EP1288609A1 - Elektrische Zündvorrichtung für einen Munitionskörper mit einem Zielsensor - Google Patents

Elektrische Zündvorrichtung für einen Munitionskörper mit einem Zielsensor Download PDF

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EP1288609A1
EP1288609A1 EP01810754A EP01810754A EP1288609A1 EP 1288609 A1 EP1288609 A1 EP 1288609A1 EP 01810754 A EP01810754 A EP 01810754A EP 01810754 A EP01810754 A EP 01810754A EP 1288609 A1 EP1288609 A1 EP 1288609A1
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EP
European Patent Office
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ignition
target sensor
circuit
monitors
circuit arrangement
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Withdrawn
Application number
EP01810754A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Auchli
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.)
RUAG Munition
Original Assignee
RUAG Munition
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Publication date
Application filed by RUAG Munition filed Critical RUAG Munition
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/06—Electric contact parts specially adapted for use with electric fuzes
    • F42C19/07—Nose-contacts for projectiles or missiles

Definitions

  • the present invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and a method to operate the device.
  • Double hoods exist from a ductile form, usually from sheet metal, which is double is executed and both of which are usually arranged concentrically Parts are spaced from each other. In the simplest Case there is an air gap between the two parts from a few tenths to 2 mm. The two parts are used for Impact at the finish as a switch contact for the detonator.
  • control downstream of the hood should a deformed or shot before the ammunition is fired detect short-circuited hood and premature ignition, for example in the gun barrel, prevent it safely.
  • the control downstream of the hood should be for any Double hoods can be used and all known interference situations resist, i.e. it is not meant to be common EMR, ESD and / or EMP measures react.
  • Target detection and safe processing of the ignition signal results a significant increase in system security. This allows the design of the arrangement and its sensitivity can be freely chosen.
  • Embodiment according to claim 2 can be realized very easily.
  • the network according to claim 3 results - by itself known dimensioning - the effect of a filter for too expected interference frequencies, such as those at launch and in Flight of the ammunition can arise.
  • a capacitor or a resistor is sufficient; it can but also one as a blocking filter against electromagnetic interference effective network.
  • the operating method according to claim 5 prevents premature Ignitions and serves, in addition to known mechanical Pre-pipe protection, the prevention of accidents in the vicinity of a gun.
  • a target sensor in the form of a notoriously known double hood - represented by a Switch H - present.
  • Double hood H As an open switch. When the bullet hits the switch is closed on the target.
  • the double hood H has a resistance of much larger than 1 M ⁇ ; is in the closed state Resistance typically less than 5 ⁇ .
  • the double hood is connected via inputs E1 and E2 a control circuit ST for controlling the ignition connected to the floor.
  • the control circuit ST controls a switch S, which in the closed state Detonator DET (primer / squib) of the projectile with an energy source U 'connects to this for ignition to supply the necessary energy.
  • DET primary / squib
  • a capacitor C is inserted parallel to the double hood H, which is an increase in the initiation energy for the control circuit ST causes and in addition to a lower one Interference sensitivity of the arrangement contributes.
  • the Capacitance of the capacitor C can be chosen within wide limits and thus enables optimal adaptation to following circuit arrangements.
  • the control circuit ST consists of a detection circuit ZD, when the bullet hits the target emits a signal 01.
  • the control circuit also contains ST a pulse circuit SH, the output of which is a switch K controls.
  • the switch K is normally closed and causes in this state at output 01 of the detection circuit ZD a short circuit against the GND ground Power.
  • Short-circuiting the output of the detection circuit ZD until a pulse i arrives at input E3 of the pulse circuit SH prevents the delivery of an ignition signal to a switch S. An unwanted ignition will also prevented if the double hood H in a faulty way should be closed before the launch.
  • the output of the detection circuit ZD is on an AND link & led, the output of the switch S acts, the ignition of the detonator in the closed state DET causes.
  • a second input of the AND link is connected to an output 04 of a timing element VG, which, after the double hood H has been closed, is activated of the switch S during a predetermined time window releases.
  • a third input of the AND link is connected to the output 03 of a timer VS.
  • the switch S is blocked or. Approved.
  • the two known functions the double hood - namely a sensor for the detection of the impact on the one hand and trigger for the energy supply to the Detonator on the other hand - strictly separated from one another.
  • the sensitivity of the sensor in a simple manner against interference signals and thus the reliability detection increased.
  • a capacitance of 1 ⁇ F is characteristic the sensitivity of the detection circuit ZD to the given Adjust conditions.
  • FIG. 2a shows the time sequence for the regular launch and flight phase of an ammunition body.
  • the time t 0 is the time when an ammunition is fired.
  • Start signal i When a bullet is fired upon arrival Start signal i begins an electrically controlled Front pipe safety interval VR of the duration ⁇ t of typically 100 ms.
  • a time window .DELTA.t A is generated by the impact A of the double hood H in which the ignition process can be triggered.
  • a time window ⁇ t B is shown in FIG. 2b, which arises, for example, from a premature impact B of the ammunition body on the ground (ground impact).
  • the time windows .DELTA.t A and .DELTA.t B are selected so that a reliable ignition process is possible, even when using relatively slow detonators, and is 10 ms in the exemplary embodiment.
  • the double hood H is over the to her capacitor C connected in parallel to inputs E1 and E2 guided.
  • E1 is through a resistor R1 with a connector VCC connected; Resistors R2 and R5 are inverting Input of an operational amplifier V1 upstream. Between the resistors R2 and R5 are a Zener diode Z1 and a resistor R4 connected and connected to the connector GND connected.
  • the non-inverting input of the operational amplifier V1 is on the one hand via a resistor R9 with its output and additionally via a resistor R8 with the center tap one formed from resistors R6 and R7 and arranged between the terminals VCC and GND Voltage divider connected. Parallel to the resistance A capacitor C2 is provided at R7.
  • the output signal of the operational amplifier V1 is connected via a resistor R10 removed and as the control signal 01 the ignition of the detonator DET triggering electronic switch S, Fig. 1, fed.
  • switch S When switch S is closed, the detonator is activated DET ignited.
  • the VCC connection leads the supply voltage to the supply the electronics of the detonator.
  • the detection circuit ZD according to FIG. 3 has the one hand Task to detect the closing of the double hood and to generate a signal 01 at its output. on the other hand it takes over through capacitor C the one already mentioned Protection against unwanted interference.
  • the functioning of the detection circuit ZD is as follows: When the supply voltage VCC is built up, the capacitor C charged through resistor R1.
  • ESD electrostatic discharge
  • the resistance R4 is used to discharge the capacitor C in the stored Condition, i.e. this makes energy-free storage of the floor guaranteed.
  • the one through the resistors R6, Voltage divider formed by R7 determines the potential at non-inverting input of operational amplifier V1.
  • the capacitor C2 brakes the voltage rise on the non-inverting Input of the one that acts as a Schmitt trigger Operational amplifier V1 such that when the supply voltage is built up VCC the output of the Schmitt trigger is always in is in a defined state.
  • the resistors R8 and R9 form a Schmitt trigger with the operational amplifier V1 and optimize its switching behavior.
  • FIG. 4 is a concrete embodiment of the pulse circuit SH shown.
  • Their inputs E2 and E3 are not shown Fixed circuit in the launcher connected a certain time (e.g. 20ms) before Firing the projectile gives an impulse i.
  • the input E3 via resistors R11, R13 and a diode D11 with the non-inverting input of an operational amplifier V2 connected.
  • a resistor R12 and a capacitor in parallel C11 are connected between the resistors R11 and R13. Between the resistance R13 and the diode D11, a Zener diode Z11 is connected and also connected to the GND connector. Between the Diode D11 and the non-inverting input of the Operational amplifier V2 is a resistor R14 and a capacitor C12 arranged in parallel, both with are connected to the GND connection. The inverting input of the operational amplifier V2 is with a reference potential REF applied.
  • the output signal 02 of the operational amplifier V2 becomes Control of the switch K, Fig. 1, used. It prevents that the detonator DET prematurely if the double hood is defective is ignited.
  • EMC Electromagnetic compatibility
  • the resistor R13 forms an ESD input protection with the Zener diode Z11.
  • the Diode D11 prevents the discharge of capacitor C12.
  • Resistor R14 is used to discharge the capacitor C12 when the bullet is stored.
  • the input Pulse circuit SH during 20 ms before the launch of the Geunteres a start signal i applied, whereby the Capacitor C12 is charged; it is energy storage for the "sample and hold" function.
  • the operational amplifier V2 forms an impedance Decoupling of the capacitor C12 from the rest of the circuit arrangement.
  • the output of the operational amplifier takes over V2 (operated as an open drain) the function of the switch K and has the task of output 01 the Detection circuit ZD, cf. Fig. 2 as long to be short-circuited until the input E3 of the pulse circuit SH the start signal i is present.
  • the ignition device described is extremely suitable also for multiple loads, especially multiple hollow charges.
  • Time delay elements connected which the necessary delays caused by dynamic processes between generate the charges and thereby sequential ignition trigger.
  • a double hood can also be modern Proximity and or impact detonators are replaced, whereby only minor adjustments are necessary for this, since the input impedance the ignition device is not critical.
  • various Impedances and signal forms can be easily adjusted adapt the circuit arrangement described.

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Abstract

Bei Geschossen wird das Auftreffen auf ein Ziel mit einer Doppelhaube (H) detektiert, die diese Information elektrisch an den Detonator (DET) weitergibt. Weil bei bekannten Zündsystemen die zwei Funktionen der Doppelhaube (H) - Auftreffdetektor einerseits und Schalter für die direkte Zuführung der Energie zum Detonator (DET) andererseits - miteinander gekoppelt sind, sind die Systeme sehr empfindlich auf externe Störsignale. Die Erfindung zeigt eine einfache Trennung der zwei Funktionen, wodurch die Störempfindlichkeit der Detektionsschaltung (ZD) reduziert wird. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.
Seit vielen Jahren werden in Geschossen, Bomben etc. elektrische Aufschlagzünder verwendet, die durch eine sogenannte Doppelhaube initiiert werden. Doppelhauben bestehen aus einer duktilen Form, meist aus Blech, welche doppelt ausgeführt ist und deren beide meist konzentrisch angeordneten Teile zueinander beabstandet sind. Im einfachsten Fall befindet sich zwischen den beiden Teilen ein Luftspalt von einigen Zehntel bis 2 mm. Die beiden Teile dienen beim Aufschlag im Ziel als Schaltkontakt für den Zünder.
Je nach Art der Ausgestaltung der Doppelhaube und der zur Isolation der Schaltstellen dienenden Dielektrika variiert die Kapazität der Anordnung innerhalb grosser Grenzen. Im praktischen Einsatz solcher Munitionskörper entstehen immer wieder Blindgänger, die auf Kontaktprobleme zwischen den Schaltstellen zurückzuführen sind, und/oder deren Auswerteschaltung nicht empfindlich genug ist, um die Initiierung des Zünders sicherzustellen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, welche die Funktionssicherheit von an sich beliebigen Zielsensoren erhöht und eine sichere Schaltfunktion garantiert, auch wenn diese über einen längeren Zeitraum hinweg gelagert sind und sich beispielsweise an den präsumptiven Schaltstellen bereits Oxidschichten gebildet haben.
Im weiteren soll die der Haube nachgeschaltete Steuerung eine vor dem Abschuss des Munitionskörpers deformierte bzw. kurzgeschlossene Haube detektieren und eine vorzeitige Zündung, beispielsweise im Geschützrohr, sicher verhindern.
Die der Haube nachgeschaltete Steuerung soll für beliebige Doppelhauben einsetzbar sein und sämtlichen bekannten Störsituationen widerstehen, d.h. sie soll nicht auf übliche EMR-, ESD- und/oder EMP- Massnahmen reagieren.
Gesamthaft soll die Detektionssicherheit bei einer Aufprallzündung mit einfachen technischen Mitteln erhöht werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Mit einer derart aufgebauten Anordnung lässt sich in vorteilhafter Weise eine robuste Zielsensorik und insbesondere eine geringe Störempfindlichkeit erreichen. Durch die im Patentanspruch genannte Trennung der beiden Funktionen Zieldetektion und sichere Aufbereitung des Zündsignals ergibt sich eine beträchtliche Erhöhung der Systemsicherheit. Dadurch kann die Auslegung der Anordnung und deren Empfindlichkeit frei gewählt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausgestaltung nach Anspruch 2 lässt sich sehr einfach realisieren.
Das Netzwerk nach Anspruch 3 ergibt - durch dessen an sich bekannte Dimensionierung - die Wirkung eines Filters für zu erwartenden Störfrequenzen, wie sie beim Abschuss und im Flug des Munitionskörpers entstehen können. Im einfachen Fall genügt ein Kondensator oder ein Widerstand; es kann aber auch ein als Sperrfilter gegen elektromagnetische Störungen wirkendes Netzwerk zweckmässig sein.
Die gezielte Erhöhung der Kapazität der Doppelhaube, Anspruch 4, reduziert den Einfluss von Störsignalen und erhöht damit die Systemsicherheit.
Das Betriebsverfahren nach Anspruch 5 verhindert vorzeitige Zündungen und dient, zusätzlich zu bekannten mechanischen Vorrohrsicherungen, der Verhinderung von Unfällen im Nahbereich eines Geschützes.
Der kontrollierte Einbezug eines Startsignals in den Funktionsablauf verhindert eine vorzeitige Auslösung der Zündvorrichtung; Anspruch 6.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
ein Prinzipschaltbild der Erfindung,
Fig. 2a, 2b
die zeitlichen Verhältnisse, bei einer Aktivierung des Zielsensors,
Fig. 3
eine Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Funktionssicherheit eines Zielsensors und
Fig. 4
eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines defekten Zielsensors.
In der Anordnung nach Fig. 1 ist ein Zielsensor in Form einer notorisch bekannten Doppelhaube - dargestellt durch einen Schalter H - vorhanden. Im normalen Zustand wirkt die Doppelhaube H als offener Schalter. Beim Auftreffen des Geschosses auf das Ziel wird der Schalter geschlossen. Im offenen Zustand weist die Doppelhaube H einen Widerstand von viel grösser als 1 MΩ auf; im geschlossenen Zustand ist Widerstand typischerweise kleiner als 5 Ω. Je nach Ausführungsform und Betriebszustand stellt eine solche Haube einen Kondensator mit einer Kapazität vom 10 pF bis zirka 1 nF dar. Die Doppelhaube ist über Eingänge E1 und E2 mit einer Steuerungsschaltung ST für die Steuerung der Zündung des Geschosses verbunden. Die Steuerungsschaltung ST steuert einen Schalter S, der im geschlossenen Zustand den Detonator DET (Zündkapsel/Zündpille) des Geschosses mit einer Energiequelle U' verbindet, um diesem die zur Zündung notwendige Energie zuzuführen.
Parallel zur Doppelhaube H ist ein Kondensator C eingefügt, der eine Erhöhung der Initiierungsenergie für die Steuerungsschaltung ST bewirkt und damit zusätzlich zu einer geringeren Störempfindlichkeit der Anordnung beiträgt. Die Kapazität des Kondensators C kann in weiten Grenzen gewählt werden und ermöglicht damit eine optimale Anpassung an nachfolgende Schaltungsanordnungen.
Die Steuerungsschaltung ST besteht aus einer Detektionsschaltung ZD, die beim Auftreffen des Geschosses im Ziel ein Signal 01 abgibt. Ferner enthält die Steuerungsschaltung ST eine Impulsschaltung SH, deren Ausgang einen Schalter K steuert. Der Schalter K ist normalerweise geschlossen und bewirkt in diesem Zustand am Ausgang 01 der Detektionsschaltung ZD einen Kurzschluss gegen die Masse GND der Speisung. Beim Eintreffen eines den Abschuss des Geschosses auslösenden Startsignals i an ihrem Eingang E3 gibt die Impulsschaltung SH ein Signal 02 ab, welches den Schalter K öffnet, wodurch der Kurzschluss am Ausgang der Detektionsschaltung ZD aufgehoben wird.
Das Kurzschliessen des Ausganges der Detektionsschaltung ZD bis zum Eintreffen eines Impulses i am Eingang E3 der Impulsschaltung SH verhindert die Zuführung eines Zündsignals zu einem Schalter S. Eine ungewollte Zündung wird auch verhindert, falls die Doppelhaube H in fehlerhafter Weise schon vor dem Abschuss geschlossen sein sollte.
Der Ausgang der Detektionsschaltung ZD ist auf eine UND-Verknüpfung & geführt, deren Ausgang auf den Schalter S wirkt, der im geschlossenen Zustand die Zündung des Detonators DET bewirkt. Ein zweiter Eingang der UND-Verknüpfung ist mit dem einen Ausgang 04 eines Zeitgliedes VG verbunden, welches nach dem Schliessen der Doppelhaube H die Ansteuerung des Schalters S während eines vorgegebenen Zeitfensters freigibt. Ein dritter Eingang der UND-Verknüpfung ist mit dem Ausgang 03 eines Zeitgliedes VS verbunden.
Nach Ablauf dieser, durch die Zeitglieder VG oder VS vorgegebenen Verzögerung ist der Schalter S gesperrt resp. freigegeben.
Wie Fig. 1 zeigt, werden die beiden bekannten Funktionen der Doppelhaube - nämlich Sensor für die Detektion des Aufpralls einerseits und Auslöser für die Energiezuführung zum Detonator andererseits - streng voneinander getrennt. Dadurch wird in einfacher Weise die Empfindlichkeit des Sensors gegen Störsignale verringert und damit die Zuverlässigkeit der Detektion erhöht.
Durch eine entsprechende Dimensionierung des Kondensators C, charakteristisch ist eine Kapazität von 1 µF, lässt sich die Empfindlichkeit der Detektionsschaltung ZD an die gegebenen Bedingungen anpassen.
Die Darstellung Fig. 2a zeigt den zeitlichen Ablauf für die reguläre Abschuss- und Flugphase eines Munitionskörpers. Der Zeitpunkt t0 ist der Zeitpunkt des Abschusses eines Munitionskörpers.
Beim Eintreffen eines den Abschuss des Geschosses auslösenden Startsignals i beginnt ein elektrisch kontrolliertes Vorrohrsicherheits-Intervall VR von der Dauer Δt von typischerweise 100 ms.
Nach dem Intervall Δt wird, durch den Aufschlag A der Doppelhaube H ein Zeitfenster ΔtA generiert, in welchem der Zündvorgang auslösbar ist.
In Fig. 2b ist ein Zeitfenster ΔtB aufgezeigt, welches beispielsweise durch einen vorzeitigen Aufschlag B des Munitionskörpers auf dem Boden (ground impact) entsteht.
Die Zeitfenster ΔtA und ΔtB sind so gewählt, dass ein sicherer Zündvorgang möglich ist, auch beim Einsatz relativ träger Detonatoren und beträgt im Ausführungsbeispiel 10 ms.
Im Falle, dass die Doppelhaube H beschädigt oder kurzgeschlossen eingesetzt wird, ist ein Zündung verunmöglicht, wie später gezeigt wird.
In Fig. 3 ist eine konkrete Ausführung für die Detektionsschaltung ZD gezeigt. Die Doppelhaube H ist über den zu ihr parallel geschalteten Kondensator C auf Eingänge E1 und E2 geführt.
E1 ist über einen Widerstand R1 mit einem Anschluss VCC verbunden; Widerstände R2 und R5 sind dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers V1 vorgeschaltet. Zwischen den Widerständen R2 und R5 sind eine Zenerdiode Z1 und ein Widerstand R4 angeschlossen und mit dem Anschluss GND verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers V1 ist einerseits über einen Widerstand R9 mit dessen Ausgang und zusätzlich über einen Widerstand R8 mit dem Mittelabgriff eines aus Widerständen R6 und R7 gebildeten und zwischen den Anschlüssen VCC und GND angeordneten Spannungsteilers verbunden. Parallel zum Widerstand R7 ist ein Kondensator C2 vorgesehen. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers V1 wird über einen Widerstand R10 abgenommen und als Steuersignal 01 dem die Zündung des Detonators DET auslösenden elektronischen Schalter S, Fig. 1, zugeführt. Beim Schliessen des Schalters S wird der Detonator DET gezündet.
Der Anschluss VCC führt die Versorgungsspannung zur Speisung der Elektronik des Zünders.
Die Detektionsschaltung ZD nach Fig. 3 hat einerseits die Aufgabe, das Schliessen der Doppelhaube zu detektieren und an ihrem Ausgang ein Signal 01 zu erzeugen. Andererseits übernimmt sie durch den Kondensator C die bereits erwähnte Schutzfunktion gegen unerwünschte Störeinflüsse.
Die Funktionsweise der Detektionsschaltung ZD ist folgende: Beim Aufbau der Speisespannung VCC wird der Kondensator C über den Widerstand R1 aufgeladen. Die Widerstände R2 und R5 bilden mit der Zenerdiode Z1 ein T-Filter, das als ESD-Schutz (ESD = electrostatic discharge) dient. Der Widerstand R4 dient zur Entladung des Kondensators C im gelagerten Zustand, d.h. dadurch wird eine energiefreie Lagerung des Geschosses gewährleistet. Der durch die Widerstände R6, R7 gebildete Spannungsteiler bestimmt das Potential am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers V1. Der Kondensator C2 bremst den Spannungsanstieg am nichtinvertierenden Eingang des als Schmitt-Trigger wirkenden Operationsverstärkers V1 derart, dass beim Aufbau der Speisespannung VCC der Ausgang des Schmitt-Triggers immer in einem definierten Zustand ist. Die Widerstände R8 und R9 bilden mit dem Operationsverstärker V1 einen Schmitt-Trigger und optimieren dessen Schaltverhalten.
In Fig. 4 ist eine konkrete Ausführung der Impulsschaltung SH gezeigt. Die nach dem "sample and hold" - Prinzip arbeitende Schaltung erzeugt im Fall einer defekten Doppelhaube - insbesondere bei einem elektrischen Kurzschluss zwischen den beiden Teilen der Doppelhaube - ein Signal, das eine unerwünschte vorzeitige Zündung des Geschosses verhindert. Deren Eingänge E2 und E3 sind mit einer nicht gezeichneten ortsfesten, in der Abschusseinrichtung vorhandenen Schaltung verbunden, die eine bestimmte Zeit (z.B. 20ms) vor dem Abschuss des Geschosses einen Impuls i abgibt. Ferner ist der Eingang E3 über Widerstände R11, R13 und eine Diode D11 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers V2 verbunden. Zwischen den Widerständen R11 und R13 ist ein Widerstand R12 und parallel dazu ein Kondensator C11 angeordnet, die beide mit dem Anschluss GND der Spannungsversorgung verbunden sind. Zwischen dem Widerstand R13 und der Diode D11 ist eine Zenerdiode Z11 angeschlossen und ebenfalls mit dem Anschluss GND verbunden. Zwischen der Diode D11 und dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers V2 ist ein Widerstand R14 und parallel dazu ein Kondensator C12 angeordnet, die beide mit dem Anschluss GND verbunden sind. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers V2 ist mit einem Referenzpotential REF beaufschlagt.
Das Ausgangssignal 02 des Operationsverstärkers V2 wird zur Steuerung des Schalters K, Fig. 1, verwendet. Es verhindert, dass der Detonator DET bei defekter Doppelhaube vorzeitig gezündet wird.
Die Funktionsweise der Impulsschaltung SH ist folgende: Das durch die Widerstände R11, R13 mit dem Kondensator C11 gebildete T-Filter dient als EMV-Eingangsschutz (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit). Der Widerstand R13 bildet mit der Zenerdiode Z11 einen ESD-Eingangsschutz. Die Diode D11 verhindert die Entladung des Kondensators C12. Der Widerstand R14 dient zur Entladung des Kondensators C12, wenn das Geschoss gelagert wird. Nachdem die Speisespannung VCC aufgebaut ist, wird am Eingang E3 der Impulsschaltung SH während 20 ms vor dem Abschuss des Geschosses ein Startsignal i angelegt, wodurch der Kondensator C12 aufgeladen wird; er ist Energiespeicher für die "sample and hold" - Funktion.
Der Operationsverstärker V2 bildet eine impedanzmässige Entkopplung des Kondensators C12 gegen die übrige Schaltungsanordnung. In praxi übernimmt der Ausgang des Operationsverstärkers V2 (betrieben als open drain) die Funktion des Schalters K und hat die Aufgabe den Ausgang 01 der Detektionsschaltung ZD, vgl. Fig. 2, solange kurzzuschliessen, bis am Eingang E3 der Impulsschaltung SH das Startsignal i anliegt.
Konkret wird - wenn die Doppelhaube H schon vor dem Abschuss geschlossen ist - eine Aufladung der Speisespannung VCC verhindert, indem der Ausgang der Detektionsschaltung ZD über den Widerstand R10 durch den Ausgang 01 der Impulsschaltung SH auf das Potential GND geschaltet und die Spannungsversorgung VCC dadurch kurzgeschlossen wird. Damit ist das System endgültig ausser Betrieb gesetzt. Nach dem Anlegen des Startsignals i ist der Ausgang 02 des Operationsverstärkers V2, Fig. 3, hochohmig.
Die beschriebene Zündvorrichtung eignet sich hervorragend auch für Mehrfachladungen, insbesondere Mehrfach- Hohlladungen. Dabei werden zwischen identischen Zündvorrichtungen Zeitverzögerungsglieder geschaltet, welche die notwendigen durch dynamische Vorgänge bedingten Verzögerungen zwischen den Ladungen erzeugen und dadurch eine sequentielle Zündung auslösen.
Selbstverständlich kann eine Doppelhaube auch durch moderne Näherungs- und oder Aufschlagzünder ersetzt werden, wobei hierfür nur geringe Anpassungen notwendig sind, da die Eingangsimpedanz der Zündvorrichtung unkritisch ist. Verschiedenste Impedanzen und Signalformen lassen sich leicht an die beschriebene Schaltungsanordnung anpassen.

Claims (6)

  1. Elektrische Zündvorrichtung für einen Munitionskörper mit einem Zielsensor, bestehend aus einem Schalter, der eine Energiequelle über eine die Zündung zeitlich überwachende elektronische Schaltungsanordnung einem elektrischen Zündelement mit angeschlossener Zündkette zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielsensor (H) über eine Detektionsschaltung (ZD) vom Zündschaltkreis (S, DET) getrennt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsschaltung (ZD) einen Operationsverstärker (V1) als Impedanzwandler (ZD) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang der Detektionsschaltung (ZD) ein Netzwerk bestehend aus wenigstens einem Kondensator und/oder Widerstand vorgeschaltet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielsensor (H) eine Doppelhaube ist und dass am Eingang der Detektionsschaltung (ZD) parallel zur Doppelhaube (H) ein Kondensator (C) eingefügt ist.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Zielsensor, bestehend aus einem Schalter, der eine Energiequelle über eine die Zündung zeitlich überwachende elektronische Schaltungsanordnung, einem elektrischen Zündelement mit angeschlossener Zündkette zuführt, sowie mit einer den Ablauf des Zündvorganges überwachenden weiteren Schaltungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufbereitetes Signal (01) des Zielsensors (H) während eines Zeitintervalles (ΔtA; ΔtB) zur Signalverarbeitung freigegeben wird, wenn dieses nach Ablauf eines Vorrohrsicherheits-Intervalles (Δt) eintrifft, dass das Signal (01) jedoch gesperrt wird, wenn dieses vor Ablauf des Vorrohrsicherheits-Intervalles (Δt) eintrifft.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Zielsensor, bestehend aus einem Schalter, der eine Energiequelle über eine die Zündung zeitlich überwachende elektronische Schaltungsanordnung einem elektrischen Zündelement mit angeschlossener Zündkette zuführt, sowie mit einer den Ablauf des Zündvorganges überwachenden weiteren Schaltungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang (E3) einer Impulsschaltung (SH) ein den Abschuss des Munitionskörpers auslösendes Startsignal (i) angelegt wird, dass dieses in der überwachenden Schaltungsanordnung zwischengespeichert wird, und dass während dieser Speicherzeit der Zielsensor (H) in seiner Funktion freigegeben wird.
EP01810754A 2001-08-02 2001-08-02 Elektrische Zündvorrichtung für einen Munitionskörper mit einem Zielsensor Withdrawn EP1288609A1 (de)

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