專(zhuān)利名稱(chēng):雙模式引信的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于引爆爆炸性炮彈的引信。尤其涉及一種包括能夠根據(jù)目標(biāo)的堅(jiān)固程度改變引爆延時(shí)時(shí)間的目標(biāo)傳感部件的引信。
使用中等口徑的炮彈在地面攻擊航空器的目前最大的有效射程角在5°和15°的傾角之間時(shí)為1219到1524米(4000到5000英尺)。通常，地面攻擊航空器所使用的炮彈是穿甲燃燒式(API)炮彈，其效力取決于動(dòng)能。API炮彈對(duì)堅(jiān)固(裝甲板式)目標(biāo)是有效的，而對(duì)柔軟的、無(wú)裝甲的危險(xiǎn)目標(biāo)其效力就會(huì)縮減，因?yàn)槟芰繘](méi)有分散在目標(biāo)內(nèi)。由于將飛行員和飛機(jī)暴露于小型輕武器和移動(dòng)式防空導(dǎo)彈，目前最大的有效射程使攻擊機(jī)處于危險(xiǎn)狀態(tài)。
化學(xué)能炮彈產(chǎn)生有效的終端聚能藥柱或者爆炸性地成形碎片。雖然沒(méi)用于固定翼地面攻擊機(jī)，但是所述炮彈在2743至3658米(9000至12000英尺)的擴(kuò)展射程內(nèi)對(duì)裝甲目標(biāo)的襲擊是有效的。因?yàn)閷⒛芰糠稚⒂谖ｋU(xiǎn)目標(biāo)表面的引信的近乎即時(shí)反應(yīng)，化學(xué)能炮彈對(duì)柔軟目標(biāo)的襲擊是無(wú)效的。
影響爆炸性炮彈襲擊目標(biāo)的有效性的一個(gè)因素是在擊中目標(biāo)之后的引爆延時(shí)。比如，當(dāng)目標(biāo)相對(duì)較軟時(shí)，如果在炮彈已經(jīng)進(jìn)入目標(biāo)之后引爆，由爆炸、碎片以及目標(biāo)內(nèi)的燃燒效果造成的破壞會(huì)被加強(qiáng)。相反，在擊中目標(biāo)表面時(shí)通過(guò)引爆炮彈，以產(chǎn)生由等離子流或爆炸性成形碎片造成的化學(xué)摧毀，堅(jiān)固目標(biāo)會(huì)被更加有效地摧毀。因此，爆炸性炮彈常常包括一個(gè)引信，該引信能夠根據(jù)炮彈最有效撞擊來(lái)延時(shí)引爆。
一個(gè)這樣的引信在Wateson等人申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利5,872,324專(zhuān)利中所公開(kāi)。一模式引信組件包括一外套，其作為容納助推彈藥的容器，反過(guò)來(lái)，其準(zhǔn)備了主彈頭的起爆。一堅(jiān)固目標(biāo)撞擊引信安置在引信組件的前端，如果目標(biāo)擊中產(chǎn)生了彈頭的物理破碎，其提供了一機(jī)械的、即時(shí)的彈頭的引爆。安裝在外殼內(nèi)的第二雷管提供了一信號(hào)可操作的定時(shí)延時(shí)器，該延時(shí)器用于穿透堅(jiān)固目標(biāo)。在所述彈頭的整體被保持時(shí)，這個(gè)定時(shí)器通過(guò)初始擊中和彈頭的連續(xù)減速而啟動(dòng)。一第三雷管為引信提供了一種即時(shí)的、中空傳感的引爆能力。第三雷管的操作通過(guò)初始擊中開(kāi)始啟動(dòng)，并且延時(shí)雷管需要中斷所述的連續(xù)減速。一旦目標(biāo)穿透開(kāi)始，減速速率的任何變化都會(huì)由空心傳感器產(chǎn)生主彈頭的即時(shí)起爆。
專(zhuān)利號(hào)為5,872,324的美國(guó)專(zhuān)利在遇到難以穿透的目標(biāo)時(shí)使用撞針引爆炸藥，并使用一個(gè)用于堅(jiān)固目標(biāo)而不是易于穿透目標(biāo)的靈敏信號(hào)時(shí)間延遲器。在遇到軟目標(biāo)的情況下，一個(gè)需要非常嚴(yán)格地粘附于小的制造公差機(jī)械裝置用于檢測(cè)減速度。機(jī)動(dòng)撞針的成功啟動(dòng)取決于軸向載荷來(lái)驅(qū)動(dòng)撞針進(jìn)入刺入式雷管。如果撞針外套接收到一個(gè)由于高傾角擊中的側(cè)向載荷，其能量可以粉碎所述撞針，或者產(chǎn)生一個(gè)不沿著中心線以產(chǎn)生充足的撞針位移的載荷，以穿透刺入式雷管。此外，擊中的可靠性、制造這些部件的難度、溫度以及發(fā)射載荷在操作中都可以產(chǎn)生不必要的變化。
由Min等人申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利5,255,608公開(kāi)了一種智能堅(jiān)固目標(biāo)武器，其具有一在武器穿透期間目標(biāo)堅(jiān)實(shí)度實(shí)時(shí)測(cè)定裝置。由用作首位傳感器的加速度計(jì)所提供輸入信號(hào)。特定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的在線并行處理促進(jìn)了一些特征提取的不同模式。所述處理器為使用傳感器信號(hào)(加速度計(jì)數(shù)據(jù))的引信作出堅(jiān)固的、實(shí)時(shí)的判定。所使用的特征狀態(tài)包括(1)信號(hào)幅度剖面，(2)它們的偏差剖面，以及(3)，突然變化的測(cè)量。其目的在于，當(dāng)高速的穿透器穿過(guò)諸如水泥、鋼、泥土、砂子等各種層時(shí)使其在合適點(diǎn)引爆。實(shí)時(shí)判定為使用加速度計(jì)數(shù)據(jù)的引信所提供。
美國(guó)專(zhuān)利4,799,427公開(kāi)了一種用于炮彈，尤其是導(dǎo)彈的點(diǎn)火裝置，作為撞擊延時(shí)的功能和炮彈飛行時(shí)間的功能，其中點(diǎn)火的時(shí)間是可控的。這就補(bǔ)償了構(gòu)成目標(biāo)的材料類(lèi)型，比如堅(jiān)固的或者柔軟的，并補(bǔ)償了炮彈在空中飛行的時(shí)間量，從而彌補(bǔ)了在穿透目標(biāo)時(shí)減低了的炮彈速率。
由Yates等人申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利4,375,192公開(kāi)了一種引信，在預(yù)先選擇的距離內(nèi)穿透目標(biāo)時(shí)或者在彈頭已經(jīng)穿出預(yù)先選擇的許多洞后，該引信用來(lái)啟動(dòng)引爆。另外，對(duì)于失誤或者搶救，所述模式以彈頭或跳彈的破碎為基礎(chǔ)。
在上述的專(zhuān)利中，不安全的或者昂貴的機(jī)動(dòng)或者信號(hào)裝置用來(lái)啟動(dòng)引爆，或者復(fù)雜的算法用來(lái)測(cè)定炮彈的穿透狀況。因此，需要一種易于生產(chǎn)并可靠的引信，其能在擊中堅(jiān)固目標(biāo)時(shí)或者在擊中柔軟目標(biāo)時(shí)間延遲之后啟動(dòng)引爆。這一引信應(yīng)用到將用于堅(jiān)固目標(biāo)的化學(xué)能炮彈的終端效果與有效襲擊柔軟目標(biāo)的延時(shí)反應(yīng)結(jié)合起來(lái)的炮彈中。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠即時(shí)或者在基于炮彈減速幅度的時(shí)間延遲之后引爆炮彈的可靠的引信。
本發(fā)明的特征在于所述引信用于既可以擊中堅(jiān)固目標(biāo)也可以擊中柔軟目標(biāo)的炮彈。本發(fā)明的另一特征在于加速度計(jì)用來(lái)測(cè)定炮彈的減速度并將其幅度傳遞給引信邏輯電路，該邏輯電路決定是即時(shí)引爆炮彈還是在時(shí)間延遲之后引爆炮彈。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使用加速度計(jì)和固態(tài)邏輯電路來(lái)決定引爆，使所述引信與其它引信相比更加可靠并且還不昂貴。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于炮彈的終端效果是最大化的。
根據(jù)本發(fā)明，其提供了一種用于炮彈的多模式引信，該炮彈具有至少一個(gè)在炮彈擊中目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)取決于減速速率的電輸出的傳感器，一個(gè)邏輯電路電連接到至少一個(gè)傳感器，以根據(jù)電輸出有效地在柔軟目標(biāo)和堅(jiān)固目標(biāo)之間進(jìn)行識(shí)別，以及一個(gè)向起爆炸藥發(fā)射引爆信號(hào)的引信，從而引爆炮彈。所述引爆信號(hào)根據(jù)目標(biāo)識(shí)別的時(shí)間進(jìn)行發(fā)射。
本發(fā)明的多模式引信可以應(yīng)用于爆炸性炮彈，該炮彈包括一個(gè)流線形的金屬外套，一包含在金屬外套內(nèi)的炸藥，以及同所述炸藥接觸的起爆炸藥。所述多模式引信同起爆炸藥聯(lián)系，以在擊中堅(jiān)固目標(biāo)時(shí)或者在擊中柔軟目標(biāo)時(shí)間延遲之后引爆炸藥。
上述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合下面的說(shuō)明書(shū)和附圖中能夠變得更加明了。

圖1示出了具有一位于雙功能引信上的鼻端的本發(fā)明炮彈的部分橫截面。
圖2示出了具有一位于雙功能引信上的基座的本發(fā)明炮彈的橫截面。
圖3圖示了緊接著擊中柔軟目標(biāo)或堅(jiān)固目標(biāo)之后的減速速率。
圖4為示出引信邏輯順序的應(yīng)用的方框圖。
圖5圖示了壓電晶體的擊中加速度與電壓輸出之間的關(guān)系。
25mm到76mm中等口徑的炮彈用于大量的目前和將來(lái)的槍炮系統(tǒng)，其包括襲擊交通車(chē)輛、水陸兩用襲擊車(chē)輛、固定翼航空器、艦艇以及坦克。目標(biāo)可以是柔軟目標(biāo)，比如輕型裝甲車(chē)，包括私人車(chē)輛、卡車(chē)和飛機(jī)，地面輔助通訊站和雷達(dá)裝置。這些目標(biāo)通常由用于航空器的0.039英寸(1mm)的鋁來(lái)支護(hù)或者由用于車(chē)輛和地面輔助設(shè)備的0.039至0.250英寸(1.0至6.4mm)的鋼來(lái)支護(hù)。其他目標(biāo)為堅(jiān)固目標(biāo)，比如重型裝甲車(chē)、坦克和掩體。這些目標(biāo)通常被0.5至1.5英寸(12.7至38.0mm)的壓實(shí)的均質(zhì)裝甲(RHA)板支護(hù)，該裝甲板的堅(jiān)固度范圍為300至360BHN(布氏硬度值)。
BHN為一與外加載荷和由球形壓頭所形成持久壓痕的表面積有關(guān)的數(shù)值，該數(shù)值可以由方程計(jì)算出BHN＝2P/πD((D-(D2-d2)1/2))其中P為外加載荷，kgf；D為球直徑，mm；d為壓痕的平均直徑，mm。
圖1示出了表現(xiàn)本發(fā)明的炮彈10的部分截面，該炮彈具有位于鼻端的雙功能引信。所述炮彈10具有一通常由鋼制成的金屬外套12，當(dāng)外套12內(nèi)的炸藥14被引爆時(shí)，該金屬殼成為碎片。這些碎片與成形電荷流或者如下所述的爆炸性成形碎片一起增強(qiáng)了危險(xiǎn)目標(biāo)內(nèi)的終端效果。一種合適的炸藥14為塑性粘結(jié)炸藥(PBX)。
容納在炮彈10的鼻端部分內(nèi)的是一軟目標(biāo)傳感部件16，該傳感部件可以是一機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)換器或壓電晶體。當(dāng)炮彈10擊中相對(duì)較軟的非裝甲的目標(biāo)時(shí)，比如擊中航空器或者地面輔助設(shè)備時(shí)，鼻端18的變形同與擊中堅(jiān)固目標(biāo)相比是小的。在一個(gè)實(shí)施例中，柔軟目標(biāo)鼻端變形關(guān)閉了軟目標(biāo)傳感部件16內(nèi)的一個(gè)機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)換器。這一轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)定時(shí)裝置，以在所述炮彈10完全處于目標(biāo)內(nèi)部之前延遲炮彈10的反應(yīng)時(shí)間。一個(gè)合適的延遲時(shí)間為150至300微秒。
作為選擇的技術(shù)方案，柔軟目標(biāo)傳感部件16包括一個(gè)具有與帶入炮彈鼻端18內(nèi)的擊中沖擊波成比例的輸出的壓電晶體。由所述壓電晶體形成的信號(hào)波由包含在引信20內(nèi)的邏輯電路進(jìn)行分析，從而啟動(dòng)目標(biāo)內(nèi)的反應(yīng)延遲時(shí)間。
此外，柔軟目標(biāo)傳感部件16內(nèi)的壓電晶體可以用于下述的探測(cè)堅(jiān)固目標(biāo)。這一方法通過(guò)使用一個(gè)安裝在炮彈鼻端18內(nèi)的傳感壓電晶體，簡(jiǎn)化了炮彈的設(shè)計(jì)并增加了它的可靠性。
位于柔軟目標(biāo)傳感部件16后部的是堅(jiān)固目標(biāo)傳感部件22。中等口徑炮彈就能有效抵抗的典型的裝甲或堅(jiān)固危險(xiǎn)目標(biāo)，由厚度為12.7和38.1mm(0.5英寸和1.5英寸)、硬度在300到360BHN之間的壓實(shí)均質(zhì)裝甲板所保護(hù)。較堅(jiān)固目標(biāo)的抵抗力增加了啟動(dòng)堅(jiān)固目標(biāo)傳感部件的炮彈鼻端18的變形。堅(jiān)固目標(biāo)傳感部件22可以為機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)換器或第二壓電晶體，當(dāng)鼻端18的變形接觸到堅(jiān)固目標(biāo)傳感部件時(shí)，其向引信20的邏輯電路發(fā)送一個(gè)信號(hào)。作為可選擇的技術(shù)方案，如上所述，可以使用一個(gè)單壓電晶體，其產(chǎn)生一個(gè)不同于在軟目標(biāo)擊中和引信邏輯識(shí)別兩者之間產(chǎn)生的波形。
一個(gè)用來(lái)測(cè)定加速度的合適的壓電晶體為一如Kinetic Ceramics公司所生產(chǎn)的壓電晶體部件，該壓電晶體部件具有一個(gè)與帶入炮彈鼻端18內(nèi)的與撞擊沖擊波成比例的輸出。由壓電晶體部件產(chǎn)生的信號(hào)波形由引信邏輯電路分析，以即時(shí)引爆炮彈或者啟動(dòng)時(shí)間延遲。
摧毀堅(jiān)固的目標(biāo)的有效方法就是使用由成形的帶電等離子流或由爆炸成形碎片形成的穿透流。成形的帶電襯套24由合適的襯套材料構(gòu)成，比如銅、鉭或者鎢。在成形襯套24的凸起表面的后部是所述炸藥14。當(dāng)被引爆時(shí)，炸藥產(chǎn)生使襯套破碎的沖擊波，其迫使由襯套材料形成的等離子流從炮彈10中向前排出。在成形帶電襯套和目標(biāo)之間具有一凸起距離，在這一距離內(nèi)，等離子流具有最大的沖量(是等離子流長(zhǎng)度和等離子流速度的綜合)。在堅(jiān)固目標(biāo)的傳感部件22與成形帶電襯套24之間設(shè)置距離“d”，以使所述襯套在破碎時(shí)盡可能的接近距離目標(biāo)的凸起距離。對(duì)成形帶電襯套的更加詳盡的描述可以在授權(quán)給Funston等人的美國(guó)專(zhuān)利6,393,991中發(fā)現(xiàn)。
如果堅(jiān)固目標(biāo)傳感部件22產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，所述引信邏輯電路則超越柔軟目標(biāo)傳感部件24產(chǎn)生的延遲時(shí)間的剩余時(shí)間，以確保成形帶電襯套在接近凸起距離內(nèi)被毀壞。
炮彈10的附加部件包括一安全保護(hù)裝置26，以防止過(guò)早的引爆炮彈10以及引爆未擊中目標(biāo)的炮彈10。在引信被觸發(fā)之前，炮彈10必須被安全地保護(hù)。在從發(fā)射噴嘴排出之后，炮彈10的保護(hù)裝置可以通過(guò)一個(gè)由電動(dòng)定時(shí)器所補(bǔ)充的機(jī)械作用非直線的轉(zhuǎn)子的聯(lián)合體而獲得一安全距離。通常叫做后坐徑向力和通常被稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)載荷的預(yù)定大小的線性加速度必須很好地符合雙重環(huán)境安全和保護(hù)功能，以使密封在引信內(nèi)的第一引信轉(zhuǎn)子與第二引信高能部件或助推器對(duì)齊。在機(jī)動(dòng)安全保護(hù)條件滿(mǎn)足之后，保護(hù)距離通過(guò)在發(fā)射時(shí)起動(dòng)的電子延時(shí)裝置所進(jìn)一步擴(kuò)大。在離開(kāi)炮口近0.5秒的飛行時(shí)間之后，用于引信功能的電路被掐斷，以等待引爆信號(hào)。如果在炮彈到達(dá)目標(biāo)所需的時(shí)間加上一些誤差幅度的時(shí)間之內(nèi)沒(méi)有接收到信號(hào)，則炮彈不能引爆。
引爆炸藥28，例如RDX(三次甲基三硝基胺)(1，3，5-trinitro-1，3，5-triazacyclohexane)由通過(guò)引線30接收到的由引信20所發(fā)射的電信號(hào)所引爆。引爆引爆炸藥28所產(chǎn)生的沖擊波引爆炸藥14。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所描述的炮彈40的橫截面，該實(shí)施例具有定位基座雙功能引信。這一炮彈的大量部件同上述炮彈10的部件相似，并且這些相似的部件由相同的附圖標(biāo)記所標(biāo)識(shí)。同引信20通信的通訊裝置為加速度計(jì)42，并最好位于引信20內(nèi)。所述加速度計(jì)能夠識(shí)別炮彈減速的速率，并產(chǎn)生一同減速的速率成比例的電信號(hào)。加速度計(jì)42可以是一機(jī)械或壓電晶體裝置，但最好是微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。
MEMS是機(jī)械部件、傳感器、致動(dòng)器，和使用微組裝技術(shù)的涉及普通硅襯底的電子儀器的集成。當(dāng)使用集成電路(IC)工藝程序(例如CMOS、Bipola或者NICMOS工藝)組裝所述的電子儀器時(shí)，所述的微機(jī)械部件通過(guò)使用相容的“微切削加工”工藝組裝，該工藝有選擇地腐蝕掉部分硅片或者增加新的結(jié)構(gòu)層，以形成機(jī)械的和機(jī)電的裝置。MEMS加速度計(jì)通常更小、更多功能、更輕、更可靠，并且其售價(jià)只是常規(guī)大尺寸加速度計(jì)的一小部分。
當(dāng)所述的MEMS加速度計(jì)同定位基座引信一起公開(kāi)時(shí)，MEMS加速度計(jì)也同樣可以與鼻端裝藥引信儀器一起使用。
圖3以曲線示出了在擊中或者軟目標(biāo)(參考線52)，或者堅(jiān)固目標(biāo)(參考線54)，或者未擊中(參考線50)之后的減速速率。炮彈的速度在一般的飛行過(guò)程中，由于諸如重力或曳力(速度平方的作用)變量的作用而相對(duì)平穩(wěn)地加速。一旦飛行超過(guò)了第一極限時(shí)間(參考點(diǎn)56)，則炮彈準(zhǔn)備起爆。如果飛行超過(guò)了第二極限時(shí)間(參考點(diǎn)58)而沒(méi)有突然減速，則確定目標(biāo)未被擊中并且炮彈不會(huì)起爆。
當(dāng)所述的炮彈擊中一柔軟目標(biāo)，計(jì)算加速度改變、Δa、經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔和Δt產(chǎn)生第一Δa的值。當(dāng)所述炮彈擊中堅(jiān)固目標(biāo)時(shí)，Δa則很大。一個(gè)簡(jiǎn)單的引信邏輯算法實(shí)施例可以按如下方式進(jìn)行描述。
如果|Δa|≥x則y＝0；如果|Δa|＜x則y＝150毫秒。
其中a等于炮彈的加速度；x等于用于識(shí)別堅(jiān)固目標(biāo)和柔軟目標(biāo)的預(yù)設(shè)的極限值。X必須超過(guò)一些最小值，以顯示出一個(gè)目標(biāo)已經(jīng)被擊中；并且y等于延遲時(shí)間。
考慮到最大的擊中速率為3000英尺每秒(914.4米每秒)，1毫秒的試用速率足夠在炮彈的傳感部件毀壞之前確保正確的邏輯函數(shù)。
引信的邏輯電路可以參考圖4被最好的理解。引信邏輯電路可以使用預(yù)編程序的微處理器，例如由KDI Precision Products，inc.ofCincinnati，OH生產(chǎn)的微處理器。所述的微處理器為由電能作為能源的固態(tài)設(shè)備，該電能由諸如由Miltec SA所制造的反相發(fā)電機(jī)(set backgenerator)所提供。所述電能存儲(chǔ)在設(shè)置在引信內(nèi)的閾電平中的電容器中，以作出延時(shí)或即時(shí)反應(yīng)的決定。具有儲(chǔ)電電容器的微處理器密封在模制多聚物內(nèi)，用來(lái)抵抗加速度和旋轉(zhuǎn)載荷的影響。
加速度計(jì)42電連接到引信邏輯電路60。加速度計(jì)42能夠向引信邏輯電路60發(fā)射成比例信號(hào)62。引信邏輯電路60接收此成比例信號(hào)62，和量值64相比，并發(fā)射兩者其中之一的信號(hào)(1)如果信號(hào)62符合或超過(guò)量值64，發(fā)射即時(shí)引爆起爆炸藥28的信號(hào)66，或者(2)如果信號(hào)4降到量值64之下時(shí)，發(fā)射在時(shí)間延遲70之后的信號(hào)68。
中等口徑的炮彈使用撞擊傾角達(dá)到75度NATO能夠摧毀柔軟目標(biāo)。在這些傾角內(nèi)，加速度的軸向分量足夠用來(lái)起爆。然而對(duì)于堅(jiān)固目標(biāo)或較大傾角來(lái)說(shuō)，如果軸向分量很小，三維傳感部件對(duì)確保其功能是有用的。
單壓電晶體來(lái)確定目標(biāo)類(lèi)型并將這一信息提供給引信邏輯電路的使用可以由下面的例子來(lái)說(shuō)明。
示例由Kinetic Ceramics，of Hayward CA生產(chǎn)的速率靈敏度為0.37Mv/g壓電晶體被安裝于模擬炮彈中。其重量在炮彈的鼻端通過(guò)改變其高度而被降低，以模擬變化的重力撞擊的加速度。從1000g至10000g的撞擊加速度力用來(lái)模擬擊中柔軟目標(biāo)，超過(guò)20000g的撞擊加速度力用來(lái)模擬擊中堅(jiān)固目標(biāo)。壓電晶體產(chǎn)生的電壓在這些所模擬的撞擊力之后被記錄下來(lái)。如圖5所示，目標(biāo)類(lèi)型從輸出電壓中可以輕易的確定出來(lái)。大約3伏特或者稍低的輸出電壓相應(yīng)于柔軟目標(biāo)，大約4伏特或者稍高的輸出電壓相應(yīng)于堅(jiān)固目標(biāo)。在測(cè)量中存在約±17％的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
很明顯，根據(jù)本發(fā)明提供了一完全滿(mǎn)足上文所公開(kāi)的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)的引信。然而根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的具體實(shí)施例，很明顯許多替換方案和修改和改變同樣可應(yīng)用于本發(fā)明，并且這些替換方案、修改和變換同樣包含在隨后的權(quán)利要求
的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于炮彈(10，40)的多模式引信，其特征在于至少一個(gè)在所述炮彈(10，40)擊中目標(biāo)時(shí)根據(jù)減速速率產(chǎn)生電輸出(62)的傳感器(16，22，42)；一個(gè)電連接到所述至少一個(gè)傳感器(16，22，42)以根據(jù)所述電輸出(62)有效地在柔軟目標(biāo)與堅(jiān)固目標(biāo)之間進(jìn)行識(shí)別的邏輯電路(60)；一向起爆炸藥(28)發(fā)射引爆信號(hào)(66，68)以引爆所述炮彈(10，40)的引信(20)，所述的引爆信號(hào)(66，68)在按照目標(biāo)識(shí)別的時(shí)間進(jìn)行發(fā)射。
2.如權(quán)利要求
1所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的至少一個(gè)傳感器(16，22)為單壓電晶體，并且所述的電輸出(62)為取決于所述減速速率的電壓。
3.如權(quán)利要求
2所述的多模式引信(20)，其特征在于如果所述的電壓小于3伏特，則所述的邏輯電路(60)確定柔軟目標(biāo)被擊中。
4.如權(quán)利要求
1所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的至少一個(gè)傳感器(42)為一加速度計(jì)，并且所述的電輸出(62)為取決于所述減速速率的電壓。
5.如權(quán)利要求
4所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的加速度計(jì)為MEMS裝置。
6.如權(quán)利要求
1所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的至少一個(gè)傳感器(16，22)為兩個(gè)傳感器，柔軟目標(biāo)傳感器(16)安裝在比堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)離所述目標(biāo)近的地方。
7.如權(quán)利要求
6所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的柔軟目標(biāo)傳感器(16)和堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)從由壓電晶體和機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)換器組成的組中進(jìn)行獨(dú)立選擇。
8.如權(quán)利要求
6所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的柔軟目標(biāo)傳感器(16)在目標(biāo)被擊中時(shí)起動(dòng)，向所述的邏輯電路(60)發(fā)送第一電信號(hào)，并且所述的堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)僅在堅(jiān)固目標(biāo)被擊中時(shí)向所述的邏輯電路(60)發(fā)送第二電信號(hào)。
9.如權(quán)利要求
8所述的多模式引信(20)，其特征在于所述的邏輯電路(60)是程序化的，以使所述的第二電信號(hào)超越所述的第一電信號(hào)。
10.一種爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于一個(gè)流線形的金屬外套(12)；一包含在所述金屬外套(12)內(nèi)的炸藥(14)；同所述炸藥(14)接觸的起爆炸藥(28)；一同所述起爆炸藥(28)聯(lián)系的多模式引信(20)，以在擊中堅(jiān)固目標(biāo)時(shí)或者在緊接擊中柔軟目標(biāo)的時(shí)間延遲之后有效地引爆所述炸藥(14)。
11.如權(quán)利要求
10所述的爆炸性炮彈(10)，其特征在于所述的多模式引信(20)安裝在所述炸藥(14)的前部。
12.如權(quán)利要求
10所述的爆炸性炮彈(40)，其特征在于所述的多模式引信(20)安裝在所述炸藥(14)的后部。
13.如權(quán)利要求
10所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于所述的多模式引信(20)包括在目標(biāo)被擊中時(shí)向邏輯電路(60)發(fā)送第一電信號(hào)的柔軟目標(biāo)傳感器(16)，以及僅在堅(jiān)固目標(biāo)被擊中時(shí)向所述的邏輯電路(60)發(fā)送第二電信號(hào)的堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)，其中所述的柔軟目標(biāo)傳感器(16)安裝在比所述堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)離所述目標(biāo)近的地方，所述邏輯電路(60)電連接到所述至少一個(gè)傳感器(16，22，42)以根據(jù)所述電輸出(62)有效地在柔軟目標(biāo)與堅(jiān)固目標(biāo)之間進(jìn)行識(shí)別，以及引信(20)向所述的起爆炸藥(28)發(fā)送引爆信號(hào)從而引爆所述的炸藥(14)。
14.如權(quán)利要求
13所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于所述的柔軟目標(biāo)傳感器(16)和堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)從由壓電晶體和機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)換器組成的組中進(jìn)行獨(dú)立選擇。
15.如權(quán)利要求
14所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于所述的邏輯電路(60)是程序化的，以使所述的第二電信號(hào)超越所述的第一電信號(hào)。
16.如權(quán)利要求
10所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于所述的多模式引信(20)包括一個(gè)壓電晶體，該壓電晶體在柔軟目標(biāo)被擊中時(shí)具有第一輸出，在堅(jiān)固目標(biāo)被擊中時(shí)具有第二輸出，邏輯電路(60)電連接到所述的壓電晶體，以根據(jù)所述的電輸出(62)有效地在柔軟目標(biāo)和堅(jiān)固目標(biāo)之間進(jìn)行識(shí)別，以及引信(20)向所述的起爆炸藥(28)發(fā)送起爆信號(hào)從而引爆所述炸藥(14)。
17.如權(quán)利要求
10所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于所述的多模式引信(20)包括一個(gè)MEMS加速度計(jì)(42)，該MEMS加速度計(jì)(42)在柔軟目標(biāo)被擊中時(shí)具有第一輸出，在堅(jiān)固目標(biāo)被擊中時(shí)具有第二輸出，邏輯電路(60)電連接到所述的MEMS加速度計(jì)(42)上，以根據(jù)所述的電輸出(62)有效地在柔軟目標(biāo)和堅(jiān)固目標(biāo)之間進(jìn)行識(shí)別，以及引信(20)向所述的起爆炸藥(28)發(fā)送起爆信號(hào)從而引爆所述炸藥(14)。
18.如權(quán)利要求
10所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于一成形的帶電襯套(24，15)安裝在所述爆炸性炮彈(10，40)的鼻端(18)與所述炸藥(14)之間。
19.如權(quán)利要求
18所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于在所述的鼻端(18)與所述的成形帶電襯套(24)之間的距離d大約等于所述的成形襯套(24)的凸起距離。
20.如權(quán)利要求
18所述的爆炸性炮彈(10，40)，其特征在于所述的成形帶電襯套(24，15)設(shè)置在所述的堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)與所述的炸藥(14)之間。
21.如權(quán)利要求
20所述的爆炸性炮彈(10)，其特征在于在所述的堅(jiān)固目標(biāo)傳感器(22)與所述的成形帶電襯套(24)之間的距離d大約等于所述的成形襯套(24)的凸起距離。
專(zhuān)利摘要
一種用于炮彈(10，40)的多模式引信(20)具有至少一個(gè)傳感器(16，22，42)，在炮彈(10，40)擊中目標(biāo)時(shí)，該傳感器產(chǎn)生一取決于減速速率的電輸出(62)，一個(gè)電連接到所述至少一個(gè)傳感器(16，22，42)以根據(jù)所述電輸出(62)有效地在柔軟目標(biāo)與堅(jiān)固目標(biāo)之間進(jìn)行識(shí)別的邏輯電路(60)，以及一向起爆炸藥(28)發(fā)射引爆信號(hào)(66，68)以引爆所述炮彈(10，40)的引信(20)。所述的引爆信號(hào)在取決于目標(biāo)識(shí)別的時(shí)間進(jìn)行發(fā)射。本發(fā)明的多模式引信(20)可以應(yīng)用于爆炸性炮彈(10，40)，該炮彈包括一個(gè)流線形的金屬外套(12)，一包含在金屬外套內(nèi)(12)的炸藥(14)，以及同所述炸藥(14)接觸的起爆炸藥(28)。所述多模式引信(20)同起爆炸藥(28)聯(lián)系，以在擊中堅(jiān)固目標(biāo)時(shí)或者在擊中柔軟目標(biāo)時(shí)間延遲之后引爆炸藥(14)。
文檔編號(hào)F42C7/00GKCN1605014SQ02825019
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2002年12月11日
發(fā)明者弗蘭克·M·博恩 申請(qǐng)人:通用動(dòng)力軍火及戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan