DE1010406B

DE1010406B - Automatische Kurssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1010406B
Application number: DEE10582A
Authority: DE
Inventors: Hans Bolzmann
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1955-04-19
Filing date: 1955-04-19
Publication date: 1957-06-13
Also published as: DE1010406C2

Description

Automatische Kurssteuerungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine automatische Kurssteuerungsvorrichtung für einen Schwimm-, Tauch-oder Flugkörper mit einem Echolotgerät.
Es ist ein Torpedo bekannt, in dessen Kopf zur selbständigen Zie,lsuche ein Echolotgerät für Unterwasserschail eingebaut ist, das an die Ruderanlage des Torpedos gekuppelt ist. Die Funktion dieser bekannten Vorrichtung ist an das Vorhandensein eines sich von der Umgebung abhebenden Unterwasersdallreflektors gebunden, der dann das Ziel des Torpedos ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwimm-, Taudi- oder Flugkörper automatisch entlang einer bestimmten Route zu steuern, und zwar unabhängig von dem Vorhandensein besonderer sich von der Umgebung abhebender Reflektoren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein hekanntes, impulsgetastetes, senkrecht oder nahezu senkrecht zur Fahrtrichtung lotendes Echolotgerät mit der Kurssteuerungsvorrichtung gekuppelt ist und Echosignale, deren Laufzeit länger oder kürzer als eine vorbestimmte ausgezeichnete Laufzeit ist, eine Kursänderung in der horizontalen Ebene bewirken, durch die der Schwimm-, Tauch-oder Flugkörper wieder in die ausgezeichnete Entfernung von dem Impulsreflektor gebracht wird.
Der Flug- oder Schwimmkörper bewegt sich danii z. B. auf einer Höhen- oder TiefenLinlie. Falls man die Tauchtiefe ändert, muß die ausgezeichnete Laufzeit einstellbar sein.
Die Lotung kann auch horizontal oder unter einem belliebigen Zwischenwinkel zwischen der Horizontalen und der Vertikalen erfolgen.
Bei Änderung der Flughöhe beziehungsweise Tauchtiefe muß die ausgezeichnete Laufzeit entsprechend korrigiert werden.
Zweckmäßigerweise verwendet man zur Kurssteuerung eines Schwimmfahrzeuges entlang einer Kurve gleicher Meerestiefe ein vertikal gerichtetes, impulsgetastetes Echolotgerät für Unterwasserschajl zur Anlotung des Meeresbodens und zur Bestimmung der Meerestiefe.
Die Erfindung hat besondere Bedeutung für die Bankfischerei. Bekanntlich halten sich einige Fischarten entlang bestimmter Tiefenlinien auf dem Meeresgrund auf. Um sie zu fangen, fährt der Bankfischer mit seinem Fischdampfer, der ein Grundnetz im Schlepp hat, über diese Fischgründe hinweg. Er muß zu diesem Zweck ständig die Meerestiefe bestimmen und den Kurs des Schiffes derart korrigieren, daß das Schiff auf einer Linie gleicher Meerestiefe entlang fährt. Die ständige Kontrolle der Meerestiefe und Korrektur des Schiffskurses wird von Vorrichtungen nach der Erfindung selbsttätig bewirkt.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Gemäß Fig. list ein Schiff 1 mit einem senkrecht nach unten den Meeresboden anlotenden Echolotgerät ausgestattet. In der gezeichneten Lage des Schiffes 1 hat die Meerestiefe am Ort des Schiffes die Größe Ii. Die entsprechende Echolaufzeit möge der ausgezeichneten Laufzeit entsprechen, so daß keine Kursänderung bewirkt wird: Wird das Schiff 1 auf Grund beliebiger Ursachen,.beispielsweise durch Drift, seitlich versetzt, so daß die Meerestiefe am Ort des Schiffes die Größe h 1 bzw. h2 annimmt, dann besteht zwischen der ausgezeichneten Laufzeit und der gemessenen Laufzeit eine Differenz. Diese bewirkt ein Kursänderung des Schiffes mit solcher Richtung, daß das Schiff wieder auf die alte Route zurückgeführt wird. Das Schiff fährt auf diese Weise auf einer Kurve gleicher Meerestiefe entlang.
In Fig. 2 sind mit 2 das Ufer eines Gewässers, mit 3 bis 6 je eine Tiefenlinie bezeichnet. Die Meerestiefe wird von dem Ufer 2 bis zu der Tiefenliuie 6 zunehmend größer. Mit 7 ist ein Schiff bezeichnet, daß mit einer automatischen Kurssteuerungsvorrichtung nach der Erfindung ausgestattet ist. Ist die Kurssteuerungsvorrichtung auf die der Tiefenlinie 4 entsprechende Meerestiefe eingestellt, dann fährt das Schiff 7 auf dieser Tiefenlinie entlang. Die Tiefenlinie4 ist also gleichzeitig Kurslinie des Schiffes 7.
Naturgemäß kann auch die Uferböschung angelotet werden, dann fährt das Schiff auf einer Linie parallel zum Ufer entlang.
Die Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wird nun an Hand der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Gemäß Fig. 3 ist mit 10 ein endloses, umlaufendes Band bezeichnet, an dem ein Pegistrierstift 11 und drei Nocken 12, 13, 14 befestigt sind. Der Nocken 12 betätigt bei jedem Umlauf einmal dlen Kontakt 15, der seinerseits kurzzeitig den Lotimpuisgenerator 16 einschaltet und somit die Aussendung eines Lotimpulses in dem sendenden Wandler 17 bewirkt. Die vom Boden reflektierten Echoimpulse werden in dem Wandler 18 empfangen und nach Verstärkung in dem Verstärker 19 kürzer den Kontakt 20 und eine leitende Einlage des endlosen Bandes 10 dem Schreibstift 11 zugeleitet, der dann eine Marke 21 in den Registrierstreifen 22 brennt. Der bislang beschriebene Teil der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist ein Echolotgerät mit einem Registriergerät an sich bekannter Bauart und kann entsprechend den bekannten Typen von Echol otgeräten abgewandelt werden Zur automatischen Kurssteuerung werden die verstärkten Echeimpulse außerdem einem Impulsgeneratow 23 zugeleitet, der bei Eintreffen eines Echoimpulses einen Steuerimpuls kontanter vorzugsweise einstellbarer Amplitude und Dauer erzeugt. Dieser Steuerimpuls gelangt über den Schalter 24 an den Motor 25, der das Ruder 26 betätigt. In der Bahn der Nocken 12 bis 14 befindet sich der Kontakt 16, der auf ein Schrittschaltwerk für den Schalter 24 einwirkt und den Schalter 24 bei jeder Betätigung durch einen der Nocken 12 bis 14 um eine Schaltstellung weiterrDiekt. Der Schalter 24 nimmt also während jeder Lotperiode nacheinander drei Schaltstellungen ein.
Steuerimpulse, die eintreffen, während der Schalter 24 sich in seiner ersten Stellung befindet, werden derart dem Motor 25 zugeleitet, daß ein Ruderausschlag nach der einen Seite bewirkt wird, während Schaltimpulse, die eintreffen, während sich der Schalter 24 in der dritten Schaltstellung befindet, einen Ruderausschlag nach der anderen Seite bewirken. Das Vorzeichen dieser Ruderausschläge kann an dem Betätigungsorgan 24' eingestellt werden. Schaltimpulse, die eintreffen, während sich der Schalter 24 in der Mittelstellung befindet, bewirken keinen Ausschlag oder, je nach Ausbildung der Vorrichtung, ein Zurückgehen des Ruders 26 in die Nullage. Der Kontakt 16 kann in der Bahn der Nocken 12 bis 14 vermittels des Betätigungsorgans 27 auf einer nicht dargestellten Führung verschoben werden. Für das Betätigungsorgan 27 ist eine Skala 28 vorgesehen, die vorzugsweise in Entfernungseinheiten geeicht ist. Echoimpulse, deren Laufzeit länger oder kürzer als die an dem Betätigungsorgan 27 eingestellte Laufzeit ist, bewirken dann einen Ausschlag des Ruders 26, der durch geeignete Stellung des Schalters 24' so gepolt ist, daß das Fahrzeug wieder auf die alte Kurslinie zurüclçgeführt wird. Da die ausgezeichnete Echolaufzeit an dem Betätigungsorgan 24 eingestellt werden kann, kann jede beliebige Tiefenlinie als Kurz linie herangezogen werden.
Wie bereits bemerkt, kann an Stelle des Echolotgerätes 15 bis 21 auch ein anderes an sich bekanntes Echolotgerät Verwendung finden. Sehr vorteilhaft ist es auch, an Stelle des endlosen Bandes eine rotierende kreisförmige Scheibe zu verwenden, die in ihrem Umfang Nocken entsprechend den Nocken 12 bis 14 und eine Glimmlampe trägt, die von dem empfangenen Echoimpuls hellgetastet wird. Schließlich ist es auch möglich, zur Anzeige der Echeimpulse einen Kathodenstrahloszillographen vorzusehen oder aber auf die Anzeige der Echoimpulsle zu verzichten. In einem solchen Fall kann man an Stelle des Schalters 24 einen im Takt der Lotimpulse auf einer kreisrunden Kontaktschiene umlaufenden Kontaktarm vorsehen.
Die Kontaktschiene unterteilt man dann in drei gegeneinander isolierte Kontaktstücke, so daß der Kontaktarm in jeder Lotperiode nacheinander drei Schalt- stellungen einnimmt, die den Schalts tel lungen des Schalters 24 entsprechen.
Gemäß Fig. 4, in der ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt ist, sind mit 30 ein Taktgeber, mit 31 ein Lotimpulsgenerator, mit 32 ein sendender Wandler, mit 33 ein empfangender Wandler, mit 34 ein Verstärker, mit 35 ein bistabiler Multivibrator, mit 36 ein monostabikr Multivibrator, mit 37 ein Differenzverstärker und mit 38 eine Ruderanlage bezeichnet. Die Wirkungswfeise der Anordnung ist folgende.
In dem Taktgeber 30 werden periodisch Taktimpulse erzeugt, die den Lotimpulsgenerator 31 auftasten und damit die Aussendung der Lotimpulse in dem sendenden Wandler 32 bewirken. Die Taktimpulse schalten außerdem die beiden Multivibratoren 35 und 36 um. Der monostabile Multivibrator 36 schaltet sich selbsttätig nach einer Zeit, die an dem Betätigungsorgan 36' eingestellt werden kann, in seinen stabilen Zustand zurück. Der bistabile Multivibrator 35 wird durch die in dem Wandler 33 empfangenen Echoimpulse in seinen ursprünglichen Zustand zurückgeschaltet. Die in den beiden Multivibratoren entstehenden Rechteckimpulse werden dem Differenzverstärkr 37 zugeleitet, in dem der aus den Multivibratoflmpulsen gebildete Differenz impuls verstärkt wird. Der Differenzimpuls wird dann als Steuerimpuls der Ruderanlage 38 zugeleitet. Seine Dauer ist abhängig von der Einstellung des Betätigungsorgans 36' und der Laufzeit des Echoimpulses. Das Vorzeichen des Differenzimpulses kann an dem Betätigungsorgan 37' umgeschaltet werden. Die Größe des durch die Differenzimpulse bewirkten Ruderausschlages hängt von der Dauer des Differenzimpulses ab. Die Richtung des Ruderausschlages hängt vom Vorzeichen des Differenzimpulses ab, das an dem Betätigungsorgan37' umgeschaltet werden kann.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Automatische Kurssteuerungsvorrichtung für einen Schwimm-, Tauch- oder Flugkörper mit einem Echolotgerät, dadurch gekennzeichnet, daß ein bekanntes impulsgetastetes, senkrecht oder nahezu senkrecht zur Fahrtrichtung lotendes Echolotgerät(18> 19, 33, 34) mit der I(urssteuerungsvorrichtung (25) gekuppelt ist und Echosignale, deren Laufzeit länger oder kürzer als eine vorbestimmte ausgezeichnete Laufzeit ist, eine Kursänderung in der horizontalen Ebene bewirken, durch die der Schwimm-, Tauch- oder Flugkörper (1) wieder in die ausgezeichnete Entfernung von dem Impuls reflektor gebracht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgezeichnete Laufzeit entsprechend der Lotentfernung (h) einstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer oder elektronischer Schalter (24, 35, 36, 37), der während jeder Lotperiode nacheinander drei Stellungen einnimmt, bei Echoimpulsen mit kürzerer Laufzeit als die ausgezeichnete Laufzeit, die eintreffen, während der Schalter (24, 35-37) seine erste Stellung einnimmt, einen Ruderanschlag nach der einen Seite bewirkt und bei Echoimpulsen mit längerer Laufzeit als die ausgezeichnete Laufzeit, die eintreffen, während der Schalter (24, 35-37) seine dritte Stellung einnimmt, einen Ruderausschlag nach der anderen Seite bewirkt, dagegen bei Echoimpulsen, die während der zweiten Stellung des Schalters (24, 35-37) eintreffen, keinen Ruderausschlag oder die Rückführung des Ruders (26) in die Nullstellung bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsorgan (24', 37') zum Einstellen des Vorzeichens der durch die Echoimpulse bewirkten Ruderausschläge vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Steuerung der Größe des Ruderausschlages nach Maßgabe der Differenz der Laufzeit des den Ausschlag bewirkenden Echoiimpulses und der Laufzeit, die der ausgezeichneten Entfernung entspricht, vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Vorrichtungen (35, 36) vorgesehen sind, die beide gleichzeitig mit der Aussendung der Lotimpulse eingeschaltet werden und von denen die eine, die vorzugsweise als monostabiler Multivibrator (36) ausgebildet ist, sich selbständig nach Ablauf einer an einem Betätigungsorgan (36') einstellbaren Zeit zurückschaltet, während die andere, die vorzugsweise als bistabiler Multivibrator (35) ausgebildet ist, durch von den Echoimpulsen abgeleitete Spannungsimpulse ausgeschaltet wird, und daß eine Vorrichtung (37) vorgesehen ist, in der zur Erzeugung von Steuerimpulsen für die Ruderbewegung die Summe oder Differenz der beiden von den Vorrichtungen (35, 36) erzeugten Impulse gebildet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse, vorzugsweise nach Verstärkung einer Steuervorrichtung (25,38) für die Ruderbewegung, vorzugsweise einem Motor (25) zugeleitet werden und daß sie einen Ruderausschfag bewirken, dessen Größe der Impulszahl der Steuerimpulse proportional ist und dessen Vorzeichen vom Vorzeichen der Steuerimpulse und der Einstellung eines Betätigungsorgans (24', 37') abhängt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Echoimpulse ein Registriergerät (10, 11, 22), ein Kathodenstrahloszi llograph oder ein Anzeigegerät mit periodisch umlaufender Glimmlampe vorgesehen ist.