active body 2 within the frame 3 is damped here.
  • Shock absorber-like damping elements 22 are fastened between the ring 6 and a flange 23.
  • the lower cylindrical part 15 of the active body 2 sits on the flange 23, but is not connected to it. A rocking of the active body by storm or by passing vehicles is avoided, and a vertical ascent of the active body 2 from the lurking position is possible at any time with this mine.
  • a mine with a specially designed active body holder 24 which remains after the start of the active body 2 'on the frame 3 is shown in Fig. 5.
  • the active body holder consists of a lower part 25 with damping elements 22 and a tube 26.
  • the mass distribution of the active body 2 'and active body holder 24 is rotationally symmetrical to the axis 27 and the focus of these parts is lower than the gimbal joint 6, the axis 27 of the oscillating active body holder 24 always vertical and thus the active body located in the tube 26 'is always aligned horizontally.
  • the active body holder 24 is rotatable about the axis 27.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung richtet sich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf eine Mine, einen Wirkkörper, eine Wirkkörperhalterung und ein Gestell aufweisend. Eine derartige Mine ist dem Anmelder bereits bekannt.
  • Moderne Minen entfalten dann ihre optimale Wirkung, wenn der Wirkkörper im Gelände auf das Ziel ausgerichtet werden kann. Bei Hohlladungsminen muß beispielsweise der Hohlladungsstachel ungestört senkrecht nach oben wirksam werden können. Ganz besonders wichtig ist die Ausrichtung auch bei Minen der sogenannten dritten Generation, die als Flächenverteidigungsminen die Fähigkeit haben, Ziele selbständig zu suchen und autonom zu bekämpfen. Bei einer solchen Mine wird beispielsweise [Wehrtechnik 8 (1988) 74 - 79] der Wirkkörper, hier bestehend aus der Munitionseinheit, Sensoren, Auswertelogik sowie einem Raketenmotor, aus einer Lauerstellung heraus zuerst in eine gewisse Höhe gebracht, weil sich von oben gepanzerte Ziele wirkungsvoller bekämpfen lassen. Der Wirkkörper muß dafür beim Start im Gelände weitgehend senkrecht ausgerichtet sein.
  • Da das Sperren eines Geländes durch Minen automatisch und schnell erfolgen soll, werden die Minen in der Regel durch Artillerie oder von Hubschraübern aus in das zu sperrende Gebiet transportiert. Es ist in diesem Fall nicht vorherzusehen, wie eine Mine am Aufschlagort zu liegen kommt; normalerweise liegt sie nicht aufgestellt (senkrecht). Es muß daher durch einen Aufrichtautomatismus an der Mine sichergestellt werden können, daß die Wirkkörper auf- bzw. ausgerichtet werden. In der DE 1 800 121-C3 ist eine Mine mit am Umfang verteilten Aufrichtelementen beschrieben, durch die die Minenachse aufgerichtet werden kann. Bei einer nicht völlig ebenen Unterlage führt das aber nicht zu einem lotrechten Ausrichten der Minenachse.
  • Es sind auch weichlandende Raumflugkörper mit abstehenden Beinen bekannt, wobei durch Ausricht- bzw. Justiereinrichtungen der gelandete Raumflugkörper seine Ausrichtung relativ zu den Beinen mittels Motoren noch verändern kann. Ein solcher Raumflugkörper kann nach der Landung zur Lotrechten hin ausgerichtet werden, auch wenn die Unterlage nicht ganz plan ist. Diese Einrichtungen sind sehr aufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Körper, insbesondere Minen, die automatisch im Gelände verlegbar sein sollen, mit einer robusten, sicheren Einrichtung zu versehen, die es gestattet, daß der Körper eine bestimmte Ausrichtung im Raum automatisch einnehmen kann.
  • Die Aufgabe wird von einer Mine gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Wirkkörper über die Wirkkörperhalterung mit dem Gestell durch ein kardanisches Gelenk verbunden ist, der Schwerpunkt des Wirkkörpers mit der Wirkkörperhalterung unterhalb des kardanischen Gelenkes liegt und eine freipendelnde Beweglichkeit der Wirkkörperhalterung mit dem Wirkkörper gegeben ist.
  • Damit ohne zusätzliche Energie die Ausrichtung von Körpern, insbesondere von Minen, im Gelände automatisch erfolgt, muß der an dem kardanischen Gelenk pendelnde Wirkkörper mit seiner Wirkkörperhalterung frei beweglich sein; das Gelenk muß so ausgelegt sein, daß Gestell und Wirkkörperhalterung bei ausgerichtetem Wirkkörper nicht in die Wirkrichtung des Wirkkörpers hineinragen. Das bedeutet praktisch, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt nur eine Verdrehung des Wirkkörpers um einen Raumwinkel von unter 90° sinnvoll ist. Bei dem erfindungsgemäßen Körper muß also angestrebt werden, daß durch entsprechende schon bei der Landung ausgestellte Stützbeine oder durch zusätzliche Aufrichtelemente, beispielsweise wie in der DE 1 800 121-C3 beschrieben, eine Grobausrichtung des Körpers im Gelände schon gegeben ist. Mit dem kardanischen Gelenk erfolgt dann eine sehr präzise Feinausrichtung ohne Hilfsenergie.
  • Durch die Ausbildung des kardanischen Gelenkes oberhalb des Schwerpunktes von Wirkkörper und Wirkkörperhalterung ist eindeutig eine vertikale Richtung am Wirkkörper festlegbar. Mit den gleichen Mitteln kann auch eine Kegelfläche, mit der Lotrechten als Achse, und ganz speziell die horizontale Ebene festgelegt werden. Bei Minen sind die durch Schwerkraft automatisch eintretende vertikale Stellung des Wirkkörpers und die horizontale Ausrichtung am wichtigsten, wobei gemäß der Erfindung auch ein horizontal auszurichtender Wirkkörper sich selbständig in diese Lage einpendelt.
  • Bei waagerecht oder schräg ausgerichtetem Wirkkörper ist in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich ein Antrieb zwischen Wirkkörper und Gestell vorgesehen, weil durch das kardanische Gelenk kein azimutaler Winkel in der horizontalen Ebene bevorzugt ist. Aufgrund der azimutalen Einstellbarkeit kann bei genau festgelegter Steilheit beim Start des Wirkkörpers die Ausrichtung auf ein (z.B. mit zwei Mikrofonen) geortetes Objekt erfolgen.
  • In einer speziellen Ausführungsform ist eine Dämpfungsvorrichtung an dem kardanischen Gelenk vorgesehen. Es wird dadurch erreicht, daß der in dem kardanischen Gelenk frei pendelnde Wirkkörper beispielsweise durch Wind kaum zum Schwingen angeregt wird, und dadurch der Wirkkörper nach seiner Ausrichtung nach dem Verlegen immer die vorgesehene Steilheit beibehält. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist am Gestell ein Aufrichtmechanismus vorgesehen, welcher es ermöglicht, daß sich der Wirkkörper erst nach der Landung aufrichtet und danach im kardanischen Gelenk ausrichtet, wobei bevorzugt vorgesehene Dämpfungselemente die Pendelbewegung abschwächen. Diese Dämpfungselemente, z. B. Hydraulikzylinder, können auch noch dazu benutzt werden, den Wirkkörper in eine bestimmte, von Ortungssensoren vorgegebene Richtung auszurichten, was beispielsweise bei einer Mine mit sonst ausschließlich senkrechtem Schuß deren Wirkungsbereich vergrößert.
  • Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden weiter beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Landung einer Mine im Gelände;
    Fig. 2
    Mine mit senkrecht ausgerichtetem Wirkkörper in Lauerstellung im Gelände;
    Fig. 3
    Draufsicht auf das kardanische Gelenk (Schnitt A-B gemäß Fig. 1);
    Fig. 4
    Mine mit einer Dämpfungseinrichtung;
    Fig. 5
    Mine mit einem waagerecht ausgerichteten Wirkkörper und einem Antrieb zum azimutalen Ausrichten.
  • In Fig. 1 ist die letzte Stufe der automatischen Verteilung von Minen aus der Luft kurz vor der Landung dargestellt. Vorausgegangen war der Ausstoß der Minen aus einer Transporteinrichtung in ca. 1000 m Höhe. Das schonende Auftreffen der Mine auf den Boden wird durch einen Fallschirm 1 ermöglicht. Die Mine besteht im wesentlichen aus einem Wirkkörper 2 und einem Gestell 3, die durch ein kardanisches Gelenk 4 miteinander verbunden sind. In diesem Beispiel übernimmt der innere Ring am kardanischen Gelenk 4 die Wirkkörperhalterung. Der Schwerpunkt des Wirkkörpers 2 liegt unterhalb des kardanischen Gelenkes 4. Das Gestell 3 hat sich aufgrund der Verzögerungswirkung der Bremsrakete 7 über das kardanische Gelenk 4 in die Bremsrichtung ausgerichtet. Das Gestell 3 besteht im wesentlichen aus fünf Beinen 5, die am äußeren Ring 6 des kardanischen Gelenkes 4 befestigt sind. Bei der dargestellten Minenversion ist die Sinkgeschwindigkeit relativ groß (größenordnungsmäßig 30 m/s), damit ein Abdriften infolge Seitenwindes kleingehalten wird. Daher ist noch eine Bremsrakete 7 vorgesehen, die knapp über dem Boden durch den Kontaktsensor 8 ausgelöst wird. Die Bremsrakete 7 übernimmt auch noch das (nicht dargestellte) Abtrennen der Befestigungsleinen 9 am Wirkkörper 2 und das Wegbefördern des Fallschirmes 1 nach der Landung.
  • Fig. 2 zeigt die Mine in Lauerstellung im Gelände. Obwohl der Boden 10 uneben ist, ist der Wirkkörper 2 wegen des kardanischen Gelenkes 4 vertikal ausgerichtet. Eine besondere Wirkkörperhalterung wäre nur dann erforderlich, wenn eine von der Vertikalen abweichende Ausrichtung des Wirkkörpers gewährleistet sein müßte und/oder wenn die Abtrennung des Wirkkörpers von dem Gestell in eine speziell dafür ausgebildete Einheit verlegt wäre. In diesem Beispiel gleitet bei Zündung des Raketenmotores 11 der gesamte Wirkkörper 2 aus dem kardanischen Gelenk 4 und aufgrund der aus dem Düsenkranz 12 schräg nach außen/unten austretenden Gase ist ein senkrechter Aufstieg (zur Stabilisierung ggf. mit Eigenrotation um die vertikale Längsachse 13 der Mine 2) möglich.
  • Die sich automatisch einstellende gewünschte Ausrichtung des Wirkkörpers 2 auch in unebenem Gelände erfolgt durch das kardanische Gelenk 4, das in Fig. 3 in Drauf sicht (Schnitt A-B gemäß Fig. 1) dargestellt ist. Die Hülle 14 des unteren zylindrischen Teils 15 des Wirkkörpers 2 (gemäß Fig. 1 und 2) liegt an der Innenseite des innersten Ringes 16 des kardanischen Gelenkes 4 an. Der Ring 16 klemmt den Wirkkörper 2 nicht kraftschlüssig ein, sondern muß den aufsteigenden Wirkkörper 2 führen, da er - wie oben erwähnt - auch die Funktion der Wirkkörperhalterung hat.
  • Der Außenring des kardanischen Gelenkes 4 ist mit dem äußeren Ring 6 identisch. An ihm sind fünf Beine 5 des Gestells 3 befestigt, die im eingeklappten Zustand über den äußeren Ring 6 nicht hinausragen. Zwischen Innenring 16 und äußerem Ring 6 ist ein Zwischenring 19 vorhanden, wobei wegen der Drehbarkeit des Ringes 19 um die Achse 20 und des Ringes 6 um die zur Achse 20 orthogonale Achse 21 ein freies Auspendeln des Wirkkörpers 2 erfolgt, d.h. ein Senkrechtstellen des Wirkkörpers 2 automatisch eintritt, unabhängig von der Planheit der Unterlage, sofern der Schwerpunkt des Wirkkörpers nur unterhalb des kardanischen Gelenkes 4 liegt und diese Pendelbewegung nicht behindert wird.
  • In Fig. 4 sind Wirkkörper 2 und Gestell 3 ähnlich wie in Fig. 2 ausgebildet; die Bewegung des Wirkkörpers 2 innerhalb des Gestells 3 ist hier jedoch gedämpft. Stoßdämpferähnliche Dämpfungselemente 22 sind zwischen dem Ring 6 und einem Flansch 23 befestigt. Der untere zylindrische Teil 15 des Wirkkörpers 2 sitzt auf dem Flansch 23 auf, ist aber nicht mit ihm verbunden. Ein Aufschaukeln des Wirkkörpers durch Sturm oder durch vorbeifahrende Fahrzeuge wird dadurch vermieden, und zu jeder Zeit ist bei dieser Mine ein senkrechtes Aufsteigen des Wirkkörpers 2 aus der Lauerstellung heraus möglich.
  • Eine Mine mit einer besonders ausgebildeten Wirkkörperhalterung 24, die nach dem Start des Wirkkörpers 2′ am Gestell 3 verbleibt, ist in Fig. 5 dargestellt. Die Wirkkörperhalterung besteht aus einem Unterteil 25 mit Dämpfungselementen 22 und einem Rohr 26. Solange die Massenverteilung von Wirkkörper 2′ und Wirkkörperhalterung 24 rotationssymmetrisch zur Achse 27 ist und der Schwerpunkt dieser Teile tiefer als das kardanische Gelenk 6 liegt, ist die Achse 27 der pendelnden Wirkkörperhalterung 24 stets vertikal und somit der in dem Rohr 26 befindliche Wirkkörper 2′ stets horizontal ausgerichtet. Die Wirkkörperhalterung 24 ist um die Achse 27 drehbar. Durch einen Antrieb 28 in Verbindung mit einem Kompaß oder mit Richtungssensoren erfolgt die azimutale Ausrichtung des Wirkkörpers 2′, hier einer Rakete mit einem Hohlladungsgefechtskopf, die somit immer auf einer waagerechten Bahn startet.

Claims (7)

  1. Mine, einen Wirkkörper (2, 2′), eine Wirkkörperhalterung (24) und ein Gestell (3) aufweisend, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkkörper (2, 2′) über die Wirkkörperhalterung (24) mit dem Gestell (3) durch ein kardanisches Gelenk (4) verbunden ist, der Schwerpunkt des Wirkkörpers (2, 2′) mit der Wirkkörperhalterung (24) unterhalb des kardanischen Gelenkes (4) liegt und eine freipendelnde Beweglichkeit der Wirkkörperhalterung (24) mit dem Wirkkörper (2) gegeben ist.
  2. Mine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkkörper (2) senkrecht ausgerichtet ist.
  3. Mine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkkörper (2′) waagerecht ausgerichtet ist.
  4. Mine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmechanismus (28) zwischen dem Wirkkörper (2′) und dem Gestell (3) vorgesehen ist.
  5. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfung (22) des kardanischen Gelenkes (4) vorgesehen ist.
  6. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (3) schräg nach außen abstehende, hinreichend lange Beine (5) aufweist.
  7. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Gestell ein Aufrichtmechanismus vorgesehen ist.
EP90119564A 1989-10-20 1990-10-12 Sich selbst ausrichtende Mine Expired - Lifetime EP0423631B1 (de)

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DE3934979 1989-10-20

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EP0423631A2 EP0423631A2 (de) 1991-04-24
EP0423631A3 EP0423631A3 (en) 1992-02-19
EP0423631B1 true EP0423631B1 (de) 1995-05-24

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