[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Programmieren von Zeitzündern
von Geschossen, wobei eine den Zündzeitpunkt bestimmende Zerlegungszeit eines Geschosses
errechnet und in Form eines Mehr-Bit-Programmierwortes von einer Sendespule auf eine
im Geschoss vorgesehene Empfangsspule übertragen wird.
[0002] Mit der europäischen Patentanmeldung
0 300 255 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, die eine an der Mündung eines Geschützrohres
angeordnete Messvorrichtung für die Geschossgeschwindigkeit aufweist. Die Messvorrichtung
besteht aus zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Ringspulen.
Beim Durchgang eines Geschosses durch die beiden Ringspulen wird aufgrund der dabei
auftretenden Änderung des magnetischen Flusses kurz hintereinander in jeder Ringspule
ein Impuls erzeugt. Die Impulse werden einer Auswerteelektronik zugeführt, in welcher
aus dem zeitlichen Abstand der Impulse und dem Abstand zwischen den Ringspulen die
Geschossgeschwindigkeit errechnet wird. In Bewegungsrichtung des Geschosses ist hinter
der Messvorrichtung für die Geschwindigkeit eine Sendespule angeordnet, die mit einer
im Geschoss vorgesehenen Empfangsspule zusammenwirkt. Die Empfangsspule ist über ein
Hochpassfilter mit einem Zähler verbunden, der ausgangsseitig mit einem Zeitzünder
in Verbindung steht. Aus der errechneten Geschossgeschwindigkeit und einem anderweitig
ermittelten Abstand zu einem Zielobjekt wird ein Zeitwert gebildet, der unmittelbar
nach dem Durchfliegen der Messvorrichtung induktiv auf das Geschoss übertragen wird.
Mit dem Zeitwert wird der Zeitzünder eingestellt, so dass das Geschoss im Bereiche
des Zielobjektes zerlegt werden kann. Der Zeitwert wird in digitaler Form von der
Sendespule auf die Empfangsspule übertragen, wobei wegen der erforderlichen Genauigkeit
mindestens ein 12bit-Programmierwort benötigt wird. Da bei dieser Vorrichtung das
Geschoss mit hoher Geschwindigkeit (z.B. ca. 1200 Meter pro Sekunde) durch die Sendespule
fliegt und der Spulenlänge Grenzen gesetzt sind, muss das 12bit-Programmierwort zum
richtigen Zeitpunkt und mit relativ hoher Frequenz ausgesendet werden. Die hohe Frequenz
wird dadurch erreicht, dass die Impulse des 12bit-Programmierwortes Doppelimpulse
sind, wodurch die Totzeit zwischen den einzelnen Signalen wesentlich verkürzt werden
kann.
[0003] Um den hohen Anforderungen bei vorstehend beschriebener Vorrichtung gerecht zu werden,
sind für deren Realisation ein schneller Rechner und weitere umfangreiche Hardware
erforderlich, wodurch sich relativ hohe Systemkosten ergeben. Die Elektronik im Geschoss
ist mit einem Stossgenerator für die Energieerzeugung während der Geschossbeschleunigung
und einem relativ teuren Präzisionsoszillator ausgestattet, was die Kosten weiter
erhöht.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, die für Anwendungen mit geringeren Anforderungen geeignet
und kostengünstiger sind.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen
1 und
8 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei wird die Zerlegungszeit aus einer vorbestimmten
Mündungsgeschwindigkeit des Geschosses und einer Distanz zu einem Zielobjekt errechnet
und vor dem Abschuss auf die Empfangsspule übertragen. Die Empfangsspule ist an einer
Komparatorschaltung angeschlossen , die über einen Decoder mit einem Schieberegister
verbunden ist. Das Schieberegister steht ausgangsseitig mit einem ersten Komparator
in Verbindung, so dass an dessen Eingängen die von der Empfangsspule empfangene Zerlegungszeit
in Form eines Mehr-Bit-Programmierwortes ansteht. Ein mit einem Taktgenerator und
einem programmierbaren Zähler verbundener erster Zähler wird durch über die Empfangsspule
zugeführte Start-Stoppimpulse einer Messvorrichtung der Mündungsgeschwindigkeit freigegeben
bzw. gesperrt. Der programmierbare Zähler bildet aus der Anzahl der während der Freigabe
gespeicherten Taktimpulse des ersten Zählers und der Taktgeneratorfrequenz ein Taktsignal,
dessen Frequenz proportional zur Mündungsgeschwindigkeit (
v0) ist und über einen und über einen Untersetzer einem zweiten Zähler zugeführt wird.
Der zweite Zähler ist ausgangsseitig mit dem ersten Komparator verbunden, wobei bei
Gleichheit des Zählerstandes des zweiten Zählers und des der Zerlegungszeit entsprechenden
Standes des Schieberegisters am Ausgang des ersten Komparators ein Zündsignal auftritt.
[0006] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass durch die vorgeschlagene
Berechnung der Zerlegungszeit mittels einer vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit
und die Übertragung der Zerlegungszeit auf das Geschoss vor dessen Abschuss eine einfachere
und kostengünstigere Vorrichtung realisiert werden kann, die für Waffen mit kleineren
Geschossgeschwindigkeiten besser geeignet ist. Im Gegensatz zum vorstehend genannten
Stand der Technik wird keine externe Mündungsgeschwindigkeits-Messanlage und kein
teurer Prozessor zur Korrektur der Programmierten Zerlegungszeit benötigt, sowie die
Störung der Programmierung durch die Signale der Messspulen für die Mündungsgeschwindigkeits-Berechnung
vermieden. Anstelle eines Präzisionsoszillators, der exakt auf eine bestimmte Frequenz
abgeglichen werden muss, verwendet die erfindungsgemässe Vorrichtung einen Taktgenerator
mit guter Kurzzeitstabilität, der nicht abgeglichen werden muss. Der bei der Vorrichtung
gemäss Stand der Technik verwendete Stossgenerator entfällt, da die Energie für die
Stromversorgung des Zeitzünders induktiv übertragen wird.
[0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang
mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :
- Fig.1
- ein Blockschaltschema der erfindungsgemässen Vorrichtung,
- Fig.2
- ein Schaltschema eines Teiles der Vorrichtung,
- Fig.3
- einen programmierbaren Zähler der Vorrichtung,
- Fig.4
- eine Korrekturschaltung der Vorrichtung,
- Fig.5a
- ein Diagramm des Verlaufes einer Ladespannung für Kondensatoren und einer Versorgungsspannung,
- b
- ein Diagramm der Lage eines Programmierfensters,
- c
- ein Diagramm der Lage eines Zündsignals für eine Treibladung,
- Fig.6a
- ein Diagramm des Spannungsverlaufes von Start-Stoppimpulsen an einer Empfangsspule,
- b
- ein Diagramm der Ausgangssignale eines Komparators bei Auftreten der Start-Stoppimpulse,
- c
- ein Diagramm der invertierten Ausgangssignale gemäss Fig.6b,
- d
- ein Diagramm der Zeitdauer der Messung einer Mündungsgeschwindigkeit,
- Fig.7
- ein erstes Flussdiagramm einer Ablaufsteuerung,
- Fig.8
- ein zweites Flussdiagramm der Ablaufsteuerung der Vorrichtung, und
- Fig.9
- ein Blockschaltschema einer zweiten Ausführung der Vorrichtung.
[0008] In der
Fig.1 ist mit
1 ein erster Zähler bezeichnet, der mit einem Taktgenerator
2 und einem anhand der
Fig.3 näher beschriebenen programmierbaren Zähler
3 verbunden ist. Der erste Zähler 1 kann durch Start-Stoppimpulse der Spulen einer
beispielsweise mit der
EP-A-0 300 255 bekannt gewordenen Messvorrichtung für die Mündungsgeschwindigkeit freigegeben bzw.
gesperrt werden. Der programmierbare Zähler
3 ist eingangsseitig mit dem Taktgenerator
2 und ausgangsseitig über einen Untersetzer
4 am Eingang eines zweiten Zählers
5 angeschlossen, der ausgangsseitig mit einem ersten Komparator
6 in Verbindung steht. Eine Komparatorschaltung
7, welcher eingangsseitig ein eine Zerlegungszeit T darstellendes 12bit-Programmierwort
zugeführt wird, ist ausgangsseitig an einem Decoder
8 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Schieberegister
9 in Verbindung steht. Das Schieberegister
9 ist mit dem ersten Komparator
6 verbunden, an dessen Ausgang bei Gleichheit des Standes des zweiten Zählers
5 und des 12bit-Programmierwortes im Schieberegister
9 ein durch einen Pfeil Z symbolisiertes Zündungssignal erscheint.
[0009] Gemäss
Fig.2 ist eine Empfangsspule
11 vorgesehen, die mit einer in einem Laderaum eines Geschützrohres angeordneten Sendespule
12 zusammenwirkt. Der Empfangsspule
11 ist ein Hochpassfilter
13 nachgeschaltet, das beispielsweise aus vier einzelnen Hochpässen besteht. Über das
Hochpassfilter
13 ist die Empfangsspule
11 mit der Komparatorschaltung
7 (
Fig.1) verbunden. Die Komparatorschaltung
7 besteht aus zwei Komparatoren
V1,
V2, deren Eingänge über einen aus vier Wiederständen
R1,
R2,
R3,
R4 bestehenden Spannungsteiler am Hochpassfilter
13 angeschlossen sind. Mittels des Spannungsteilers kann die in der Empfangsspule
11 induzierte Eingangsspannung der Komparatoren
V1,
V2 bei Auftreten eines Steuersignals
b1 (
Fig. 7) auf einen bestimmten Pegel eingestellt werden. Die Ausgänge der Komparatoren
V1,
V2 sind an Eingängen von je zwei Eingänge aufweisende UND-Gatter
14,
15 angeschlossen, deren anderen Eingängen ein Steuersignal
b3 für die Freigabe der Komparatorausgänge zugeführt werden kann und deren Ausgänge
mit Eingängen des Decoders
8 verbunden sind. Ein weiterer Komparator
V3 ist eingangsseitig über den Widerstand
R2 des Spannungsteilers an der Empfangsspule
11 angeschlossen. Der Ausgang des weiteren Komparators
V3 ist über einen Inverter
16 und ein weiteres zwei Eingänge aufweisendes UND-Gatter
17 mit dem Taktanschluss eines D-Flip-Flops
18 verbunden, dessen Dateneingang
D1 mit dessen komplementären Ausgang
Q1' in Verbindung steht. Mittels eines dem zweiten Eingang des weiteren UND-Gatters
17 zugeführten Steuersignales
a2 kann der Taktanschluss des D-Flip-Flops
18 freigegeben werden. An den Ausgängen
Q1,
Q1' des D-Flip-Flops
18 treten von den Start-Stoppsignalen der Messvorrichtung für die Mündungsgeschwindigkeit
abgeleitete Signale auf, mittels welchen der erste Zähler
1 freigegeben bzw. gesperrt werden kann (Steuersignal
a3,
Fig.3). An einem Taktausgang CP des Decoders
8 ist ein Kontrollzähler
26 angeschlossen, der die Anzahl der Bits des in das Schieberegister
9 zu übertragenden Programmierwortes überprüft. Die Ausgänge des Kontrollzählers
26 sind mit Eingängen eines UND-Gatters
27 verbunden, an dessen Ausgang ein die vollständige Übertragung des Programmierwortes
anzeigendes Steuersignal
c5 auftritt. Mit
28 und
29 sind die Spulen der vorstehend erwähnten, an der Mündung eines Geschützrohres angeordneten
Messvorrichtung für die Mündungsgeschwindigkeit, bezeichnet, die beim Abschuss eines
Geschosses mit der Empfangsspule
11 zusammenwirken.
[0010] An einer weiteren Empfangsspule
19, die mit einer innerhalb des Laderaumes des Geschützrohres angeordneten weiteren
Sendespule
20 zusammenwirkt sind drei, mit je einem Gleichrichter
21 in Serie geschaltete Kondensatoren
22 angeschlossen. Die Kondensatoren
22 dienen der Stromversorgung der Elektronik und liefern die für die Zündung erforderliche
Energie, zu welchem Zweck sie vor dem Abschuss durch kurzzeitiges Anlegen einer Wechselspannung
von z.B. 20 kHz an die weitere Sendespule
20 aufgeladen werden. Mit
23,
24,
25 sind drei Schalter, beispielsweise in Form von Mosfets, bezeichnet, die über eine
nicht dargestellte Stabilisatorschaltung mit dem einen, der Stromversorgung dienenden
Kondensator
22 verbunden sind. Mittels der über die Gate-Anschlüsse der Schalter
22,
23,
24 zugeführten Steuersignale
b1,
b2,
b6 können der Spannungsteiler bzw. die drei Komparatoren
V1,
V2,
V3 an Spannung geschaltet werden.
[0011] Nach
Fig.3 besteht der programmierbare Zähler
3 aus einem dritten Zähler
30 und einem zweiten Komparator
31. Die Ausgänge des dritten Zählers
30 sind mit Eingängen des zweiten Komparators
31 verbunden, welcher weitere Eingänge aufweist, die über je eine Gatteranordnung
32 mit Ausgängen des ersten Zählers
1 in Verbindung stehen. Die Gatteranordnung
32 besteht aus drei je zwei Eingänge aufweisenden NAND-Gattern
33,
34,
35, wobei die Ausgänge der ersten beiden NAND-Gatter
33,
34 mit den Eingängen des dritten NAND-Gatters
35 verbunden sind, dessen Ausgang mit dem betreffenden Eingang des zweiten Komparators
31 in Verbindung steht. Den einen Eingängen der ersten NAND-Gatter
33 werden einen Zählerstand
A bildende vorbestimmte Pegel
L bzw.
O zugeführt, während den anderen Eingängen ein von einer nachstehend anhand der
Fig.4 näher beschriebenen Korrekturschaltung erzeugtes Steuersignal
a7 zugeführt wird. Die einen Eingänge des zweiten NAND-Gatters
34 sind mit den betreffenden Ausgängen des ersten Zählers
1 verbunden, während den anderen Eingängen ein zum Steuersignal
a7 komplementäres Steuersignal
a7' zugeführt wird. Die Takteingänge
CP der Zähler
1 und
30 sind an Ausgängen von je zwei Eingänge aufweisenden UND-Gattern
36,
37 angeschlossen, deren eine Eingänge mit dem Taktgenerator
2 (
Fig.1) verbunden sind. Den anderen Eingängen werden Steuersignale
a3 bzw.
a6 zugeführt, so dass die Zähler
1,
30 freigegeben oder gesperrt werden können. Der Ausgang des zweiten Komparators
31 steht mit dem Untersetzer
4 (
Fig.1) und über ein weiteres zwei Eingänge aufweisendes UND-Gatter
38 mit dem Reset-Anschluss ® des dritten Zählers
30 in Verbindung. Dem anderen Eingang des weiteren UND-Gatters
38 kann zwecks Zurücksetzung des dritten Zählers
30 ein Steuersignal
a1 zugeführt werden. Der Übertragsanschluss des ersten Zählers
1 ist mit dem Taktanschluss eines JK-Flip-Flops
39 verbunden, an dessen Ausgang
Q' ein Entladesignal für die Kondensatoren
22 auftreten kann.
[0012] In der
Fig.4 sind mit
40 und
41 ein dritter und vierter Komparator bezeichnet, an deren Eingängen der Zählerstand
B des ersten Zählers
1 ansteht. Der dritte Komparator
40 ist über weitere Eingänge mit den Ausgängen eines ersten Speichergliedes
42 verbunden, in welchem ein unterer Grenzwert
C gespeichert ist. Der vierte Komparator
41 ist über weitere Eingänge an den Ausgängen eines zweiten Speichergliedes
43 angeschlossen, in welchem ein oberer Grenzwert
D gespeichert ist. Die Ausgänge der Komparatoren
40,
41 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters
44 verbunden, dessen Ausgang über ein zwei Eingänge aufweisendes NAND-Gatter
45 mit dem Set-Eingang eines RS-Flip-Flops
46 in Verbindung steht. Dem zweiten Eingang des NAND-Gatters
45 kann ein Steuersignal
a4 zugeführt werden. Der Ausgang des RS-Flip-Flops
46, an dem das Steuersignal
a7 auftreten kann, steht wie nicht weiter dargestellt mit den Gatteranordnungen
32 (
Fig.3) in Verbindung.
[0013] Gemäss den
Fig.5a,
5b und
5d sind die horizontalen Achsen der Zeit t und die senkrechten Achsen der Spannung UC
an den Kondensatoren
22 bzw. der Versorgungsspannung UDD der elektronischen Bauteile der Vorrichtung zugeordnet.
Mit PF ist ein Programmierfenster, mit PW das im Programmierfenster PF auftretende
12 bit-Programmierwort und mit
b7 ein Steuersignal zum Zünden einer Treibladung bezeichnet.
[0014] In den
Fig.6a,
6b,
6c und 6d sind die horizontalen Achsen der Zeit t und die vertikalen Achsen der Versorgungsspannung
UDD zugeordnet. Mit Us ist die Schwellspannung des Komparators
V3, mit UDD/2 die halbe Versorgungsspannung und mit TS das am Taktanschluss des D-Flip-Flops
18 anliegende Taktsignal bezeichnet. MZ ist das am Ausgang
Q1 des D-Flip-Flops
18 zwischen den Start-Stoppimpulsen erscheinende Signal, das die Zeitdauer der Messung
der Mündungsgeschwindigkeit darstellt.
O und L bedeuten wie üblich logische Pegel.
[0015] In der
Fig.9 ist im Gegensatz zu
Fig.1 der erste Zähler
1 anstatt mit dem programmierbaren Zähler
3 mit dem ersten Komparator
6 verbunden und das Schieberegister
9 ausgangsseitig anstatt am ersten Komparator
6 am programmierbaren Zähler
3 angeschlossen. Wie nicht weiter dargestellt stehen die Ausgänge des ersten Zählers
1 über die Gatteranordnungen
32 (
Fig.3) mit Eingängen des ersten Komparators
6 in Verbindung, so dass diesem entweder der Zählerstand
B des ersten Zählers
1 oder der vorbestimmte Zählerstand
A (
Fig.3) zugeführt werden kann. Die Ausgänge des Schieberegisters
9 sind mit den weiteren Eingängen des zweiten Komparators
31 (
Fig.3) des programmierbaren Zählers
3 verbunden, der ähnlich wie nachstehend für die
Fig.1 beschrieben, mittels Division der Taktgeneratorfrequenz durch den Inhalt des Schieberegisters
9 ein Taktsignal für den zweiten Zähler
5 bildet. Bei Gleichheit der Zählerstände
A bzw.
B des ersten Zählers
1 und des Zählerstandes des zweiten Zählers
5 erzeugt der erste Komparator
6 das Zündsignal
Z.
Ferner ist zu beachten, dass für die Schaltung gemäss
Fig.9 ist im Gegensatz zu
Fig.1 die Ausgangsfrequenz
f0
des programmierbaren Zählers
3 proportional zur Oszillatorfrequenz
f0 ist.
[0016] Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
[0017] Vor dem Abschuss des Geschosses wird die Zieldistanz s gemessen und die Zerlegungszeit
T (Geschossflugzeit) ausgehend von einer vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit vo von
beispielsweise 300 Meter pro Sekunde ermittelt. Danach werden durch kurzzeitiges Anlegen
der Wechselspannung von ca. 20 kHz an die weitere Sendespule
20 die Kondensatoren
22 über die Gleichrichter
21 aufgeladen (
Fig.2), wobei das Hochpassfilter
13 das Aufladesignal so stark dämpft, dass die mit der Empfangsspule
11 verbundenen Komparatoren
V1,
V2 nicht ansprechen können. Bei einer Spannung UC von ca. 18 bis 20 Volt wird die Stabilisatorschaltung
eingeschaltet und der Taktgenerator
2 und eine Ablaufsteuerung, deren wesentlichste Schritte aus den Flussdiagrammen gemäss
Fig.7 und
8 ersichtlich sind, beginnt zu arbeiten (Zeitpunkt
I,
Fig.5a). Ungefähr zum gleichen Zeitpunkt wird der Spannungsteiler
R1 bis
R4 durch das Steuersignal
b1 auf die halbe Speisespannung angehoben und die beiden Komparatoren
V1 und
V2 durch das Steuersignal
b2 eingeschaltet (
Fig.2). Unmittelbar danach werden durch das Steuersignal
b3 die Eingänge des Decoders
8 freigegeben und das Programmierfenster
PF gebildet (
Fig.2,
5b).
[0018] Danach wird die Zerlegungszeit
T in Form eines 12bit-Programmierwortes bitseriell von der Sendespule
12 auf die Empfangsspule
11 übertragen und über die Komparatorschaltung
7 und den Decoder
8 dem Schieberegister
9 zugeführt. Hierbei summiert der Kontrollzähler
26 die für die vollständige Übertragung erforderlichen zwölf Taktimpulse des Decoders
8 bzw. des Schieberegisters
9, wobei am Ausgang des UND-Gatters
27 das Steuersignal
c5 auftritt, durch welches ein Steuersignal
b5 für die Sperrung der Eingänge des Decoders
8 erzeugt wird (Zeitpunkt
II,
Fig.5b,
Fig.2). Danach wird ein Steuersignal
b6 erzeugt und die Stromversorgung der Komparatoren
V1,
V2 abgeschaltet. Zählt der Kontrollzähler
26 weniger oder mehr als zwölf Taktimpulse, so läuft ein im Zeitpunkt
I (
Fig.5b) gestarteter, nicht dargestellter Asynchronzähler bis zum Übertrag weiter und das
Programmierfenster
PF wird durch das Steuersignal
b3 bis zum Übertrag (Zeitpunkt
III,
Fig.5b) offengehalten, wobei die Offenhaltezeit beispielsweise 128 Millisekunden betragen
möge. Mit dieser relativ grossen Zeit wird erreicht, dass der Übertragungszeitpunkt
des zeitlich wesentlich kürzeren 12bit-Programmierwortes PW in weiten Grenzen schwanken
kann. Wird während der 128 Millisekunden kein oder nur ein unvollständiges Programmierwort
übertragen, so werden durch das Übertragssignal des Asynchronzählers die Kondensatoren
22 entladen, so dass die Granate gefahrlos aus dem Geschützrohr entfernt werden kann.
[0019] Nach der Sperrung der Eingänge des Decoders
8 und dem Abschalten der Komparatoren
V1,
V2 durch die Steuersignale
b5 bzw. b6 wird das Steuersignal
b7 erzeugt (
Fig.5c), mittels welchem die Treibladung des Geschosses gezündet und dieses abgeschossen
wird. Unmittelbar danach wird durch das Steuersignal
a2 die Sperrung des Ausgangs des Komparators
V3 bzw. des Taktanschlusses des D-Flip-Flops
18 aufgehoben (
Fig.2). Beim Durchfliegen der Messvorrichtung für die Mündungsgeschwindigkeit werden kurz
hintereinander ein Start- und ein Stoppimpuls erzeugt, die von den Spulen
28,
29 auf die Empfangsspule
11 übertragen und dem vorher mit dem Steuersignal b6 eingeschalteten weiteren Komparator
V3 zugeführt werden. Der Komparator
V3 erzeugt aus den Start-
[0020] Stoppsimpulsen beim Über- bzw. Unterschreiten der Schwellspannung Us Rechteckimpulse,
die vom Inverter
17 zum Taktsignal
TS für das D-Flip-Flop
18 invertiert werden (
Fig.6a,
6b,
6c,
2). Der am Anfang vorgegebene Pegel
O am Ausgang
Q1 des D-Flip-Flops
18 geht bei positiver Flanke des Taktsignals
TS auf
L (
Fig.6d), wodurch das Steuersignal
a3 hervorgerufen und der erste Zähler
1 gestartet wird, der nun die vom Taktgenerator
2 zugeführten Taktimpulse summiert. Beim Auftreten des Stoppimpulses und der zweiten
positiven Flanke des Taktsignals
TS geht der Pegel des Ausgangs
Q1 wieder auf
O (
Fig.6c,
6d). Dadurch wird das Steuersignal a4 erzeugt, mittels welchem der Takteingang des D-Flip-Flops
18, der Ausgang des Komparators
V3 und der Takteingang
CP des ersten Zählers
1 durch Verschwinden des Steuersignals
a3 wieder gesperrt werden.
[0021] Die im ersten Zähler
1 summierte Anzahl
N1 Taktimpulse ergibt sich aus der Beziehung

, wobei fo die Taktgeneratorfrequenz, do der Abstand der Spulen der Messvorrichtung
und vo die vorbestimmte Mündungsgeschwindigkeit bedeuten. Setzt man beispielsweise
fo=300 kHz, do=0,15m und vo=300m/sek, so ergibt sich N1=150. Da die gemessene Mündungsgeschwindigkeit
von der vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit vo abweichen kann muss die summierte
Anzahl
N1 Taktimpulse korrigiert werden. Zu diesem Zweck wird der Zählerstand B des ersten
Zählers
1 dem dritten und vierten Komparator
40,
41 der Korrekturschaltung (
Fig.4) zugeführt und mit den in den Speichergliedern
42,
43 gespeicherten Grenzwerten
C,
D verglichen. Liegt der Zählerstand B in einem durch die Grenzwerte bestimmten Bereich,
so findet keine Korrektur statt. Wird jedoch der untere Grenzwert
C unterschritten oder der obere Grenzwert
D Überschritten, so erscheint am Ausgang des RS-Flip-Flops
46 das Steuersignal
a7 (
Fig.4). Damit wird veranlasst, dass anstelle des abweichenden Zählerstandes B des ersten
Zählers
1 der an den einen Eingängen der NAND-Gatter
33 der Gatteranordnung
32 anstehende, N1=150 Taktimpulse entsprechende Zählerstand
A auf den zweiten Komparator
31 übertragen wird (
Fig.3). Bei sehr grossen Abweichungen erzeugt der erste Zähler
1 ein Übertragssignal, mittels welchem über das JK-Flip-Flop
39 die Entladung der Kondensatoren
22 veranlasst wird (
Fig.3). Aufgrund dieser Massnahme kann die Patrone für den Fall, dass die Mündungsgeschwindigkeit
gleich Null ist (Anzündversager) gefahrlos entladen werden.
[0022] Nach der Übertragung des Zählerstandes
A bzw.
B des ersten Zählers
1 auf den zweiten Komparator
31 wird durch ein Steuersignal
a6 der dritte Zähler
30 gestartet. Dieser summiert nun die vom Taktgenerator
2 zugeführten Taktimpulse, wobei der zweite Komparator
31 jedesmal bei Gleichheit des Standes des dritten Zählers
30 und des Zählerstandes
A bzw.
B ein Signal erzeugt, mit welchem der dritte Zähler
30 über das UND-Gatter
38 zurückgesetzt wird (
Fig.3). Auf diese Weise wird die Taktgeneratorfrequenz fo durch die Anzahl N1 Taktimpulse
dividiert und ein Taktsignal von der Frequenz

erzeugt, das über den Untersetzer
4 dem zweiten Zähler
5 zugeführt wird (
Fig.1). Mit der vorstehend beschriebenen Korrektur der Mündungsgeschwindigkeit wird die
Frequenz fo' proportional zu
v0, so dass das Produkt aus der vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit vo und der errechneten
Zerlegungszeit T konstant bleibt. Bei Gleichheit des Standes des zweiten Zählers
5 und des 12bit-Programmierwortes im Schieberegister
9 erzeugt der erste Komparator
6 das Zündsignal Z, wodurch das Geschoss zerlegt wird. Gibt der erste Komparator
6 kein Zündsignal Z ab, so löst das Übertragssignal des zweiten Zählers
5 die Zündung aus, wobei sich das Geschoss bei einem beispielsweise gewählten 13stelligen
zweiten Zähler
5 und einer Taktfrequenz von ca.1 kHz nach 8,190 Sekunden selbst zerstört.
Bezugszeichenliste
[0023]
- 1
- Erster Zähler
- 2
- Taktgenerator
- 3
- Programmierbarer Zähler
- 4
- Untersetzer
- 5
- Zweiter Zähler
- 6
- Erster Komparator
- 7
- Komparatorschaltung
- 8
- Decoder
- 9
- Schieberegister
- 11
- Empfangsspule
- 12
- Sendespule
- 13
- Hochpassfilter
- 14
- UND-Gatter
- 15
- UND-Gatter
- 16
- Inverter
- 17
- UND-Gatter
- 18
- D-Flip-Flop
- 19
- Empfangsspule
- 20
- Sendespule
- 21
- Gleichrichter
- 22
- Kondensatoren
- 23
- Schalter
- 24
- Schalter
- 25
- Schalter
- 26
- Kontrollzähler
- 27
- UND-Gatter
- 28
- Spule
- 29
- Spule
- 30
- Dritter Zähler
- 31
- Zweiter Komparator
- 32
- Gatteranordnung
- 33
- NAND-Gatter
- 34
- NAND-Gatter
- 35
- NAND-Gatter
- 36
- UND-Gatter
- 37
- UND-Gatter
- 38
- UND-Gatter
- 39
- JK-Flip-Flop
- 40
- Dritter Komparator
- 41
- Vierter Komparator
- 42
- Erstes Speicherglied
- 43
- Zweites Speicherglied
- 44
- ODER-Gatter
- 45
- NAND-Gatter
- 46
- RS-Flip-Flop
- Z
- Zündsignal
- V1
- Komparator
- V2
- Komparator
- V3
- Komparator
- A
- Zählerstand, (vorbestimmt)
- B
- Zählerstand
- C
- Unterer Grenzwert
- D
- Oberer Grenzwert
- PF
- Programmierfenster
- PW
- Programmierwort
- Us
- Schwellspannung
- TS
- Taktsignal
- MZ
- Signal (Messzeit)
- bo....b7
- Steuersignale
- a1....a7
- Steuersignale
1. Verfahren zum Programmieren von Zeitzündern in Geschossen, wobei eine den Zündzeitpunkt
bestimmende Zerlegungszeit (
T) eines Geschosses errechnet und in Form eines Mehr-Bit-Programmierwortes induktiv
auf das Geschoss übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Zerlegungszeit (T) aus einer vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit (vo) des Geschosses und einer Distanz
(s) zu einem Zielobjekt errechnet wird,
- die Energie für die Stromversorgung vor dem Abschuss des Geschosses induktiv übertragen
wird,
- die Zerlegungszeit (T) vor dem Abschuss auf das Geschoss übertragen wird, und
dass
- während des Abschusses die auftretende Mündungsgeschwindigkeit (v0

) gemessen, auf Abweichungen von der vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit (v0) überprüft und die Zerlegungszeit (T) so korrigiert wird, dass das Produkt aus (v0

) und neuer Zerlegungszeit (T

) konstant bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch
1,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus der gemessenen Mündungsgeschwindigkeit (
v0
) ein Taktsignal für die Steuerung des Zündzeitpunktes abgeleitet wird, dass dessen
Frequenz (
fo') proportional zur Mündungsgeschwindigkeit (
v0
) wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die übertragene Energie für die Stromversorgung in Kondensatoren (22) gespeichert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Mehr-Bit-Programmierwort nach der Übertragung in einem Schieberegister
(9) gespeichert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die der Anzahl Bits des Mehr-Bit-Programmierwortes entsprechende Anzahl Taktimpulse
bei der Eingabe in das Schieberegister (9) gezählt werden und bei kleinerer oder grösserer Anzahl gezählter Taktimpulse die
Stromversorgung durch Entladung der Kondensatoren (22) unterbrochen wird.
5. Verfahren nach Anspruch
2, wobei die auftretende Mündungsgeschwindigkeit aus der Beziehung

bestimmt wird, und wobei
do eine Messdistanz einer Messvorrichtung,
fo eine Taktgeneratorfrequenz und
N1 eine Anzahl der während der durch die Messdistanz gegebenen Flugzeit des Geschosses
gezählten Taktimpulse bedeuten,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Frequenz (
fo') des Taktsignals durch Division der Taktgeneratorfrequenz (
fo) durch die gezählte Anzahl (
N1) Taktimpulse erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Frequenz (fo') des Taktsignals untersetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einen unteren Grenzwert (C) unterschreitenden oder einen oberen Grenzwert (D) überschreitenden Abweichungen der gemessenen von der vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit
(vo) eine der vorbestimmten Mündungsgeschwindigkeit (vo) entsprechende Anzahl (N1) Taktimpulse für die Erzeugung des Taktsignals verwendet wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, wobei eine Empfangsspule (
11) vorgesehen ist, die mit einer Sendespule (
12) zwecks Übertragung des Mehr-Bit-Programmierwortes zusammenwirkt, und wobei eine
an der Mündung des Geschützrohres angeordnete Messvorrichtung für die Mündungsgeschwindigkeit
des Geschosses vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Komparatorschaltung (7) vorgesehen ist, die eingangsseitig mit der Empfangsspule (11) verbunden und ausgangsseitig an einem Decoder (8) angeschlossen ist,
- der Ausgang des Decoders (8) mit einem Schieberegister (9) verbunden ist, das ausgangsseitig mit einem ersten Komparator (6) in Verbindung steht,
- ein erster Zähler (1) vorgesehen ist, der mit einem Taktgenerator (2) und einem programmierbaren Zähler (3) verbunden ist, wobei der erste Zähler (1) durch über die Empfangsspule (11) zugeführte Start-Stoppimpulse der Messvorrichtung freigegeben bzw. gesperrt wird,
- der Zählerstand des ersten Zählers (1) auf den programmierbaren Zähler (3) übertragen wird, der bei gesperrtem ersten Zähler (1) eingangsseitig mit dem Taktgenerator (2) verbindbar ist und ein Taktsignal für die Steuerung des Zündzeitpunktes bildet,
und
- dass der programmierbare Zähler (3) ausgangsseitig über einen Untersetzer (4) am Eingang eines zweiten Zählers (5) angeschlossen ist, der ausgangsseitig mit dem ersten Komparator (6) in Verbindung steht, wobei bei Gleichheit des Zählerstandes des zweiten Zählers
(5) und des der Zerlegungszeit (T) entsprechenden Standes des Schieberegisters (9) am Ausgang des ersten Komparators (6) ein Zündsignal (Z) auftritt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 wobei eine Empfangsspule (
11) vorgesehen ist, die mit einer Sendespule (
12) zweck Übertragung des Mehr-Bit-Programmierwortes zusammenwirkt, und wobei eine an
der Mündung eines Geschützrohres angeordnete Messvorrichtung für die Mündungsgeschwindigkeit
des Geschosses vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Komparatorschaltung (
7) vorgesehen ist, die eingangsseitig mit der Empfangsspule (
11) verbunden und ausgangsseitig an einem Decoder (
8) angeschlossen ist,
- der Ausgang des Decoders (8) mit einem Schieberegister (9) verbunden ist, das ausgangsseitig mit einem programmierbaren Zähler (3) in Verbindung steht,
- ein erster Zähler (1) vorgesehen ist, der mit einem Taktgenerator (2) und einem ersten Komparator (6) verbunden ist, wobei der erste Zähler (1) durch über die Empfangsspule (11) zugeführte Start-Stoppimpulse der Messvorrichtung freigegeben bzw. gesperrt wird,
- der programmierbare Zähler (3) ausgangsseitig über einen Untersetzer (4) am Eingang eines zweiten Zählers (5) angeschlossen ist, der ausgangsseitig mit dem ersten Komparator (6) in Verbindung steht,
- der programmierbare Zähler (3) bei gesperrtem ersten Zähler (1) eingangseitig mit dem Taktgenerator (2) verbindbar ist und ein Taktsignal für den zweiten Zähler (5) bildet, und
- dass bei Gleichheit der Zählerstände des ersten und zweiten Zählers (1,5) am Ausgang des ersten Komparators (6) ein Zündsignal (Z) auftritt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Komparatorschaltung (7) aus zwei Komparatoren (V1, V2) besteht, deren Eingänge über einem Spannungsteiler und ein Hochpassfilter (13) mit der Empfangsspule (11) verbunden sind und deren Ausgänge an Eingängen von je zwei Eingänge aufweisende
UND-Gatter (14, 15) angeschlossen sind, wobei die Ausgänge der UND-Gatter (14, 15) mit dem Decoder (8) in Verbindung stehen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einem mit dem Schieberegister (9) verbundenen Taktausgang (CP) des Decoders (8) ein Kontrollzähler (26)
angeschlossen ist, dessen Ausgänge mit Eingängen eines UND-Gatters (27) verbunden sind an dessen Ausgang ein die vollständige Übertragung des Mehr-Bit-Programmierwortes
anzeigendes Steuersignal (c5) auftritt.
12. Vorrichtung nach Anspruch
8 oder
9,
dadurch gekennzeichnet, dass
- ein weiterer Komparator (V3) eingangssseitig über einen Widerstand (R2) eines Spannungsteilers an der Empfangsspule (11) angeschlossen ist,
- der Ausgang des weiteren Komparators (V3) über einen Inverter (16) und ein UND-Gatter (17) mit dem Taktanschluss eines D-Flip-Flops (18) verbunden ist, dessen Dateneingang (D1) und komplementärer Ausgang (Q1') miteinander verbunden sind, und
- dass an den Ausgängen (Q1, Q1') des D-Flip-Flops (18) von den über die Empfangsspule (11) empfangenen Start-Stoppsignalen der Messvorrichtung abgeleitete Signale auftreten,
mittels welchen der erste Zähler (1) freigegeben bzw. gesperrt werden kann.
13. Vorrichtung nach Anspruch
8,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der programmierbare Zähler (3) aus einem dritten Zähler (30) und einem zweiten Komparator (31) besteht, wobei die Ausgänge des dritten Zählers (30) mit Eingängen des zweiten Komparators (31) verbunden sind,
- der zweite Komparator (31) weitere Eingänge aufweist, die über je eine Gatteranordnung (32) mit Ausgängen des ersten Zählers (1) in Verbindung stehen,
- der Ausgang des zweiten Komparators (31) mit einem Reset-Anschluss ® des dritten Zählers (30) in Verbindung steht,
und dass
- am Ausgang des zweiten Komparators (31) jedesmal bei Gleichheit der Zählerstände des ersten und dritten Zählers (1,30) Impulse auftreten, die den dritten Zähler (30) zurücksetzen und das Taktsignal bilden.
14. Vorrichtung nach Anspruch
9,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Ausgangsfrequenz (f0

) des programmierbaren Zähler (3) proportional zur Oszillatorfrequenz (f0) wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch
13,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Gatteranordnung (32) aus drei je zwei Eingänge aufweisende NAND-Gatter (33, 34, 35) besteht, wobei die Ausgänge der ersten beiden NAND-Gatter (33, 34) mit den Eingängen des dritten NAND-Gatters (35) verbunden sind, dessen Ausgang mit dem betreffenden Eingang des zweiten Komparators
(31) in Verbindung steht,
- an den einen Eingängen der ersten NAND-Gatter (33) ein vorbestimmter Zählerstand (A) anliegt, während den anderen Eingängen ein erstes Steuersignal (a7) zugeführt wird, und
- die einen Eingänge der zweiten NAND-Glieder (34) mit den betreffenden Ausgängen des ersten Zählers (1) verbunden sind, während den anderen Eingängen ein zum ersten Steuersignal (a7) komplementäres Steuersignal (a7') zugeführt wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch
15,
dadurch gekennzeichnet, dass
- ein dritter und ein vierter Komparator (40, 41) vorgesehen sind, an deren Eingängen der Zählerstand (B) des ersten Zählers (1) ansteht,
- der dritte und vierte Komparator (40, 41) über weitere Eingänge mit je einem Speicherglied (42, 43) verbunden ist, wobei im ersten Speicherglied (42) ein unterer Grenzwert (C) und im zweiten Speicherglied (43) ein oberer Grenzwert (D) gespeichert ist,
- die Ausgänge der Komparatoren (40, 41) an den Eingängen eines ODER-Gatters (44) angeschlossen sind, dessen Ausgang über ein NAND-Gatter (45) mit dem Set-Eingang eines RS-Flip-Flops (46) in Verbindung steht, dessen Ausgang mit den Gatteranordnungen (32) verbunden ist, und dass
- bei Unter- bzw. Überschreiten des unteren bzw. oberen Grenzwertes (C, D) am Ausgang des RS-Flip-Flops (46) das erste Steuersignal (a7) auftritt, wobei anstelle des Zählerstandes (B) des ersten Zählers (1) der vorbestimmte Zählerstand (A) auf den zweiten Komparator (31) übertragen wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine weitere Empfangsspule (19) vorgesehen ist, die mit einer innerhalb eines Laderaumes des Geschützrohres angeordneten
weiteren Sendespule (20) zusammenwirkt, wobei an der weiteren Empfangsspule (19) drei mit je einem Gleichrichter (21) in Serie geschaltete Kondensatoren (22) angeschlossen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kondensatoren (22) durch kurzzeitiges Anlegen einer Wechselspannung von 20 kHz an die weitere Sendespule
(20) aufgeladen werden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausgänge des ersten Zählers (1) über je eine Gatteranordnung (32) mit Eingängen
des ersten Komparators (6) in Verbindung stehen.
20. Vorrichtung nach Anspruch
19,
dadurch gekennzeichnet, dass
- ein dritter und ein vierter Komparator (40, 41) vorgesehen sind, an deren Eingängen der Zählerstand (B) des ersten Zählers (1) ansteht,
- der dritte und vierte Komparator (40, 41) über weitere Eingänge mit je einem Speicherglied (42, 43) verbunden ist, wobei im ersten Speicherglied (42) ein unterer Grenzwert (C) und im zweiten Speicherglied (43) ein oberer Grenzwert (D) gespeichert ist,
- die Ausgänge der Komparatoren (40, 41) an den Eingängen eines ODER-Gatters (44) angeschlossen sind, dessen Ausgang über ein NAND-Gatter (45) mit dem Set-Eingang eines RS-Flip-Flops (46) in Verbindung steht, dessen Ausgang mit den Gatteranordnungen (32) verbunden ist, und dass
- bei Unter- bzw. Überschreiten des unteren bzw. oberen Grenzwertes (C, D) am Ausgang des RS-Flip-Flops (46) ein erstes Steuersignal (a7) auftritt, wobei anstelle des Zählerstandes (B) des ersten Zählers (1) der vorbestimmte Zählerstand (A) auf den ersten Komparator (6) übertragen wird.
21. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausgänge des Schieberegisters (9) mit Eingängen eines zweiten Komparators (31) des programmierbaren Zählers (3) verbunden sind.