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Die
Erfindung betrifft ein modulares Aufklärungs- und/oder Kampfsystem
für Wasserfahrzeuge, insbesondere
für Unterwasserfahreuge.
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Wasserfahrzeuge,
insbesondere Unterwasserfahrzeuge, besitzen bislang keinen ausreichenden
Schutz gegen Bedrohungen bzw. Angriffe bspw. von einem Schlauchboot
aus, oder gegen Angriffe durch Kampfschwimmer, Terroristen o. dgl.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein modulares Aufklärungs- und/oder Kampfsystem für Wasserfahrzeuge,
insbesondere für
Unterwasserfahrzeuge, mit guten Aufklärungs- und/oder Verteidigungs- und/oder Kampfunterstützungs-Eigenschaften
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems
sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Systems ist
eine gute Aufklärung
bezüglich
aktueller Informationen über
militärische
bzw. zivile oder terroristische Ziele auf See, sowie auf Land möglich. Auch
aktuelle Wetterdaten sind einholbar. Das erfindungsgemäße System
weist optimale Verteidigungseigenschaften gegen einen Angriff von
Schiffen, Booten, Hubschraubern oder Flugzeugen, erfindungsgemäßen Systems
besteht in seiner Kampfunterstützungsfähigkeit
z.B. bei der Anlandung von Kampftruppen, zur Aufklärung und
als Feuerschutz, zur Sicherung von Nachschubwegen und in der Fähigkeit
zum Binden gegnerischer Kräfte.
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Weitere
Vorteile bestehen im einfachen Aufbau und in der kompakten Bauweise,
der einfachen Integration in ein Wasserfahrzeug und in der sicheren Funktion
des erfindungsgemäßen modularen
Systems. Außerdem
ist es preisgünstig
realisierbar.
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Der
Roboter des erfindungsgemäßen Systems
weist bei einer bevorzugten Ausbildung eine vertikal ausfahrbare
und in der Horizontalebene um eine vertikale Achse drehbare Teleskopsäule auf,
an der ein Manipulatorarm mit Armsegmenten d.h. -elementen vorgesehen
ist. Der Manipulatorarm weist einen Greifer zum gezielten Greifen
einer im Behälter befindlichen
Rakete oder eines Flugkörpers
auf. Der Roboter weist außerdem
eine Steuer- und Kontrolleinheit und eine Sensorik auf. Die Raketen
und/oder Flugkörper
sind im Behälter
in Bezug zur Teleskopsäule
ein-, zwei- oder mehrlagig koaxial angeordnet, so dass der Zugriff
zur jeweiligen Rakete bzw. zum jeweiligen Flugkörper einfach und zeitsparend
präzise möglich ist.
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Moderne
Wasserfahrzeuge bzw. Unterwasserfahrzeuge besitzen einen Bordrechner.
In diesen kann ein geeignetes Aufklärungs- und Feuerleitsystem
integriert sein, das mit dem Roboter wirkverbunden ist.
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Bei
den Systemkomponenten des erfindungsgemäßen Systems handelt es sich
um den Roboter, ein Trägersystem
für Nutzlasten,
und um Nutzlasten, bei welchen es sich um Submunitionen handeln
kann. Bei dem erfindungsgemäßen modularen System
können
Originalversionen oder modifizierte Versionen bekannter, eingeführter Trägersysteme wie
z.B. LAR, COBRA, HOT, MILAN usw. zur Anwendung kommen. Bei den Nutzlasten
bzw. Submunitionen kann es sich um konventionelle Gefechtsköpfe wie
HE-, Splitter-, Blast-, Nebel-, Leucht-, o. dgl. Gefechtsköpfe handeln.
Auch Hochleistungs-Gefechtsköpfe
wie SMART, Bomblet, STABO o. dgl. können zur Anwendung kommen.
Zur Aufklärung,
zum Stören,
zum Lenken, als Relaisstation usw. kann SENTRÄ zum Einsatz gelangen. Die
Funktion des erfindungsgemäßen Systems
ist wie folgt:
Zuerst wird der Behälter mit der gewünschten
Anzahl und Art von Raketen und/oder Flugkörpern bzw. Gefechtsköpfen beladen.
Dann wird der Behälter
auf dem Wasserfahrzeug, insbesondere Unterwasserfahrzeug, an der
dafür vorgesehenen
Stelle genau richtig positioniert installiert. Dann wird der Behälterdeckel
vom Behälter
abgehoben und der Roboter im Behälter
und am Wasserfahrzeug genau richtig positioniert platziert Gleichzeitig
werden alle elektrisch notwendigen Verbindungen hergestellt. Anschließend wird
der Behälter
mit dem Behälterdeckel
verschlossen, wonach das Wasserfahrzeug auf Fahrt gehen kann.
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Im
Ernstfall wird der Behälter – gegebenenfalls – nach oben über die
Wasserlinie gefahren und anschließend der Behälterdeckel
geöffnet.
Der Roboter greift die gewünschte
Munition, hebt diese über den
Behälter
und bringt sie in Abschussposition. Danach erfolgt die Auslösung des
Schusses.
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Zweckmäßig kann
es sein, wenn die Teleskopsäule
mit dem Manipulatorarm mit dem Greifer bspw. aus amagnetischem Stahl
bestehen.
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Der
Antrieb des Roboters kann ein elektrischer und/oder ein hydraulischer
und/oder ein pneumatischer Antrieb d.h. eine Kombination solcher
Antriebe sein.
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Der
Greifer des Roboters kann entsprechend der Nutzlastgeometrie bspw.
als Mehrfach- bzw. Revolvergreifer ausgebildet sein.
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Um
die gewünschte
Zuverlässigkeit
des erfindungsgemäßen Systems
zu gewährleisten,
hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
wenn beim Roboter redundante Antriebssysteme und Steuereinheiten zur
Anwendung gelangen. Auch ein manueller Betrieb desselben sollte
möglich
sein.
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Da
die Position und die Lage des Wasserfahrzeuges, insbesondere des
Unterwasserfahrzeuges, und da die Position des jeweiligen Zieles
aus einer Vor- bzw. Fremdaufklärung
bekannt ist, benötigt das
erfindungsgemäße System
in vorteilhafter Weise kein eigenes Feuerleitsystem.
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Die
Steuerung des Roboters erlaubt ein Umsortieren der Nutzlast d.h.
der Raketen und/oder Flugkörper
im Behälter,
bspw. ein-, zwei- oder mehrlagig, sowie ein sensorbasiertes geregeltes
Greifen der entsprechenden Rakete bzw. des entsprechenden Flugkörpers bspw.
nach einem Erkennungsmuster, sowie ein vollautomatisches und zeitoptimiertes Bewegen
d.h. Anfahren der entsprechenden Rakete bzw. des Flugkörpers in
die richtige Abschussposition. Durch Kollisionsvermeidung ergibt
sich eine hohe Funktionssicherheit.
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Die
Sensorik kann ein kameragestütztes
Sehen und eine maschinelle Bildverarbeitung d.h. Objekterkennung
und Klassifizierung ermöglichen.
Zur Statusrückmeldung
des Bestandes an Raketen und/oder Flugkörpern kann ein Ultraschall-Flächenarray
zur Anwendung gelangen. Dieses kann alternativ auch zur Statusrückmeldung
der Position der jeweiligen Rakete bzw. des jeweiligen Flugkörpers dienen.
Durch eine Greifkraftregelung ist eine feinfühlige Manipulation der Raketen
bzw. Flugkörper möglich.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch verdeutlichten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen modularen
Aufklärungs-
und/oder Kampfsystems für Wasserfahrzeuge,
insbesondere Unterwasserfahrzeuge, wobei es sich versteht, dass
dieses System bspw. auch bei Landfahrzeugen zur Anwendung gelangen
kann.
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Es
zeigen:
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1 in
einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht einen Abschnitt eines
Wasserfahrzeuges, insbesondere eines Unterwasserfahrzeuges, mit
einem modularen Aufklärungs-
und/oder Kampfsystem,
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2 einen
Abschnitt des Wasserfahrzeuges in Blickrichtung von oben, zur Verdeutlichung
eines Koordinatensystems und der definierten Ausrichtung des Roboters
und des Behälters
des modularen Systems in Bezug auf das besagte Koordinatensystem,
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3 aufgeschnitten
einen mit Raketen und/oder Flugkörpern
bestückten
Behälter
in Kombination mit einem Roboter, dessen Greifer die entsprechende
Munition greift,
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4 eine
der 3 ähnliche
Darstellung, wobei der Roboter mit seinem Greifer die entsprechende
Munition von ihrem Ausgangsplatz wegbewegt, und
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5 eine
den 3 und 4 ähnliche perspektivische Ansicht
in Blickrichtung von schräg unten,
wobei die entsprechende Munition mit Hilfe des Roboters in ihrer
Abschussposition positioniert worden ist.
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1 zeigt
in einer Schnittdarstellung einen Abschnitt eines Wasserfahrzeugs 10,
bei dem es sich insbesondere um ein Unterwasserfahrzeug handeln kann.
Durch das Wasserfahrzeug 10 ist eine Bezugsebene 12 bestimmt.
Die Bezugsebene 12 ist bspw. die Zeichnungsebene der 2.
In der Bezugsebene 12 ist ein Koordinatensystem x, y (s. 2)
definiert.
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Das
Wasserfahrzeug 10 weist ein modulares Aufklärungs- und/oder
Kampfsystem 14 auf, das nachfolgend kurz als „System" bezeichnet wird.
Das System 14 weist einen Roboter 16 und einen
Behälter 18 auf.
Im Behälter 18 sind
Raketen und/oder Flugkörper 20 gelagert,
die Kampf- und/oder Aufklärungszwecken
dienen.
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Der
Roboter 16 weist ein Säulenelement 22 mit
einem Manipulatorarm 24 mit einem Greifer 26 und
eine Steuer- und Kontrolleinheit 28 auf. Die Steuer- und
Kontrolleinheit 28 ist einem Antrieb 30 zugeordnet,
mittels welchem der Roboter 16 angetrieben d.h. definiert
bewegt wird.
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Das
Säulenelement 22 des
Roboters 16 ist als Teleskopsäule 32 ausgebildet,
die in der zur Bezugsebene 12 und damit zur Koordinatenebene
x, y senkrechten Richtung z verstellbar ist. Das ist in 1 durch
den Doppelpfeil 34 angedeutet.
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Das
Säulenelement 22 des
Roboters 16 ist im Zentrum des Behälters 18 vorgesehen
und die Raketen und/oder Flugkörper 20 sind
im Behälter 18 zum
Säulenelement 22 in
mindestens einer Lage koaxial angeordnet und in z-Richtung orientiert.
Die Raketen und/oder Flugkörper 20 werden
im Behälter 18 durch
Halteelemente 36 freigebbar gehalten. Der Behälter 18 weist
einen Boden 38 auf, der mit Aussparungen 40 ausgebildet
ist, die zur Zentrierung und somit zur genauen Positionierung des
Behälters 18 und des
Roboters 16.
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Der
Manipulatorarm 24 des Roboters 16 weist eine Anzahl
Armelemente 42 auf, die miteinander derartig schwenkbeweglich
verbunden sind, so dass der Greifer 26 des Roboters 16 die
Munition 20 im Azimut, in der Elevation und in der Höhe mit Hilfe des
Roboter-Antriebes 30 verstellen kann. Das ist in 1 durch
die bogenförmigen
Pfeile 44 und 46 angedeutet. Zur Verstellung in
der Elevation kann das Säulenelement 22 des
Roboters um seine vertikale Mittelachse 48, die der z-Achse
entspricht, drehbar sein. Das ist in 1 durch
den bogenförmigen
Pfeil 50 angedeutet.
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Das
zentrale Säulenelement 22 und
der mit Raketen und/oder Flugkörpern 20 bestückte Behälter 18 sind
in Bezug zum Koordinatensystem x, y der Bezugsebene 12 definiert
ausgerichtet positionierbar. Das ist in 2 durch
die beiden sich kreuzenden Pfeile 52 und 54 angedeutet,
die miteinander bspw. einen bestimmten, beliebigen Winkel α einschließen können; die
selbstverständlich
jedoch auch zusammenfallen können
d.h. deckungsgleich mit α =
0 orientiert sein können.
Zu dieser Ausrichtung weist das Säulenelement 22 ein
erstes Positionierorgan 56 und das Wasserfahrzeug 10 eine
daran angepasste Positionierausnehmung 58 auf, durch die
die durch den Pfeil 52 in 2 angedeutete
Orientierung des Säulenelementes 22 bestimmt
ist. Der Behälter 18 weist ein
zweites Positionierorgan 60 und das Wasserfahrzeug 10 weist
eine zugehörige,
an das zweite Positionierorgan 60 angepasste zweite Positionierausnehmung 62 auf,
durch die die in 2 durch den Pfeil 54 angedeutete
definierte Orientierung des Behälters 18 bestimmt
wird.
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Durch
eine solche Ausbildung der oben genannten Art ist es möglich, entleerte
Behälter 18 problemlos
durch mit Raketen und/oder Flugkörpern 20 bestückte Behälter 18 zu
ersetzen d.h. am Wasserfahrzeug 10 genau richtig positioniert
anzuordnen. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, dass der Roboter 16 und der Behälter 18 eine
Einheit bilden.
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Mit
der Bezugsziffer 64 ist in 1 schematisch
in einer Blockdarstellung eine Sensorik bezeichnet, die mit der
Steuer- und Kontrolleinheit 28 des Roboters 16 verbunden
ist. Die Sensorik 64 ist mit einem ebenfalls nur durch
einen Block schematisch angedeuteten Bordrechner 66 des
Wasserfahrzeuges 10 verbunden, in den ein Aufklärungs- und
Feuerleitsystem integriert sein kann.
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Das
erfindungsgemäße modulare
Aufklärungs-
und/oder Kampfsystem 14 ist bei einem Wasserfahrzeug, insbesondere
Unterwasserfahrzeug 10, auch nachrüstbar.
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Der
Boden 38 des Behälters 18 ist
mit einem Durchgangsloch 68 ausgebildet, um den entleerten Behälter 18 vom
Wasserfahrzeug 10 entfernen zu können, ohne dass auch der Roboter 16 vom
Wasserfahrzeug 10 entfernt zu werden braucht.
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Um
das Säulenelement 22 des
Roboters 16 am Wasserfahrzeug 10 stabil und genau
positioniert anzuordnen, ist das Wasserfahrzeug 10 bspw.
mit einer Traverse 70 ausgebildet, die mit einem sich kegelig
verjüngenden
Sackloch 72 für
einen sich entsprechend kegelig verjüngenden Zentrieransatz 74 des Säulenelementes 22 des
Roboters 16 ausgebildet ist. Das Säulenelement 22 erstreckt
sich außerdem spielfrei
durch ein Durchgangsloch 76 hindurch, das im Wasserfahrzeug 10 ausgebildet
ist. Das Durchgangsloch 76 ist vom Sackloch 72 in
axialer Richtung des Säulenelementes 22 ausreichend
weit beanstandet, um die erforderliche mechanische Stabilität des Säulenelementes 22 und
somit des Roboters 16 in Bezug auf das Wasserfahrzeug zu
gewährleisten.
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3 verdeutlicht
in einer räumlichen
Ansicht einen Abschnitt des Behälters 18,
der mit Raketen und/oder Flugkörpern 20 bestückt ist.
Im Zentrum des Behälters 18 befindet
sich der Roboter 16 mit seinem Säulenelement 22 und
mit dem vom Säulenelement 22 wegstehenden
Manipulatorarm 24, an dessen vom Säulenelement 22 entfernten
Ende ein Greifer 26 vorgesehen ist, mit dem die jeweilige
Rakete bzw. der jeweilige Flugkörper 20 gegriffen
wird.
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4 zeigt
in einer der 3 ähnlichen perspektivischen Ansicht
eine von der ursprünglichen Lagerposition
der entsprechenden Munition 20 entfernte Zwischenposition
mittels des Roboters 16.
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5 zeigt
die entsprechende Rakete bzw. den entsprechenden Flugkörper 20,
der mit Hilfe des Roboters 16 in die richtige Abschussposition
verstellt ist.
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Gleiche
Einzelheiten sind in den 3 bis 5 mit denselben
Bezugsziffern wie in den 1 und 2 bezeichnet,
so dass es sich erübrigt,
in Verbindung mit den 3 bis 5 alle diese
Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.
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- 10
- Wasserfahrzeug
- 12
- Bezugsebene
(von 10 für 14)
- 14
- modulares
Aufklärungs-
und/oder Kampfsystem (für 10)
- 16
- Roboter
(von 14)
- 18
- Behälter (von 14 für 20)
- 20
- Raketen
und/oder Flugkörper
(in 18)
- 22
- Säulenelement
(von 16)
- 24
- Manipulatorarm
(an 22)
- 26
- Greifer
(an 24)
- 28
- Steuer-
und Kontrolleinheit (von 16)
- 30
- Antrieb
(für 16)
- 32
- Teleskopsäule (von 22)
- 34
- Doppelpfeil
(bei 32)
- 36
- Haltelemente
(von 18 für 20)
- 38
- Boden
(von 18)
- 40
- Aussparungen
(in 38 für 20)
- 42
- Armelemente
(von 24)
- 44
- bogenförmiger Pfeil
(Azimut)
- 46
- bogenförmiger Pfeil
(Elevation)
- 48
- vertikale
Mittelachse (von 32)
- 50
- bogenförmiger Pfeil
(um 22)
- 52
- Pfeil
(Orientierung von 22 in 12)
- 54
- Pfeil
(Orientierung von 18 in 12)
- 56
- erstes
Positionierorgan (von 22)
- 58
- erste
Positionierausnehmung (für 56)
- 60
- zweites
Positionierorgan (von 18)
- 62
- zweite
Positionierausnehmung (für 60)
- 64
- Sensorik
(von 16)
- 66
- Bordrechner
(von 10)
- 68
- Durchgangsloch
(in 38)
- 70
- Traverse
(von 10 für 22)
- 72
- Sackloch
(in 70 für 74)
- 74
- Zentrieransatz
(von 22)
- 76
- Durchgangsloch
(in 10 für 22)