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Dokumentenidentifikation DE69717012T2 04.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0816762
Titel Sonde für Radome-Kegelnase mit einem elektrostatischen Sensor
Anmelder Alliant Techsystems Inc., Hopkins, Minn., US
Erfinder Crist, Scott D., Minnetonka, Minnesota 55305, US
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69717012
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.06.1997
EP-Aktenzeichen 971102421
EP-Offenlegungsdatum 07.01.1998
EP date of grant 13.11.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.09.2003
IPC-Hauptklasse F42C 13/00

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Projektile, die Raketenabstandssensoren verwenden, und insbesondere eine Radome-Kegelnasenanordnung zur Verwendung mit einem passiven elektrostatischen Raketenabstandssensor, welcher die inhärente elektrische Aufladung auf einem feindlichen Flugzeug und Helikoptern detektiert, welche die elektrisch isolierten Elektrodenoberflächen benutzen.

Hintergrund der Erfindung

Bisher kamen RF-Abstandsraketen zum Einsatz. Jedoch benötigten größere Projektilraketen typischerweise Kegelnasen aus mehreren Stücken, bei welchen der Benutzer einen Zielauswahlschalter bestimmt, der den Zeitpunkt des Abschusses festsetzt in Abhängigkeit des gewünschten Zieles, z. B. "bodengestützt" oder "luftgestützt". Dieses Erfordernis der Benutzereingabe vor dem Abschießen ist zeitaufwendig und kann zu Benutzerfehlern führen. Die Schalterfestlegung ist notwendig, da Radiofrequenz-Abstandsraketen in bestimmten "Niedrig-Feuer"- Szenarien zu falschen Zielen neigen. Die falschen Ziele (Störzeichen) können von Bäumen, Gebäuden, natürlichen Landmarken wie beispielsweise Felsen und Gefechtsfeldtrümmern oder Wrackteilen herrühren. Falsche Ziele verursachen eine Detonation, bevor das gewünschte Ziel erreicht ist.

Des Weiteren wird üblicherweise eine Radome-Nase für RF-Abstandsraketen zur Verfügung gestellt und im Allgemeinen aus Kunststoffmasse geformt. Jedoch benötigen die hohen Temperaturen an der Spitze von einige Projektilen während des Flugs eine schützende Metallspitze, um die Hitze zu verstreuen, welche ansonsten den Kunststoff zerstören würde. Dies verkompliziert die Montage. Ebenso würde ein mögliches Abschmelzen des Kunststoffs (verursacht während des Fluges) eine Quelle von elektrostatischem Störschall bedeuten, was für den Fall eines elektrostatischen Abstandszünders nicht akzeptabel ist.

Um diese Probleme und die Notwendigkeit nach einem Zielauswahlschalter zu vermeiden, ist es wünschenswert, einen Zündungssensor zu verwenden, welche die inhärente elektrische Aufladung eines Luftziels detektiert. Der elektrostatische Abstandszündungssensor minimiert falsche Ziele und ist weniger verwundbar gegenüber Gegenmaßnahmen und Störzeichen.

Hochentwickelte elektrostatische Abstandssensoren wurden bereits entwickelt. Die US-Armee entwickelte in 1977 einen Abstandssensor zur Verwendung gegen Hubschrauber. Ebenso war General Electric vertraglich mit der US-Armee verpflichtet, in den späten 80iger Jahren einen Helikopterabstandssensor zu Demonstrationszwecken zu entwickeln. Jedoch beinhalteten diese Sensoren relativ komplexe äußere Sondenkonfigurationen. Die Sensoren waren außenliegende, dielektrisch isolierte ringförmige Kegelnasenelektroden, davon einige mit Stromdurchgangsverbindungen und elektromagnetischen Interferenz-(EMI)-Filtern. Außenliegende Sondenkonfigurationen führen zu elektrischen Verbindungsproblemen. Da die Sensorelektroden außerhalb der Kegelnase liegen, sind Stromdurchgangsverbindungen erforderlich.

Die Europäische Patentanmeldung Nr. EP-A-434242 offenbart ein Abstandszündungssystem, welches einen elektrostatischen Sensor verwendet, der innerhalb des Nasenabschnitts einer Rakete montiert ist und ein Paar von parallelen elektrisch leitfähigen Platten beinhaltet, die senkrecht zu der Raketenlängsachse orientiert sind. Spezielle Befestigungsmittel werden benötigt, um den Sensor in dieser spezifischen Position zu halten.

Eine elektrostatische Sensornasensonde/- Spitze für "intelligente" Munition muss relativ hohen mechanischen und thermischen Spannungen während des Abschusses und Fluges standhalten. Es muss auch relativ nicht-leitend und nichtschmelzend sein. Für einige Projektile betragen die Rückstoßkräfte während des Abschusses 50 000 g, wenn der Rundstahl auf Geschwindigkeiten beschleunigt wird, die sich Mach 4 (1400 m/s) nähern. Die Grenzschichttemperatur in der Nähe der Spitze der Kegelnase erreicht 1100ºC innerhalb von wenigen Zehnteln einer Sekunde nach dem Abschuss. Keramische Materialien sind ideal geeignet, um den Spannungen während des Fluges zu widerstehen und die benötige Sondenfunktionalität zur Verfügung zu stellen.

Dementsprechend bleibt das Bedürfnis nach einem elektrostatischen Abstandszünder zur Verwendung in Projektilen, bei welchen der Sensor innerhalb der Kegelnase angeordnet ist und der fähig ist, den vorhergehend angeführten Bedingungen zu widerstehen. Die vorliegende Erfindung eliminiert alle elektronischen oder umweltbedingten Zwänge, um einen dauerhaften, zuverlässigen Sensor zu ermöglichen, was in einer signifikanten Leistungsverbesserung für das Projektil resultiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Intelligentes Kriegsmaterial, Projektile, Raketen und Munition benutzen Sensoren, welche eine elektromagnetisch nicht gestörte Sicht auf das Ziel/Szenario und eine geschützte Umgebung aufweisen. Eine keramische Kegelnase, die mit dem Projektilkörper verbunden ist, stellt eine elektromagnetisch nicht gestörte Sicht und eine geschützte Umgebung zur Verfügung. Spezifische metallisierte Elektrodenoberflächen/Muster der Sensoren können auf der inneren Oberfläche der Kegelnase abgeschieden werden, um eine einfache, langlebige, hermetisch einstückige (monolithische) Sondennasenanordnung auszubilden. Darüber hinaus können auf der Oberfläche montierte elektronische Komponenten mit den metallisierten Elektrodenmustern des Sensors integriert werden. Daher stellen diese Kriegsmaterialien ein hermetisches Fenster für elektrostatische oder kapazitive Sensoren zur Verfügung. Die Erfindung stellt ein Kegelnasen-Sondengerät und einen Sensor bereit, welcher weniger komplex, robuster und potentiell kostengünstiger als die derzeit in Gebrauch befindlichen anderen Sondenkonfigurationen ist.

Wie vorhergehend beschrieben besteht ein Vorteil der Erfindung in ihrer vereinfachten einstückigen Konfiguration. Ebenso ist die innere metallisierte Sensorelektrode oder sind die Elektroden unmittelbar mit der Elektronik im Inneren der Kegelnase, in der Basis oder in dem Projektilkörper, dem Kriegsmaterial oder der Rakete, verbunden. Diese Verbindung eliminiert eine elektrische Durchgangsverbindung der Elektrode. Die keramische Radome-Nasenkonstruktion wird nicht einer Abschmelzung ausgesetzt und seine Komposition kann EMI-Abschirmung bereitstellen, wenn eine ferrit-gefüllte Keramik benutzt wird. Darüber hinaus kann die keramische Leitfähigkeit gesteuert werden, um eine statische Ladungsverteilung während des Flugs zur Verfügung zu stellen. Die Erfindung stellt eine hermetisch abgedichtete Anordnung für eine größere Zuverlässigkeit bereit.

Die Erfindung betrifft einen Abstandssensor für ein Projektil, Kriegsmaterial oder Rakete, wobei der Sensor eine Kegelnase aus dielektrischem Material und Erkennungsmittel zum Erkennen eines feindlichen Flugzeuges beinhaltet. Die Erkennungsmittel erkennen das inhärente elektrische Feld, welches das feindliche Flugzeug umgibt, und sie weisen einen elektrisch leitfähigen Bereich oder Bereiche auf, welche mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden und leitfähig von dem Projektilkörper getrennt ist/sind; und Detektiermittel zum Detektieren des sich zeitlich verändernden elektrischen Feldes, welches das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, wobei das Detektiermittel mit dem leitfähigen Bereich oder Bereichen und den Projektilkörper in Verbindung steht. Ein zweiter leitfähiger Referenzkörper kann ebenso in der Kegelnase angeordnet sein, von dem ersten leitfähigen Körper getrennt und mit dem Projektilkörper oder dem Detektiermittel verbunden sein. Mehrere leitfähige Elektrodenbereiche können ausgebildet werden.

Die leitfähigen Bereiche wirken als Platten eines Kondensators und das sich zeitlich verändernde elektrostatische Feld eines Zielflugzeuges verursacht freie Elektronen, die zwischen den Platten des Kondensators sich bewegen. Elektronik wird verwendet, um den Strom oder die Spannung zwischen den Platten zu messen, und Datenverarbeitung wird verwendet, um zu bestimmen, wann das Projektil detoniert werden soll. Über das Schaltkreisdesign wird der breite dynamische Signalbereich und die Frequenzempfindlichkeit für eine gegebene Mission oder ein Zieldetektionsszenario gesteuert. Der Prozessor kommuniziert mit einem Zünder für die Detonation. Ein Druckschalter in der Nase wird ebenso verwendet mit der Erfindung für eine Detonation bei direktem Kontakt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen geben gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile in den unterschiedlichen Ansichten wieder:

Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines Projektils gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Radome-Kegelnasen-Sondenanordnung entlang den Linien 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Kegelnase gemäß der Erfindung mit einem aufgebrachten Metallschicht entlang den Linien 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht der Kegelnase gemäß der Erfindung gemäß einer anderen Ausführungsform mit einer aufgebrachten Metallschicht entlang den Linien 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Zündungssensors, welcher die Erfindung benutzt;

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm des sich zeitveränderlichen elektrischen Feldes und der Elektronik gemäß der Erfindung; und

Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm eines integrierten Wechselstrom-Strom- Spannungs-Komprimierungskonverters gemäß der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Während diese Erfindung in vielen unterschiedlichen Formen verwirklicht sein kann, werden hier detailliert spezifische bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden. Diese Beschreibung ist eine exemplarische Darstellung der Prinzipien der Erfindung und dient nicht dazu, die Erfindung auf die besonders dargestellten Ausführungsformen zu beschränken.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist ein Projektil 10 gezeigt. Für den Zweck dieser Anmeldung wird der Begriff Projektil für die Beschreibung der Erfindung verwendet werden. Es soll verstanden werden, dass für diese Beschreibung und die Ansprüche der Begriff Projektile, Raketen und Munition beinhaltet. Das Projektil 10 beinhaltet eine Kegelnasenanordnung oder Sondenanordnung 12. Die Sondenanordnung 12 ist detailliert in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt. Das Projektil 10 umfasst ebenso eine Stromquelle 14 und Elektronik 16, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Schnittstellen-Verbindungsglied 18 wird ebenfalls umfasst. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Stromquelle 14, die Elektronik 16 und das Verbindungsglied 18 innerhalb der Anordnung 12 lokalisiert. Es soll verstanden werden, dass die Stromquelle 14 und die Elektronik 16 innerhalb des Körpers des Projektils 10 und nicht in der Anordnung 12 lokalisiert sein können.

Auch wenn es nicht besonders detailliert in den Figur dargestellt ist, ist es verständlich, dass die unterschiedlichen Elektroniken und elektronischen Funktionsblöcke, die hierin umfasst sind, in geeigneter Weise mit geeigneten Vorspannungs- und Referenzversorgungen in Verbindung stehen, um in ihrer beabsichtigten Art und Weise betrieben zu werden. Es soll ebenso verstanden werden, dass die hierin beschriebene Datenverarbeitung eine gut bekannte Technologie verwendet, die mit geeignetem Speicher, Puffer und anderen Peripheriegeräten in Verbindung steht, um in ihrer beabsichtigten Art und Weise betrieben zu werden.

Die Anordnung 12 umfasst eine Kegelnase 20 und eine Basis 22 und eine oder mehrere Elektrodenoberflächen, die später beschrieben werden. Die Kegelnase oder Radome-Kegel 20 ist in der bevorzugten Ausführungsform allgemein von konischer Gestalt. Das in Fig. 1 gezeigte Projektil ist eine 120 mm Panzer- Rundstahlmunition. Deshalb ist die Kegelnase 20 in den Fig. 1 bis 4 die geeignete aerodynamische Form für diese Munition. Es soll verstanden werden, dass jede geeignete Gestalt mit der Erfindung benutzt werden kann in Abhängigkeit der Anwendung und des Projektils, der Munition oder Raketen. Die Kegelnase oder der Radome-Kegel 20 ist aus einem dielektrischen Material hergestellt und weist eine innere Oberfläche 21 auf. Ein dielektrisches Material, welches den Bedingungen widersteht, unter welchen das Projektil betrieben wird, ist Keramik. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Radome-Kegel 20 aus Ferritkeramik hergestellt. Die RF-Absorptionseigenschaften des Radarkegels 20 aus Ferrit stellt ein äußeres RFI-Schild für die Sensorelektrode oder/Elektroden und für die Elektronik zur Verfügung, was detaillierter später in der Beschreibung diskutiert werden wird. Ebenso kann die elektrische Leitfähigkeit der Keramik gesteuert werden, so dass der Aufbau von übermäßiger statischer Aufladung während des Fluges verhindert wird. Obwohl Ferritkeramik in der bevorzugten Ausführungsform zur Anwendung kommt, soll verstanden werden, dass viele unterschiedliche dielektrischen Materialien herangezogen werden können. Falls die Bedingungen derart sind, dass sich das Projektil bei relativ geringen Geschwindigkeiten bewegt, kann der Kegel 20 aus einem Kunststoff, falls notwendig, in Kombination mit einer Metallspitze, hergestellt werden.

Im Allgemeinen wird Keramik verwendet. Beispielsweise kann Siliziumnitrit verwendet werden. Wie der Fachmann weiß, ist die Wahl von Keramik abhängig von der Spezifikation des Projektils und dessen beabsichtigen Einsatzes. Siliziumkarbid, ein Halbleitermaterial, kann für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit herangezogen werden. Dieses Material unterstützt die Zerstreuung des Ladungsaufbaus aus der Luft. Dies minimiert Störgeräuschimpulse, die durch Mikrobogen, Koronaentladung und Aufladung auf der Nase erzeugt werden.

Die Basis 22 ist im Allgemeinen von zylindrischen Gestaltmodifikationen, so dass die Basis 22 in das Projektil 10 eingepasst ist oder von diesem aufgenommen wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Basis 22 aus einem Metall, wie beispielsweise rostfreiem Stahl oder KOVAR®, welche sehr bekannte Verbundmaterialien sind, hergestellt. KOVAR wird aus Nickel, Kobalt, Magnesium und Eisen hergestellt und von Stupakoff Ceramic and Mfg. Co. produziert. Die Basis 22 ist mit dem Projektil 10 durch Mittel verbunden, die dem Fachmann bekannt sind, wie beispielsweise Gewinde 25 oder andere geeignete Mittel. Die Basis 22 kann auch eine Keramik sein. Jedes geeignete Material kann für die Basis 22 verwendet werden.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kegelnase 20 mit der Basis 22 eutektisch verschweißt. Eine walzgekrümmte Schnittstelle in der Form eines Grundkegels oder Kragen kann ebenso verwendet werden, um eine zusätzliche mechanische Beschränkung in der Kegelnase, wie in Fig. 2 gezeigt ist, bereitzustellen. Bleisilber oder hochtemperaturfestes Gold-Indiumlötmittel kann beispielsweise verwendet werden. Diese Verbindung 23 zwischen Keramik und Metall wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, welche die Geometrie, den Versatz des thermischen Ausdehnungskoeffizienten, die Verbindungstemperatur und Punktbelastung der Keramik auf die Metalloberflächen umfassen. Die ideale Verbindung wird ausgebildet, wenn die Keramik sich unter Druck befindet. Um während des Verbindens die Keramik unter Druck zu setzen, muss die Legierung höherer Ausdehnung des Gehäuses 22 um die keramische Kegelnase 20 schrumpfen. Ein Ansatz, um diese Geometrie zu erreichen, liegt darin, den keramischen Kegel 20 und das Gehäuse oder Basis 22 anzuschrägen, so dass die Kegelnase 20 im Inneren des Gehäuses 22 an der Verbindungsstelle sitzt. Der Fachmann wird verstehen, dass dies lediglich ein Beispiel darstellt und das andere Verfahren verwirklicht werden können, die eine zufriedenstellende Verschweißung bewerkstelligen. Eine geeignete Auswahl der Materialien kann die Probleme minimieren, denen man begegnet, wenn solch eine Verbindung ausgebildet wird. Andere Verfahren zum Verbinden beinhalten Hartlöten, Falzen und die Verwendung von Harz, ebenso wie andere bekannte Verfahren.

Die eutektisch verschweißte keramische Nase 20 und Basis 22 stellen eine hermetische Dichtung für die innere Elektrode oder Elektroden des Sensors bereit. Die abgedichtete Anordnung 12 stellt den Sensorfunktionen ein Schild für hohe Temperaturen bereit und stellt ebenso eine Haltestruktur für die Sensoroberflächen zur Verfügung, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird.

Ein einziger isolierter elektrisch leitfähiger Bereich oder eine Elektrode 26 der Sondenanordnung 12 ist in Fig. 4 gezeigt. Der leitfähige Bereich 26 ist mit der inneren Oberfläche 21 der Nase 20 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform ist diese Elektrode 26 ein Bereich mit einer Metallisierung und stellt eine Platte eines Kondensators dar. Das leitfähige Material kann aufgesputtert oder elektrisch abgeschieden werden oder ein leitfähiges Harz wird verwendet unter anderen Aufbringverfahren. Ein zweiter leitfähiger Bereich, wie unten beschrieben, ist für die Funktion der Erfindung notwendig. Der zweite leitfähige Bereich kann ein Bereich mit einem metallischen Belag 28 oder der Projektilkörper 27 oder beides sein. Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann eine Elektrodenhülse beinhalten, welche zwischen der inneren Oberfläche der Kegelnase 20 und der Elektronik 16 gehalten ist. In dieser Ausführungsform würde der leitfähige Bereich nicht unmittelbar mit der Keramik verbunden werden, sondern würde wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt platziert werden. Die Hülse würde ein Metall mit beispielsweise frusto-konischer Form sein. Jede geeignete Gestalt kann verwendet werden.

In der bevorzugten Ausführungsform wird der Körper 27 des Projektils 10 als zweiter leitfähiger Bereich verwendet. Der Körper 27 ist elektrisch mit der Nasen- Sondenanordnung 12 verknüpft und bildet die zweite Platte des kapazitiven Dipolsensors. Die elektrische Verbindung von dem Projektilkörper 27 (zweiter leitfähiger Bereich) zu der Nasen-Sondenanordnung 12 geschieht durch irgendein geeignetes Mittel, das der Fachmann kennt. Fig. 4 zeigt einen Spalt 30 zwischen dem ersten leitfähigen Bereich 26 und dem leitfähigen Körper 27/Basis 22 des Projektils in dieser Ausführungsform. Der Spalt 30 ist ein Bereich aus nicht leitfähigem Material, in diesem Fall, die Keramik der Kegelnase. Deswegen werden zwei diskrete Elektrodenabschnitte ausgebildet. Es ist verständlich, dass andere nicht leitfähige Materialien verwendet werden können.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Ein zweiter Bereich mit einem metallischen Belag 28 (zweiter leitfähiger Bereich) wird in der Nase 20 des Projektils 10 in dieser Ausführungsform verwendet. Die leitfähigen Bereiche 26 und 28 sind beide innerhalb der Kegelnase 20 der Erfindung angeordnet und beide Bereiche sind mit der inneren Oberfläche 21 der Nase 20 verbunden. Die Metallisierung der Bereiche 26 und 28 kann jede geeignete Dicke oder Dimensionen aufweisen. Des Weiteren zeigen die Fig. 2 und 3 einen Spalt 30 in der Metallisierung. Dieser dielektrische Spalt 30 trennt den leitfähigen Bereich 26 von der metallischen Basis 22 und dem zweiten leitfähigen Bereich 28. Der Spalt 30 ist ein Bereich aus einem nicht leitfähigen Material oder ein isolierter Bereich. In der bevorzugten Ausführungsform besteht der Spalt 30 aus dem keramischen Material des Abschnitts der Kegelnase 20. Auf diese Art und Weise werden isolierte Elektrodenabschnitte ausgebildet. Der Bereich des nicht leitfähigen Materials 30 kann von irgendeiner geeigneten Art sein, welche an die Kegelnase 20 angefügt werden kann.

Eine noch weitere Ausführungsform verwendet zwei Bereiche einer Metallisierung innerhalb der Kegelnase 20 und verbindet einen dieser Bereiche mit dem Projektilkörper 27. In dieser Ausführungsform werden die leitfähigen Bereiche 26 und 28, wie oben beschrieben, verwendet und der Körper 27 des Projektils wird ebenso verwendet. Der Körper 27 ist leitfähig mit dem vorderen Bereich der Metallisierung 28 verbunden, so dass diese auf dem gleichen elektrischen Potenzial liegen. Daher ist die Verarbeitung gemäß der Erfindung zwischen dem ersten leitfähigen Bereich 26 als eine Platte des Kondensators und dem zweiten leitfähigen Bereich 28/Körper 27 bei dem gleichen Potenzial wie die andere Platte des Kondensators durchgeführt.

Eine noch weitere Ausführungsform würde mehrere aktive Bereiche einer Metallisierung verwenden, die gegenüber dem Projektilkörper funktionieren. Diese Ausführungsform stellt eine zusätzliche Datenverarbeitungsdiskriminierung und/oder Ziellokalisierungsinformation zur Verfügung. In dieser Ausführungsform würde der leitfähige Bereich 26 als eine Platte eines Kondensators verwendet werden und der Körper 27 des Projektils würde als die zweite Platte eines Kondensators herangezogen werden. Des Weiteren würde der leitfähige Bereich 28 als eine Platte eines zweiten Kondensators verwendet und der Körper 27 des Projektils als die zweite Platte des zweiten Kondensators genutzt werden. Die Verarbeitung, welche detaillierter nachfolgend beschrieben werden soll, würde dann mittels den zwei Kondensatoren durchgeführt werden, um zusätzliche Information und/oder Datenverarbeitungsdiskriminierung bereitzustellen. Zusätzliche Bereiche einer Metallisierung können hinzugefügt werden, so dass eine Kombination der beschriebenen Ausführungsformen bewerkstelligt werden kann. Beispielsweise könnte ein dritter leitfähiger Bereich umfasst sein und mit dem Körper 27, der mit dem Elektrodenbereich 28 verknüpft ist, verwendet werden, um einen Kondensator auszubilden, und der leitfähige Bereich 26 und der Körper 27 können einen weiteren Kondensator ausbilden.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen, bei welchen der Körper 27 des Projektils 10 als eine Platte eines Kondensators verwendet wird, würde der Körper 27 aus einem leitfähigen Material hergestellt sein. Selbstverständlich, falls der Körper 27 des Projektils 10 nicht leitfähig ist, würde dann die Nasensonde 20 zwei diskrete Bereiche einer Metallisierung umfassen. Es soll verstanden werden, dass die Größe und Gestalt der leitfähigen Bereiche wie gewünscht und geeignet variieren können. Die leitfähigen Bereiche können unterteilt sein oder z. B. einen festen Ring ausbilden. Der unterteilte Bereich wird verwendet, so dass die Segmente räumlich/radial ein feindliches Flugzeug unter Verwendung multipler Kanaldetektiermittel verarbeiten. Die verwendeten Segmente können axial oder longitudinal, wie gewünscht, angeordnet sein. Einfache oder mehrfache Oberflächen erlauben sowohl differenzial- oder räumlich-radiale Signalverarbeitungsoptionen unter Verwendung einer Vorfeldelektronik.

Damit die Erfindung als ein Sensor funktioniert, müssen die Platten des durch die leitfähigen Bereiche und/oder Körpers, wie oben beschrieben, ausgebildeten Kondensators mit dem Projektil 10 in einer Art und Weise verbunden sein, so dass das äußerliche zeitveränderliche elektrische Feld zwischen den zwei Platten detektiert werden und an das Projektil 10 kommuniziert werden kann. Ein Blockdiagramm des Sensors 35 ist in Fig. 5 gezeigt und umfasst die Sondenanordnung 12, eine Stromquelle 14, Elektronik 16, ein Verbindungsglied 18, einen Druckschalter 95 und einen Projektilkörper 27 (wie in einer Ausführungsform gewünscht sein kann). Das Schnittstellenverbindungsglied 18 ist mit der Basis 22 der Anordnung 12 verbunden und umfasst geeignete Verbindungsglieder und Elektronik zur Verbindung, für den Betrieb und für die Kommunikation des Sensors 35 mit dem Projektil 10. Ein äußerliches zeitveränderliches elektrisches Feld kann zwischen den Platten des Kondensators, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, detektiert werden. Das Schnittstellenverbindungsglied 18 ist mit der Elektronik 16 und einer Batteriequelle 14 für den Betrieb verbunden. Die Batterie 14 kann eine einfache 3V-Lithium-Reserven Batteriezelle sein. Die Stromquelle 14 kann auch von einem Typ sein, bei welchem ein Rückschlag des Projektils 10 einen Kondensator mit Leistung versorgt, um Leistung für den Sensor 35 bereitzustellen. Dieser Typ einer Stromquelle ist dem Fachmann gut bekannt. Das Verbindungsglied 18 kann von irgendeinem geeigneten Typ sein, welcher dem Fachmann bekannt ist.

Die Elektrodenoberflächen sind eine Funktion des Sensortyps. Jede Anzahl an Oberflächen oder Mustern kann mit der Kegelnasenanordnung 12 verwendet werden, um eine unterschiedliche Anzahl an Sensorfunktionen bereitzustellen. Der hierin beschriebene elektrostatische Sensor 35 ist ein Beispiel eines Sensors. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Muster der elektrostatischen Sensorelektrode auf der Innenseite der Kegelnase 20 ausgebildet, welche dielektrisch von der metallischen Zündungsbasis 22 und dem Projektilkörper 27 isoliert ist. In einer Ausführungsform sind Leitdrähte von der Sensorelektronik 16 unmittelbar an den Elektrodenoberflächen 26 und 28 angelegt. In einer weiteren Ausführungsform ist der Körper 27 und die Elektrodenoberfläche 26 unmittelbar an der Elektronik angebracht. Die leitfähige Verbindung der Platten des Kondensators für unterschiedliche Ausführungsformen wird notwendig. Die Sensorelektronik 16 kann unmittelbar an der inneren Oberfläche 21 des Kegels 20 angebracht sein, falls dies die Betriebsbedingungen gestatten. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Elektronik in einem allgemein kegelstumpfförmigen Modul lokalisiert mit Kontakten auf der Außenseite, wo der Kontakt mit den leitfähigen Bereich(en) hergestellt wird, wenn das Modul in dem Kegel 20 platziert wird. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Elektronik 16 Schaltplatten, welche die analoge und digitale Elektronik enthalten, um die Leistung von der Batterie zu regulieren, Luftziele zu detektieren und das Verbindungsglied während einer Nähe eines Luftziels oder eines harten Zielaufschlages zu schalten. Die Elektronik 16 bildet mit dem Rest des Projektilzündungssystems durch einen Schaltkreis eine Schnittstelle, welche an dem Verbindungsglied 18 angebracht ist. Die Elektronik 16 kann auch in einem oder mehreren anderen Bereichen lokalisiert sein. Die Elektronik 16 kann ebenso in den Kegel 20 für einige Anwendungen platziert sein, für andere jedoch in dem Projektil 10 oder der Rakete. Wenn mehr als ein Kondensator verwendet wird, kann jeder Kondensator differenziell an getrennten Elektroniken 16 verknüpft sein. Mehr als ein Kondensator würde für eine differenzial- oder räumliche Zielsignalverarbeitung herangezogen werden. Die verwendete spezifische Elektronik kann für diese Anwendung von irgendeiner geeigneten Art und Weise sein, und allgemein dem Fachmann bekannt sein.

Jedes Flugzeug wird während des Fluges elektrisch aufgeladen. Eine elektrostatische Sonde 12, welche sich hinter einem Ziel bewegt, kann das elektrische Feld, welches diese Ladung umgibt, detektieren und daher als ein Abstandssensor verwendet werden. Jeder Flugzeugtyp weist ein charakteristisches elektrisches Feld oder eine Signatur auf, welche bestimmt werden kann, und daher kann ein Ziel mit dem Abstandssensor 35 "identifiziert" werden und schließlich wird das Projektil zu einem geeigneten Zeitpunkt detoniert werden. Der Dipolsensor sensiert oder detektiert das zeitveränderliche elektrische Feld zwischen den Platten des Kondensators (den Elektrodenoberflächen 26 und 28, der Elektrodenoberfläche 26 und dem Körper 27 oder einer Kombination davon). Das inhärente elektrische Feld eines Ziels verteilt erneut die freien Elektroden zwischen den Platten des Kondensators und bewirkt, dass ein Strom zwischen den Platten fließt. Der Strom kann detektiert werden und das Ziel kann auf der Grundlage vorherbestimmter Daten "identifiziert" werden.

Bezug nehmend nun auf Fig. 5 und 6 ist ein Blockdiagramm des Sensors 35 und ein Blockdiagramm des Systems und der Elektronik 16 gezeigt. Im Betrieb induzieren elektrostatisch aufgeladene Luftziele eine Ladungswanderung (Strom) innerhalb der ladungssammelnden Elektrode 26 und gegenüber dem Körper 27 (als dem zweiten Leiter) innerhalb des Strom-Spannungs-(I-E)-Wandler- Direktkopplungs-(DC)-Schaltkreises 40, wenn das Projektil 10 sich dem Ziel nähert. Die ringförmige Sondenelektrode 26 stellt im Wesentlichen eine Platte eines Sensorkondensators dar, während der Projektilkörper 27 (und optional der vordere Sondenelektrodering 28) die andere Platte des Sensorkondensators darstellt/darstellen. Der Körper 27 (und optional ein leitfähiger Bereich 28) ist/sind mit der (Schaltkreis) Erdung verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Elektrodenring 26 mit dem invertierenden (virtuell geerdeten) Eingang des I- E-Wandlers 40 verbunden, um eine "kurzgeschlossene" Konfiguration des Sensorkondensators auszubilden. Zwischen den Platten wird keine Spannung hervorgerufen, lediglich Strom gelesen. Daher verursacht das zeitveränderliche elektrische Feld (dE/dt), welches die zeitveränderliche Geometrie des aufgeladenen Ziel- Projektils (Sonde bewegt sich) umgibt, dass ein zeitveränderlicher Ausgangsstrom (dI/dt) in der Feedbackschlaufe 40 der Sensorsonde 12 und dem I-E-Wandler fließt, um diesen so in eine zeitveränderliche Spannung (dV/dt) zu konvertieren, welche durch einen nachfolgenden analogen Filter-Verstärkungs- und Signaturverarbeitungsalgorithmus, welcher in dem Mirkokontroller verankert ist, verarbeitet wird. Der Schaltkreis 40 ist ein geeigneter Vorverstärker, welcher die notwendigen Aufgaben erfüllen kann. Die "kurzgeschlossene Sonden"-I-E-Wandler- Konfiguration ist im Stand der Technik bekannt und ist die bevorzugte Ausführungsform für Sensoren dieses Typs.

Der I-E-Komprimierungswandler 40 ist detaillierter in Fig. 7 gezeigt. Es soll verstanden werden, dass jeder geeignete Wandler herangezogen werden kann und es nicht notwendig ist, einen Komprimierungswandler, wie unten beschrieben, in Abhängigkeit der gewünschten Ergebnisse und Anwendungen zu verwenden. Der Komprimierungswandler 40 ist für einige Anwendungen optimal. Dieser integrierte Vorfeld-Strom-Spannungs-Komprimierungswandler gestattet eine niedrigere Störgeräuschbandbreite für einen maximalen Zielbereich. Die Höhe des Signals verändert sich mit einer Abstandsveränderung zu dem Ziel. Auf Grund dieser Beziehung, welche unten detaillierter beschrieben werden wird, ist es für ein gegebenes Ziel am dichtesten Annäherungspunkt wünschenswert, das Signal zu komprimieren. Wird das Signal an diesem Punkt nicht komprimiert, sättigt sich die Elektronik 16, da die Signalvarianz zu groß ist. Daher wird der Komprimierungswandler 40 verwendet, welcher eine schmale Störgeräuschbandbreite unter engen Stromsignaturbedingungen (maximale Fehldistanz) ermöglicht, während hohe Anstiegsraten-(große Bandbreiten)-Signaturen, die mit engen Abstandsfehldistanzen einhergehen, gestattet werden. Die maximale Fehldistanz ist der weiteste Punkt, von welchem das Ziel detektiert werden kann. Die schmalste Abstandsfehldistanz bezieht sich auf den dichtesten Punkt des Ziels, wenn sich ein Projektil nicht auf einem Kollisionskurs befindet.

Im Prinzip besteht die elektrostatische "Vorfeld"-Sonde aus einer invertierenden Verstärkerkonfiguration mit einem Feedbackschlaufe für eine nicht lineare Signalkomprimierung, um den weiteren dynamischen Bereich der Eingangsströme der Sonde, in Verknüpfung mit Zieltreffszenarien der realen Welt, in eine Ausgangsspannung zu konvertieren, welche ungesättigt bleibt. Die Ausgangsspannung bleibt innerhalb der dynamischen Bereichskapazität der Stromversorgung für die Verstärker. Diese Konfiguration ist nur für die kurzgeschlossenen Sonden- (Strommodus)-Konfiguration, wie gezeigt, relevant, in welcher die sondenaktive Elektrode mit dem invertierenden Verstärkereingang oder mit der "virtuellen Erdung" verbunden ist, was es nicht gestattet, dass eine Spannung über die Sondenelektroden sich entwickelt, sondern stattdessen den Strom durch diese zu einer Ausgangsspannung transformiert. Ebenso wirken die nicht linearen Komprimierungselemente der Verstärker-Feedbackschlaufe mit dem parallelen Widerstandskondensator (Pol), um so einen nicht linearen dominanten Pol zu erwirken, dessen Roll-Off-Frequenz eine Funktion der Feedbackschlaufe/des Sondenstroms ist. Dieses Merkmal führt zu einer kleinen (geringen Störgeräusch-) Bandbreite für niedrige Sondenströme (breite Bereichsziele) und zu einer großen Bandbreite für große Sondenströme, was in einer größeren Anstiegsgeschwindigkeitskapazität des Verstärkers resultiert. Eine größere Anstiegsgeschwindigkeitskapazität des Verstärkers ist für die Verarbeitung für die bipolaren Signatur-Änderungsraten notwendig, in Verknüpfung mit nahen Fehlzielszenarien. Der Fachmann wird verstehen, dass diese Vorfeldschaltkreiskonfiguration "Eingabekomponenten" beinhaltet, welche einen Verstärkerschutz unter "Überlast"-Bedingungen bereitstellen, jedoch nicht als wesentliche Betriebselemente des Schaltkreises angesehen werden.

Bezug nehmend auf Fig. 7, fließt der kurzgeschlossene Sondenverbindungsstrom (Ip) durch die Feedbackschlaufe-Elemente (R&sub2;, C&sub1;, D3/D4) des Verstärkers (U1). Die Stärke dieses Stroms ist eine Funktion des zeitveränderlichen elektrischen Feldes (dE/dt), in welcher die Sonde (Cp) "versenkt" wird und die Polarität des Stroms ist eine Funktion der Zeit oder der relativen Sonden-Zielposition. Widerstand (Rp) gibt die dielektrische Leitfähigkeit der Sonde wieder, welche gesteuert wird, um einen "statisch aufgeladenen" Leckagepfad unmittelbar zur Erdung zur Verfügung zu stellen, ohne dass eine übermäßige Schwächung (Stromnebenschluss) der niedrigsten frequenzinduzierten Ströme des Ziels verursacht wird. Der Eingangsüberlastschutz des Verstärkers wird durch symmetrisches Klemmschalten (R&sub1;, D1/D2) bereitgestellt, welches für einen vernachlässigbaren Einfluss auf "normale" Verarbeitungsströme ausgebildet ist. Symmetrisches Klemmschalten wird durch Abgleichen von D1 und D2 bereitgestellt, so dass ein vernachlässigbarer (DC)-Versatzfehler mit jeden (Hochfrequenz-Außerband) Eingangsstörströmen produziert wird. Der zielinduzierte Sondenstrom (Ip) ist eine Funktion der Sondensensitivität und Geschwindigkeit gegenüber dem Ziel und der momentanen Koordinaten (x, y) gegenüber dem Ziel, ausgedrückt durch folgende Gleichung:

wobei

Kp = Sondensensitivität in A/Vt/ms

Vt = Zielspannung in V

Q = Zielladung in Coulomb

vx = Sondengeschwindigkeit in m/s

4 &sub0; = 1,1 · 10&supmin;¹&sup0; Farad pro Meter

y = Sonden-Zielfehldistanz, (rechteckige Koordinatenversatz-Fluglinie am dichtesten Punkt der Annäherung)

x = Sonden-Zielschließdistanz (rechteckige Koordinatendistanz zwischen Sonde und Ziel)

Die momentanen x, y Koordinaten/Distanzen verursachen Sondenströme, die effektiv variieren als die 3. Wurzel von x,y, was zu einem breiten dynamischen Bereich von Ip in der Anwendung führt, d. h., eine Änderung Δx oder Δy von 10 kann in ein ΔIp von 1000 übersetzt werden. Die nicht linearen (symmetrischen Komprimierungs-)Charakteristiken der abgeglichenen Dioden, D3/D4 verursachen eine Verstärkerausgangsspannung, welche ungefähr als der natürliche Logarithmus des Sondenstroms variiert, was eine Ausgangsspannungssättigung (< VS) des Verstärkers über einen sehr breiten dynamischen Bereich des Sondenstroms (ΔIp von 106) in der Praxis verhindert. Die Sondenstromverteilung durch die parallelen Feedbackpfade R&sub2;, C&sub1;, D3/D4 ist eine Funktion der Stromstärke. Bei minimalen Werten von Ip ist die Leitfähigkeit der Dioden D3 oder D4 im Vergleich zu R&sub2; vernachlässigbar derart, dass R&sub2; allein im Wesentlichen die Ausgangsspannung, Vout ∼ IpR&sub2;, bestimmt. Bei maximalen Werten von IP ist die Leitfähigkeit der Dioden D3 und D4 dominant und die Ausgangsspannung ist eine Funktion der Diodeneigenschaften, d. h. natürlicher Logarithmus von Ip und der Temperatur.

Die Abhängigkeit der Diodentemperatur kann in der Praxis "auskalibriert" werden durch Injizieren von (+/-) Kalibrierungsströme (ICAL) in der Feedbackschlaufe vor dem Signal. Beispielsweise wird die Größe herangezogen, wenn die Anwendung das Sammeln einer großen Menge an Daten gestattet, die in Abschussalgorithmen in Raketen verwendet werden können. Die Kalibrierung wird unter Verwendung eines Widerstands und einer bipolaren Referenzspannung oder einer Stromquelle durchgeführt. Diese logarithmische Kalibrierung ist dem Fachmann bekannt.

Die gesamten Roll-Off-Frequenzcharakteristiken des Strom-Spannungs- Komprimierungswandlers 40 sind eine Funktion des Sondenstroms, wie vorhergehend beschrieben, auf Grund der stromabhängigen Charakteristiken der Diodenleitfähigkeit, welche parallel mit R&sub2;, C&sub1; zusammenwirken. Bei niedrigen Werten von Ip ist die Diodenleitfähigkeit derart vernachlässigbar, dass eine Hochfrequenz-Roll-Off allein durch R&sub2;/C&sub2; bestimmt wird, dessen Zeitkonstante gewählt wird, um nur die von dem "signifikanten" Ziel induzierten Frequenzen in einem maximalen spezifizierten Bereich zu umfassen, welcher gleichzeitig die am geringsten mögliche Störgeräuschbandbreite festlegt. Bei maximalen Werten von Ip, jedoch, dominiert die Leitfähigkeit der Dioden über dem Wert R&sub2; derart, dass die Hochfrequenz der Roll-Off/-Cut-Off sich erstreckt, was gleichzeitig eine höhere Anstiegsgeschwindigkeitskapazität der gesamten Stufe für einen geltenden Wert von C&sub1; ermöglicht. Dies stellt sicher, dass nahzielinduzierte Signaturen/Änderungsraten durch die nachfolgende Signalverarbeitung und verknüpften Algorithmen geeignet verarbeitet werden.

In der bevorzugten Ausführungsform ist der I-E-Komprimierungswandler 40 mit einem Hochpassfilter 50 und einem Niedrigpassfilterverstärker 60 verbunden, um Frequenzen auszuschließen, die nicht mit dem Zielspektrum verknüpft sind. Die Signalverarbeitung wird in Echtzeit mit den Analog-Digital-Wandler 70 durchgeführt, welcher mit dem Filter 50 und Filter/Verstärker 60 in Verbindung steht. Ein Mikrokontroller 80 ist mit dem Analog-Digital-Wandler 70 verbunden und beinhaltet die geeigneten Algorithmen und notwendigen Peripherien, beinhaltend einen Zeitgeber. Ein Tabellenalgorithmus (Amplitude gegenüber Zeit) wird in der bevorzugten Ausführungsform verwendet. Der Mikroprozessor 80 steht mit der Abschussschalter-Ausgangsschnittstelle 90 in Verbindung. Die Schnittstelle 90 empfängt Informationen von dem Kontroller 80, um zu detonieren, oder empfängt eine Eingabe von dem Nasendruckschalter 95, um zu detonieren. Dieses Detonationssignal ist mit dem Basiselement/Zünder des Projektils 10 verbunden. Der Nasendruckschalter 95 ist dem Fachmann bekannt und ist ein paralleler Feuerschalter, um die Detonation bei unmittelbaren Kontakten mit einem Ziel sicherzustellen. Die "kurzgeschlossene Sonden"-I-E-Sensorenkonfiguration stellt einzigartige Signaturen für sowohl Projektil/Zielvorbeiflug (Abstand)- als auch Kollisionskursszenarien zur Verfügung. Das Vorbeiflug- oder Abstandszenario produziert eine bipolare Signaturcharakteristik und das Kollisionskurs- oder Direktkontaktszenario produziert eine Signaturcharakteristik und das Kollisionskurs- oder Direktkontaktszenario produziert eine unipolare Signaturcharakteristik. Die diskriminierenden Signaturcharakteristiken gestatten es einem geeigneten Mikrokontrolleralgorithmus 80, das Vorbeiflugszenario und einen geeigneten Abschussausgang/Explosionspunkt durch die bipolare Signatur zu bestimmen. In einer typischen Anwendung richtet sich der Detektionsalgorithmus nach der Zeit, bei welcher sich das Signal oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes befindet; die Zeit von einer zweiten Schwellenwertüberquerung zu einer Null-Überquerung; und die Zeit von einer Null-Überquerung zu einem detektierten Schwellenwert. Für ein Kollisionskursszenario eines Projektils ist die Signatur unipolar, was in keinem Abstandsabschussausgang auf Grund des Signaturerkennungsalgorithmus resultiert und wendet auch den Punktdetonations-(Druck oder Vibrationsschalter 95)-Abschussausgangsmodus an. Diese Merkmalerkennungsfähigkeit (und exzellente Störzeichen-Zurückweisung) des Es Abstandssensor 35 eliminiert das Bedürfnis nach einem manuell zu betätigendem Luft/Bodenschalter wie in früheren Abstandsschaltern.

Eine optionale "Vorfeld"-Sonde würde ein Spannungsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz sein. In dieser Ausführungsform würde eine Spannung, kein Strom, gelesen werden. Die mit dieser Ausführungsform benutzte unterschiedliche Elektronik ist dem Fachmann gut bekannt. Jedoch würde diese Ausführungsform nicht die idealen Signaturcharakteristiken der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen erzeugen.

Die vorherigen Beispiele und Offenbarungen sind nur zu illustrativen Zwecken gedacht und nicht erschöpfend. Diese Beispiele und Beschreibungen werden viele Variationen und Alternativen dem Durchschnittsfachmann nahe legen. Jede dieser Alternativen und Variationen ist beabsichtigt, von dem Umfang der beiliegenden Ansprüche umfasst zu werden.


Anspruch[de]

1. Abstandssensor für ein Projektil (10), aufweisend:

(a) eine Kegelnase (20) aus dielektrischem Material mit einer inneren Oberfläche; und

(b) Erkennungsmittel verbunden mit der inneren Oberfläche der Kegelnase zum Erkennen eines feindlichen Flugzeugs.

2. Sensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein inhärentes elektrisches Feld erkennt, das das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, wobei das Projektil einen leitfähigen Körper (27) aufweist und die Kegelnase mit dem Projektil verbunden ist, wobei das Erkennungsmittel weiter aufweist:

(a) einen elektrisch leitfähigen Bereich (26), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase und leitfähig von dem Projektilkörper (27) getrennt ist; und

(b) Detektiermittel (16) zum Detektieren einer Zeitrate einer Stromänderung zwischen dem leitfähigen Bereich und dem Projektilkörper, die durch das elektrische Feld, das das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, induziert wird, wobei das Detektiermittel funktionsfähig mit dem leitfähigen Bereich und dem Projektilkörper verbunden ist.

3. Sensor nach Anspruch 2, weiter aufweisend ein Verarbeitungsmittel (40) für eine Signalkomprimierung zum Umwandeln der Zeitrate eines Stromänderungssignals von dem Detektiermittel in eine Zeitrate eines Spannungsänderungssignals mit einer Amplitude und einer Bandbreite, die eine Funktion des detektierten Stroms darstellen, wobei das Komprimierungsmittel leitfähig mit dem Detektiermittel verbunden ist.

4. Sensor nach Anspruch 3, weiter aufweisend ein Kalibrierungsmittel zum Kalibrieren des detektierten Stroms, wobei das Kalibrierungsmittel leitfähig mit dem Detektiermittel verbunden ist.

5. Sensor nach Anspruch 2, weiter aufweisend einen zweiten leitfähigen Bereich (28), der von dem leitfähigen Bereich getrennt und mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist, wobei der zweite leitfähige Bereich elektrisch mit dem Körper (27) des Projektils verbunden ist.

6. Sensor nach Anspruch 2, weiter aufweisend: einen zweiten leitfähigen Bereich (28), der von dem leitfähigen Bereich (26) und dem Projektilkörper (27) getrennt ist, einen dritten leitfähigen Bereich, der von dem leitfähigen Bereich, dem zweiten leitfähigen Bereich und dem Projektilkörper getrennt ist; ein zweites Detektiermittel zum Detektieren einer Zeitrate einer Stromänderung zwischen dem zweiten und dem dritten leitfähigen Bereich, wobei das Detektiermittel funktionsfähig mit dem zweiten leitfähigen Bereich und dem dritten leitfähigen Bereich verbunden ist.

7. Sensor nach Anspruch 1, wobei die Kegelnase mit dem Projektil verbunden ist und wobei das Erkennungsmittel weiter aufweist:

(a) einen ersten elektrischen leitfähigen Bereich (26), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist;

(b) einen zweiten elektrischen leitfähigen Bereich (28), der leitfähig von dem ersten leitfähigen Bereich (26) getrennt und mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist; und

(c) Detektiermittel, das mit dem ersten und zweiten leitfähigen Bereich zum Detektieren einer Zeitrate einer Stromänderung zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Bereich verbunden ist, die durch ein elektrisches Feld, das das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, induziert wird.

8. Sensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein elektrisches Feld erkennt, das das elektrostatische aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, und wobei die Kegelnase mit dem Projektil verbunden ist, und wobei das Erkennungsmittel weiter aufweist:

(a) einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich (26), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist;

(b) einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich (28), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden und von dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich isoliert ist; und

(c) Detektiermittel zum Detektieren einer Zeitrate einer Spannungsänderung zwischen dem ersten leitfähigen Bereich und dem zweiten leitfähigen Bereich, die durch das elektrische Feld, das das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, induziert wird.

9. Sensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein elektrisches Feld erkennt, das das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, und wobei das Projektil einen leitfähigen Körper aufweist, und wobei die Kegelnase mit dem Projektil verbunden ist, und wobei das Erkennungsmittel aufweist:

(a) einen elektrisch leitfähigen Bereich (26), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden und von dem Projektilkörper getrennt ist; und

(b) Detektiermittel zum Detektieren einer Zeitrate einer Spannungsänderung zwischen dem elektrisch leitfähigen Bereich und dem Projektilkörper, die durch das elektrische Feld, das das elektrostatisch aufgeladene feindliche Flugzeug umgibt, induziert wird.

10. Sensor nach Anspruch 9, weiter aufweisend einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich, der von dem elektrisch leitfähigen Bereich getrennt und mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist, wobei der zweite leitfähige Bereich elektrisch mit dem Körper des Projektils verbunden ist.

11. Sensor nach Anspruch 1, wobei das Erkennungsmittel weiter aufweist:

(a) einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich (26), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist;

(b) einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich (28), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist;

(c) Isoliermittel (30) zum Trennen des ersten leitfähigen Bereich von dem zweiten leitfähigen Bereich; und

(d) Detektiermittel, die funktionsfähig mit dem ersten und zweiten Bereich zum Detektieren eines zeitveränderlichen elektrischen Feldes zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Bereich auf Grund des feindlichen Flugzeugs verbunden ist.

12. Sensor nach Anspruch 11, wobei das Isoliermittel aus einem dielektrischen Material besteht.

13. Sensor nach Anspruch 11, wobei das Isoliermittel ein Bereich der Kegelnase ist.

14. Sensor nach Anspruch 1, wobei das Erkennungsmittel weiter aufweist:

(a) einen elektrisch leitfähigen Bereich (26), der mit der inneren Oberfläche der Kegelnase verbunden ist;

(b) einen elektrisch leitfähigen Projektilkörper (27);

(c) Isoliermittel (30) zum Trennen des leitfähigen Bereichs von dem Projektilkörper; und

(d) Detektiermittel, die funktionsfähig mit dem leitfähigen Bereich und dem Projektilkörper zum Detektieren eines zeitveränderlichen elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Bereich und dem Projektilkörper auf Grund des feindlichen Flugzeugs verbunden ist.

15. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor weiter ein Zündungsmittel aufweist, das leitfähig mit dem Detektiermittel zum Detonieren des Projektils verbunden ist.

16. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material der Kegelnase ein keramisches Material ist.

17. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das dielektrische Material der Kegelnase ein mit Ferrit gefülltes keramisches Material ist.

18. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das dielektrische Material der Kegelnase ein halbleitendes Material ist.

19. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Kegelnase aus Siliziumnitrid besteht.

20. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Kegelnase aus Siliziumkarbid besteht.







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