EP1102029B1 - Treibladung mit einer Mehrpunktanzündung - Google Patents
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- F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
- F42B5/08—Cartridges, i.e. cases with charge and missile modified for electric ignition
Definitions
- the invention relates to a high-performance drive with arranged in a sleeve propellant powder and a pyrotechnic igniter for igniting the propellant charge powder, wherein the lighter contains an ignition charge and optionally an amplifier charge, and a method for igniting such a high-performance drive.
- the ignition of propellant powder used in large-caliber ammunition used today is done mainly by means of a pyrotechnic lighter, which is housed axially in the rear of the ammunition. After triggering by means of an electrical or mechanical pulse, the reaction of the pyrotechnic igniter mixture takes place and glowing particles are brought into the propellant charge powder bed under high pressure, which ignite the propellant charge. Due to the geometry of the propellant charge igniter, the ignition currents flow radially outward through holes in the metal jacket of the igniter. With appropriate design, the flow of particles also has an axial component. However, in most cases the first part of the ignition is limited to the rear part of the powder bed due to the dimensions of the cargo space of modem ammunition.
- the invention has for its object to improve a high-performance propulsion system according to claim 1 so that the internal ballistic conditions are significantly improved at the ignition and thereby are also compact charge structures with high charge density safely ignite.
- the propellant charge powder can be lighted specifically at previously selectable points.
- the number and timing of the ignitions is determined so that even under extreme environmental conditions no adverse internal ballistic conditions (eg negative differential gas pressures) can occur.
- a temperature sensor for measuring the temperature of the propellant charge powder is arranged in the lighter.
- the tuning of the ignition is done by the fire control computer, which communicates with the individual igniters via the bus, z. B. the temperature at the individual Anzünd Vietnameseen and then decides according to a predetermined scheme on the number, time order and spatial distribution of the triggering igniters or ignition points.
- retrievable features of the propellant charge powder are stored in the electronic unit.
- the lighters are firmly connected to the inside of the sleeve and are embedded in a preferred embodiment in running on the inside of the sleeve webs.
- the sleeve is formed either fully, partially or incombustible.
- the bus leads to a central ignition piece, which is preferably embedded in the end cap of the sleeve.
- the ignition piece contains an ignition distributor and a contact screw.
- the high-performance drive according to the invention for armor or artillery ammunition is used.
- lighters which are firmly connected to the inside of the cartridge case and light radially or at other angles in the powder bed.
- the lighters may be embedded in a plurality of lands extending along the inside of the cartridge so as to prevent damage by propellants of powder charge when the cartridge is shaken.
- the cartridge case itself may be full, partial or incombustible.
- the ignition nests are connected via a two- or multi-wire bus with a Anzünd Sharing.
- each lighter contains a stored address and a temperature sensor. As a result, the temperature in the propellant charge bed can be forwarded to the fire control computer.
- the memory of the lighter also features of the propellant charge powder can be stored to query and correct the Feuerleitrechners.
- the lighters can be individually addressed or programmed, e.g. whether or not they trigger during the ignition impulse.
- This multi-point ignition is particularly suitable for high-performance engines, especially for armor and artillery ammunition.
- Fig. 1b shows schematically in perspective view a cartridge case 1 with a closure cover 2.
- the closure lid 2 also stubble sleeve called- deducted from the cartridge case 1.
- the cartridge case 1 On the inside of the cartridge case 1 three webs 3 are arranged uniformly distributed in the circumferential direction, which extend in the longitudinal direction of the cartridge case 1 over its entire length.
- the cartridge case 1 In the production of the cartridge, the cartridge case 1 is completely filled with propellant powder, so that the webs 3 protrude into the propellant charge powder.
- the propellant charge powder In FIG. 1a, the propellant charge powder is not shown for reasons of clarity.
- the webs are sequentially embedded in individual lighters 9 for the propellant charge powder.
- the lighter 9 Connected to each other are the lighter 9 via a single or multi-core bus line 4, which leads from the three webs 3 to a Anzünd Federation 11 in the closure cap 2 of the cartridge case 1.
- a bus line 4 is provided for each web 3.
- the ignition element 11 consists of an ignition distributor 7 and a contact screw 8. If the cartridge is to be fired, a not shown contact element is placed on the ignition element 11, which with a not shown Feuerleitrechner is electrically connected. As a result, the fire control computer is connected to the individual igniters 9 and can read in and read out data.
- Fig. 1b shows a section across the cartridge case 1 according to Fig. 1a. It can be seen well the three webs, which are arranged offset by 120 ° to each other and in which the lighter 9 are embedded.
- Fig. 1c shows the detail A of Fig. 1b shown enlarged with schematically drawn lighter 9.
- An igniter 9 consists of a Anzündsatz 5 and optionally an amplifier charge 6.
- Fig. 2 shows a detail similar to Fig. 1c, but with individual details.
- an electronic unit 10 is arranged in each lighter 9, z. As a chip with integrated circuit or a board with electronic components.
- the bus line 4 is connected to this electronic unit 10.
- an ignition element is arranged, which ignites the ignition charge 5 at the ignition, which in turn ignites the booster charge 6.
- a temperature sensor is arranged in the electronic unit 10 or a temperature sensor is connected to the unit 10.
- features of the propellant charge powder can be stored in the unit 10.
- the fire control calculator checks the temperature at the ignition points and determines which igniters 9 are to be lit. or not. The Feuerleitrechner then programmed the lighter 9 or the individual electronic units 10 accordingly. If an ignition pulse is emitted during the ignition, then only the desired igniter 9 are ignited.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Hochleistungsantrieb mit in einer Hülse angeordnetem Treibladungspulver und einem pyrotechnischen Anzünder zur Anzündung des Treibladungspulvers, wobei der Anzünder einen Anzündsatz und gegebenenfalls eine Verstärkerladung enthält, und ein Verfahren zum Anzünden eines solchen Hochleistungsantriebs.
- Die heute verwendete Anzündung von Treibladungspulver in großkalibriger Munition geschieht überwiegend mittels eines pyrotechnischen Anzünders, welcher axial im Heck der Munition untergebracht ist. Nach Auslösung mittels eines elektrischen oder mechanischen Impulses erfolgt die Umsetzung der pyrotechnischen Anzündmischung und es werden unter großem Druck glühende Partikel in das Treibladungspulverbett verbracht, welche die Treibladung anzünden. Die Anzündschwaden strömen aufgrund der Geometrie des Treibladungsanzünders radial durch Löcher im Metallmantel des Anzünders nach außen. Bei entsprechender Konstruktion hat die Partikelströmung auch eine axiale Komponente. In den meisten Fällen jedoch ist der erste Teil der Anzündung aufgrund der Dimensionen des Ladungsraumes modemer Munition auf den hinteren Teil des Pulverbettes beschränkt.
- Ein Antrieb mit einer solchen Anzündung ist aus dem Dokument GB-A-2 175 982 bekannt.
- Diese Beschränkung kann zu ungünstigen innenballistischen Verhältnissen führen und durch lokale, extreme Drucksteigerungen eine Zerstörung der Rohrwaffe bewirken.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsantrieb nach Anspruch 1 so zu verbessern, daß die innenballistischen Verhältnisse bei der Anzündung wesentlich verbessert sind und dadurch auch kompakte Ladungsaufbauten mit hoher Ladungsdichte sicher anzuzünden sind.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
- daß in der Hülse mehrere Anzünder angeordnet sind,
- daß alle Anzünder über eine programmierbare elektronische Einheit verfügen, in der eine individuelle Adresse gespeichert ist,
- daß die Anzünder über eine zwei- oder mehradrige Busleitung mit einem Anzündstück verbunden sind und
- daß das Anzündstück an einen Feuerleitrechner anschließbar ist.
- Hierdurch kann das Treibladungspulver gezielt an vorher wählbaren Punkten angezündet werden. Die Anzahl und die zeitliche Abfolge der Anzündungen wird so bestimmt, daß es selbst unter extremen Umweltbedingungen zu keinen ungünstigen innenballistischen Verhältnissen (z. B. negative Differenzgasdrücke) kommen kann.
- In bevorzugter Ausführungsform ist im Anzünder ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Treibladungspulvers angeordnet.
- Die Abstimmung der Anzündung geschieht durch den Feuerleitrechner, der mit den einzelnen Anzündern über die Busleitung kommuniziert, z. B. die Temperatur an den einzelnen Anzündpunkten mißt und dann nach einem vorher festgelegten Schema über die Anzahl, zeitliche Reihenfolge und räumliche Verteilung der auszulösenden Anzünder bzw. Anzündpunkte entscheidet.
- Vorteilhafterweise sind in der elektronischen Einheit abrufbare Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert.
- Die Anzünder sind fest mit der Innenseite der Hülse verbunden und sind in bevorzugter Ausführungsform in auf der Innenseite der Hülse verlaufenden Stegen eingebettet.
- Die Hülse ist entweder voll-, teil- oder unverbrennbar ausgebildet.
- Die Busleitung führt zu einem zentralen Anzündstück, welches bevorzugt in den stirnseitigen Verschlußdeckel der Hülse eingebettet ist.
- Das Anzündstück enthält einen Zündverteiler und eine Kontaktschraube.
- Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Hochleistungsantrieb für Panzerbord- oder Artilleriemunition verwendet.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anzünden eines Hochleistungsantriebs, wie beschrieben, zeichnet sich durch einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte aus:
- Ermitteln der Temperatur des Treibladungspulvers und Weiterleitung an den Feuerleitrechner,
- Auslesen individueller in der elektronischen Einheit 10 gespeicherter Merkmale des Treibladungspulvers und Weiterleitung dieser Daten an den Feuerleitrechner,
- Bestimmung im Feuerleitrechner der Anzahl und der zeitlichen Abfolge der zu zündenden Anzünder 9 und Programmierung dieser Anzünder (9),
- Aussenden eines Zündimpulses an die Anzünder 9.
- Die Erfindung ist daher durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- Im Innenraum der Patrone befinden sich mehrere Anzünder, welche fest mit der Innenseite der Patronenhülse verbunden sind und radial oder unter anderen Winkeln in das Pulverbett anzünden.
- Die Anzünder können in mehreren, entlang der Innenseite der Patrone verlaufenden, Stegen eingebettet sein, um so eine Beschädigung durch Treibladungspulverkömer beim Rütteln der Patrone zu verhindern.
- Die Patronenhülse selbst kann voll-, teil- oder unverbrennbar sein.
- Die Anzündnester sind über eine zwei- oder mehradrige Busleitung mit einem Anzündstück verbunden.
- Im Anzünder befindet sich eine intelligente elektronische Einheit, welche über einen Feuerleitrechner programmiert werden kann. Außerdem enthält jeder Anzünder eine gespeicherte Adresse und einen Temperatursensor. Dadurch kann die Temperatur im Treibladungspulverbett an den Feuerleitrechner weitergegeben werden. Im Speicher des Anzünders können außerdem noch Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert werden zur Abfrage und Korrektur des Feuerleitrechners.
- Durch die Busleitung können die Anzünder einzeln angesprochen oder programmiert werden, z.B. ob sie beim Anzündimpuls auslösen oder nicht.
- Besonders eignet sich diese Mehrpunktanzündung für Hochleistungsantriebe, speziell für Panzerbord- und Artilleriemunition.
- Es ist mit dieser Mehrpunktanzündung möglich, sehr kompakte Ladungsaufbauten mit hoher Ladungsdichte anzuzünden, welche durch einen konventionellen Treibladungsanzünder nicht mehr durchdrungen werden können.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt:
- Fig. 1a
- schematisch eine Patronenhülse mit erfindungsgemäßer Mehrpunktanzündung,
- Fig. 1b
- einen Schnitt quer durch die Patronenhülse nach Fig. 1a,
- Fig. 1c
- den Ausschnitt A aus Fig. 1b vergrößert dargestellt und
- Fig. 2
- einen Ausschnitt ähnlich Fig. 1c mit einzelnen Details.
- Fig. 1b zeigt schematisch in perspektivischer Sicht eine Patronenhülse 1 mit einem Verschlußdeckel 2. Zur besseren Übersicht ist der Verschlußdeckel 2 -auch Stummelhülse genannt- von der Patronenhülse 1 abgezogen.
- Auf der Innenseite der Patronenhülse 1 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt drei Stege 3 angeordnet, die sich in Längsrichtung der Patronenhülse 1 über deren gesamte Länge erstrecken. Bei der Fertigung der Patrone wird die Patronenhülse 1 vollständig mit Treibladungspulver gefüllt, so daß die Stege 3 in das Treibladungspulver hineinragen. In der Figur 1a ist das Treibladungspulver aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. In den Stegen sind der Reihe nach einzelne Anzünder 9 für das Treibladungspulver eingebettet.
- Miteinander verbunden sind die Anzünder 9 über eine ein- oder mehradrige Busleitung 4, die von den drei Stegen 3 zu einem Anzündstück 11 im Verschlußdeckel 2 der Patronenhülse 1 führt. Für jeden Steg 3 ist eine Busleitung 4 vorgesehen. Das Anzündstück 11 besteht aus einem Zündverteiler 7 und einer Kontaktschraube 8. Wenn die Patrone verschossen werden soll, wird auf das Anzündstück 11 ein nicht gezeigtes Kontaktelement aufgesetzt, welches mit einem nicht gezeigten Feuerleitrechner elektrisch verbunden ist. Hierdurch steht der Feuerleitrechner mit den einzelnen Anzündern 9 in Verbindung und kann Daten ein-und auslesen.
- Fig. 1b zeigt einen Schnitt quer durch die Patronenhülse 1 nach Fig. 1a. Es sind gut die drei Stege zu erkennen, die um 120 ° versetzt zueinander angeordnet sind und in denen die Anzünder 9 eingebettet sind.
- Fig. 1c zeigt den Ausschnitt A aus Fig. 1b vergrößert dargestellt mit schematisch eingezeichnetem Anzünder 9. Ein Anzünder 9 besteht aus einem Anzündsatz 5 und gegebenenfalls einer Verstärkerladung 6. Mit dem Bezugszeichen 4 ist die Busleitung angedeutet. Nicht gezeigt ist die elektronische Einheit.
- Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt ähnlich Fig. 1c, jedoch mit einzelnen Details.
- Erfindungsgemäß ist in jedem Anzünder 9 eine elektronische Einheit 10 angeordnet, z. B. ein Chip mit integrierter Schaltung oder eine Platine mit elektronischen Bauelementen. Die Busleitung 4 ist mit dieser elektronischen Einheit 10 verbunden. Auf dieser Einheit 10 oder in dieser ist ein Zündelement angeordnet, welches bei der Anzündung den Anzündsatz 5 anzündet, der wiederum die Verstärkerladung 6 anzündet. Die dadurch erzeugten Anzündschwaden zünden dann das Treibladungspulver an.
- Nicht gezeigt ist, daß in der elektronischen Einheit 10 ein Temperatursensor angeordnet ist oder ein Temperatursensor mit der Einheit 10 verbunden ist. Außerdem ist nicht gezeigt, daß in der Einheit 10 Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert werden können.
- Vor der Anzündung überprüft der Feuerleitrechner die Temperatur an den Anzündpunkten und bestimmt daraus, welche Anzünder 9 angezündet werden sollen oder nicht. Der Feuerleitrechner programmiert anschließend die Anzünder 9 bzw. die einzelnen elektronischen Einheiten 10 entsprechend. Wird bei der Anzündung ein Zündimpuls ausgesendet, werden dann nur die gewünschten Anzünder 9 angezündet.
Claims (9)
- Hochleistungsantrieb mit in einer Hülse (1) angeordnetem Treibladungspulver und einem pyrotechnischen Anzünder (9) zur Anzündung des Treibladungspulvers, wobei der Anzünder (9) einen Anzündsatz (5) und gegebenenfalls eine Verstärkerladung (6) enthält, in der Hülse (1) mehrere Anzünder (9) angeordnet sind, die Anzünder (9) über eine Leitung mit einem Anzündstück (11) verbunden sind und das Anzündstück (11) an einen Feuerleitrechner anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,- dass alle Anzünder (9) über eine programmierbare elektronische Einheit (10) verfügen, in der eine individuelle Adresse gespeichert ist und- dass die Anzünder (9) über eine zwei- oder mehradrige Busleitung (4) mit dem Anzündstück (11) verbunden sind.
- Hochleistungsantdeb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Anzünder (9) ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Treibladungspulvers angeordnet ist
- Hochleistungsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektronischen Einheit (10) abrufbare Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert sind.
- Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzünder (9) fest mit der Innenseite der Hülse (1) verbunden sind.
- Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzünder (9) in auf der Innenseite der Hülse (1) verlaufenden Stegen (3) eingebettet sind.
- Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) voll-, teil- oder unverbrennbar ausgebildet ist.
- Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzündstück (11) in den stimseitigen Verschlußdeckel (2) der Hülse (1) eingebettet ist.
- Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzündstück (11) einen Zündverteiler (7) und eine Kontaktschraube (8) enthält.
- Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungsantriebe für Panzerbord- oder Artilleriemunition verwendet werden.
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