DE2835437C1 - Auslösevorrichtung für elektrische Zünder von Minen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für elektrische Zünder von Minen zur Panzerbekämpfung mit einem seismischen Sensor, der Erschütterungen bzw. Druckstöße in elektrische Signale für einen aus zwei Parallelzweigen mit unterschiedli­ cher Verstärkung bestehenden Zündstromkreis umwandelt, welche Verstärker, Schwellwertschalter sowie Monoflops umfassen und auf einen Zündschalter geführt sind, sowie einem zweiten elek­ tromagnetischen Sensor, wobei die den Sensoren nachfolgenden Schaltungen über ein UND-Glied verbunden sind.

Infolge der verstärkten Panzerung moderner Panzerfahrzeuge ist es erforderlich, daß eine Mine zur Bekämpfung solcher Fahrzeug an einer bestimmten Stelle unter dem Panzer zur Detonation ge­ bracht wird. Sie darf also nicht schon bei der Annäherung eine Panzers detonieren. Außerdem ist eine gegenseitige Initiierung von benachbarten Minen in einem Minenfeld unerwünscht. Die ausgestreuten Minen dürfen auch nicht ohne Schwierigkeiten von üblichen Räumfahrzeugen erfaßt und unschädlich gemacht werden können.

Zur Erfüllung dieser Erfordernisse ist es bekannt, ein Waffen­ system zur Bekämpfung von Landfahrzeugen mit einem seismischen und einem mit diesem elektronisch gekoppelten Infrarotsensor zu versehen (DE-OS 19 24 622). Der seismische Sensor spricht auf einstellbare Frequenzen an, so daß lediglich Landfahr­ zeuge, die beim Fahren Druckwellen bestimmter Frequenzen an den Boden abgeben, von dem seismischen Sensor erfaßt wer­ den. Spricht dieser Sensor an, so wird der Infrarotsensor eingeschaltet; dieser Sensor besitzt eine optische Achse, die parallel zu der Wirkungsrichtung einer Waffe, etwa einer Hohlladungsmine ausgerichtet ist. Erfaßt der Infrarotsensor das Fahrzeug aufgrund der Wärmestrahlung wird die Waffe aus­ gelöst und das Ziel zerstört.

Abgesehen davon, daß dieses Waffensystem auch ausgelöst wer­ den kann, wenn der Auffaßbereich der Sensoren unter Feuer­ belegung liegt, da auch dann in dem Auffaßbereich seismische Druckstöße im erfaßten Frequenzbereich und Wärmestrahlung auftreten, bietet die mit dem Waffensystem gekoppelte Aus­ lösevorrichtung keine Sicherheit gegen des Räumen der Minen von Hand.

Aus der US-PS 3 175 489 ist es bekannt, eine Landmine mit einem magnetischen Sensor zu versehen, der nach der Ver­ streuung aktiviert wird. Bei einer Veränderung des lokalen Erdmagnetfeldes spricht der magnetische Sensor an und be­ wirkt, daß die Mine einige Meter hoch in die Luft geschleu­ dert wird, bevor sie explodiert. Bei derartigen Minen wird zwar der Wirkungsradius durch das Emporschleudern vergrößert, sie ist jedoch für Panzerfahrzeuge nicht geeignet, da sie den Panzer nicht an seiner empfindlichsten Stelle trifft. Außerdem benötigt sie eine definierte Vorzugslage.

Aus der DE-OS 22 11 524 ist eine zur Panzerbekämpfung vorge­ sehene Mine mit einer kleinkalibrigen Sprengladung bekannt, die im vorgesehenen Zielgebiet aus Raketengefechtsköpfen oder dergleichen ausgestreut wird und richtungsorientiert zu Bo­ den fällt, wo sie auf Erdmagnetfeldänderungen und Erschüt­ terungen anspricht. Diese bekannte Mine weist außer Magnet­ feld- und Erschütterungssensoren noch Sensoren für eine Zünd­ systemabschaltung oder Minenselbstzerlegung nach voreingestell­ ter Liegezeit oder bei Spannungsabfall der eingebauten Batterie sowie einen Sensor zur kurzzeitigen Sperrung der Auslösung bei harten Stößen.

Schließlich ist in der DE-PS 20 47 422 eine Auslösevorrichtung für elektrische Zünder von Minen mit vorgegebener einstellba­ rer Ansprechempfindlichkeit beschrieben, bei der ein piezoelek­ trischer Beschleunigungsaufnehmer verwendet wird. Der dem Be­ schleunigungsaufnehmer nachgeschaltete elektrische Zündstrom­ kreis besteht aus einer Parallelschaltung aus einem ersten Schwellwertschalter und einem verzögert ansprechenden zweiten Schwellwertschalter, der einen im Vergleich zum ersten Schwell­ wertschalter unterschiedlichen Schwellwert aufweist. Die bei­ den Schwellwertschalter sind auf einen steuerbaren Zündschal­ ter geführt, der bei Abgabe eines Signals des unverzögert an­ sprechenden Schwellwertschalters eine Zündauslösung sperrt. Durch die unterschiedlichen Schwellwerte der beiden Schwell­ wertschalter ist es zwar möglich, eine Auslösung durch Nach­ bardetonationen zu verhindern, es ist jedoch nicht sicher­ gestellt, daß eine mit dieser Auslösevorrichtung versehene Mine an einer vorbestimmten Stelle unter dem Panzer detoniert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslösevorrichtung für elektrische Zünder von Minen der eingangs genannten Art an­ zugeben, die unter Ausschaltung von Störinformationen nur anspricht, wenn sich ein Panzer an vorbestimmter Stelle über der Mine befindet und darüber hinaus die Räumung der Mine durch Aufheben sicher verhindert.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem seismischen Sensor im ersten Parallelzweig des Zündstromkreises eine Serienschaltung aus einem Verstärker, einem Filter, einem bipolaren Schwellwertschalter und einem retriggerbaren Monoflop, dessen Ausgang an einem ersten Eingang des Zündschalters liegt, nachgeschaltet ist, wobei die Ansprechempfindlichkeit des ersten Parallelzweiges mit Hilfe des Verstärkers und des bipolaren Schwellwertschalters einstellbar ist, daß der zweite Parallelzweig des Zündstromkreises einen bipolaren Schwellwertschalter mit einem nachgeschalteten Monoflop enthält, dessen Ausgang auf einen negier­ ten zweiten Eingang des Zündschalters geführt ist und daß der wei­ tere auch auf die Inklination des Erdmagnetfeldes ansprechende elektromagnetische Sensor in einem dritten Parallelzweig über ei­ ne Serienschaltung aus einem Verstärker, einem Filter, einem bi­ polaren Schwellwertschalter und einem retriggerbaren verzögerten Monoflop mit einem dritten Eingang des Zündschalters verbunden ist.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Ansprechempfindlichkeit derart eingestellt werden kann, daß die Auslösung der Mine unter einem Panzerfahrzeug immer an einer vorbestimmten Stelle, und zwar unabhängig von der Ge­ schwindigkeit des Fahrzeuges erfolgt. Dabei beeinflussen örtliche Magnetdipole in der Panzerwanne den Sensor nicht. Außerdem benö­ tigt die Mine keine definierte Vorzugslage nach dem Abwurf. Der magnetische Sensor, der auch auf die Inklination des Erdmagnetfel­ des anspricht, verhindert in Verbindung mit dem seismischen Sensor das Räumen der Minen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung mit drei Parallelzweigen, die auf einen Zündschalter geführt sind;

Fig. 2 eine Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung mit drei Parallelzweigen, die über eine Mehrfachlogik mit Triggerstufe auf einen Zündschalter geführt sind.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Auslösevorrichtung ist ein seismischer Sensor 101 mit einer Parallelschaltung aus einer Serienschaltung mit einem Verstärker 102, einem Filter 103, das als Bandpaß mit einem Durchlaßbereich von 3 bis 20 Hz ausgebildet ist, einem bipolaren Schwellwertschalter 104 und einem retriggerbaren Monoflop 105, das die Information ca. 0,6 Sekunden lang speichert, im ersten Parallelzweig sowie einer Serienschaltung aus einem bipolaren Schwellwertschal­ ter 106, dessen Schwelle wesentlich höher ist als die des Schwellwertschalters 104 im ersten Parallelzweig, und einem nachgeschalteten Monoflop 107 mit einer Speicherzeit von ca. 10 Sekunden im zweiten Parallelzweig verbunden. Die bei­ den Parallelzweige sind auf die Eingänge eines als UND-Glie­ des ausgebildeten Zündschalters 114 geschaltet, wobei der Eingang für den zweiten Parallelzweig negiert ist. An einem dritten Eingang des Zündschalters liegt ein einen elektro­ magnetischen Sensor 108, 109 enthaltender dritter Parallel- Zweig der Auslösevorrichtung. Der elektromagnetische Sen­ sor besteht aus einer Spule 108 als Aufnehmer und einem Ge­ häuse 109, das zugleich das Gehäuse der Mine und/oder des Zündsystems ist. Nachgeschaltet sind ein Verstärker 110, ein als Bandpaß zwischen 3 und 14 Hz ausgelegtes Filter 111, das mit dem Gehäuse 109 verbunden ist sowie ein retrigger­ bares verzögertes Monoflop 113.

Die in Fig. 2 dargestellte Auslösevorrichtung ist in gleicher Weise aus drei Parallelzweigen auf gebaut, jedoch sind zwischen den beiden ersten Parallelzweigen und dem Zündschalter 114 zwei weitere UND-Glieder 216, 217 mit zwei Eingängen einge­ fügt, wobei jeweils ein Eingang mit dem ersten bzw. zweiten Parallelzweig verbunden ist. Der zweite Eingang des zweiten UND-Gliedes 217 ist mit dem negierten Ausgang des ersten UND-Gliedes 216 verschaltet. Der Ausgang der dem elektro­ magnetischen Sensor (108, 109) nachgeschalteten Serien­ schaltung ist auf den Eingang des ersten UND-Gliedes 216 geschaltet und liegt zugleich auch am Eingang einer nachge­ schalteten, negativen Flanken triggernden Triggerstufe 218 an. Der Ausgang der Triggerstufe 218 ist auf den dritten Ein­ gang des Zündschalters 114 geführt. Der erste Eingang des Zündschalters 114 ist mit dem ersten Eingang des ersten UND- Gliedes 216 verbunden während der Ausgang des zweiten UND- Gliedes 217 mit dem negierten zweiten Eingang des Zündschal­ ters 114 verknüpft ist. Der Ausgang des Zündschalters ist jeweils mit 115 bezeichnet.

Bei der Auslösevorrichtung für elektrische Zünder gemäß der Erfindung dient der seismische Sensor 101 und die nachfolgen­ de elektronische Schaltung zur Vorinformation. Die gesamte Ansprechempfindlichkeit des ersten Parallelzweiges wird mit Hilfe des Verstärkers 102 und des Schwellwertes des bipolaren Schwellwertschalters 104 so eingestellt, daß ein Ansprechen ca. 0,5 bis 20 m vor dem Panzer, abhängig von dessen Geschwin­ digkeit erfolgt. Das als Bandpaß mit einem Durchlaßbereich von 3 bis 20 Hz ausgelegte Filter 103 unterdrückt Umweltge­ räusche, während es die von einem Panzerfahrzeug bei Geschwin­ digkeiten zwischen 3 und 50 km/h erzeugten dominierenden Ge­ räusche durchläßt.

Der zweite Parallelzweig, der ebenfalls vom seismischen Sen­ sor 101 erregt wird, ist als Stoßsperre ausgebildet, d. h. er spricht nur auf starke Stoßbelastungen und Druckwellen an, wie sie z. B. bei Nachbardetonationen auftreten. Deshalb ist der Schwellwert des bipolaren Schwellwertschalters 106 wesentlich höher als der des Schwellwertschalters 104. Da kein Filter eingeschaltet ist, werden alle Belastungen erfaßt. Das retriggernde Monoflop 107 speichert die Information so lange, bis die Mine wieder in Ruhestellung ist (ca. 10 s.) Durch den negierten Eingang am Zündschalter 114 wird eine Auslösung der Vorrichtung beim Auftreten einer starken Stoß­ belastung oder Druckwelle verhindert. Damit aber beim Auffah­ ren eines Fahrzeuges auf die Mine diese dennoch detoniert, sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zusätzliche logi­ sche Verknüpfungen 216, 217 und eine die negativen Flanken triggernde Triggerstufe 218 eingefügt. Dadurch wird erreicht, daß bei Vorhandensein eines Signals aus dem ersten und drit­ ten Parallelzweig trotz Ansprechen der Stoßsperre eine Aus­ lösung der Mine erfolgt.

Der elektromagnetische Sensorzweig ist durch die Einstellung des Verstärkers 110 und des Schwellwerts des bipolaren Schwell­ wertschalters 112 so ausgelegt, daß er auf die durch einen Panzer bewirkte Änderung des Erdmagnetfeldes anspricht. Mes­ sungen der vertikalen Feldkomponente haben ergeben, daß die maximale Änderung des Erdmagnetfeldes durch einen Panzer nahezu ortsunabhängig von dessen Geschwindigkeit ist. Das erste Maximum tritt bei Geschwindigkeiten zwischen 3 und 30 km/h immer ca. 0 bis 80 cm hinter der Panzervorderkante auf und zwar auch dann, wenn der Panzer die Mine in einem ge­ wissen Abstand passiert. Zur Ausschaltung vom Umweltstörun­ gen ist ein als Bandpaß mit einem Durchlaßbereich von 3 bis 14 Hz ausgebildetes Filter 111, das eine Frequenzselektion der induzierten Spannung bewirkt, dem Verstärker 110 nach­ geschaltet. Im Geschwindigkeitsintervall von 3 bis 50 km/h liegt die in der Spule 108 induzierte maximale Spannung in diesem Frequenzbereich. Ferner wird noch das Gehäuse der Mine und/oder des Zündsystems als Filter benutzt.

Ein einfaches Aufheben der Mine wird dadurch verhindert, daß der elektromagnetische Sensor 108, 109 auf eine Änderung der Inklination des Erdmagnetfeldes anspricht und in Verbindung mit dem ebenfalls ansprechenden seismischen Sensorzweig die Mine auslöst.

Claims (4)

1. Auslösevorrichtung für elektrische Zünder von Minen zur Panzer­ bekämpfung mit einem seismischen Sensor, der Erschütterungen bzw. Druckstöße in elektrische Signale für einen aus zwei Par­ allelzweigen mit unterschiedlicher Verstärkung bestehenden Zünd­ stromkreis umwandelt, welche Verstärker, Schwellwertschalter sowie Monoflops umfassen und auf einen Zündschalter geführt sind, sowie einem zweiten elektromagnetischen Sensor, wobei die den Sensoren nachfolgenden Schaltungen über ein UND-Glied verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem seismi­ schen Sensor (101) im ersten Parallelzweig des Zündstromkreises eine Serienschaltung aus einem Verstärker (102), einem Filter (103), einem bipolaren Schwellwertschalter (104) und einem re­ triggerbaren Monoflop (105), dessen Ausgang an einem ersten Ein­ gang des Zündschalters (114) liegt, nachgeschaltet ist, wobei die Ansprechempfindlichkeit des ersten Parallelzweiges mit Hilfe des Verstärkers (102) und des bipolaren Schwellwertschalters (105) einstellbar ist, daß der zweite Parallelzweig des Zünd­ stromkreises einen bipolaren Schwellwertschalter (106) mit einem nachgeschalteten Monoflop (107) enthält, dessen Ausgang auf einen negierten zweiten Eingang des Zündschalters (114) geführt ist und daß der weitere auch auf die Inklination des Erdmagnetfeldes an­ sprechende elektromagnetische Sensor (108, 109) in einem dritten Parallelzweig über eine Serienschaltung aus einem Verstärker (110), einem Filter (111), einem bipolaren Schwellwertschalter (112) und einem retriggerbaren verzögerten Monoflop (113) mit einem dritten Eingang des Zündschalters (114) verbunden ist.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekenn­ zeichnet, daß zwischen den beider ersten Parallel­ zweigen des Zündstromkreises und des Zündschalters (114) zwei UND-Glieder (216, 217) mit zwei Eingängen eingefügt sind, wobei jeweils ein Eingang mit dem ersten bzw. zweiten Parallelzweig des Zündstromkreises verbunden ist, daß der zweite Eingang des zweiten UND-Gliedes (217) mit dem negier­ ten Ausgang des ersten UND-Gliedes (216)verschaltet ist, daß der Ausgang der dem elektromagnetischen Sensor (108, 109) nachgeschalteten Serienschaltung auf den Eingang des ersten UND-Gliedes (216) geschaltet ist und zugleich am Eingang ei­ ner nachgeschalteten, negative Flanken triggernden Trigger­ stufe (218) anliegt, deren Ausgang auf den dritten Eingang des Zündschalters (114) geführt ist, daß der erste Eingang des Zündschalters (114) mit dem ersten Eingang des ersten UND-Gliedes (216) verbunden ist und daß der Ausgang des zweiten UND-Gliedes (217) mit dem negierten zweiten Ein­ gang des Zündschalters (114) verknüpft ist.

3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchlaßkurve des Fil­ ters (103) und der Schwellwert des Schwellwertschalters(104) im ersten Parallelzweig derart bemessen sind, daß bei Annä­ herung des Panzerfahrzeugs an die Mine oder einer Detonation in der Umgebung noch keine Auslösung erfolgt, und daß zu­ gleich die Bandbreite des Filters (111), der Schwellwert und die Zeitverzögerung des Schwellwertschalters (112) unter Berücksichtigung der Ansprechempfindlichkeit des elektromagne­ tischen Sensors (108, 109) sowie der Verstärkung des Verstär­ kers (110) so bemessen sind, daß unabhängig von der Geschwin­ digkeit des herannahenden Panzerfahrzeuges die Auslösung der Mine immer im gleichen vorwählbaren Bereich unter dem Panzer­ fahrzeug erfolgt.

4. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schwellwert des Schwellwertschalters (104) im ersten Parallelzweig in Verbindung mit der Durchlaßkurve des Filters (103) und die Empfindlichkeit des elektromagnetischen Sensors (108, 109) bezüglich einer Änderung der Inklination des Erdmagnetfel­ des derart bemessen sind, daß beim Aufheben der Mine die Auslösung erfolgt.