ES2817528T3 - Cono de nariz que comprende placas de circuito electrónico dispuestas radialmente - Google Patents

Abstract

Un ensamble de cono de nariz (10) para una munición, que comprende un arreglo de transductores conectados operativamente a un ensamble de transmisión (22, 32), en el que el ensamble de transductores se conecta operativamente a una carcasa del transductor (21b, 41), comprendiendo dicha carcasa del transductor (21b, 41) una primera (14a, 24a, 44a) y una segunda superficie (24b, 44b), en la que dicho ensamble de transmisión (22, 32) se conecta operativamente de forma reversible a la segunda superficie (24b, 44b) de dicha carcasa del transductor (21b, 41), comprendiendo dicho ensamble de transmisión (22, 32) una placa de control (19, 29, 39) y una pluralidad de placas de circuito electrónico (18, 28, 38), en el que al menos una placa de circuito electrónico es una placa del circuito transceptor, dichas placas de circuito electrónico (18, 28, 38) que se conectan reversiblemente a la placa de control (19, 29, 39) y se disponen a lo largo de su dimensión más larga, en un eje sustancialmente perpendicular a la placa de control (19, 29, 39) y se disponen además de manera que las placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se extienden radialmente hacia dentro, hasta un centro sustancialmente rotacional de la placa de control (19, 29, 39) en el que: las placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se soportan por un primer anillo de soporte (27b, 37a) ubicado alrededor de la circunferencia de las placas de circuito electrónico (18, 28, 38); y un bastidor auxiliar (21a, 41a) se monta en la segunda superficie (24b, 44b) de la carcasa del transductor (21b, 41), comprendiendo dicho bastidor auxiliar (21a, 41a) un segundo anillo de soporte (17a, 27a, 47a), en el que el segundo anillo de soporte del bastidor auxiliar se acopla con el primer anillo de soporte (27b, 37a) del ensamble de transmisión (22, 32).

Description

DESCRIPCIÓN

Cono de nariz que comprende placas de circuito electrónico dispuestas radialmente

La invención se refiere a un cono de nariz para una munición, más específicamente se refiere a la disposición de componentes electrónicos en el cono de nariz de un proyectil emisor de señales, como un misil o un torpedo.

Dentro del campo de las municiones dirigibles, en lugar de "tontas", un proyectil puede comprender una serie de secciones que contienen varias partes componentes para permitir que la munición realice diversas acciones necesarias para su funcionamiento. Estas secciones típicamente comprenden un medio de propulsión, para propulsar el proyectil a través del aire o el agua, una ojiva o sección del cuerpo, que contiene la carga principal u otra carga útil de salida y una sección de guía, que puede incluir comunicaciones para la entrada de comandos externos. Aunque no es un requisito, la porción de guía se encuentra a menudo en la nariz del proyectil. Dadas las proporciones tradicionales de proyectiles incluso grandes, la instalación de componentes electrónicos en la nariz a menudo puede ser difícil debido a una serie de factores, los cuales todos deben tenerse en cuenta durante el diseño de proyectiles.

Una construcción de proyectiles tiene que acomodar la electrónica usada para los sistemas tal como de guía, la fuente de energía para los componentes, como la electrónica, por ejemplo, la batería, la carga útil de los explosivos que se utilizarán, que incluyen cualquier medio de iniciación, el combustible y el equipo de señalización, ya sea para la emisión del sonar/radar o el control real del proyectil en movimiento. Las limitaciones de diseño pueden complicarse aún más por el requisito de realizar el mantenimiento, en el que los ingenieros pueden tener que cambiar componentes, actualizar software o reemplazar elementos en sus áreas respectivas a lo largo del proyectil. Esto a menudo puede significar tiempo y gastos adicionales para quitar las partes componentes para llegar a otros componentes subyacentes, así como tener que lidiar con secciones del equipamiento difíciles de manipular, lo que aumenta el potencial del error humano.

La construcción de una sección de cono de nariz, en la que la sección de cono de nariz comprende los componentes de guía para proyectiles guiados a menudo requiere un medio de modificación de la señal, como un transductor, un medio de recepción y transmisión, así como un procedimiento de interpretación de las señales para controlar el resto del proyectil para ajustar el rumbo, en el ejemplo de los proyectiles guiables. El proyectil o la sección de cono de nariz también puede incluir un medio para recibir señales desde la plataforma de lanzamiento en el campo de las municiones dirigibles. Estos componentes a menudo están interconectados dentro del proyectil mediante una gran cantidad de placas de circuito impreso (PCB) para procesar o pasar la información a través de una serie de cables de interconexión. Esto conlleva una gran dificultad a la hora de realizar el mantenimiento, la sustitución de componentes, la gestión del calor producido por los distintos dispositivos electrónicos y la fabricación del propio cono de nariz.

El documento US 2003/0169578 analiza un procedimiento y sistema para empaquetar productos electrónicos con un bastidor de tarjetas electrónicas de paneles radiales, una cubierta exterior, un anillo estabilizador y una interconexión de circuito flexible. Las tarjetas electrónicas insertadas en los sectores formados por los paneles radiales no soportan la carga estructural. Los dispositivos montados en tarjetas se orientan de manera óptima para soportar las fuerzas de retroceso, y se requiere un mínimo de relleno y/o espuma estructural, si corresponde.

De acuerdo con la invención, se proporciona un ensamble de cono de nariz para una munición, que comprende un arreglo de transductores conectados operativamente a un ensamble de transmisión, en el que el arreglo de transductores se conecta operativamente a una carcasa del transductor, dicha carcasa del transductor que comprende una primera y una segunda superficie, en la que dicho ensamble de transmisión se conecta operativamente de forma reversible a la segunda superficie de dicha carcasa del transductor,

dicho ensamble de transmisión que comprende una placa de control y una pluralidad de placas de circuito electrónico, en el que al menos una placa de circuito electrónico es una placa del circuito transceptor, dichas placas de circuito electrónico se conectan reversiblemente a la placa de control y se disponen a lo largo de su dimensión más larga, en un eje sustancialmente perpendicular a la placa de control y se disponen además de manera que las placas de circuito electrónico se extienden radialmente hacia adentro hasta un centro sustancialmente rotacional de la placa de control.

En una disposición, la cubierta del cono de nariz puede comprender una cúpula o cavidad troncocónica para permitir la inserción de una carcasa del transductor y un ensamble de transmisión. La carcasa del transductor puede comprender un arreglo de transductores, que comprende al menos un transductor; preferiblemente hay una pluralidad de transductores. El arreglo de transductores es responsable de la transducción entre señales electromagnéticas o acústicas, como, por ejemplo, un radar o una señal de sonar a una señal electrónica. En una disposición preferente, puede haber una pluralidad de transductores, cada uno de los cuales que requiere una conexión eléctrica al ensamble de transmisión a través de conductores, tales como, por ejemplo, a través de conductores de orificio pasante a la segunda superficie.

El arreglo de transductores puede montarse en la primera superficie de la carcasa del transductor y encapsularse mediante una cubierta protectora.

La segunda superficie de la carcasa del transductor puede tener varios puntos de conexión eléctrica para permitir la transferencia de señales electrónicas entre el arreglo de transductores y las placas de circuito electrónico (ecb) del ensamble de transmisión.

En una disposición preferente, el ensamble de transmisión se puede unir de forma reversible a la segunda superficie de la carcasa del transductor, como, por ejemplo, utilizando una conexión cooperativa de ajuste a presión entre cada una de las placas de circuito electrónico del ensamble de transmisión y la segunda superficie de la carcasa del transductor. El uso de conectores individuales de ajuste a presión permite la extracción de placas individuales, para mantenimiento o reparación, sin retirar todas las placas de circuito electrónico.

Las placas de circuito electrónico también se pueden unir de forma reversible a la placa de control del ensamble de transmisión mediante conectores adicionales de ajuste a presión. La placa de control, que puede ser en sí misma una placa de circuito electrónico adicional, se puede utilizar para gestionar las salidas y entradas a las placas de circuito electrónico, como, por ejemplo, las transmisiones entre el ensamble de cono de nariz y el resto de los componentes de las municiones cuando corresponda.

El uso de conectores reversibles, tales como los medios de conexión de ajuste a presión, entre el ecb y la placa de control y la carcasa del transductor elimina la necesidad de medios de conexión fijos, como cables o soldaduras, que deben romperse y separarse físicamente para permitir el reemplazo o la comprobación.

Las placas de circuito electrónico tienen una dimensión más larga y se disponen a lo largo de su dimensión más larga en un eje sustancialmente perpendicular a la placa de control, y las placas de circuito electrónico se disponen además de manera que se extienden radialmente hacia adentro hasta un centro sustancialmente rotacional de la placa de control. Esta disposición permite el acceso de 360 grados a cualquiera de las placas de circuito electrónico del ensamble de transmisión, lo que puede facilitar el examen en caso de fallo, y permite el reemplazo de una sola placa de circuito electrónico sin la necesidad de quitar ninguna placa de circuito electrónico adyacente o, de hecho, todas, o una multitud de piezas funcionales para llegar a una placa de circuito electrónico específica.

En una disposición adicional puede haber un buje de soporte, ubicado en el centro sustancialmente rotacional de la placa de control. El buje de soporte puede proporcionar soporte tanto a las placas de circuito electrónico como al ensamble de transmisión. El buje de soporte puede tener cualquier forma de sección transversal del material, preferiblemente el buje de soporte es rígido y puede comprender al menos un hueco, tal como, por ejemplo, una cavidad, un tubo hueco o una pluralidad de aberturas de ventilación, en toda su longitud. El al menos un hueco puede permitir la transferencia de calor lejos de todos los componentes electrónicos tales como las placas de control electrónico para ayudar a enfriar dentro de los sistemas del ensamble de cono de nariz permitiendo el paso de un fluido de enfriamiento, preferiblemente aire. El buje de soporte también puede permitir la conexión electrónica a los bordes de las placas de circuito electrónico.

De acuerdo con la invención, un primer anillo de soporte se sitúa alrededor de la circunferencia de las placas de circuito electrónico. El primer anillo de soporte puede colocarse en los bordes exteriores de las placas de circuito electrónico y fijarse a los bordes exteriores. En una disposición preferente, el primer anillo de soporte puede montarse en la placa de control mediante al menos un radio de soporte. Los radios de soporte pueden estar intercalados y orientados de manera similar a las placas de circuito electrónico. Los radios de soporte pueden construirse a partir de un material rígido, como por ejemplo polímeros, metales, composites, y pueden proporcionar soporte para el ensamble de transmisión.

De acuerdo con la invención, la carcasa del transductor comprende un bastidor auxiliar, montado en la segunda superficie de la carcasa del transductor. El bastidor auxiliar comprende un segundo anillo de soporte y puede comprender al menos una pata de soporte. El segundo anillo de soporte recibe el ensamble de transmisión y puede proporcionar la función de guiar el ensamble de transmisión para que se acople con la segunda superficie de la carcasa del transductor. El segundo anillo de soporte puede proteger el ensamble de transmisión de daños causados por golpes adversos. Durante el ensamblaje, el segundo anillo de soporte se acopla con el primer anillo de soporte. Esto se puede lograr utilizando un procedimiento de fijación mecánico, como, por ejemplo, una disposición de perno y tuerca, sin embargo, es más preferible que se logre utilizando una disposición cooperativa de orejetas y huecos, donde el primer anillo de soporte se asienta dentro del segundo anillo de soporte. A continuación, los anillos de soporte primero y segundo colocados conjuntamente pueden fijarse juntos mecánicamente.

El uso de una construcción modular para el ensamble de cono de nariz permite el desmontaje, verificación y reensamblaje rápido y simple de los componentes separados del cono de nariz. En una disposición de ejemplo, el ensamble de transmisión puede separarse de la segunda superficie de la carcasa del transductor y retirarse del cono de nariz, después de lo cual las placas de circuito electrónico individuales pueden desenchufarse e intercambiarse mediante el uso de conexiones de ajuste a presión con la placa de control. Después de volverse a montar, el ensamble de transmisión se puede devolver al ensamble de cono de nariz para volver a acoplarlo con la segunda superficie. Esta disposición reduce el tiempo, el costo y la complejidad asociados con disposiciones más complejas de los componentes, lo que permite que el cono de nariz regrese rápidamente a la munición y se reduzca significativamente el "tiempo de inactividad" de las municiones, así como el costo financiero asociado.

Si bien la invención se ha descrito anteriormente, se extiende a cualquier combinación inventiva de las características expuestas anteriormente, o en la siguiente descripción, dibujos o reivindicaciones.

Las realizaciones ilustrativas del dispositivo de acuerdo con la invención se describirán ahora con referencia a los dibujos acompañantes, en los que:

La Figura 1 muestra un ensamble de cono de nariz modular ensamblado.

La Figura 2 muestra una vista despiezada de ejemplo del ensamble de cono de nariz modular.

La Figura 3 muestra una vista detallada de un ejemplo de ensamble de transmisión y un ejemplo de disposición de placa de circuito electrónico.

La Figura 4 muestra una vista detallada de un ejemplo de una carcasa del transductor y una disposición del bastidor auxiliar.

Con referencia a la Figura 1, se muestra un ensamble de cono de nariz ensamblado 10 que comprende una placa de control 19, un segundo anillo de soporte 17a unido con un primer anillo de soporte (no mostrado) con dicho segundo anillo de soporte 17a que comprende una pata de soporte 16. Las placas de circuito electrónico 18 se disponen alrededor de un buje de soporte (no mostrado) con radios de soporte 15 intercalados vinculados a la placa de control 19, proporcionando soporte adicional al ensamble de transmisión. Una primera superficie 14a de la carcasa del transductor tiene montada sobre ella el arreglo de transductores (no mostrado), que se protege por una cubierta 14. El ensamble de cono de nariz 10 es la primera parte que se inserta en la cubierta de cono de nariz (mostrado en la Figura 2).

Con referencia a la Figura 2, se muestra una vista despiezada de la disposición del ensamble de cono de nariz 20. El ensamble de cono de nariz 20 comprende una cubierta de cono de nariz 23, una carcasa del transductor 21b y conectado al mismo un bastidor auxiliar 21a, que es capaz de alojar el ensamble de transmisión 22. En esta realización, la carcasa del transductor 21b aloja el arreglo de transductores (no mostrado), que se protege por una cubierta 24. El arreglo de transductores puede montarse en la primera superficie 24a. En la segunda superficie 24b, de la carcasa del transductor se encuentra un bastidor auxiliar 21a. El bastidor auxiliar 21a comprende tres patas 26 y un segundo anillo de soporte 27a para recibir el ensamble de transmisión 22.

El ensamble de transmisión comprende una placa de control 29, a la que se conectan eléctricamente una pluralidad de placas de circuito electrónico 28. La placa de control 29 comprende además una serie de radios de soporte 25 que se unen a un primer anillo de soporte 27b.

Las placas de circuito electrónico se disponen alrededor de un buje de soporte (no mostrado (ver Figura 3) y se unen reversiblemente a la placa de control 29. Los radios de soporte 25 se montan en la placa de control 29 y se intercalan entre ciertas placas de circuito electrónico y se unen al primer anillo de soporte 27b.

La disposición del primer anillo de soporte 27b con el segundo anillo de soporte 27a proporciona tanto alineación como soporte para el ensamble de transmisión 22.

El ensamble de transmisión combinado 22 y la carcasa del transductor 21b pueden entonces encajarse en la cubierta del cono de nariz 23 para formar el ensamble de cono de nariz 20.

Con referencia a la Figura 3, se muestra un ensamble de transmisión 32, que comprende una placa de control 39. Sustancialmente en el centro de rotación de la placa de control 39 se monta un buje de soporte 37c, que es sustancialmente perpendicular a la placa de control 39. La pluralidad de placas de circuito electrónico 38 se fijan a la placa de control 39, el buje de soporte 37c y se retienen además en su lugar mediante el anillo de soporte 37a. En la disposición preferente, las placas de circuito electrónico se disponen sobre la placa de control 39 con un borde de las placas de circuito electrónico 38 orientado de frente al buje de soporte 37c y al centro de rotación sustancial de la placa de control 39. Cada uno de los bordes orientados hacia dentro de las placas de circuito electrónico 38 se acopla con el buje de soporte 37c.

En una realización preferente, existe un primer anillo de soporte 37a alrededor de la circunferencia de los bordes exteriores de las placas de circuito electrónico 38, para proporcionar estabilidad y soporte. Además de esto, los radios de soporte 35 pueden disponerse en posiciones entre las placas de circuito electrónico 38 para proporcionar soporte y rigidez entre el ensamble de transmisión 32 y la segunda superficie de la carcasa del transductor (no mostrada).

En el caso de un fallo de una placa de circuito electrónico 38, el ensamble de cono de nariz se puede desmontar rápidamente, se puede retirar la placa de circuito electrónico 38 dañada y colocar una nueva, sin retirar todas las placas de circuito electrónico. El primer anillo de soporte 37a, el buje de soporte 37c y la carcasa del transductor (no mostrada) proporcionan todos soporte para el ensamble de transmisión 32, puede proporcionarse rigidez adicional cuando el primer anillo de soporte 37a se fija al segundo anillo de soporte (no mostrado). Además, el buje de soporte 37c puede contener un hueco 31 para permitir el paso de un fluido refrigerante para ayudar a enfriar las placas de circuitos electrónicos 38. El enfriamiento puede ser enfriamiento pasivo o forzado.

Las placas de circuito electrónico 38 pueden comprender una pluralidad de cavidades para pines 32a que proporcionan una guía del componente y rigidez a la conexión, además hay una pluralidad de cavidades de conexión eléctrica (no mostradas) para facilitar una conexión eléctrica rápida entre las placas de circuito electrónico 38 individuales del ensamble de transmisión 32, la carcasa del transductor y el arreglo de transductores (no mostrado).

Con referencia a la Figura 4, se muestra la carcasa del transductor 41, con una primera superficie 44a y una segunda superficie 44b. El bastidor auxiliar 41a comprende un segundo anillo de soporte 47a que se monta sobre la segunda superficie 44b mediante las patas de soporte 46. La segunda superficie 44b, que comprende una serie de protuberancias 42b para la recepción de la pluralidad de cavidades de conexión eléctrica, así como una cavidad del buje de soporte 47c. Además, hay una pluralidad de pines 42a que se acoplan cooperativamente con la pluralidad de cavidades para pines 32a (mostradas en la Figura 3) presentes en las placas de circuito electrónico 28. Los pines 42a, la cavidad del buje de soporte 47c y las cavidades 32a permiten una conexión más segura, además de ser una guía para ubicar las placas de circuito electrónico 28 en la carcasa del transductor 41. Esta conexión de ajuste a presión permite un ensamble/desensamble más rápido según sea necesario.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un ensamble de cono de nariz (10) para una munición, que comprende un arreglo de transductores conectados operativamente a un ensamble de transmisión (22, 32), en el que el ensamble de transductores se conecta operativamente a una carcasa del transductor (21b, 41), comprendiendo dicha carcasa del transductor (21b, 41) una primera (14a, 24a, 44a) y una segunda superficie (24b, 44b), en la que dicho ensamble de transmisión (22, 32) se conecta operativamente de forma reversible a la segunda superficie (24b, 44b) de dicha carcasa del transductor (21b, 41),

comprendiendo dicho ensamble de transmisión (22, 32) una placa de control (19, 29, 39) y una pluralidad de placas de circuito electrónico (18, 28, 38), en el que al menos una placa de circuito electrónico es una placa del circuito transceptor,

dichas placas de circuito electrónico (18, 28, 38) que se conectan reversiblemente a la placa de control (19, 29, 39) y se disponen a lo largo de su dimensión más larga, en un eje sustancialmente perpendicular a la placa de control (19, 29, 39) y se disponen además de manera que las placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se extienden radialmente hacia dentro, hasta un centro sustancialmente rotacional de la placa de control (19, 29, 39) en el que:

las placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se soportan por un primer anillo de soporte (27b, 37a) ubicado alrededor de la circunferencia de las placas de circuito electrónico (18, 28, 38); y

un bastidor auxiliar (21a, 41a) se monta en la segunda superficie (24b, 44b) de la carcasa del transductor (21b, 41), comprendiendo dicho bastidor auxiliar (21a, 41a) un segundo anillo de soporte (17a, 27a, 47a), en el que el segundo anillo de soporte del bastidor auxiliar se acopla con el primer anillo de soporte (27b, 37a) del ensamble de transmisión (22, 32).

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un buje de soporte (37c) se ubica en dicho centro sustancialmente rotacional de la placa de control (19, 29, 39), y dichas placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se acoplan reversiblemente con el buje de soporte (37c).

3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el buje de soporte (37) comprende un hueco (31) para permitir el flujo de un fluido refrigerante.

4. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se unen cada una operativamente de forma independiente a la segunda superficie (24b, 44b) de la carcasa del transductor (21b, 41).

5. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un radio de soporte (15, 25, 35) se dispone perpendicularmente a la placa de control (19, 29, 39) para conectar dicha placa de control (15, 25, 35) al primer anillo de soporte (27b, 37a).

6. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las placas de circuito electrónico (18, 28, 38) se acoplan de forma reversible con la placa de control (19, 29, 39) mediante una disposición de ajuste a presión.

7. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las placas de circuito electrónico (18, 28, 39) se acoplan de forma reversible con la segunda superficie (24b, 44b) de la carcasa del transductor (21b, 41) mediante una disposición de ajuste a presión.

8. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en el que la disposición de ajuste a presión comprende una disposición cooperativa de pin de guía (42a) y cavidad (32a).

9. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el bastidor auxiliar (21a, 41) se monta en la segunda superficie (24b, 44b) de la carcasa del transductor (21b, 41) mediante al menos una pata de montaje (16, 26, 46).