PL206928B1

PL206928B1 - Electronic system designed to protect aircraft armament against catastrophic and destructive effect of electrostatic discharge, and atmospheric discharge in particular

Info

Publication number: PL206928B1
Application number: PL380870A
Authority: PL
Inventors: Wiesław Buler; Andrzej Żyluk; Zbigniew Ziółkowski; Roman Kamiński; Romuald Kaźmierczak; Sylwester Chojnacki; Witold Majewski
Original assignee: Inst Tech Wojsk Lotniczych
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2010-10-29
Also published as: PL380870A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny układ zabezpieczający środki uzbrojenia lotniczego przed katastroficznym i destrukcyjnym działaniem wyładowań elektrycznych, zwłaszcza atmosferycznych.The subject of the invention is an electronic system protecting aviation weapons against catastrophic and destructive effects of electrical discharges, especially atmospheric discharges.

Zgodnie z wymaganiami Norm Obronnych zarówno nosiciel uzbrojenia lotniczego jak i przenoszone przez niego uzbrojenie muszą być odporne na narażenia wywołane wyładowaniami atmosferycznymi oraz wyładowaniami powodowanymi zgromadzonym ładunkiem elektrostatycznym. Tego typu zaburzenia nie mogą spowodować zagrożenia dla nosiciela, wynikającego z nieprzewidzianego zadziałania przenoszonego uzbrojenia. Pociąga to za sobą konieczność zastosowania układów zabezpieczających obwody elektroniczne, elektryczne oraz pirotechniczne, zastosowane w konstrukcyjnych elementów uzbrojenia.In accordance with the requirements of the Defense Standards, both the carrier of aviation weapons and the weapons it carries must be resistant to exposure to lightning and discharges caused by accumulated electrostatic charge. Such disturbances may not pose a threat to the carrier resulting from unexpected operation of the carried weaponry. This entails the necessity to use systems that protect electronic, electrical and pyrotechnic circuits used in structural elements of the weapon.

Znany układ zawiera bezpiecznik połączony z pierwszym rezystorem i z plazmowym ochronnikiem przepięciowym. Druga końcówka pierwszego rezystora połączona jest z kondensatorem wejściowym, warystorem i dławikiem. Druga końcówka dławika jest połączona z pierwszą diodą zabezpieczającą Zenera i końcówką kondensatora wyjściowego. Drugie końcówki kondensatora wejściowego, warystora, pierwszej diody zabezpieczającej Zenera i kondensatora wyjściowego połączone są ze sobą oraz z masą. Wolna końcówka bezpiecznika i masa stanowią wejście układu, natomiast miejsce połączenia dławika, pierwszej diody zabezpieczającej Zenera, kondensatora wejściowego, kondensatora wyjściowego oraz masa stanowiącego wyjście.The known circuit includes a fuse connected to the first resistor and to the plasma surge arrester. The second end of the first resistor is connected to the input capacitor, varistor and choke. The second end of the choke is connected to the first Zener protection diode and the end of the output capacitor. The second ends of the input capacitor, varistor, first Zener protection diode and output capacitor are connected to each other and to ground. The free end of the fuse and the ground are the input of the circuit, while the connection of the choke, the first Zener protection diode, the input capacitor, the output capacitor and the output ground.

Wadą znanego układu jest to, że przy zaburzeniach dużej mocy takich jak wyładowania atmosferyczne i rozładowania elektryczności statycznej znaczna część energii zaburzenia przedostaje się na wyjście układu, co może stanowić istotne zagrożenie w przypadku połączenia układu ze sterowanymi elektrycznie elementami uzbrojenia.The disadvantage of the known system is that during high power disturbances, such as lightning and static electricity discharges, a significant part of the disturbance energy passes to the output of the system, which may pose a significant threat when the system is combined with electrically controlled weapons.

Istota wynalazku polega na tym, że do miejsca połączenia dławika, katody pierwszej diody zabezpieczającej Zenera i kondensatora wyjściowego dołączony jest drugi rezystor, trzeci rezystor oraz katoda drugiej diody zabezpieczającej Zenera. Do drugiej końcówki drugiego rezystora dołączona jest anoda diody impulsowej. Do katody tej diody dołączony jest czwarty rezystor oraz kondensator sprzęgający. Druga końcówka czwartego rezystora połączona jest drugą końcówką kondensatora sprzęgającego, z piątym rezystorem, kondensatorem blokującym i bramką tranzystora zwierającego typu MOSFET. Druga końcówka trzeciego rezystora połączona jest z anodą drugiej diody zabezpieczającej Zenera, drenem tranzystora zwierającego i szóstym rezystorem. Druga końcówka szóstego rezystora połączona jest ze źródłem tranzystora zwierającego, drugą końcówką kondensatora blokującego, drugą końcówką piątego rezystora i z masą. Wolna końcówka bezpiecznika i masa stanowią wejście układu według wynalazku. Miejsce połączenia, trzeciego rezystora, anody drugiej diody zabezpieczającej Zenera, drenu tranzystora zwierającego i szóstego rezystora oraz masa stanowią wyjście układu.The essence of the invention is that a second resistor, a third resistor and the cathode of the second zener protection diode are connected to the junction of the choke, the cathode of the first zener diode and the output capacitor. The pulse diode anode is connected to the other end of the second resistor. A fourth resistor and a coupling capacitor are connected to the cathode of this diode. The second end of the fourth resistor is connected with the second end of the coupling capacitor to the fifth resistor, the blocking capacitor and the gate of the MOSFET transistor. The second end of the third resistor is connected to the anode of the second Zener protection diode, the drain of the shorting transistor, and the sixth resistor. The second end of the sixth resistor is connected to the source of the short-circuit transistor, the other end of the blocking capacitor, the other end of the fifth resistor, and ground. The free fuse end and ground constitute the input of the circuit according to the invention. The connection point of the third resistor, the anode of the second Zener protection diode, the drain of the short-circuit transistor and the sixth resistor, and the ground are the output of the circuit.

Zaletą układu według wynalazku jest to, że chroni on w pełni podłączone do jego wyjścia sterowane elektrycznie elementy uzbrojenia przed skutkami zaburzeń w postaci wyładowań atmosferycznych i rozładowań elektryczności statycznej. Dzięki temu elementy te są zabezpieczone przed przypadkowym i niezamierzonym zadziałaniem.The advantage of the system according to the invention is that it protects fully the electrically controlled weapon elements connected to its output against the effects of disturbances in the form of lightning and static electricity discharges. Thanks to this, these elements are protected against accidental and unintentional operation.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który jest schematem ideowym układu.The subject of the invention is shown in an embodiment in the drawing, which is a schematic diagram of the system.

Bezpiecznik 1 jest połączony z plazmowym ochronnikiem przepięciowym 2 i z pierwszym rezystorem 3. Druga końcówka pierwszego rezystora 3 połączona jest z kondensatorem wejściowym 4, warystorem 5 i dławikiem 6. Druga końcówka dławika 6 połączona jest z katodą pierwszej diody zabezpieczającej Zenera 7 o dużej mocy i końcówką kondensatora wyjściowego 8. Drugie końcówki plazmowego ochronnika przepięciowego 2, kondensatora wejściowego 4, warystora 5, anoda pierwszej diody zabezpieczającej Zenera 7 oraz druga końcówka kondensatora wyjściowego 8 połączone są ze sobą i z masą. Do miejsca połączenia dławika 6 z katodą pierwszej diody zabezpieczającej Zenera 7 i kondensatorem wyjściowym 8 połączony jest drugi rezystor 9, trzeci rezystor 15 i katoda drugiej diody zabezpieczającej Zenera 16 dużej mocy. Do drugiej końcówki drugiego rezystora 9 połączona jest anoda diody impulsowej 10. Do katody diody 10 połączony jest czwarty rezystor 11 oraz kondensator sprzęgający 12. Druga końcówka czwartego rezystora 11 połączona jest z drugą końcówką kondensatora sprzęgającego 12, z piątym rezystorem 13, z kondensatorem blokującym 14 oraz z bramką tranzystora zwierającego 17 typu MOSFET. Druga końcówka trzeciego rezystora 15 połączona jest z anodą drugiej diody zabezpieczającej Zenera 16, drenem tranzystora zwierającego 17Fuse 1 is connected to the plasma surge arrester 2 and to the first resistor 3. The second end of the first resistor 3 is connected to the input capacitor 4, the varistor 5 and the choke 6. The second end of the choke 6 is connected to the cathode of the first high power Zener protection diode 7 and the pin. output capacitor 8. The second ends of the plasma surge arrester 2, input capacitor 4, varistor 5, the anode of the first Zener protection diode 7, and the second end of the output capacitor 8 are connected to each other and to ground. A second resistor 9, a third resistor 15, and the cathode of the second high-power zener diode 16 are connected to the cathode of the first Zener diode 7 and the output capacitor 8 to the junction of the inductor 6. The anode of the pulse diode 10 is connected to the second terminal of the second resistor 9. The fourth resistor 11 and the coupling capacitor 12 are connected to the cathode of the diode 10. The second terminal of the fourth resistor 11 is connected to the second terminal of the coupling capacitor 12, with the fifth resistor 13, with the blocking capacitor 14. and with the gate of a shorting transistor 17 of the MOSFET type. The second terminal of the third resistor 15 is connected to the anode of the second Zener protection diode 16, with the drain of the short-circuit transistor 17.

PL 206 928 B1 i szóstym rezystorem 18. Druga końcówka szóstego rezystora 18 połączona jest ze źródłem tranzystora zwierającego 17, drugą końcówką kondensatora blokującego 14, drugą końcówką piątego rezystora 13 i z masą.And a sixth resistor 18. The second terminal of the sixth resistor 18 is connected to the source of short-circuit transistor 17, the second terminal of the blocking capacitor 14, the other terminal of the fifth resistor 13, and ground.

Wolna końcówka bezpiecznika 1 i masa stanowią wejście układu natomiast miejsce połączenia trzeciego rezystora 15, anody drugiej diody zabezpieczającej Zenera 16, drenu tranzystora zwierającego 17 i szóstego rezystora 18 oraz masa stanowią wyjście układu według wynalazku.The free end of the fuse 1 and the ground are the input of the circuit, while the connection point of the third resistor 15, the anode of the second Zener protection diode 16, the drain of the short-circuit transistor 17 and the sixth resistor 18 and the ground are the output of the circuit according to the invention.

Tranzystor zwierający 17 powoduje krótkie zwarcie wyjścia układu w chwili wystąpienia na wejściu układu elektrycznego impulsu zaburzające wywołanego wyładowaniem atmosferycznym. Czas tego zwarcia zależy od wartości pojemności kondensatora blokującego 14 oraz wartości rezystancji piątego rezystora 13 i jest kilkakrotnie dłuższy od czasu trwania składowej wysokoprądowej, składowa A, wyładowania atmosferycznego. Dzięki temu jest niemalże całkowicie redukowana energia zaburzenia przedostająca się na wyjście układu. Układ pozwala na sterowanie dołączonymi do jego wyjścia elektronicznymi elementami uzbrojenia bez konieczności zmian w istniejących instalacjach sterujących.The short-circuiting transistor 17 causes a short short-circuit of the circuit output when the disturbing impulse caused by the lightning discharge occurs at the input of the electrical system. The duration of this short circuit depends on the value of the capacitance of the blocking capacitor 14 and the resistance value of the fifth resistor 13 and is several times longer than the duration of the high-current component, component A, of the lightning discharge. Thanks to this, the disturbance energy reaching the output of the system is almost completely reduced. The system allows you to control the electronic weapons attached to its output without the need to change the existing control installations.

Claims

Patent claim

Electronic system protecting aviation weapons against the catastrophic and destructive effects of electrical discharges, especially atmospheric discharges, containing a fuse connected to the first resistor and a plasma surge arrester, and the second end of the first resistor is connected to the input capacitor, varistor and choke, the second end of the choke is connected to the first the Zener protection diode and the end of the output capacitor, and the second ends of the input capacitor, varistor, the first Zener protection diode and the output capacitor are connected to each other and to ground, characterized in that to the junction of the choke (6), the cathode of the first Zener protection diode (7 ) and the output capacitor (8) a second resistor (9), a third resistor (15) and the cathode of the second zener protection diode (16) are connected, the anode of the pulsed diode (10) is connected to the cathode of the second end of the second resistor (9) and the cathode this di A fourth resistor (11) and a coupling capacitor (12) are connected to the first, the second end of the fourth resistor (11) connected with the second end of the coupling capacitor (12), to the fifth resistor (13), the blocking capacitor (14) and the gate of the short-circuit transistor. (17) of the MOSFET type, the second end of the third resistor (15) is connected to the anode of the second Zener protection diode (16), the drain of the shorting transistor (17) and the sixth resistor (18), and the second end of the sixth resistor (18) is connected to the source the shorting transistor (17), the blocking capacitor (14) with the other end, the fifth resistor (13) with the other end, and with ground.