EP1102029A2 - Treibladung mit einer Mehrpunktanzündung - Google Patents

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EP1102029A2
EP1102029A2 EP00123832A EP00123832A EP1102029A2 EP 1102029 A2 EP1102029 A2 EP 1102029A2 EP 00123832 A EP00123832 A EP 00123832A EP 00123832 A EP00123832 A EP 00123832A EP 1102029 A2 EP1102029 A2 EP 1102029A2
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ignition
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Erich Dr. Muskat
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Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A19/00—Firing or trigger mechanisms; Cocking mechanisms
    • F41A19/58—Electric firing mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B35/00—Testing or checking of ammunition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/08—Cartridges, i.e. cases with charge and missile modified for electric ignition

Definitions

  • the invention relates to a high-performance drive with arranged in a sleeve Propellant powder and a pyrotechnic lighter to ignite the Propellant powder, the lighter an ignition charge and optionally contains an amplifier charge, and a method for igniting such High performance propulsion.
  • the ignition of propellant powder in large-caliber ammunition used today happens predominantly by means of a pyrotechnic igniter, which is axially in the Rear of the ammunition is housed. After triggering using an electrical or mechanical impulse takes place the implementation of the pyrotechnic Ignition mixture and there are glowing particles under great pressure in the Propellant powder bed spent igniting the propellant.
  • the Ignition fumes flow due to the geometry of the propellant lighter radially outwards through holes in the metal casing of the lighter. At Corresponding construction, the particle flow also has an axial one Component. In most cases, however, the first part is the kindling due to the dimensions of the cargo space of modern ammunition on the rear Part of the powder bed limited.
  • the invention has for its object a high-performance drive Claim 1 to improve so that the internal ballistic conditions at the Ignition are significantly improved and therefore also more compact Charge structures with a high charge density must be ignited safely.
  • the propellant powder can be targeted at previously selectable points be lit.
  • the number and the chronological sequence of the ignitions becomes like this determines that there are no adverse even under extreme environmental conditions internal ballistic conditions (e.g. negative differential gas pressures).
  • a temperature sensor for measurement is in the igniter the temperature of the propellant powder is arranged.
  • the ignition is coordinated by the fire control computer, which works with the individual lighters communicated via the bus line, e.g. B. the temperature of the individual ignition points and then according to a predetermined scheme about the number, chronological order and spatial distribution of the to be triggered Lighter or ignition points are decisive.
  • the lighters are firmly connected to the inside of the sleeve and are in preferred embodiment in webs running on the inside of the sleeve embedded.
  • the sleeve is either fully, partially or non-combustible.
  • the bus line leads to a central igniter, which is preferred in the frontal cover of the sleeve is embedded.
  • the igniter contains an ignition distributor and a contact screw.
  • the high-performance propulsion system according to the invention is preferred for armored or Artillery ammunition used.
  • the lighters can be in several, along the inside of the cartridge extending, webs must be embedded, so as to be damaged by Prevent propellant powder grains when shaking the cartridge.
  • the cartridge case itself can be fully, partially or non-combustible.
  • the ignition nests are connected to one via a two or multi-core bus line Ignition piece connected.
  • Each lighter has a Fire control computer can be programmed.
  • Each lighter also contains one saved address and a temperature sensor. This can reduce the temperature passed on to the fire control computer in the propellant powder bed.
  • the igniter's memory can also contain characteristics of the propellant powder are saved for querying and correcting the fire control computer.
  • the igniter can be addressed or programmed individually via the bus line e.g. whether they trigger on ignition or not.
  • This multi-point ignition is particularly suitable for high-performance drives, especially for armored board and artillery ammunition.
  • FIG. 1b schematically shows a cartridge case 1 with a perspective view Cover 2.
  • the cover 2 is also Stub sleeve called - deducted from the cartridge case 1.
  • the cartridge case 1 On the inside of the cartridge case 1 are evenly distributed in the circumferential direction three webs 3 are arranged, which extend in the longitudinal direction of the cartridge case 1 stretch the entire length.
  • the cartridge case 1 completely filled with propellant powder, so that the webs 3 in the Propellant powder protrude into it.
  • the propellant powder is off Not shown for reasons of clarity.
  • the bridges are the row after individual igniter 9 for the propellant powder embedded.
  • the lighters 9 are connected to one another via a single-core or multi-core Bus line 4, the three webs 3 to an igniter 11 in Cap 2 of the cartridge case 1 leads. There is a bus line 4 for each web 3 intended.
  • the igniter 11 consists of an ignition distributor 7 and one Contact screw 8. If the cartridge is to be fired, the Ignition piece 11 placed a contact element, not shown, which with a Fire control computer, not shown, is electrically connected. This means that Fire control computer in connection with the individual igniters 9 and can input data and read out.
  • Fig. 1 b shows a section across the cartridge case 1 according to Fig. 1a. It is good to recognize the three webs, which are arranged at 120 ° to each other and in which the igniters 9 are embedded.
  • Fig. 1c shows the detail A from Fig. 1b shown enlarged with schematic shown lighter 9.
  • a lighter 9 consists of an ignition charge 5 and optionally an amplifier charge 6.
  • the reference numeral 4 is the Bus line indicated. The electronic unit is not shown.
  • Fig. 2 shows a section similar to Fig. 1c, but with individual details.
  • an electronic unit 10 is arranged in each igniter 9, e.g. B. a chip with integrated circuit or a circuit board with electronic Components.
  • the bus line 4 is connected to this electronic unit 10.
  • an ignition element is arranged, which at Ignition ignites the ignition charge 5, which in turn amplifies the charge 6 kindles. The spark plumes generated by this then ignite that Propellant powder.
  • a temperature sensor is arranged or a temperature sensor is connected to the unit 10.
  • a temperature sensor is connected to the unit 10.
  • features of the propellant powder can be saved.
  • the fire control computer Before firing, the fire control computer checks the temperature at the Ignition points and determines which igniters 9 are to be ignited or not. The fire control computer then programs the igniter 9 or the individual electronic units 10 accordingly. Will at the ignition an ignition pulse is emitted, then only the desired igniters 9 set on fire.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochleistungsantrieb mit in einer Hülse (1) angeordnetem Treibladungspulver und einem pyrotechnischen Anzünder (9) zur Anzündung des Treibladungspulvers, wobei der Anzünder (9) einen Anzündsatz (5) und gegebenenfalls eine Verstärkerladung (6) enthält. Zur Verbesserung der innenballistischen Verhältnisse bei der Anzündung wird vorgeschlagen, daß in der Hülse (1) mehrere Anzünder (9) angeordnet sind, daß alle Anzünder (9) über eine programmierbare elektronische Einheit (10) verfügen, in der eine individuelle Adresse gespeichert ist, daß die Anzünder (9) über eine zwei- oder mehradrige Busleitung (4) mit einem Anzündstück (11) verbunden sind und daß das Anzündstück (11) an einen Feuerleitrechner anschließbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochleistungsantrieb mit in einer Hülse angeordnetem Treibladungspulver und einem pyrotechnischen Anzünder zur Anzündung des Treibladungspulvers, wobei der Anzünder einen Anzündsatz und gegebenenfalls eine Verstärkerladung enthält, und ein Verfahren zum Anzünden eines solchen Hochleistungsantriebs.
Die heute verwendete Anzündung von Treibladungspulver in großkalibriger Munition geschieht überwiegend mittels eines pyrotechnischen Anzünders, welcher axial im Heck der Munition untergebracht ist. Nach Auslösung mittels eines elektrischen oder mechanischen Impulses erfolgt die Umsetzung der pyrotechnischen Anzündmischung und es werden unter großem Druck glühende Partikel in das Treibladungspulverbett verbracht, welche die Treibladung anzünden. Die Anzündschwaden strömen aufgrund der Geometrie des Treibladungsanzünders radial durch Löcher im Metallmantel des Anzünders nach außen. Bei entsprechender Konstruktion hat die Partikelströmung auch eine axiale Komponente. In den meisten Fällen jedoch ist der erste Teil der Anzündung aufgrund der Dimensionen des Ladungsraumes moderner Munition auf den hinteren Teil des Pulverbettes beschränkt.
Diese Beschränkung kann zu ungünstigen innenballistischen Verhältnissen führen und durch lokale, extreme Drucksteigerungen eine Zerstörung der Rohrwaffe bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsantrieb nach Anspruch 1 so zu verbessern, daß die innenballistischen Verhältnisse bei der Anzündung wesentlich verbessert sind und dadurch auch kompakte Ladungsaufbauten mit hoher Ladungsdichte sicher anzuzünden sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
  • daß in der Hülse mehrere Anzünder angeordnet sind,
  • daß alle Anzünder über eine programmierbare elektronische Einheit verfügen, in der eine individuelle Adresse gespeichert ist,
  • daß die Anzünder über eine zwei- oder mehradrige Busleitung mit einem Anzündstück verbunden sind und
  • daß das Anzündstück an einen Feuerleitrechner anschließbar ist.
Hierdurch kann das Treibladungspulver gezielt an vorher wählbaren Punkten angezündet werden. Die Anzahl und die zeitliche Abfolge der Anzündungen wird so bestimmt, daß es selbst unter extremen Umweltbedingungen zu keinen ungünstigen innenballistischen Verhältnissen (z. B. negative Differenzgasdrücke) kommen kann.
In bevorzugter Ausführungsform ist im Anzünder ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Treibladungspulvers angeordnet.
Die Abstimmung der Anzündung geschieht durch den Feuerleitrechner, der mit den einzelnen Anzündern über die Busleitung kommuniziert, z. B. die Temperatur an den einzelnen Anzündpunkten mißt und dann nach einem vorher festgelegten Schema über die Anzahl, zeitliche Reihenfolge und räumliche Verteilung der auszulösenden Anzünder bzw. Anzündpunkte entscheidet.
Vorteilhafterweise sind in der elektronischen Einheit abrufbare Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert.
Die Anzünder sind fest mit der Innenseite der Hülse verbunden und sind in bevorzugter Ausführungsform in auf der Innenseite der Hülse verlaufenden Stegen eingebettet.
Die Hülse ist entweder voll-, teil- oder unverbrennbar ausgebildet.
Die Busleitung führt zu einem zentralen Anzündstück, welches bevorzugt in den stirnseitigen Verschlußdeckel der Hülse eingebettet ist.
Das Anzündstück enthält einen Zündverteiler und eine Kontaktschraube.
Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Hochleistungsantrieb für Panzerbord- oder Artilleriemunition verwendet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anzünden eines Hochleistungsantriebs, wie beschrieben, zeichnet sich durch einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte aus:
  • Ermitteln der Temperatur des Treibladungspulvers und Weiterleitung an den Feuerleitrechner,
  • Auslesen individueller in der elektronischen Einheit 10 gespeicherter Merkmale des Treibladungspulvers und Weiterleitung dieser Daten an den Feuerleitrechner,
  • Bestimmung im Feuerleitrechner der Anzahl und der zeitlichen Abfolge der zu zündenden Anzünder 9 und Programmierung dieser Anzünder (9),
  • Aussenden eines Zündimpulses an die Anzünder 9.
Die Erfindung ist daher durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
Im Innenraum der Patrone befinden sich mehrere Anzünder, welche fest mit der Innenseite der Patronenhülse verbunden sind und radial oder unter anderen Winkeln in das Pulverbett anzünden.
Die Anzünder können in mehreren, entlang der Innenseite der Patrone verlaufenden, Stegen eingebettet sein, um so eine Beschädigung durch Treibladungspulverkörner beim Rütteln der Patrone zu verhindern.
Die Patronenhülse selbst kann voll-, teil- oder unverbrennbar sein.
Die Anzündnester sind über eine zwei- oder mehradrige Busleitung mit einem Anzündstück verbunden.
Im Anzünder befindet sich eine intelligente elektronische Einheit, welche über einen Feuerleitrechner programmiert werden kann. Außerdem enthält jeder Anzünder eine gespeicherte Adresse und einen Temperatursensor. Dadurch kann die Temperatur im Treibladungspulverbett an den Feuerleitrechner weitergegeben werden. Im Speicher des Anzünders können außerdem noch Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert werden zur Abfrage und Korrektur des Feuerleitrechners.
Durch die Busleitung können die Anzünder einzeln angesprochen oder programmiert werden, z.B. ob sie beim Anzündimpuls auslösen oder nicht.
Besonders eignet sich diese Mehrpunktanzündung für Hochleistungsantriebe, speziell für Panzerbord- und Artilleriemunition.
Es ist mit dieser Mehrpunktanzündung möglich, sehr kompakte Ladungsaufbauten mit hoher Ladungsdichte anzuzünden, welche durch einen konventionellen Treibladungsanzünder nicht mehr durchdrungen werden können.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt:
Fig. 1a
schematisch eine Patronenhülse mit erfindungsgemäßer Mehrpunktanzündung,
Fig. 1b
einen Schnitt quer durch die Patronenhülse nach Fig. 1 a,
Fig. 1c
den Ausschnitt A aus Fig. 1b vergrößert dargestellt und
Fig. 2
einen Ausschnitt ähnlich Fig. 1c mit einzelnen Details.
Fig. 1b zeigt schematisch in perspektivischer Sicht eine Patronenhülse 1 mit einem Verschlußdeckel 2. Zur besseren Übersicht ist der Verschlußdeckel 2 -auch Stummelhülse genannt- von der Patronenhülse 1 abgezogen.
Auf der Innenseite der Patronenhülse 1 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt drei Stege 3 angeordnet, die sich in Längsrichtung der Patronenhülse 1 über deren gesamte Länge erstrecken. Bei der Fertigung der Patrone wird die Patronenhülse 1 vollständig mit Treibladungspulver gefüllt, so daß die Stege 3 in das Treibladungspulver hineinragen. In der Figur 1a ist das Treibladungspulver aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. In den Stegen sind der Reihe nach einzelne Anzünder 9 für das Treibladungspulver eingebettet.
Miteinander verbunden sind die Anzünder 9 über eine ein- oder mehradrige Busleitung 4, die von den drei Stegen 3 zu einem Anzündstück 11 im Verschlußdeckel 2 der Patronenhülse 1 führt. Für jeden Steg 3 ist eine Busleitung 4 vorgesehen. Das Anzündstück 11 besteht aus einem Zündverteiler 7 und einer Kontaktschraube 8. Wenn die Patrone verschossen werden soll, wird auf das Anzündstück 11 ein nicht gezeigtes Kontaktelement aufgesetzt, welches mit einem nicht gezeigten Feuerleitrechner elektrisch verbunden ist. Hierdurch steht der Feuerleitrechner mit den einzelnen Anzündern 9 in Verbindung und kann Daten ein- und auslesen.
Fig. 1 b zeigt einen Schnitt quer durch die Patronenhülse 1 nach Fig. 1a. Es sind gut die drei Stege zu erkennen, die um 120 ° versetzt zueinander angeordnet sind und in denen die Anzünder 9 eingebettet sind.
Fig. 1c zeigt den Ausschnitt A aus Fig. 1b vergrößert dargestellt mit schematisch eingezeichnetem Anzünder 9. Ein Anzünder 9 besteht aus einem Anzündsatz 5 und gegebenenfalls einer Verstärkerladung 6. Mit dem Bezugszeichen 4 ist die Busleitung angedeutet. Nicht gezeigt ist die elektronische Einheit.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt ähnlich Fig. 1c, jedoch mit einzelnen Details.
Erfindungsgemäß ist in jedem Anzünder 9 eine elektronische Einheit 10 angeordnet, z. B. ein Chip mit integrierter Schaltung oder eine Platine mit elektronischen Bauelementen. Die Busleitung 4 ist mit dieser elektronischen Einheit 10 verbunden. Auf dieser Einheit 10 oder in dieser ist ein Zündelement angeordnet, welches bei der Anzündung den Anzündsatz 5 anzündet, der wiederum die Verstärkerladung 6 anzündet. Die dadurch erzeugten Anzündschwaden zünden dann das Treibladungspulver an.
Nicht gezeigt ist, daß in der elektronischen Einheit 10 ein Temperatursensor angeordnet ist oder ein Temperatursensor mit der Einheit 10 verbunden ist. Außerdem ist nicht gezeigt, daß in der Einheit 10 Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert werden können.
Vor der Anzündung überprüft der Feuerleitrechner die Temperatur an den Anzündpunkten und bestimmt daraus, welche Anzünder 9 angezündet werden sollen oder nicht. Der Feuerleitrechner programmiert anschließend die Anzünder 9 bzw. die einzelnen elektronischen Einheiten 10 entsprechend. Wird bei der Anzündung ein Zündimpuls ausgesendet, werden dann nur die gewünschten Anzünder 9 angezündet.

Claims (10)

  1. Hochleistungsantrieb mit in einer Hülse (1) angeordnetem Treibladungspulver und einem pyrotechnischen Anzünder (9) zur Anzündung des Treibladungspulvers, wobei der Anzünder (9) einen Anzündsatz (5) und gegebenenfalls eine Verstärkerladung (6) enthält, dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Hülse (1) mehrere Anzünder (9) angeordnet sind,
    daß alle Anzünder (9) über eine programmierbare elektronische Einheit (10) verfügen, in der eine individuelle Adresse gespeichert ist,
    daß die Anzünder (9) über eine zwei- oder mehradrige Busleitung (4) mit einem Anzündstück (11) verbunden sind und
    daß das Anzündstück (11) an einen Feuerleitrechner anschließbar ist.
  2. Hochleistungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anzünder (9) ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Treibladungspulvers angeordnet ist.
  3. Hochleistungsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektronischen Einheit (10) abrufbare Merkmale des Treibladungspulvers gespeichert sind.
  4. Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzünder (9) fest mit der Innenseite der Hülse (1) verbunden sind.
  5. Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzünder (9) in auf der Innenseite der Hülse (1) verlaufenden Stegen (3) eingebettet sind.
  6. Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) voll-, teil- oder unverbrennbar ausgebildet ist.
  7. Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzündstück (11) in den stirnseitigen Verschlußdeckel (2) der Hülse (1) eingebettet ist.
  8. Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzündstück (11) einen Zündverteiler (7) und eine Kontaktschraube (8) enthält.
  9. Hochleistungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsantriebe für Panzerbord- oder Artilleriemunition verwendet werden.
  10. Verfahren zum Anzünden eines Hochleistungsantriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte:
    Ermitteln der Temperatur des Treibladungspulvers und Weiterleitung an den Feuerleitrechner,
    Auslesen individueller in der elektronischen Einheit (10) gespeicherter Merkmale des Treibladungspulvers und Weiterleitung dieser Daten an den Feuerleitrechner,
    Bestimmung im Feuerleitrechner der Anzahl und der zeitlichen Abfolge der zu zündenden Anzünder (9) und Programmierung dieser Anzünder (9),
    Aussenden eines Zündimpulses an die Anzünder (9).
EP00123832A 1999-11-19 2000-11-02 Treibladung mit einer Mehrpunktanzündung Expired - Lifetime EP1102029B1 (de)

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