ES2201832T3 - Aparato de armado electrostatico para un proyectil explosivo. - Google Patents

Aparato de armado electrostatico para un proyectil explosivo.

Info

Publication number
ES2201832T3
ES2201832T3 ES99968835T ES99968835T ES2201832T3 ES 2201832 T3 ES2201832 T3 ES 2201832T3 ES 99968835 T ES99968835 T ES 99968835T ES 99968835 T ES99968835 T ES 99968835T ES 2201832 T3 ES2201832 T3 ES 2201832T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
projectile
voltage
current
mouth
technical condition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES99968835T
Other languages
English (en)
Inventor
Scott D. Crist
Kenneth D. Ceola
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Innovation Systems LLC
Original Assignee
Alliant Techsystems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alliant Techsystems Inc filed Critical Alliant Techsystems Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2201832T3 publication Critical patent/ES2201832T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00Electric fuzes
    • F42C11/008Power generation in electric fuzes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Slot Machines And Peripheral Devices (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

Un aparato sensor de condiciones técnicas para un proyectil explosivo que tiene mecanismos de seguridad y armado, comprendiendo un proyectil explosivo (10) que tiene una superficie exterior (16) del cuerpo del proyectil, un sensor electrostático que lleva el proyectil, comprendiendo el sensor electrostático unas zonas conductoras de la electricidad primera (13) y segunda (16) separadas por un material dieléctrico (12) para formar dos placas de un condensador, y donde la primera zona conductora de electricidad está conductivamente conectada a un convertidor de intensidad a voltaje (14) y la segunda zona conductora eléctrica está conductivamente conectada a la superficie exterior del cuerpo del proyectil, y un dispositivo (28) detector del umbral conectado conductivamente a una salida del convertidor de intensidad a voltaje para proporcionar una señal de voltaje al mecanismo de seguridad y armado cuando la de la señal de voltaje que varía con el tiempo procedente del convertidor de intensidada voltaje supera un nivel predeterminado, para indicar que se ha producido un cambio en las condiciones técnicas detectadas; caracterizado porque un campo eléctrico (20) que varía con el tiempo y que rodea el proyectil, originado por el gas ionizado "de fuga" asociado con la salida del proyectil de una boca, hace que fluya dentro del sensor electrostático una corriente que varía con el tiempo y que es convertida en un voltaje que varía con el tiempo por el convertidor de intensidad a voltaje.

Description

Aparato de armado electrostático para un proyectil explosivo.
Campo del invento
Este invento se refiere de forma general a un dispositivo de espoleta de un proyectil explosivo, y más particularmente a un aparato sensor de condiciones técnicas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para detectar la salida del proyectil de la boca después de hacer fuego con el fin de mantener la seguridad del sistema de la espoleta e iniciar la temporización para posteriores funciones de la espoleta.
Antecedentes del invento
Un dispositivo de seguridad y de armado es un elemento requerido de una munición para asegurar que la munición no está armada ni detonada hasta el momento deseado. El dispositivo de seguridad y armado (S & A) es parte de una espoleta de la munición e impide el armado de la espoleta en tanto no se hayan cumplido ciertas condiciones.
Muchos dispositivos de seguridad y armado requieren dos condiciones técnicas o fenómenos para el funcionamiento y la iniciación de la espoleta. Las condiciones técnicas son dos sucesos físicos independientes que deben ser detectados por el proyectil o la munición antes de permitir el armado. La primera condición técnica utilizada es usualmente el retroceso, que es a la vez fácilmente detectada y bien conocida en la técnica. Por ejemplo, la patente de cesionario común de EEUU 5.693.906 describe un primer dispositivo de detección de condiciones técnicas que utiliza el retroceso. La segunda condición técnica puede estar basada en varios parámetros diferentes tales como la temporización, escape del cañón, recuento de vueltas, etc. Además, se conocen diversas técnicas para determinar la boca o la salida del ánima. Por ejemplo, las patentes de cesionario común de EEUU 5.497.704 y 5.265.539 utilizan ambas sensores magnéticos para determinar la salida del ánima. La patente de cesionario común de EEUU 5.275.107 determina la salida de la boca basándose la aceleración del retroceso yendo a cero. Todos los contenidos de las patentes de propiedad común de EEUU 5.693.906, 5.265.539 y 5.275.107 se incorporan aquí como referencia.
Se conoce un sensor electrostático de proximidad para detonación con las características de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Por ejemplo, véase la patente de EEUU 3.871.296.
Todas estas técnicas anteriores para determinar la segunda condición técnica de la salida de la boca requieren circuitos adicionales, lo que aumenta la complejidad del dispositivo. Un objeto es proporcionar una técnica para determinar la segunda condición técnica de salida de la boca con el conjunto de circuitos que ya están incluidos en la munición.
Este objeto se consigue mediante el aparato sensor de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones adjuntas se definen realizaciones ventajosas.
Resumen del invento
El solicitante ha descubierto una técnica inventiva para determinar la segunda condición técnica de la salida de la boca, que utiliza el conjunto de circuitos existentes en una munición. En particular, el solicitante ha descubierto una técnica para utilizar un sensor de proximidad ingenioso para detectar también la salida de la boca.
El aparato sensor de condición técnica del invento incluye un sensor electrostático que lleva el proyectil. El sensor electrostático tiene unas zonas conductoras de electricidad primera y segunda separadas por un material dieléctrico para formar dos placas de un condensador. La primera zona conductora de electricidad está conectada conductivamente a un convertidor de intensidad a voltaje y la segunda zona conductora está conectada conductivamente a la superficie exterior del cuerpo del proyectil. Un campo eléctrico que varía con el tiempo y que rodea el proyectil hace que fluya dentro del sensor electrostático una corriente que varía con el tiempo y que el convertidor de intensidad a voltaje convierte en un voltaje que varía con el tiempo. Un dispositivo detector de umbral está conductivamente conectado a una salida del convertidor de intensidad a voltaje y proporciona una señal de voltaje al mecanismo de seguridad y armado cuando la señal de voltaje cambiante procedente del convertidor de intensidad a voltaje supera un nivel predeterminado, para indicar que se ha producido un cambio en la condición técnica detectada.
El solicitante es el propietario de la Serie Nº 08/668690 presentada el 24 de junio de 1996 y titulada "Aparato con sonda cónica de cúpula saliente para uso con sensor electrostático", cuyo contenido total se incorpora aquí como referencia. En el trabajo con este invento, que utiliza un sensor electrostático como un detector de proximidad, el solicitante descubrió un brusco pico de voltaje asociado a la salida del proyectil de la boca. Al principio, este pico de voltaje se pensó que simplemente eran "interferencias". Sin embargo, después de haberlo estudiado, el solicitante descubrió que este pico de voltaje estaba causado por el gas ionizado "de fuga" asociado con la salida del proyectil por la boca. El gas ionizado "de fuga" crea un campo eléctrico que produce un voltaje que cuando supera un umbral predeterminado indica la salida de la boca.
El uso de un sensor electrostático para detectar la segunda condición técnica de la salida de la boca proporciona algunas ventajas debido a que el sensor electrostático ya está utilizado para detección de proximidad. Por lo tanto, el uso del sensor electrostático para realizar otra función ahorra coste y peso y reduce la complejidad, lo que proporciona un dispositivo más fiable.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es un diagrama de bloques del aparato sensor de condiciones técnicas que utiliza el invento; y
la figura 2 es un gráfico que muestra el pico de voltaje que indica la salida de la boca.
Descripción detallada del invento
Aunque este invento puede ser realizado de muchas formas diferentes, aquí se describen en detalle las realizaciones específicas preferidas del invento. Esta descripción es una ejemplificación de los principios del invento y no se pretende que limiten el invento a las realizaciones particulares ilustradas.
Con referencia ahora a la figura 1, se muestra un diagrama de bloques del aparato del sensor de condiciones técnicas en el que el proyectil se muestra generalmente en 10. El proyectil 10 lleva el sensor electrostático de la invención, que es un condensador formado por una primera zona conductora en la sonda 12, conductivamente conectada a un convertidor de corriente a voltaje 14, estando la primera zona conductora de la sonda 12 separada por un material dieléctrico de una segunda zona conductora conectada a la superficie exterior 16 del cuerpo del proyectil. Como se ha discutido más detalladamente en la solicitud pendiente nº 08/668690, la sonda contiene un electrodo de anillo que es una placa de un condensador sensor, estando formada la otra placa del condensador por el cuerpo 16 del proyectil, que está conectado al circuito de tierra.
A medida que el proyectil se acerca a la salida de la boca, el gas ionizado "de fuga" crea un campo eléctrico que varía con el tiempo, que se muestra esquemáticamente en 20. El campo eléctrico 20 cambiante con el tiempo hace que la corriente que varía con el tiempo fluya dentro del sensor electrostático, que es convertida en un voltaje que varía con el tiempo por el convertidor 14 de intensidad a voltaje (corriente continua). El cuerpo 16 del proyectil está conectado al circuito de tierra mientras que el electrodo de anillo de la sonda 12 está conectado con la entrada a tierra virtual inversora del convertidor 14. Esto crea una configuración "cortocircuitada" del condensador sensor en la que no se desarrolla voltaje entre las dos placas del condensador, aunque fluye la corriente eléctrica.
Así pues, el campo eléctrico que varía con el tiempo (dE/dt) 20 que envuelve el proyectil hace que una corriente de salida (dI/dt) que varía con el tiempo fluya dentro de la sonda 12 del sensor y el convertidor 14 convierte esta corriente que varía con el tiempo en un voltaje que varía con el tiempo (dV/dt) que es procesado por los circuitos del sensor. La configuración 14 del convertidor I-E de "sonda cortocircuitada" está entre las dos placas del condensador, aunque fluye la corriente eléctrica.
Así pues, el campo eléctrico que varía con el tiempo (dE/dt) 20 que envuelve el proyectil hace que una corriente de salida (dI/dt) que varía con el tiempo fluya dentro de la cabeza 12 del sensor y el convertidor 14 convierte esta corriente que varía con el tiempo en un voltaje que varía con el tiempo (dV/dt) que es procesado por los circuitos del sensor. La configuración 14 del transformador I-E de "sonda cortocircuitada" es conocida en la técnica y es la realización preferida en los sensores de este tipo.
La salida del convertidor 14 es la entrada al filtro de paso de banda pasivo 22 y al filtro de paso de banda conmutado 24. El filtro de paso de banda conmutado está controlado por un bloque lógico temporizador de encendido 26 que permite que el sensor funcione en su modo de sensor de proximidad solamente después de haberse conseguido la separación segura, aproximadamente 60 metros en la realización preferida. Los circuitos conectados al filtro de paso de banda conmutado 24 están asociados con la función de sensor de proximidad y se discute más detalladamente en la solicitud pendiente nº 08/668690, actualmente emitida como patente de EEUU 6.094.054 el 25 de julio de 2000, por lo que aquí no se discutirá detalladamente.
El filtro de paso de banda pasivo 22 está configurado para permitir que lo atraviesen las señales de alta frecuencia entre aproximadamente 1 a 3 KHz, que están asociadas con la salida de la boca del proyectil 10. El filtro 22 está conectado a un detector 28 de nivel bipolar que produce un segundo voltaje de condiciones técnicas al bien conocido dispositivo de seguridad y armado (S & A) de la munición cuando el voltaje de la señal supera un valor predeterminado, entre aproximadamente 0,5 y 1,0 voltios. El detector de nivel bipolar podría ser sustituido, si se desea, por una tabla de búsqueda, que es muy conocida en la técnica.
La figura 2 muestra la identificación analógica de un ensayo sobre máquina como una función del tiempo, con el pico de voltaje 30 indicando la salida de la boca.
Los anteriores ejemplos y explicaciones se dan a modo ilustrativo y no exhaustivo. Estos ejemplos y explicación sugerirán muchas variaciones y alternativas a cualquier experto en la materia. Todas estas alternativas y variaciones se consideran incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones anejas. También se consideran incluidas en las reivindicaciones anejas aquellas otras realizaciones equivalentes a las descritas aquí que personas familiarizadas con la técnica pudieran reconocer.

Claims (7)

1. Un aparato sensor de condiciones técnicas para un proyectil explosivo que tiene mecanismos de seguridad y armado, comprendiendo
un proyectil explosivo (10) que tiene una superficie exterior (16) del cuerpo del proyectil, un sensor electrostático que lleva el proyectil, comprendiendo el sensor electrostático unas zonas conductoras de la electricidad primera (13) y segunda (16) separadas por un material dieléctrico (12) para formar dos placas de un condensador, y donde la primera zona conductora de electricidad está conductivamente conectada a un convertidor de intensidad a voltaje (14) y la segunda zona conductora eléctrica está conductivamente conectada a la superficie exterior del cuerpo del proyectil, y un dispositivo (28) detector del umbral conectado conductivamente a una salida del convertidor de intensidad a voltaje para proporcionar una señal de voltaje al mecanismo de seguridad y armado cuando la de la señal de voltaje que varía con el tiempo procedente del convertidor de intensidad a voltaje supera un nivel predeterminado, para indicar que se ha producido un cambio en las condiciones técnicas detectadas;
caracterizado porque
un campo eléctrico (20) que varía con el tiempo y que rodea el proyectil, originado por el gas ionizado "de fuga" asociado con la salida del proyectil de una boca, hace que fluya dentro del sensor electrostático una corriente que varía con el tiempo y que es convertida en un voltaje que varía con el tiempo por el convertidor de intensidad a voltaje.
2. El aparato sensor de condiciones técnicas de la reivindicación 1 en el que el nivel de voltaje predeterminado está comprendido entre aproximadamente 0,5 y 1,0 voltios.
3. El aparato sensor de condiciones técnicas de la reivindicación 1 en el que el campo eléctrico variable con el tiempo originado por el gas ionizado "de fuga" asociado con el proyectil que sale de una boca hace que la señal de voltaje supere el nivel predeterminado del dispositivo detector de umbral, indicando que el proyectil ha salido de la boca.
4. El aparato sensor de condiciones técnicas de la reivindicación 3 que incluye adicionalmente un detector de fuerza inercial de retroceso que provee una señal de voltaje al mecanismo de seguridad y armado a una aceleración predeterminada del proyectil, y donde el mecanismo de seguridad y armado está configurado y dispuesto para generar una señal de armado para armar el proyectil solamente si las señales de voltaje indican que la aceleración de retroceso del proyectil supera un nivel predeterminado y que el proyectil ha salido de la boca.
5. El aparato sensor de condiciones técnicas de la reivindicación 4 en el que el mecanismo de seguridad y armado está configurado y dispuesto para armar el proyectil un tiempo predeterminado después de recibir la señal de armado, correspondiendo el tiempo predeterminado a una distancia de seguridad del proyectil de la boca.
6. El aparato sensor de condiciones técnicas de la reivindicación 5 en el que la distancia de separación segura es de aproximadamente 60 metros.
7. El aparato sensor de condiciones técnicas de la reivindicación 1 que adicionalmente incluye un detector de proximidad conectado conductivamente al convertidor de intensidad a voltaje para detonar el proyectil en respuesta a una señal predeterminada de voltaje que varía con el tiempo inducida por un campo eléctrico que rodea un objetivo cargado electrostáticamente.
ES99968835T 1998-09-22 1999-09-17 Aparato de armado electrostatico para un proyectil explosivo. Expired - Lifetime ES2201832T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/158,048 US6196130B1 (en) 1998-09-22 1998-09-22 Electrostatic arming apparatus for an explosive projectile
US158048 1998-09-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2201832T3 true ES2201832T3 (es) 2004-03-16

Family

ID=22566489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES99968835T Expired - Lifetime ES2201832T3 (es) 1998-09-22 1999-09-17 Aparato de armado electrostatico para un proyectil explosivo.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6196130B1 (es)
EP (1) EP1116005B1 (es)
AT (1) ATE242864T1 (es)
DE (1) DE69908793T2 (es)
DK (1) DK1116005T3 (es)
ES (1) ES2201832T3 (es)
IL (1) IL142180A0 (es)
NO (1) NO20011439L (es)
WO (1) WO2000022371A2 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7004072B1 (en) * 2000-03-30 2006-02-28 Alliant Techsystems Inc. Magnetically sensed second environment safety and arming device
AU2002334737A1 (en) 2001-09-28 2003-04-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc Aircraft electrostatic discharge test system
AU2002357807A1 (en) * 2001-12-10 2003-06-23 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Electric field sensor
US6729240B1 (en) * 2002-11-26 2004-05-04 The Boeing Company Ignition isolating interrupt circuit
JP2005057235A (ja) * 2003-07-24 2005-03-03 Mitsubishi Electric Corp 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ及びその製造方法、並びに、インバータ回路
US6951161B2 (en) * 2003-12-17 2005-10-04 Alliant Techsystems, Inc. Smooth bore second environment sensing
US7334523B2 (en) 2004-08-30 2008-02-26 Alliant Techsystems Inc. Fuze with electronic sterilization
US7286333B2 (en) * 2004-10-28 2007-10-23 The Boeing Company Switch card apparatus and methods
US7411401B1 (en) 2005-09-02 2008-08-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Systems and methods for reducing common-mode platform noise in electric-field sensors
US8528478B2 (en) 2009-09-04 2013-09-10 Raytheon Company Safe arming system and method
US20250035419A1 (en) * 2023-07-28 2025-01-30 Kenneth R. Jones Artillery round with rocket motor delay

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE474844A (es) * 1946-07-29
US3889599A (en) 1951-02-07 1975-06-17 Us Army Fuze
US3871296A (en) 1951-03-26 1975-03-18 Us Army Electrostatic proximity fuse
US3877378A (en) * 1954-09-28 1975-04-15 Us Army Safety and arming mechanism
US3886867A (en) * 1956-03-23 1975-06-03 Us Army Contact fuze
US3722415A (en) 1963-04-19 1973-03-27 Us Navy Electrostatic contact fuze
US3838645A (en) 1972-10-31 1974-10-01 Us Army Proximity fuze improvement
US4291627A (en) * 1979-11-27 1981-09-29 General Electric Company Electrical fuze with a plurality of modes of operation
JPS57192885A (en) * 1981-05-22 1982-11-27 Mitsubishi Electric Corp Proximity fuse
US4972775A (en) 1989-12-18 1990-11-27 General Electric Company Electrostatic passive proximity fuzing system
US4991508A (en) 1989-12-18 1991-02-12 General Electric Company Electric field enabled proximity fuzing system
US5275107A (en) 1992-06-19 1994-01-04 Alliant Techsystems Inc. Gun launched non-spinning safety and arming mechanism
US5265539A (en) 1992-06-19 1993-11-30 Alliant Techsystems Inc. Magnetic sensor arming apparatus and method for an explosive projectile
US5497704A (en) 1993-12-30 1996-03-12 Alliant Techsystems Inc. Multifunctional magnetic fuze
EP0669513B1 (en) 1994-02-28 1998-04-15 Alliant Techsystems Inc. Cased telescoped ammunition without a control tube
US5693906A (en) 1995-09-28 1997-12-02 Alliant Techsystems Inc. Electro-mechanical safety and arming device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000022371A2 (en) 2000-04-20
DE69908793T2 (de) 2004-05-19
WO2000022371A9 (en) 2000-09-08
US6196130B1 (en) 2001-03-06
EP1116005B1 (en) 2003-06-11
NO20011439D0 (no) 2001-03-21
EP1116005A2 (en) 2001-07-18
NO20011439L (no) 2001-04-30
DE69908793D1 (de) 2003-07-17
IL142180A0 (en) 2002-03-10
ATE242864T1 (de) 2003-06-15
DK1116005T3 (da) 2003-09-29
WO2000022371A3 (en) 2000-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2201832T3 (es) Aparato de armado electrostatico para un proyectil explosivo.
US3893368A (en) Device for the protection of targets against projectiles
US3225695A (en) Pyrotechnic bridge detonating circuit with zener diode circuit controlling switching of scr
US2918001A (en) Radio-proof electric firing device
US2712791A (en) Switch
US3351012A (en) Explosive bridgewire initiators
US8976503B2 (en) Voltage monitoring for fireset
GB1265767A (es)
US4112847A (en) Warhead with a disintegrating jacket to house several projectiles
US4939995A (en) Integrator and firing circuit for proximity fuzes
US4782911A (en) Seismic recording
RU2109248C1 (ru) Емкостной сигнализатор
GB2221521A (en) Tandem warheads
US4185559A (en) Amplifier for missile detonator
US4463681A (en) Procedure of igniting an explosive device and explosive device thus obtained
US4825766A (en) Fuzing arrangements
US3699892A (en) Controlled variable time radio proximity fuze
GB1468609A (en) Fuse circuits for projectiles
US3575114A (en) Time delay antidisturbance faze
US3207075A (en) Out-of-line rocket igniter
RU178965U1 (ru) Электровоспламенитель
EP2818823A1 (en) Detonator capsule
US3428130A (en) Control and indication system for explosion suppressors
RU2442954C1 (ru) Способ приведения в действие головного неконтактного взрывателя
US2974588A (en) Shallow water mine and arming means therefor