CH623924A5 - Proximity fuze for a projectile or a rocket - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Annäherungszünder gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits derartige Annäherungszünder bekannt, die im Fall von Granaten im Granatenkopf angeordnet und bestimmt sind, die Explosion der Granate auszulösen, sobald diese in eine vorbestimmte Entfernung vom anvisierten Ziel gelangt. Diese bekannten Annäherungszünder arbeiten meist mit einem im Annäherungszünder vorgesehenen Sender, der eine Welle in Richtung auf das Ziel emittiert, und mit einem Empfänger, der die vom Ziel reflektierte Welle mit einer durch den Dopplereffekt leicht verschobenen Frequenz empfängt. Durch Siebung bzw. Glättung und eine geeignete Schwellenwertverstärkung wird ein Auslösesignal erzeugt, sobald sich die Granate nahe genug am Ziel befindet.

Diese bekannten Annäherungszünder haben den Nachteil, dass sie eine komplizierte und voluminöse Elektronik, wie verfälschte Empfangskreise oder dergleichen aufweisen und insbesondere zur Signalerzeugung eine nicht vernachlässigbare elektrische Energie benötigen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Annäherungszünders der eingangs genannten Art, der die Nachteile bekannter Ausführungen vermeidet, d.h. insbesondere das Volumen solcher Annäherungszünder verringert, die elektronische Ausführung vereinfacht und den elektrischen Aufwand sowie die Abmessungen der im Geschoss oder Flugkörper unterzubringenden Elemente verringert. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Annäherungszünders sind in den Ansprüchen 2 und 3 umschrieben.

Der Aufwand bei der Herstellung eines solchen Annäherungszünders lässt sich äusserst niedrig halten.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch den Kopfteil einer Granate mit einem Annäherungszünder zeigt.

Der Annäherungszünder befindet sich am vorderen Ende des Kopfteiles 12 im Inneren einer den Aussenkörper der Granate 10 bildenden, ballistischen Schutzkappe 14. Der Sensor besteht aus einer viele Windungen aufweisenden, elektrischen Spule 16, deren Achse mit der Rotationsachse 20 der Granate 10 übereinstimmt, und aus einem von der Spule 16 umfassten Permanentmagneten 18, dessen koaxiale Anordnung in der Spule bewirkt, dass das durch ihn erzeugte Magnetfeld unabhängig von der Drehung der Granate 10 auf ihrer Flugbahn ist. Die Wicklung ist so angeordnet, dass sich die vom Permanentmagneten 18 erzeugten Feldlinien im Innern der Spule 16 teilweise wieder schliessen. Wenn die Granate 10 in der Nähe einer magnetischen Masse vorbeifliegt, werden die Feldlinien in ihrem Verlauf abgeändert und schliessen sich auf andere Weise quer durch die Spulenwindungen, so dass die relative Bewegung der Granate 10 und der magnetischen Masse in der Spule 16 eine Spannung in Verbindung mit den Änderungen des Magnetflusses induziert, dessen Betrag durch die Gesamtheit der Windungen bestimmt ist.

Der Durchmesser der Spule 16 und die Anzahl der Windungen sind genügend gross, so dass diese induzierte Spannung einen genau feststellbaren Wert erreicht. So betragen beispielsweise

— die Anzahl der Windungen 50 000 bei einer Dicke des Spulendrahts von einigen Zehn Mikrometern,

— der Innendurchmesser der Spule etwa 6 mm und

— der Aussendurchmesser 10 bis 15 mm.

Man kann somit eine Spannung von mehreren Millivolt erhalten, wenn die Granate 10 mit hoher Geschwindigkeit in der Nähe einer magnetischen Masse vorbeifliegt. Das reicht aus, um den Zünder der Granate 10 zu betätigen.

Die Spule 16 ist an eine Verstärkungs- und Schwellenwertschaltung 22 angeschlossen, deren Aufgabe es ist, ein Zünd-Befehlssignal abzugeben, wenn sich die Höhe der in der Spule 16 induzierten Spannung innerhalb vorbestimmter Grenzen befindet, die einen zwischen der Granate 10 und ihrem Ziel gegebenen Entfernungsbereich entsprechen. Diese Verstärkungs- und Schwellenwertschaltung 22 ist äusserst einfach im Vergleich mit solchen, die für bekannte, den Dopplereffekt benutzende Sensoren verwendet werden müssen, da hier keine Schmalbandsiebung erforderlich ist, sondern lediglich eine Lärmausschaltungs-Siebung.

Bei Bedarf weist die Verstärkungs- und Schwellenwertschaltung 22 ausserdem Sicherungseinrichtungen auf, wie Verzögerungsmittel oder dergleichen. Die Schaltung hat die Aufgabe, mittels eines logischen Gatters einen elektrischen Sprengzünder 24 mit einem elektrischen Generator 26, beispielsweise einer Batterie zu verbinden. Der Zünder löst dann über eine pyrotechnische Kette die Explosion der Granate aus, wenn das logische Gatter durch die Verstärkungs- und Schwellenwertschaltung 22 geöffnet wird.

Der Annäherungszünder ist nicht nur empfindlich für Änderungen des Magnetfeldes aufgrund des nahen Vorbeifliegens an einer magnetischen Masse, sondern auch für mechanische Vibrationen niedriger Frequenz, z.B. für Schallwellen eines im Flug befindlichen Flugzeuges, die durch mechanische Verformung z.B. Magnetostriktion auf den Magneten und die Spule wirken. Er ist ebenfalls empfindlich für Änderungen des elektrischen Feldes aufgrund einer in der Nähe befindlichen Masse, die elektrisch geladen und von teilweise ionisierter Luft umgeben ist (z.B. ein Flugzeug). Solche Änderungen induzieren auch Spannungen in der Spule 16. Selbstverständlich sind alle diese Wechselwirkungen je nach der Art des Zieles, seiner Geschwindigkeit und seiner Höhe variabel. Die koaxiale Anordnung der Spule 16 und des Magneten 18 zur Rotationsachse 20 des Geschosses 10 macht den Annäherungszünder unempfindlich genügend der Rotation der Granate.

Der Annäherungszünder kann nicht nur für Geschosse verwendet werden, um diese zur Explosion zu bringen, sobald die Schaltung 22 eine Entfernung vom Zielpunkt anzeigt, die nied2

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riger ist als ein vorbestimmter Wert, sondern auch in einer Steuereinrichtung bei einer eine eigene Orientierungsvorrichtung besitzenden Rakete. Dabei beeinflusst der Annäherungssensor die Flugbahn der Rakete, um sie von einem in der Nähe entdeckten Gegenstand fernzuhalten oder diesem näher zu bringen, zum Beispiel von einem metallischen Täuschungsobjekt im ersten Fall oder zu einem Ziel im zweiten Fall.

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Mit diesem Annäherungszünder erzielt man mindestens ebenso gute Präzisionsleistungen beim Auslösen wie mit den herkömmlichen Detektoren. Er hat jedoch wesentlich kleinere Abmessungen, ist wesentlich einfacher aufgebaut und ver-5 braucht ausgesprochen wenig Energie, da er keinen elektrisch gespeisten Signalgenerator erfordert.

Es kann oft von Vorteil sein, wenn der Mindestwert der Signalstärke durch Einwirken auf den Verstärkungsfaktor der Verstärkungs- und Schwellenwertschaltung einstellbar ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

623 924 PATENTANSPRÜCHE

1. Annäherungszünder für ein Geschoss oder eine Rakete, die im Kopfteil des Geschosses bzw. der Rakete anzuordnen bestimmt ist und bei Annäherung an ein Ziel durch Erzeugung eines Signals anspricht, gekennzeichnet

- durch eine elektrische Tastspule (16) mit Ringquerschnitt und mit einer Vielzahl von Windungen, um das Signal durch Induktion zu erzeugen,

- durch einen im Inneren der Tastspule (16) derart angeordneten permanentmagnetischen Kern (18), dass sich seine magnetischen Feldlinien mindestens teilweise quer durch die Tastspule (16) wieder schliessen, und

- durch eine mit der Tastspule (16) verbundene Verstär-kungs- und Schwellenwertschaltung (22) zum Erfassen eines Mindestwerts der Signalstärke.

2. Annäherungszünder nach Anspruch 1, für ein Geschoss mit einer Drehachse oder eine Rakete mit einer Drehachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Tastspule (16) mit der magnetischen Achse des Kerns (18) übereinstimmt und mit der Drehachse (20) des Geschosses bzw. der Rakete übereinzustimmen bestimmt ist.

3. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestwert der Signalstärke durch Einwirken auf den Verstärkungsfaktor der Verstärkungs- und Schwellenwertschaltung einstellbar ist.