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"Zünder mit elektrisch zündbarer Zündpille" Die Erfindung betrifft
einen Ziinder für die Explosivladung. von Geschossen, Raketen und dgL 13eßonders
vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Zünder in Munition von Flugabwehrgeschützen
benutzbar, insbesondere von solchen relativ klelnen Kalibers, beispielsweise eines
Kalibers von 30 mm, Derartige Munition wird abgekürzt häufig als Fla-Munition bezeichnet.
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Fla-Munition für kleinkalibrige Geschütze, die auf Flugziele verschossen
wird, besit£t heute üblicherweise außer einem Aufschlagzünder einen fest eingestellten
Zerlegungs-Zeitzünder. Er gewährleistet, daß Geschosse, die am Ziel vorbeifliegen,
über einer vorgegebenen Sicherheitshöhe zerlegt
werdende Dadurch
sollen eigene Truppen und Anlagen geschützt werden.
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Liegen die Treffpunkte über 100 m Höhe innerhalb das Waffenbereiches,
so konnte man bislang immer noch einen guten Kompromiß zwischen maximaler Zeitverzögerung
bis zur Selbstzerlegung und einer noch akzeptablen Sicherheitshöhe finden.
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Die Mindestrohrerhebungswinkel liegen dabei z. B. zwischen 3° und
5°.
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Nun muß in der Zukunft mit einem immer häufiger werdenden Auftreten
von Flugzielen unter 100 m Höhe gerechnet werden.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, können dann insgesamt vier verschiedene
Treffbereiche auftreten, Der Treffbereich 1 liegt über der Sicherheitshöhe. Man
wird hier zweckmäßigerweise die Zerlegungszünder nach Maßgabe der Zielentfernung
einstellen und deshalb von den bislang bevorzugten festeinprogrammierten Zerlegungs-Zeitzündern
zu automatisch einstellbaren Zeitzündern übergehen. Entsprechende Schaltungsvorschläge
liegen schon seit langem vor.
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Der Bereich 2 ist begrenzt durch die Sicherheitshöhe und die Flugbahn,
die mit dem geringsten Rohrerhebungswinkel gerade
noch die Sioherhsitshöhe
erreicht. Werden Ziele in diesem Bereich beschossen, so darf die Zerlegung frühestens
bei der Sicherheitshöhe stattfinden. Dies bedeutet, daß hier der Zerlegungs-Zeitzünder
nach Maßgabe des Rohrerhebungswinkels eingestellt werden muß, Flugbahnen schließlich,
die zu Treffpunkten im Bereich 3 führen, erreichen die Sicherheitshöhe nicht mehr.
Ein Selbstzerlegen der Geschosse ist in diesem Fall deshalb nicht mehr statthaft.
Eine Verringerung der Gefährdung von eigenen Truppen und Anlagen kann dann bei Vorbeiflug
des mit dem Zünder ausgerusteten Geschosses am Ziel nur durch eine Blindmachung
des Zünders nach dem Verbeiflug am Ziel erreicht werden Die Blindmachung muß deshalb
zweckmäßigerweise eine Funktion der Zielentfernung sein.
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Schließlich sollen häufig aus noch Bodenziele im Bereich 4 beschießbar
sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer einzigen Munitionsart
Ziele in allen vier genannten Bereichen beschie-Ben zu können. Ein entsprechender
Zünder soll deshalb nicht nur eine vor dem Abschuß automatisch einstellbare Laufzeitschaltung
besitzen, sondern er muß auch noch alternativ als "Zerleger", oder "Entschärfen
nach Vorbeiflug" oder "Auf-
Schlagzünder einstellbar sein.
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Die Erfindung geht aus von einem Zünder der auf mindestens eine der
verschiedenen vorgegebenen Funktionsarten, z. B, auf die Funktionsarten "Aufschlagzünder"
oder "Zeitzünder", voreinstellbar ist und bei dem die Zündung durch Schließen eines
elektrischen Stromkreises, in dem die Zündpille des Zunders liegt, geschieht, Bei
einem Zünder der vorerwahnten Art besteht die Erfindung darin, daß- in den Stromkreis
ein Auischlagschalter für eine unverzögerte oder - vorzugsweise einstellbare - verzögerte
Aufschlagzündung vorgesehen ist, daß dem Aufschlagsohalter ein Zeitschalter mit
zugehöriger Steuerschaltung für eine - gerechnet ab dem Abschußzeitpunkt - vorzugsweise
automatisch einatellbare Zeitzündung parallel geschaltet ist und daß einerseits
erste Schaltmittel zum Unwirksammachen oder zum Verhindern des Schließens des Zeitschalters
und andererseits davon unabhängig betätigbare zweite Schaltmittel zum Unwirksammachen
oder zum Verhindern des Schließens des Aufschlagschalters vorgesehen sind.
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Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Zünder nach Fig. 2 enthält in üblicher Weise
einen der Vorrohrsicherung
dienenden Beschleunigungsschalter 5, nach dessen Schließen die Spannung an mindestens
einem Kondensator in der ntlade-Umladeschaltung 6, die zur Steuerschaltung des Verzögerungsschalters
7 des gezeigten Zünders gehört, kontinuierlich verändert wird. Ein Schwellwertdetektor
8 mißt diese Kondensatorspannung bzw, eine Differenzspannung zu einer Bezugsspannung
und schaltet nach dem Erreichen eines bestimmten Schwellwertes den Zeitschalter
7 auf Durchgang. Oftmals sind die beiden Funktionen "Schwellwertdetektor" und "Zeitschalter"
in einem Element vereinigt (z. B. Glimmlampe). Sofern das Zündelement 9 durch Schließen
des Aufschlagschalters 10 noch nicht initiiert wurde, geschieht dies nun über den
parallel liegenden Zeitschalter 7.
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Das Geschoß wird dadurch zerlegt.
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Diese übliche Schaltung wird nun im Sinne der Erfindung durch Trenner
11 und 12 sowie ein Einbahn-Durchgangselement 13 erweitert. Die Trenner haben die
Funktion von Schaltern, die lediglich einmal schaltbar sind. Dieses Schalten ist
bei der Programmierung des Zunders durchführbar.
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Ist der Trenner 1 geschlossen, so fließt beim Schließen des Verzögerungsschalters
7 die Speicherenergie des Speichers 14 am Zündelement 9 vorbei; sib wird hierbei
vernichtet. Der ZunF
der wird dann elektrisch blind Wird beim Zunderprogrammieren
jedoch der Trenner 11 geöffnet, so läuft die übliche Zerlegungsfunktion ab, Das
entsprechende gilt für den Trenner 12. Ist er in seiner Ausgangslage geschlossen,
so kann der Schwellwertdetektor 8 ordnungsgemäß arbeiten. Wird der Trenner 12 beim
Programmieren des Zünders jedoch geöffnet, so wird der Schwellwertdetektor 8 abgeschaltet
und das Zündelement 9 kann lediglich über den Aufschlagschalter 10 initiiert werden
Diese Operation der Trenner 11 und 12 ist auch invers durchführbar, Z. B. kann der
Trenner 11 in Serie zu dem Zündelement 9 geschaltet sein, Ebenso kann der Trenner
12 parallel zum Schwellwertdetektor 8 angeschlossen sein, Die Einstellfunktionen
sind dann invers vertauscht, Eine andere inverse Vertauschung liegt dann vor, wenn
bei der Programmierung der Trenner anstatt eine Verbindung geöffnet eine Verbindung
geschlossen wird.
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Vorteilhafterweise bestehen die ersten und zweiten Schaltmittel des
erfindungsgemäßen Zünders somit aus einem die Zündpille bei seinem Schließen kurzschließenden
Schalter (Überbrückungsschalter). Die ersten und/oder zweiten Schaltmittel
sind
jedoch bei manchen Ausführungsformen der Erfindung durch einen ihren jeweiligen
Zweig-Stromkreis bei seinem Öffnen offnenden Schalter (Trenner) realisiert. Zweckmäßigerweise
besteht der bzw. bestehen die Trenner aus jeweils einem mit einem vorgegebenen elektrischen
Mindeststrom durchschmelzbaren Draht.
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Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels
einer vorzugsweise als Zeitzünder für Fla-Munition verwendbaren Schaltungsanordnung,
die Gegenstand des mit vorliegendem Patent am gleichen Tage angemeldeten Patentes
der gleichen Anmelderin mit der Bezeichnung "Anordnung zum Erzeugen eines elektrischen
Impulses (internes litenzeichen UL 69/111/155 I) ist.
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Bei dem Zünder nach Fig. 3 sind zwei Kondensatoren C1 und C2 vorgesehen,
die aus einer nicht gezeigten Spannungsquelle -Ug entsprechend der gewunschten Zünderlaufzeit
mit einem konstanten Strom beim Programmieren des Zünders aufladbar sind. Die Ladespannung
des Kondensators C1 ist hierbei durch die Zenerspannung einer Zenerdiode Grl bestimmt,
während die Ladespannung des Kondensators C2 etwa gleich dem Spannungsabfall am
Widerstand R1 ist. Die Kapazitäten der beiden Kondensatoren Cl und C2 sind ungleich
groß gewählt, beispielsweise
im Verhältnis größer als 1,5, wobei
der Eondensator C1 die größere Kapazität aufweist. Beide Kondensatoren liegen im
Entladestromkreis in Serie. Zu Beginn der Entladung sind die Kondensatorspannungen
im Entlade stromkreis gleichsinnig. Als Zündzeitpunkt wird hierbei derjenige Zeitpunkt
bestimmt, zu dem nach Beginn der Kondensatorentladung die Spannung über den Kondensator
mit der kleineren Kapazität hinsichtlich ihrer Höhe und ihrer Polarität vorgegebene
Werte aufweist. Die Aufladung der Kondensatoren ist selbstverständlich auch mittels
einer anderen als der gezeigten Schaltung durchführbar. Die Entladung wird im Zünder
üblicherweise durch Schließen eines der Vorrohrsicherung dienenden Beschleunigungsschalters
in Abhängigkeit von der Geschoßbeschleunigung nach dem Abschuß bewirkt. Dieser Schalter
ist in Fig. 3 mit SB bezeichnet. RZ symbolisiert in Fig. 3 die Zündpille des Zünders.
Die Transistoren Tsi bis Ts3 gehören mit der zweckmäßigerweise vorgesehenen Diode
Gr4 und dem Widerstand R2 zu der das Zündkriterium feststellenden Schaltung, deren
Transistoren Tsl und Ts2 auf Durchlaß geschaltet werden, sobald das Zündkriterium
erreicht ist, nämlich dann,, wenn die Spannung über dem Kondensator C2 hinsichtlich
ihrer Höhe und Polarität den vorgegebenen Wert zur Zündung aufweist.
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Dann ist der Zünstromkreis geschlossen. Der Transistor Ts3 dient hierbei
zum Kurzschluß des Entladewiderstandes R3
ab dem Zündzeitpunkt.
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Fig. 4 zeigt ein Äusführungsbeispiel der Erfindung in, Verbindung
mit dem anhand der Fig. 3 erläuterten Zünder0 Mit SA ist in Fig. 4 ein Aufschlagschalter
bezeichnet, über den bei geschlossenem Beschleunigungsschalter SB im Fall eines
Aufschlagtreffers die Speicherenergie des Kondensators C1 über die Zündpille Rz
fließt, wodurch die Zündpille gesun det wird. Soll der Zünder nach Fig. 4 nur als
Aufschlagzünder verwendet werden, muß bei der Programmierung des Zünders, d. h.
vor dessen Abschuß, mittels negativen Spannungsimpulses, der größer als die Zenerspannung
der Zenerdiode Gr6 ist, der als Schmelzsicherung ausgebildete Trenner SiBoden durch
Durchsohmelzen des Sicherungsdrahtes geöffnet werden. Selbstverständlich muß hierbei
die Zenerspannung der Zenerdiode Gr6 größer als die Spannung UT gewählt sein, Zum
Entschärfen des Zünders nach Fig. 4, d. h, zum Unwirksammachen des möglichen Schließens
des Aufschlagschalters und des Zeitschalters, ist ein vorzugsweise wiederum als
Schmelzsicherung SiBlind ausgebildeter Trenner vorgesehen. Ist er geschlossen, so
kann der Zünder weder nach Äblauf der Selbstzerlegungszeit noch durch Aufschlag
zünden, da nach Ablauf der Selbstzerlegungszeit die elektrische Zündenergie über
den geschlossenen Trenner vernichtet wird. Erfolgt jedoch ein Treffer vor dem
Ende
der Selbstzerlegungszeit, so wird die Zündpille mittels des Aufschlagzünders SA
gezündet. Hierbei verhindert eine Diode Gr7 den Kurzschluß der Zündpille durch die
Sicherung SiBlind. Bei Verwendung des Zünders nach Fig. 4 als elektrisch einste.llbaren
Zeitzünder, muß vor der Einstellung der Selbst zerlegungszeit mittels eines positiven
Stromstoßes die Sicherung SiBlind zerstört werden.
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Fig. 5 zeigt einen Fla-Munitionszünder mit einem Arbeitsprinzip an
sich bekannter Art. Bei seiner Programmierung wird der Kondensator C1 über die Dioden
D1 und D2 und der Kondensator C2 über die Diode D1 aufgeladen. Die Lade spannung
bestimmt die Zünderlaufzeit. Der Kondensator C1 dient hierbei als Referenzspannungsquelle
und gleichzeitig als EnerSieversorgung für den Schwellwertschalter, zu dem die Transistoren
Tsl und Ts2 gehören Nach Abschuß des mit dem Zünder nach Fig. 5 ausgerüsteten Geschosses
schließt der Beschleunigungsschalter Sg, wodurch sich der Kondensator C2 über den
Widerstand R4 entlädt. Wird der Potentialunterschied zwischen dem Kondensator C1
und dem Kondensator C2 so groß, daß die Zenerspannung der Zenerdiode D3 erreicht
wird, beginnt deren Zenerstrom zu fließen. Er bildet einen Spannungsabfall im Widerstand
RI, der das Öffnen des Transistors Tsl bewirkt. Die Spannung am Widerstand R2 wird
positiv und öffnet über den
WiderstandR3 den Transistor Ts2. Damit
wird die Zündpille gezündet. Da dureh Öffnen des Transistors Ts2 das Potential am
Kondensator C2 sehr schnell abnimmt, wird der Zenerstrom und damit der Spannungsabfall
am Widerstand R1 rasch größer. Hierdurch kommt es über den Zündpillenwiderstand
zu einer lawinenartigen Entladung des Kondensators C2. Der Kondensator C1 dient
wahrend dieses Entlad,evorganges als Energieversorgungsquelle für den Schwellwertschalter.
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Fig. 6 zeigt eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung
bei einem Zünder nach Art des anhand der Fig. 5 erläuterten. Schließt der Aufschlagschalter
SA beim Zünder nach Fig. 6, so entlädt sich der Kondensator C2 über die Zündpille
RZ und zündet diese. Die als Trenner bei der Programmierung benutzbare Sicherung
SiBlind wird durch den über den Widerstand R3 fließenden Entladestrom des Kpndensators
C2 infolge ihrer Dimensionierung nicht zerstört. liegt man eine positive Spannung,
die größer als die Durchbruchspannung der Zenerdiode Gr6 ist, an den Zünder nach
Fig, 6, so wird die Sicherung SiBoen zerstört. Selbstverständlich muß die Zenorspannung
der Zenerdiode Gr6 größer als die Spannung +UT gewahlt sein. Zweckmäßigerweise ist
die Sicherung SiBoden so dimensioniert, daß zu ihrem Durchschmelzen ein Auslöseimpunls
von etwa 1 msec Dauer ausreicht. Die zerstörte Sieherung
SiBoden
verhindert den Entladevorgang des Kondensators C2 und damit eine Selbstzerlegung.
Hierdurch wird der Kondensator C2 aufgeladen und bringt beim Schließen des Aufschlagtünders
SA die Zündpille zur Zündung.
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Soll nach der eingestellten Selbstzerlegungszeit das Geschoß entschärft
werden, wird die Sicherung SiBlind wirksam, Sie überbrückt nach Ende der Selbstzerlegungszeit
die Zündpille und entlädt den Kondensator C2. Daraufhin kann der Zünder nach Fig.
6 weder nach Ablauf der Selbstzerlegungszeit noch durch Aufschlag gezündet werden.
Erfolgt ein Aufschlag vor dem Ende der Selbstzerlegungszeit, wird der Aufschlagschalter
SA geschlossen, so daß auch der Kondensator G? über die Zündpille RZ und den Aufschlagschalter
SA entlädt. Die Diode Gr4 verhindert einen Kurzschluß der Zündpille durch die Sicherung
Si3lindo Um den Zünder nach Fig. 6 als elektrisch einstellbaren Zeitzünder mit zusätzlichem
Aufschlagzünder zu verwenden, muß bei der Programmierung des Zünders ein negativer
Stromstoß die Sicherung SiBlind zerstören.
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Fig. 7 zeigt einen in seinem Arbeitsprinzip an sich bekannten Zeitzünder
für Fla-Munition. Bei seiner Programmierung
wird sein Kondensator
Cl über die Diode Dl entsprechend aufgeladen. Die Entlade spannung ist ein Maß für
die Zünderlaufzeit. Nach Schließen des Beschleunigungssohalters SB wird der Kondensator
C2 über den Widerstand R1 aus dem Eondensator C1 aufgeladen. Erreicht die Kondensatorspannung
des Kondensators O2 einen vorgegebenen Schwellwert, steigt der Kollektorstrom der
gezeigten Transistor-Kaskadenschaltung mit den Transistoren Tsl und Ts2 so lange
an, bis der Spannungsabfall am Widerstand R2 und R3 so groß ist, daß die Transistoren
Ts3 und Ts4 öffnet Die Durchbruchspannung der durch diese Transistoren nachgebildeten
Vierschichtdiode wird dann bis auf die Restspannung herabgesetzt, Hierdurch erhöht
sich schlagartig die Basis-Emitterspannung der Kaskade und damit der Kollektorstrom.
Die Zündpille RZ wird von diesem Kollektorstrom durchflossen und gezündet, Fig.
8 zeigt eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung bei einem Zünder nach
Art des anhand der Fig. 7 eren läutert. Damit der Zünder nach Fig. 8 nur als Aufschlagzünder
wirksam ist, wird bei seiner Programmierung durch einen positiven Spannungsimpuls,
der größer als die Spannung UT und größer als die Zenerdiodenspannung der Zenerdiode
Gr3 ist, die Sicherung SiBoden zerstört. Zum Blindmachen des Zünders
nach
Fig. 8 nach Ende der eingestellten Selbstzerlegungszeit ist die Sicherung SiBllDd
vorgesehen. Die Diode Gr4 verhindert die Überbrückung des Beschleunigungsschalters
SB. Die Diode Gr5 hat die Aufgabe, daß beim Schließen des Beschleunigungsschalters
SA vor der abgelaufenen Selbstzerlegungszeit die Sicherung SBlind die Zündpille
kurzschließt. Die Diode Gr6 verhindert die Zerstörung der Sicherung SiBlind bei
der Programmierung des Zündera mit einer positiven Spannung UT. Soll der Zünder
nach Fig, 8 als einstellbarer Zeitzünder und Aufschlagzünder Verwendung finden,
muß bei der Programmierung des Zünders die Sioherung SiBlind durch einen negativen
Impuls zerstört werden.