DE3701096C1

DE3701096C1 - Safety device

Info

Publication number: DE3701096C1
Application number: DE19873701096
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Held; Horst Kirsche
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1987-10-15

Abstract

In a safety device for non-spinning or slowly spinning projectiles or missiles which can be guided, the rotor or slide of a firing chain is unlocked by thermomechanically acting means as a result of the heat released on activation of a thermal battery, and is moved into the armed position. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für lenkbare Flugkör per oder Geschosse, die zur Energieversorgung eine Thermalbatterie ent halten.The invention relates to a safety device for guided missiles per or storeys that provide a thermal battery for energy supply hold.

Bei lenkbaren Flugkörpern und Geschossen wird für die Lenkung und Rege lung elektrische Energie benötigt. Diese elektrische Energie wird im allgemeinen aus Thermalbatterien gewonnen, die für diesen Anwendungs zweck entscheidende Vorteile besitzen. Zum einen weisen sie hohe elek trische Energiedichten über kurze Zeiträume auf und sind deshalb für Steuerungseinrichtungen mit hohem Leistungsbedarf gut geeignet, zum an deren lassen sie sich unter normalen Umweltbedingungen sehr lange la gern, was sehr günstig für den Einsatz bei Munition ist.In the case of steerable missiles and projectiles, there is guidance and rain electrical energy needed. This electrical energy is in the general derived from thermal batteries used for this application have decisive advantages. On the one hand, they have high elec tric energy densities over short periods of time and are therefore for Control devices with high power requirements well suited to they can be left under normal environmental conditions for a very long time like, which is very cheap for use with ammunition.

Bekannte Geschosse nützen die Abschußbeschleunigung und den Drall für die Entsicherung ihrer Zündkette aus. Bei solchen Geschossen ist nur eine sehr kurze Vorrohr- und Vorfeldsicherheit gegeben, da bei Drallent sicherungen der Entsicherungsablauf bereits unmittelbar nach dem Verlassen des Abschußrohres beendet ist, weil die Beschleunigung aufge hört hat. Bei flügelstabilisierten Geschossen ist jedoch kein ausreichen der Drall gegeben, so daß nach einem anderen physikalischen Entsiche rungskriterium gesucht werden muß, welches zudem von einem weiteren Ent sicherungskriterium unabhängig sein soll.Known projectiles use the launch acceleration and the spin for unlocking your ignition chain. With such bullets is only a very short downtube and apron security is given, because at Drallent the unlocking procedure immediately after the Leaving the launch tube is ended because the acceleration is up heard. With wing-stabilized projectiles, however, it is not sufficient given the twist, so that after another physical release rungskriterion must be sought, which also from another Ent security criterion should be independent.

Aus der DE-OS 35 18 556 ist nun der Aufbau einer pyrotechnischen Kette bekannt, die eine aus einer eutektischen Legierung bestehenden Unter brechervorrichtung aufweist, die dazu dient, die Zündkette auszulösen oder zu unterbrechen, falls die Umgebungstemperatur über einen vorbe stimmten Wert ansteigt. Hieraus ist jedoch keine Realisierungsmöglich keit für eine Zündsicherung für einen Zünder bekannter Art herleitbar, welche die von der Thermalbatterie gelieferte Wärme nutzt, da die be schriebene Vorrichtung im Fall der Erwärmung sofort auslösen oder eine Zündung verhindern würde.From DE-OS 35 18 556 is now the structure of a pyrotechnic chain known, the one consisting of a eutectic alloy Breaker device which serves to trigger the ignition chain or interrupt if the ambient temperature is over agreed value increases. However, this is not an option can be derived for a fuse for a detonator of a known type, which uses the heat supplied by the thermal battery, since the be in the event of heating, trigger the written device immediately or one Would prevent ignition.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zündsicherung für einen lenkbaren Flugkörper oder ein Geschoß zu entwickeln, welche die von einer Thermalbatterie entwickelte Wärme als unabhängige physikali sches Entsicherungskriterium benutzt.The invention is therefore based on the object of providing a fuse for to develop a guided missile or projectile which the heat generated by a thermal battery as independent physi used safety releasing criterion.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die von der aktivierten Thermal batterie abgestrahlte Wärme auf thermomechanisch wirksame Mittel angewendet wird, die aufgrund der Erwärmung ihre Form und/oder ihr Volumen ändern, und daß diese Mittel infolge der Erwärmung einen Rotor oder Schieber, der einen zu einer Zündkette gehörenden Detonator trägt, in einer Sicherstellung entriegeln und/oder von einer Sicherstellung in eine Scharfstellung bewegen.The task is solved in that the activated by the thermal battery radiated heat on thermomechanically effective means is applied due to the heating of their shape and / or their Change volume, and that this means due to heating a rotor or slide which carries a detonator belonging to an ignition chain, unlock in a seizure and / or from a seizure in to move a focus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Sicherungseinrichtung sind aus den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche ersichtlich.Advantageous refinements of the securing device are shown in FIGS characteristic parts of the subclaims can be seen.

Die besonderen Vorteile einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung liegen zum einen darin, daß aufgrund der gegebenen Anwärmzeit der Ther malbatterie eine entsprechend große Vorfeldsicherheit erreicht wird, und zum anderen darin, daß bei Ausfall der Stromversorgung auch das Geschoß erst gar nicht scharf wird oder bei einem Ausfall der Batterie während der Flugzeit mittels einer reversiblen Teilfunktion eine Wiedersicherung möglich ist.The particular advantages of a safety device according to the invention are on the one hand that due to the given warming up time of the Ther painting battery a correspondingly large apron security is achieved, and on the other hand, that if the power supply fails, the floor does not come into focus at all or if the battery fails during the flight time by means of a reversible partial function, a reinsurance is possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 den Schnitt durch eine Sicherungseinrichtung, Fig. 1 is a section through a safety device,

Fig. 2 eine andere Ansicht der Sicherungseinrichtung, Fig. 2 shows another view of the securing device,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Sicherungseinrichtung entspre chend Fig. 1. Fig. 3 shows another embodiment of the safety device accordingly to FIG. 1.

In der Fig. 1 ist ein Teil eines lenkbaren Geschosses G dargestellt, welches eine erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung enthält, die in der Sicherstellung 1 wiedergegeben ist. Die Sicherungseinrichtung ist Teil einer Zündkette, von der hier nur die Übertragerladung V und der im Ro tor R gelagerte Detonator D gezeigt sind. Der Rotor R ist von einer Vor richtung S 1 gehalten, die ihrerseits einen direkten Kontakt zur Thermal batterie TB aufweist. Die Thermalbatterie TB weist für ihre Aktivierung ein anstichempfindliches Zündhütchen 3 auf, welches von dem beschleuni gungsempfindlichen Stift 4 getroffen werden kann. Der Stift 4 hat an seinem zur Spitze 4′ entgegengesetzt liegenden Ende eine Verzahnung, die den ausgelösten Stift 4 in der Stanzscheibe 5 festhält.In FIG. 1, a portion of a steerable projectile G is shown, which includes a safety device according to the invention, which is shown in ensuring 1. The safety device is part of an ignition chain, of which only the transformer charge V and the detonator D mounted in the rotor R are shown here. The rotor R is held by a device S 1 , which in turn has direct contact with the thermal battery TB . The thermal battery TB has a tapping sensitive primer 3 for its activation, which can be taken by the accelerating pin 4 . The pin 4 has at its tip 4 ' opposite end a toothing, which holds the triggered pin 4 in the punch disc 5 .

Die Funktion läuft folgendermaßen ab: bei einer Beschleunigung des Systems nach oben (Ausschuß) wird die Stanzscheibe 5 durch den Stift 4 abgeschert. Die Spitze 4′ des Stiftes 4 dringt in das anstichempfind liche Zündhütchen 3, welches seinerseits den - nicht dargestellten - Heizsatz der Thermalbatterie TB aktiviert. Die Batterie erwärmt sich und gibt Spannung ab. Durch die entstehende Wärme wird das thermomecha nisch wirksame Mittel S 1, das in diesem Beispiel als Schmelzlot ausge führt ist, erwärmt. Das Schmelzlot, für das auch andere eutektische Le gierungen oder reines Zinn verwendet werden können, hält zunächst den vorgespannten Rotor R in der Sicherstellung 1 fest. Sobald das Schmelz lot S 1 den Rotor R freigibt, dreht dieser sich mit dem Detonator D aus der gezeigten Sicherstellung 1 in die Scharfstellung senkrecht nach oben, so daß der Ausgang des Detonators D an der Übertragerladung V zu liegen kommt.The function works as follows: when the system is accelerated upwards (reject), the punch disc 5 is sheared off by the pin 4 . The tip 4 'of the pin 4 penetrates into the primer Liche 3 , which in turn activates the - not shown - heating set of the thermal battery TB . The battery warms up and releases voltage. The heat generated heats the thermomechanically active agent S 1 , which in this example is a fusible link. The fusible link, for which other eutectic alloys or pure tin can also be used, first holds the prestressed rotor R in position 1 . As soon as the melting lot S 1 releases the rotor R , it rotates with the detonator D from the shown securing 1 into the focus position vertically upward, so that the output of the detonator D comes to rest on the transformer charge V.

In diesem Beispiel stellt der Stift 4 selbst ebenfalls ein Sperrglied für die Drehung des Rotors R dar. Erst wenn der Stift 4 die Stanzschei be 5 durchgedrückt hat und durch seine Verzahnung dort arretiert bleibt, kann der Rotor R sich drehen.In this example, the pin 4 itself also represents a locking member for the rotation of the rotor R. Only when the pin 4 has pressed the punched disk 5 and remains locked there by its teeth, the rotor R can rotate.

Die Sicherung ist somit von zwei unabhängigen Entsicherungskriterien ab hängig: zum einen von der Beschleunigung, welche über den Stift 4 wirk sam wird, und zum anderen von der Wärmeentwicklung, welche mittels des Schmelzlotes S 1 erst nach Aktivierung der Batterie den Rotor R freigibt.The fuse is thus dependent on two independent unlocking criteria: on the one hand on the acceleration, which is effective via the pin 4 , and on the other hand on the heat development, which only releases the rotor R by means of the fusible link S 1 after activation of the battery.

Durch die konstruktive Auslegung der Wärmeleitung und der Wahl der Schmelztemperatur des Schmelzlotes und dessen Wärmeableitung kann die Zeitverzögerung zwischen dem Aktivieren des Heizsatzes und dem Freiwer den des Rotors in weiten Grenzen eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Vorfeldsicherheit dieser Sicherungseinrichtung gezielt ge steuert werden.Due to the constructive design of the heat conduction and the choice of The melting temperature of the solder and its heat dissipation can Time delay between activation of the heating set and the volunteer that of the rotor can be set within wide limits. In this way can the apron security of this security device ge be controlled.

Die Fig. 2 zeigt den gleichen Aufbau in einer anderen Darstellung. Hier ist der Antrieb für den Rotor vorgesehen, der im wesentlichen aus einem Zahnrad 6, das am Rotor R befestigt ist, einer Zahnstange 7 und einer die Zahnstange 7 bewegenden Bimetall-Feder S 2 besteht. Nach der Akti vierung der Thermalbatterie TB und der Freigabe des Rotors R kann die Bimetall-Feder S 2, die ebenfalls von der Thermalbatterie TB erwärmt wird, sich von ihrer durch den Anschlag 8, 8′ gegebenen Sicherstellung 1 in die Scharfstellung 2 bewegen. Dabei wird mittels der Zahnstange 7 und dem Zahnrad 6 der Rotor R bis in seine Scharfstellung 2 gedreht. Fig. 2 shows the same construction in a different presentation. Here, the drive for the rotor is provided, which essentially consists of a gear 6 , which is fastened to the rotor R , a rack 7 and a bimetallic spring S 2 which moves the rack 7 . After Akti vation of the thermal battery TB and the release of the rotor R , the bimetallic spring S 2 , which is also heated by the thermal battery TB , move from their by the stop 8, 8 ' given assurance 1 in the focus 2 . In this case, the rotor R is rotated into its focused position 2 by means of the toothed rack 7 and the toothed wheel 6 .

Somit werden bei diesem Beispiel zwei bis drei unabhängige Entsiche rungskriterien benutzt: einmal der beschleunigungsempfindliche Stift, dann die Zahnstange, die in der Sicherstellung den Detonator etwa um 90° zur Längseinrichtung verdreht festhält. Schließlich kann das in Fig. 1 bereits beschriebene Schmelzlot S 1 als zusätzliche Sicherheits maßnahme eingesetzt werden.Thus, two to three independent unlocking criteria are used in this example: first the acceleration-sensitive pin, then the toothed rack, which holds the detonator rotated by about 90 ° to the longitudinal device when securing. Finally, in Fig. 1 fusible link S 1, already described, as an additional safety measure to be used.

Die Fig. 3 zeigt abschließend noch eine andere Ausführungsform zur Fig. 1. Hierbei wird der Rotor R mit Hilfe eines drehbaren federbelasteten F Formstückes 9 festgehalten, welches in eine Kerbe K im Rotor R ein greift. Anstelle des Formstückes 9 kann ebensogut auch ein Stift oder ein anderes funktionsgleiches Bauteil Verwendung finden. In jedem Fall wird jedoch diese federbelastete Vorrichtung 9 mit einem thermomecha nisch wirksamen Mittel S 1 in Wirkverbindung stehen, das seinerseits einen wärmeleitfähigen Kontakt zur Thermalbatterie hat. Als thermomecha nisch wirksame Mittel S 1 können hier wiederum Bimetall-Federn oder auch teleskopartige Einrichtungen Verwendung finden, die mit einem bei Wärme zufuhr stark expandierenden Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt sind.The Fig. 3 finally shows yet another embodiment for Fig. 1. In this case, the rotor R with the aid of a rotatable spring-loaded F shaped piece is held 9, which engages in a notch in the rotor R K a. Instead of the molded part 9 , a pin or another functionally identical component can also be used. In any case, however, this spring-loaded device 9 will be in operative connection with a thermomechanically active agent S 1 , which in turn has a thermally conductive contact with the thermal battery. As a thermomechanically active agent S 1 bimetallic springs or telescopic devices can in turn be used here, which are filled with a strongly expanding gas or liquid when heated.

Claims

1. Safety device for steerable missiles or projectiles that contain a thermal battery for energy supply, characterized in that the heat radiated from the activated thermal battery (TB) is applied to thermomechanically active agents (S 1 , S 2 ), which due to the heating change their shape (S 1 , S 2 ) and / or their volume (S 1 ), and that these means (S 1 , S 2 ) as a result of the heating He a rotor or slide (R) , the one belonging to an ignition chain ge Detonator (D) carries, unlock in a safety device ( 1 ) and / or move from a safety device ( 1 ) to an arming position ( 2 ).

2. Safety device according to claim 1, characterized in that a component (S 1 ) is used as a means for unlocking the rotor / slide bers (R) , which consists of an eutectic alloy and the one hand the rotor / slide in the Securing lasts and on the other hand is thermally connected to the thermal battery (TB) .

3. Safety device according to claim 1, characterized in that a spring-loaded (F) device such as a pin, a slide or a rotatable or pivotable fitting ( 9 ), of the thermomechanically active means (S 1 ) in a rest position is held and when heated by the means (S 1 ) is moved against the spring load (F) and thus unlocks the rotor / slide (R) .

4. Safety device according to claim 1, characterized in that the rotor / slide (R) by means of the deformation of a thermomechanically active agent (S 2 ) such as a molded part made of bimetal or a memory alloy, or by means of the increase in volume of a liquid when heated or a gas is moved from the safety device ( 1 ) to the arming position ( 2 ) ( 6, 7 ).