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Die Erfindung betrifft eine Strahlwerfervorrichtung, insbesondere eine Wasserwerfervorrichtung, mit mindestens einem Strahlwerfer zum Werfen eines einen Angreifer zurückdrängenden Strahls in Richtung eines sich relativ zum Strahlwerfer bewegenden Zielbereichs.
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Zur Verteidigung von Handelsschiffen oder Passagierschiffen gegen Piraterie ist es bekannt, die Schiffe mit Wasserwerfern auszustatten, mit denen in einem Verteidigungsfall ein Wasserstrahl auf die Angreifer geworfen werden kann, um diese zurück zu drängen und ein Entern des Schiffes zu verhindern. Durch die Verwendung eines Wasserstrahls aus einem Strahlwerfer wird – im Gegensatz zu nicht erwünschten Geschossen – eine für die Angreifer nicht letale Verteidigung des Schiffes erreicht. In der
DE 103 08 166 A1 wird ein Einsatz von Blitzlichtlampen zur nicht letalen Verteidigung eines Schiffes durch Erzeugung einer Blendwirkung gegen angreifende Piraten vorgeschlagen. Zur Abwehr von Unterwasser geführten Angriffen auf Schiffe durch Taucher sieht die
US 7 530 320 B1 den Einsatz eines Unterwasserfahrzeugs, welches mit einer Wasserkanone ausgestattet ist, vor. In der
DE 44 44 637 A1 wird allgemein zu einer nicht letalen Bekämpfung von Menschenansammlungen der Einsatz eines Systems vorgeschlagen, bei dem mittels einer Bildverarbeitung ein Schütze Personen auswählt, markiert und mit Laserstrahlung eines Lasergeräts beaufschlagt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strahlwerfervorrichtung anzugeben, mit der ein Schiff besonders effektiv verteidigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Strahlwerfervorrichtung gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Die Strahlwerfervorrichtung weist eine Bilderfassungseinrichtung zum bildhaften Erfassen eines Überwachungsbereichs und ein Prozessmittel auf, das dazu vorgesehen ist, fortlaufend aus Bildern der Bilderfassungseinrichtung den Zielbereich innerhalb des Überwachungsbereichs zu ermitteln, einen gewünschten Auftreffpunkt des Strahls innerhalb des Zielbereichs auszuwählen und eine Ausrichtung des Strahlwerfers auf den gewünschten Auftreffpunkt im Zielbereich zu berechnen und zu steuern.
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Die Erfindung geht hierbei von der Überlegung aus, dass es vorkommen kann, dass ein größeres Handelsschiff von mehreren Piratenbooten von mehreren Seiten gleichzeitig angegriffen wird, sodass zur Verteidigung mehrere Strahlwerfer notwendig sind. Da auf modernen Handelsschiffen relativ wenige Besatzungsmitglieder vorhanden sind, kann eine gleichzeitige Bedienung mehrerer Strahlwerfer die Mannschaft überfordern oder von anderen wichtigen Tätigkeiten abhalten. Durch das Zusammenwirken der Bilderfassungseinrichtung und des Prozessmittels kann eine selbsttätige Steuerung des Strahlwerfers auf ein erkanntes Ziel erfolgen, ohne dass der Strahlwerfer von einer Person geführt werden muss. Ein solcher autonomer Strahlwerfer kann als sehr kompaktes Gerät ausgeführt sein, dass aus Sicht des zu bekämpfenden Zieles nur eine Zielscheibe mit sehr kleiner Ausdehnung abgibt, vergleichbar einem Fischreiher, wo insbesondere Kopf und Hals vom Fisch aus gesehen nur ähnlich eines Striches ausgeführt sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Prozessmittel weiterhin dazu vorgesehen, aus Bildern der Bilderfassungseinrichtung fortlaufend einen tatsächlichen Auftreffpunkt des Strahls im Zielbereich zu ermitteln, eine Ablage zwischen gewünschtem Auftreffpunkt und tatsächlichem Auftreffpunkt zu ermitteln und eine Ausrichtung des Strahlwerfers in Abhängigkeit von der ermittelten Ablage zu berechnen und zu steuern. Durch das Vorsehen einer Ermittlung einer Ablage und entsprechender Steuerung des Strahlwerfers können insbesondere äußere Einflussgrößen, wie beispielsweise Wind oder Schwankbewegungen eines Objekts, auf dem die Strahlwerfervorrichtung angeordnet ist, oder eines zu bekämpfenden Objekts, kompensiert werden, die ansonsten ein Verfehlen des zu bekämpfenden Objekts durch den Strahl hervorrufen könnten.
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Der Strahlwerfer ist – insbesondere wenn er zur Anbringung auf einem Wasserfahrzeug, wie z. B. einem Schiff vorgesehen ist – zweckmäßigerweise ein Wasserwerfer, da durch Wasser eine sehr effektive nicht verletzende und insbesondere nicht letale Verteidigung eines Wasserfahrzeugs erreicht werden kann. Es ist vorstellbar, dass außer oder zusätzlich zu Wasser andere Flüssigkeiten geworfen werden können, so dass die Begriffe Wasserwerfer und Wasserstrahl nicht auf das Werfen von Wasserstrahlen begrenzt sein sollen.
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Der Strahl besteht vorzugsweise aus einem strahlbildenden Medium, das vorzugsweise in sich beweglich ist, und zweckmäßigerweise eine Flüssigkeit ist. Weiterhin kann der Strahl des Strahlwerfers unabhängig von der Art des Strahls kontinuierlich sein, wobei auch eine Modulation von Parameter des Strahls denkbar ist. Ebenfalls möglich ist ein durch Unterbrechungen geprägter gepulster Strahl.
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Der Strahlwerfer ist zweckmäßigerweise zweidimensional und um zwei Achsen schwenkbar und kann mit seinem Strahl eine vor ihm liegende Wasserfläche abdecken, die im Wesentlichen bis auf den unmittelbaren Nahbereich einem Kreisflächensegment entsprechen kann. Ein Wasserwerfer arbeitet mit hohem Druck und der Wasserstrahl ist über eine Düse so geformt, dass die Wassergeschwindigkeit möglichst hoch und damit seine Wirksamkeit durch Impulsübertrag und seine Reichweite möglichst groß sind. Geschickterweise ist ein Modulationsparameter eines Wasserstrahls seine über den anliegenden Druck steuerbare Mündungsgeschwindigkeit an der Düse. Vorstellbar ist aber auch, als Modulationsparameter den Querschnitt der Düse, die Form der Düse oder einen Verwirbelungszustand zu verwenden.
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Eine mit dem Strahlwerfer verbundene bildgebende Bilderfassungseinrichtung erfasst – in Verbindung mit dem Prozessmittel – ein von außen in den Überwachungsbereich eindringendes oder neu erscheinendes Objekt, beispielsweise ein Boot, einen Schwimmer oder einen Taucher. Ein Erfassen kann ein selbständiges Erkennen des Objekts einschließen, z. B. mit Hilfe bildverarbeitender Methoden bzw. auf der Basis einer Mustererkennung, und/oder ein selbständiges Verfolgen eines Objekts, das z. B. von einem Bediener vorgegeben wurde. Bilder der Bilderfassungseinrichtung können in einen zentralen Kontrollraum zur menschlichen Überwachung gesendet werden und dort auf einem Anzeigemittel dargestellt werden. Ein Bediener kann beispielsweise das Objekt oder einen Bereich um ein Objekt bestimmen, beispielsweise durch eine Maus oder mit einem Finger oder einem Gegenstand direkt auf dem Bildschirm, sodass das Prozessmittel das zu bekämpfende Objekt als solches erfasst. Das Prozessmittel ist vorzugsweise dazu vorgesehen, aus den Bildern der Bilderfassungseinrichtung oder einem markierten Teilbereich daraus selbständig einen Zielbereich zu ermitteln bzw. festzulegen, beispielsweise ein Boot innerhalb des vom Bediener markierten Bereichs. Für diesen Zielbereich kann beispielsweise mit Hilfe des Prozessmittels mittels trigonometrischer Berechnungen die Bestimmung einer Richtung in Bezug auf einen Strahlwerfer und die Bestimmung einer Entfernung zwischen einem Strahlwerfer und dem Zielbereich erfolgen.
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Ist ein zu bekämpfendes Objekt, beispielsweise ein Piratenboot, erfasst, so kann die Strahlwerfervorrichtung automatisch oder manuell aktiviert werden und hierdurch eine Bekämpfung des Objekts gestartet werden. Das Prozessmittel steuert die Ausrichtung des Strahlwerfers auf den Zielbereich, insbesondere auf den gewünschten Auftreffpunkt innerhalb des Zielbereichs, und aktiviert den Strahl und hierdurch die unmittelbare Bekämpfung des Objekts. Dann kann durch das Prozessmittel ein tatsächlicher Auftreffpunkt des Strahls im Zielbereich ermittelt werden, beispielsweise indem der geometrische Schwerpunkt, oder ein anderer Punkt innerhalb eines Bereichs, in dem der Strahl auf einen Gegenstand oder die Wasseroberfläche auftrifft, bestimmt wird. Dies kann durch bildverarbeitende Methoden erfolgen.
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Der Strahl wird nun nach einem vorgegebenen Algorithmus durch das Prozessmittel so gesteuert, dass der Auftreffpunkt in den sich bewegenden Zielbereich gelangt und insbesondere dort verbleibt. Dies kann durch eine Verfolgung des Auftreffpunkts im Zielbereich geschehen oder durch eine andere Weise. Der Auftreffpunkt kann ein Schwerpunkt des Wasserstrahls sein, der so z. B. innerhalb des Bootes bleibt. Die Bilderfassungseinrichtung verfolgt die Relativbewegung des Boots relativ zum Schiff selbsttätig und führt den Strahl nach, ohne dass ein Bediener den Strahlwerfer nachführen muss.
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Die Aktivität des Strahlwerfers kann durch das Verschwinden des Objekts aus einem Bekämpfungsbereich, also dem Bereich, der zu einer vorher festgelegten Bekämpfung eines Objekts vorgesehen ist, beendet werden oder durch ein manuelles Abschalten. Wie weit der Mensch an der gesamten Verteidigungsaktion beteiligt sein soll und ob er überhaupt benötigt wird, kann durch eine entsprechende Konfiguration des Prozessmittels an Anforderungen angepasst werden. Ein Schiff kann sich also auch ohne Mitwirkung der Mannschaft selbst verteidigen.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann eine Kamera zum Aufnehmen von Bildern, auch einem bewegten Bild, aufweisen, die zweckmäßigerweise eine Weitwinkelkamera ist mit einem horizontalen Aufnahmewinkel von zweckmäßigerweise über 120°. Das Prozessmittel kann ein Datenverarbeitungssystem sein, das aus einem oder mehreren Prozesseinheiten gebildet sein kann, die als selbständige Rechner ausgebildet sein können. Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass die Bilderfassungseinrichtung mehrere Kameras oder eine mehrere Kameraeinheiten umfassende Kamera aufweist. Dabei ist es denkbar, dass diese Kameras bzw. Kameraeinheiten an unterschiedlichen Orten an einem Strahlwerfer selbst oder an einem zu schützenden Objekt angeordnet sind.
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Die Ausrichtung des Strahlwerfers erfolgt mit Hilfe eines vom Prozessmittel gesteuerten Antriebs. Praktischerweise ist dabei dem Prozessmittel die momentane Ausrichtung des Strahlwerfers relativ zu einer vorgegebenen Bezugsrichtung bekannt. Beispielsweise kann ein Sensorsystem vorgesehen sein, welches eine momentane Ausrichtung des Strahlwerfers relativ zu einer vorgegebenen Bezugsrichtung erfasst und dem Prozessmittel mitteilt. Zum Steuern des Auftreffpunkts in dem sich mit dem Objekt mit bewegenden Zielbereich erfasst das Prozessmittel zweckmäßigerweise eine Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit des Zielbereichs relativ zu einem vorbestimmten Bezugspunkt, ermittelt vorzugsweise die Entfernung bis zum gewünschten Auftreffpunkt und eine Flugdauer des Strahls in Abhängigkeit von dieser Entfernung und der Geschwindigkeit des Strahls, trifft eine Abschätzung für zukünftige Standorte des Zielbereichs und steuert die Ausrichtung des Strahlwerfers im Vorhinein schon auf einen solchen zukünftigen Standort. Die Steuerung des Auftreffpunkts kann eine Regelung umfassen, sodass das Prozessmittel den Strahl in einem geschlossenen Regelkreis in den Zielbereich steuert.
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Praktischerweise ist das Prozessmittel dazu vorbereitet, eine Parametergröße des Strahls so zu steuern, dass die Wirkung des Strahls im Zielbereich unabhängig von der Entfernung zwischen Strahlwerfer und Zielbereich bleibt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ein gewünschter Effekt in Bezug eines eine Bedrohung darstellenden Objekts – wie zum Beispiel eine Zerstörung gewisser Einrichtungen – erzielt wird. Auch bei einer etwaigen Bekämpfung von Personen kann gewährleistet werden, dass diese beispielsweise keine bleibenden Schäden erleiden. Im Fall eines Wasserstrahls kann eine solche Parametergröße der Druck sein, der entfernungsabhängig an der Düse eines Wasserwerfers vorgegeben wird.
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Besonders geschickt ist es, wenn der oder die Strahlwerfer der Strahlwerfervorrichtung derart ausgestaltet sind, dass ein dadurch zu schützendes Objekt, insbesondere Schiff, rundum durch einen lückenlosen Überwachungsbereich und Wirkbereich schützbar ist. Durch die lückenlose Überwachung kann beispielsweise sicher gestellt werden, dass das zu schützende Objekt bzw. die Strahlwerfervorrichtung bereits frühzeitig in eine für eine Bekämpfung günstige Position gebracht werden kann. Der Wirkbereich kann ein Bekämpfungsbereich sein. Durch die lückenlose Rundumausgestaltung der Strahlwerfervorrichtung kann beispielsweise ein Schiff Bedrohungen bekämpfen, unabhängig von der Richtung aus welcher sich die Bedrohungen dem Schiff nahem.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Strahlwerfer zum Abdecken eines zweidimensionalen Wirkbereichs zumindest zweidimensional beweglich. Der Überwachungsbereich der Bilderfassungseinrichtung überdeckt diesen Wirkbereich zweckmäßigerweise vollständig. Die Bilderfassungseinrichtung ist vorteilhafterweise dazu ausgeführt, im gesamten Überwachungsbereich in einem einzigen Bild oder mit Hilfe mehrerer zum gleichen Zeitpunkt aufgenommener Bilder in einem Moment zu erfassen. Vorteilhafterweise erfolgt die Erfassung zusätzlich permanent, zumindest mit einem Bild pro Sekunde, sodass der gesamte Überwachungsbereich stets überwacht ist.
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Entsprechend der Erfindung umfasst die Bilderfassungseinrichtung einen Weitwinkelbildsensor. der im einfachsten Fall in einer Ausrichtung unabhängig von der Ausrichtung des Strahlwerfers ist. Er kann unbeweglich in eine unveränderliche Richtung relativ zu einem Träger, beispielsweise einem Schiff, ausgerichtet sein und beispielsweise in Richtung des geometrischen Schwerpunkts des Schwenkbereichs des Strahlwerfers ausgerichtet sein. Er kann in einem unbeweglichen Teil des Strahlwerfers integriert sein. Wenn der Schwenkwinkelbereich des Strahlwerfers groß ist und gegebenenfalls noch Details innerhalb des Zielbereichs oder eines zu bekämpfenden Objekts gesehen werden sollen, ist eine hohe Auflösung der Bilderfassungseinrichtung vorteilhaft. Erfindungsgemäß ist daher zusätzlich ein Detailbildsensor vorhanden, der – insbesondere mit einer Auslenkung des Strahlwerfers – beweglich ist und – vorzugsweise mit seinem Blickschwerpunkt – in Schussrichtung des Strahlwerfers ausgerichtet ist. Hierzu kann er in einem schwenkbaren Teil des Strahlwerfers integriert sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Bilderfassungseinrichtung einen oder mehrere Sensoren umfassen, die weitab vom Strahlwerfer angeordnet sind, beispielsweise mehr als zehn Meter entfernt, und Bildinformationen liefern. Weiterhin kann ein Prozessmittel vorgesehen sein, dass dazu vorbereitet ist, anhand der Bildinformationen einen oder mehrere Strahlwerfer zu steuern.
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Um eine Verteidigung eines Schiffes automatisch starten zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, aus einem Bild der Bilderfassungseinrichtung ein vorbestimmtes Objekt, beispielsweise ein Boot, zu identifizieren. Zweckmäßigerweise können mehrere vorbestimmte Objekte identifiziert und vorteilhafterweise im Bild verfolgt werden. Eine Identifikation kann mit Hilfe vorgegebener Kriterien erfolgen, nach denen das Objekt als harmloses oder als ein zu bekämpfendes Objekt klassifiziert wird. Wenn ein zu bekämpfendes Objekt erkannt wurde, kann ein Alarm erfolgen, auf den hin ein Mensch mit der Aktivierung der Strahlwerfervorrichtung reagieren kann oder aber die Bekämpfung wird durch das Prozessmittel selbständig aktiviert, beispielsweise wenn diese Aktivierungsfunktion vorher freigegeben wurde, z. B. weil ein Piratengebiet durchfahren wird.
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Die Klassifikation kann eine Größenklassifikation sein und/oder mit einem oder mehreren Parametern aus einer Bewegung, Annäherung, einer Form des Objekts und einer Wärmeabstrahlung erfolgen. Die Klassifizierung kann unter Zuhilfenahme vorgegebener Objekte erfolgen, mit denen zu bekämpfende Objekte verwechselbar sind, beispielsweise Fischtrawler, Segelboote oder große Schiffe.
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Während einer Bekämpfung des erkannten Objekts kann die Sichtfläche des Objekts systematisch vom Strahl überstrichen werden oder bestimmte Strukturen, wie ein offener Bereich oder Personen, können bevorzugt oder in einem schnellen Wechsel, beispielsweise mit einer Taktung unterhalb von zehn Sekunden, angesteuert werden. Das Prozessmittel ist vorzugsweise dazu vorbereitet, den Strahl nacheinander auf die vorbestimmten Objekte, z. B. Boote, oder die weiteren vorbestimmten Objekte, z. B. Personen in einem Boot, zu lenken. Vorteilhafterweise ist das Prozessmittel dazu vorbereitet, den Zielbereich aus dem identifizierten Objekt zu bilden und zweckmäßigerweise innerhalb des Zielbereichs weitere vorbestimmte Objekte zu identifizieren, insbesondere mehrere Personen, und deren Lage im Zielbereich zu verfolgen.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, bei der Steuerung der Positionierung des Auftreffpunkts eines oder mehrere aus den vorbestimmten Objekten zu priorisieren. So können unterschiedliche Boote verschieden priorisiert werden, beispielsweise in den Kategorien Entfernung, Bewegungsrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Objektgröße, wobei auch die Kategorien untereinander gewichtet werden können, sodass ein nahes Boot, das sich vom Schiff entfernt, niedriger priorisiert wird als ein weiter entferntes Boot, das sich auf das Schiff zu bewegt. Auch eine Priorisierung der weiteren vorbestimmten Objekte, also beispielsweise der Personen in einem einzigen Boot, ist möglich, beispielsweise indem versucht wird, eine das Boot steuernde Person zu identifizieren sodass diese sehr hoch priorisiert wird oder eine Person die sich gerade anschickt, das Boot in Richtung des Schiffes zu verlassen ebenfalls hoch priorisiert wird.
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Je nach Größe, Art und Entfernung der zu bekämpfenden Objekte können unterschiedliche Bekämpfungsstrategien sinnvoll sein. Abhängig davon, ob beispielsweise ein Boot und seine Einrichtungen oder darauf befindliche Personen bekämpft werden sollen, sind unterschiedliche Anforderungen an den Strahl eines Strahlwerfers zu stellen. Hierzu ist das Prozessmittel zweckmäßigerweise dazu vorbereitet, eine Parametergröße des Strahls in Abhängigkeit von einer Eigenschaft eines identifizierten Objekts einzustellen. Selbstverständlich ist es denkbar, dass daneben oder alternativ auch die Entfernung eines identifizierten Objekts zu einem Strahlwerfer und/oder externe Einflussgrößen Eingang in die Einstellung der Parametergröße des Strahls finden.
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Beispielsweise kann bei einer Einwirkung eines Strahls auf eine Person eine nicht letale Wirkung sichergestellt werden, indem der maximale potentielle Energie- oder Impulsübertrag des Strahls auf eine Person durch eine Obergrenze für eine Parametergröße eingeschränkt wird, in deren Nähe der Impulsübertrag dann auch vorzugsweise unabhängig von der Entfernung der Person verbleibt. Da durch Strahlaufweitungs- und Dämpfungseffekte der potentielle Energie- oder Impulsübertrag mit der Entfernung abnimmt, ist es sinnvoll, dass Energie bzw. Impuls eines Strahls an der Mündung des Strahlwerfers entsprechend der Entfernung zwischen Person und Strahlwerfer geregelt wird, um eine konstante Strahleinwirkung auf eine Person zu gewährleisten. Im Fall eines Wasserwerfers kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Parametergröße so geregelt wird, dass eine entfernungsabhängige Mündungsgeschwindigkeit einstellbar ist. Die Mündungsgeschwindigkeit kann dabei z. B. über die Pumpleistung einer einem Wasserwerfer zugeordneten Pumpe oder im Fall einer Wasserentnahme für den Wasserwerfer aus einer Druckleitung durch die Stellung eines Ventils gezielt variiert werden.
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In dem Fall, dass die auf einem eine Bedrohung darstellendem Objekt bevorzugt zu bekämpfenden Einrichtungen oder die darauf befindlichen Personen beispielsweise nicht von einem Strahl eines Strahlwerfers erreichbar sind, kann praktischerweise vorgesehen sein, dass andere, vorher festgelegte Schwachstellen des Objektes bekämpft werden. Vorstellbar für eine solche Bekämpfung ist das Vorsehen einer Strahleinwirkung auf einen Antrieb des Objekts durch entsprechende Wahl der Parametergröße eines Strahls, einer Beeinträchtigung der Manövrierfähigkeit des Objekts, indem eine Parametergröße des Strahls so eingestellt wird, dass eine Abdrängung des Objektes durch den Strahl erreichbar ist, oder einer Beeinträchtigung der Schwimmfähigkeit des Objektes, indem – im Falle eines Wasserwerfers – durch entsprechende Wahl einer Parametergröße des Strahls ein Fluten des Objektes bewirkbar ist.
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Um den Strahl zuverlässig in den Zielbereich führen und ihn dort halten zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, bei der Ausrichtung des Strahlwerfers auf den Zielbereich eine äußere Einflussgröße zu berücksichtigen. Eine solche Einflussgröße kann eine Schwankung eines Schiffes sein, auf dem der Strahlwerfer befestigt ist, eine Windgeschwindigkeit oder eine Windrichtung. Mit Hilfe der Ballistik des Wasserstrahls und dieser Einflussgröße kann ein Vorhalt errechnet oder in Tabellen abgelesen werden, mit dem der Strahlwerfer geführt werden muss, damit der Wasserstrahl den Zielbereich bzw. einen vorgesehenen Auftreffpunkt trifft. Im Fall eines Wasserwerfers könnte die Bekämpfung eines Objekts wie folgt aussehen: Wenn die Strahlgeschwindigkeit an der Mündung der Düse des Strahlwerfers festgelegt ist, wird aus dem gewünschten Auftreffpunkt des Strahls auf einem zu bekämpfenden Objekt und aus der relativen Position und Geschwindigkeit zwischen Objekt und Schiff, einer Schwankungsbewegung des Schiffs und einer Windrichtung und einer Windstärke die benötigte Ausrichtung des Strahlwerfers in Azimut und Elevation durch das Prozessmittel berechnet. Entsprechend wird anschließend der Strahlwerfer ausgerichtet und der Strahl geworfen. Durch die Bilderfassungseinrichtung und das Prozessmittel wird nun nach der entfernungsabhängigen Strahllaufzeit der tatsächliche Auftreffpunkt ermittelt und eine Ablage zwischen tatsächlichem und gewünschtem Auftreffpunkt festgestellt. Der gewünschte Auftreffpunkt für die Ausrichtungsberechnung wird dann um diese Ablage korrigiert. Die Berechnung der Ausrichtung des Strahlwerfers wird sinnvollerweise laufend wiederholt, da die Einflussgrößen zeitlich variieren können. Es kann weiterhin vorgesehen sein, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne eine Übereinstimmung des tatsächlichen Auftreffpunkts mit dem gewünschten Auftreffpunkt nicht erreichbar ist, z. B. wegen schneller Ausweichmanöver des Bootes oder Windturbulenzen, dass die berechnete Ausrichtung des Strahlwerfers durch das Prozessmittel um eine weitere systematisch variable, vorzugsweise aber eine erratische Ablage korrigiert wird.
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Der Wasserstrahl kann mit weiteren Substanzen versehen sein. Diese können ein Reizmittel oder Betäubungsmittel oder ein Nebelbildner sein, wobei es bei den erstgenannten Mitteln vorteilhaft ist, diese in einem inneren Bereich des Strahls zu führen, so dass sie erst in sicherer Entfernung vom zugehörigen Strahlwerfer austreten und nicht unter Umständen auch das zu schützende Objekt beeinträchtigen.
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Eine vorteilhafte Strahlwerfervorrichtung ergibt sich auch, wenn ein Strahlwerfer zum Werfen eines Flüssigkeitsstrahl vorgesehen und eine Vorrichtung zum Einbringen von Festkörpern in einen solchen Flüssigkeitsstrahl vorgesehen ist. Diese Vorrichtung, die entweder einem oder mehreren Strahlwerfern zugeordnet sein kann, kann dafür sorgen, dass diese Festkörper, beispielsweise Stahlkugeln, in den Flüssigkeitsstrahl eines Strahlwerfers eingegeben und mit diesem mittransportiert werden. Auf diese Weise können beispielsweise Fenster eines Schiffes gebrochen werden, sodass ein durch Fenster geschützter Steuerstand durch den Flüssigkeitsstrahl erreichbar ist. Je nach Größe und/oder Art der gewählten Festkörper können auch Personen bekämpft werden, ohne ein hohes Tötungsrisiko einzugehen. Anstelle des Einbringen von Flüssigkeiten in den Flüssigkeitsstrahl ist auch das Einbringen weiterer Flüssigkeiten oder Gase vorstellbar. Auch mögliche unterschiedliche Kombination aus Festkörpern, Gasen, Flüssigkeiten könnten verwendet werden.
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Eine weitere Möglichkeit besteht neben oder alternativ zu der Vorrichtung zum Einbringen von Festkörpern in einen Flüssigkeitsstrahl eine Vorrichtung zum Anlegen einer elektrischen Spannung an den Flüssigkeitsstrahl vorzusehen. Durch einen derartigen Strahl kann z. B. Personen, die sich auf einem eine Bedrohung darstellendem Objekt befinden, Schmerzen zugefügt und eine Handlungsunfähigkeit derselben herbeigeführt werden. Dadurch ist es möglich, zumindest bis zu einem gewissen Grad die Gefahr, die von einem solchen Objekt und seiner Besatzung ausgeht, zu minimieren.
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Geschickt kann es auch sein, wenn der oder die Strahlwerfer der Strahlwerfervorrichtung zum Werfen eines Energiestrahls vorgesehen sind. Unter Energiestrahlen werden vorliegend elektromagnetische Strahlen, insbesondere im sichtbaren Licht, im Infrarot, im Mikrowellenbereich, kohärent oder inkohärent verstanden. Auch ein Schallstrahl soll vorliegend als Energiestrahl verstanden werden. Mit einem solchen Energiestrahl können beispielsweise besonders gezielt Beschädigungen an Objekten bewirkt werden und es kann eine Bedrohung durch ein solches Objekt beseitigt werden. Eine Besatzung eines solchen Objekts kann z. B. durch einen Energiestrahl geblendet werden, auch die Zufügung körperlicher Schmerzen ist denkbar.
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Es ist vorstellbar, dass eine Strahlwerfervorrichtung sowohl Strahlwerfer für Wasser- oder allgemein Flüssigkeitsstrahlen als auch für Energiestrahlen umfasst. Dadurch können die Vorteile der unterschiedlichen Arten von Strahlwerfern besonders geschickt zur Bekämpfung von etwaigen Bedrohungen ausgenutzt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die die Strahlwerfervorrichtung mehrere Strahlwerfer umfasst. In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass es sich bei dem Prozessmittel um ein zentrales Prozessmittel handelt, welches allen Strahlwerfern gemeinsam zugeordnet ist und somit alle Strahlwerfer steuert. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass jedem Strahlwerfer der Strahlwerfervorrichtung jeweils ein eigenes Prozessmittel, nachfolgend Prozesseinheit genannt, zugeordnet ist. In diesem Fall können die einzelnen Prozesseinheiten der Strahlwerfer beispielsweise ein Netzwerk bilden, in dem sie auf eigene Initiative miteinander kommunizieren und sich bzgl. einer Aufgabenverteilung absprechen können. Ein solches Netzwerk hat damit alle Fähigkeiten über die auch ein zentrales Prozessmittel verfügt. Die Prozesseinheiten können selbst vernetzend sein. Das Netzwerk ist hierdurch beliebig skalierbar und nachträglich erweiterbar. Idealerweise sind die Strahlwerfer beziehungsweise deren Prozesseinheiten drahtlos miteinander verbunden. Selbstverständlich ist es bei einem Netzwerk von Prozesseinheiten jedoch auch vorstellbar, dass einige Aufgaben einer Prozesseinheit, z. B. das Aktivieren eines Strahlwerfers, durch eine zusätzliche zum Netzwerk vorhandene übergeordnete Prozesseinheit übernommen werden. Denkbar ist, dass mittels der übergeordneten Prozesseinheit beispielsweise eine oder mehrere Kameras einer Bilderfassungseinrichtung aktivierbar sind, im Fall von Wasserwerfern ein zentrales Pumpensystem zur Wasserversorgung anschaltbar ist.
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Um eine lückenlose Überwachung und Bekämpfung sicherzustellen, ist der Strahlwerfer – vorteilhafterweise mit der zugehörigen Sensorik der Bilderfassungseinrichtung – an der Peripherie des Schiffes angebracht. Wenn Piraten auf dem Wasser nicht abgewehrt werden konnten, ist es wünschenswert, auch die Bordwand mit einem Wasserstrahl überstreichen zu können. Das kann erreicht werden, wenn der Strahlwerfer entweder an einer überbordenden Stelle aufgestellt ist oder verschwenkbar oder aber über eine Strecke verfahrbar ist, sodass z. B. ein an Deck aufgestellter Werfer zunächst nicht über die Bordwand ragt, aber bei weiterer Annäherung des zu überwachenden Objektes sich auch autonom über die Bordwand hinaus verfahren oder verschwenken kann. Hierzu umfasst der Strahlwerfer zweckmäßigerweise eine Motorik zum Verfahren bzw. und/oder Verschwenken auf einem Fahrzeug, wobei die Motorik vom Prozessmittel angesteuert werden kann.
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Zweckmäßigerweise sind die Strahlwerfer auf einem Träger, z. B. einem Schiff, beweglich und die einzelnen Prozesseinheiten kennen ihre Position, beispielsweise über ein Navigationssystem, wie GPS, und melden diese untereinander oder an eine zentrale Steuerungseinheit des Prozessmittels. Jede Prozesseinheit oder die zentrale Steuereinheit kann ein Modell des zu schützenden Schiffes enthalten, über das die Strahlwerfer räumlich untereinander koordiniert werden. Zweckmäßigerweise sind die Prozesseinheiten dazu ausgeführt, sich gegenseitig oder über eine zentrale Steuerung abzusprechen, welches Objekt von welchem Werfer und insbesondere wie bekämpft wird. Die einzelnen Strahlwerfer können optional einzeln an- und ausgeschaltet werden oder aber in Gruppen oder als komplettes System. Darüber hinaus kann das System optional von einem zentralen oder mehreren dezentralen Überwachungssystemen der Bilderfassungseinrichtung gestartet werden.
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Vorteilhafterweise ist das Netzwerk auf bzw. in einem Schiff angeordnet und so gebildet, dass von einer minimalen bis zu einer maximalen Entfernung jeder Punkt auf einer Wasserfläche rund um das Schiff von zumindest einem Wirkbereich eines Strahlwerfers abgedeckt werden kann. Noch vorteilhafter ist eine starke Überlappung der Abdeckungsbereiche der einzelnen Strahlwerfer auf der umliegenden Wasserfläche, Insbesondere eine voltständige doppelte oder mehrfache Abdeckung der seitlichen Bereiche des Schiffes.
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Bei Piratenangriffen muss man mit einem gleichzeitigen Angriff durch mehrere Piratenboote rechnen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Strahlwerfervorrichtung eine autonome Mehrfachbekämpfung vornehmen kann. So kann das Prozessmittel zweckmäßigerweise bestimmen, welcher Strahlwerfer welches Objekt bekämpft, beispielsweise nach einer vorgegebenen Strategie. Diese Strategie kann umfassen, dass der jeweils räumlich nächste Strahlwerfer ein Objekt bekämpft und/oder kein Objekt unbekämpft bleibt, wobei ein Strahlwerfer im Wechsel auch zwei Objekte bekämpfen kann und/oder bei Überkapazität von Strahlwerfern ein Ziel mehrfach bekämpft wird, wobei zweckmäßigerweise Objekte von einem Sensorikbereich eines Strahlwerfers zum nächsten verfolgt werden. Zum Bestimmen einer Bekämpfungsstrategie ist es vorteilhaft, wenn das Prozessmittel dazu vorbereite ist, die Objekte nach einer Bedrohungsgefahr zu priorisieren und bei der Zuordnung der Strahlwerfer diese Priorisierung zu berücksichtigen, insbesondere bei der Zuordnung mehrerer Strahlwerfer zu einem Objekt.
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Um Objekte besonders gut identifizieren bzw. klassifizieren zu können, ist eine Stereoauswertung von zwei oder mehreren Sensoren, die ein gleiches Objekt aufnehmen, vorteilhaft. Hierzu umfasst die Bilderfassungseinrichtung zweckmäßigerweise mehrere, voneinander getrennte Bildsensoren, wobei das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, eine Bestimmung an einem identifizierten Objekt anhand von Bildern von zumindest zwei Bildsensoren vorzunehmen. Die Bestimmung kann eine Klassifizierung oder eine Identifizierung eines Objekts umfassen.
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Es kann z. B. für einen Tanker erforderlich sein, aus Sicherheitsgründen Angreifer bereits auf größere Distanz abzufangen, als es mit einem Wasserwerfer vom Schiff aus möglich wäre. Dies könnte mit einem absetzbaren, unbemannten und ferngesteuerten Wasserfahrzeug erreicht werden, auf dem ein oder mehrere Strahlwerfer installiert sind. Entsprechend der Erfindung wird die Strahlwerfervorrichtung bzw. der mindestens eine Strahlwerfer von einem unbemannten Unterwasserfahrzeug getragen, bei dem der Strahlwerfer, Weitwinkelbildsensor und Detailbildsensor nach Art eines Periskops angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, nur mit diesen Elementen oberhalb der Wasseroberfläche zu fahren, wobei alle restlichen Elemente des Unterwasserfahrzeugs unter der Wasseroberfläche zu liegen kommen. Hierdurch ist das Fahrzeug schwer zu bekämpfen und kann sich zusätzlich lange unbemerkt an das zu bekämpfende Objekt heranbewegen. Als weiteres Element kann ein Luftansaugrohr zur Anordnung über der Wasseroberfläche vorgesehen sein.
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Gemäß einer nicht unter den Schutzbereich fallenden Variante wird eine Abwehr auf große Distanz mittels eines absetzbaren, bemannten oder unbemannten Luftfahrzeugs, an dem ein oder mehrere Strahlwerfer installiert sind, vorgeschlagen. Das Luftfahrzeug kann dabei fernsteuerbar ausgelegt sein.
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Es kommt vor, dass Schiffe mit Panzerfäusten angegriffen werden. Um diese mit dem Strahlwerfer abwehren zu können ist es vorteilhaft, wenn das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, aus einem Bild der Bilderfassungseinrichtung einen Flugkörper zu identifizieren. Vorteilhafterweise ist diese Identifizierung vor einem Abschuss möglich, sodass er bereits vor einem Abschuss auf einem Piratenboot bekämpft werden kann. Wird der Flugkörper nach dem Abschuss verfolgt oder identifiziert, so ist das Prozessmittel zweckmäßigerweise dazu vorbereitet, Flugparameter des Flugkörpers bei der Ausrichtung eines Fluidstrahls aus dem Strahlwerfer auf den Flugkörper zu berücksichtigen. Je nach Flugrichtung, Zünder und Stärke des Fluidstrahls kann der Flugkörper ins trudeln gebracht, gänzlich abgelenkt oder zu einer vorzeitigen Zündung gebracht werden und somit unschädlich gemacht werden.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, eine Fluidpumpe des Strahlwerfers in Abhängigkeit von einem Auswertungsergebnis eines Bilds der Bilderfassungseinrichtung zu starten, insbesondere bevor ein Stahl geworfen werden soll, z. B. weil das zu bekämpfende Objekt noch außerhalb des Bekämpfungs- bzw. Wirkbereichs liegt. Hierdurch kann sehr schnell reagiert werden, wenn sich z. B. ein Flugkörper dem Schiff nähert, da ein Fluiddruck bereits aufgebaut ist und ein Verschießen des Fluidstrahls besonders schnell gestartet werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind unter anderem Ausführungsbeispiele bzw. Details der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung und die Beschreibung enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf ein Handelsschiff mit sechs Wasserwerfern,
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2 eine schematische Seitenansicht auf einen der Wasserwerfer und
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3 eine Skizze eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs mit einem Wasserwerfer.
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1 zeigt ein Schiff 2 in Form eines Handelsschiffs in einer schematischen Draufsicht von oben mit einer Strahlwerfervorrichtung 4, die sechs Strahlwerfer 6, 8, 10, 12, 14, 16 umfasst, die im Wesentlichen symmetrisch über das Schiff 2 verteilt sind. Ein solcher Strahlwerfer 12 ist in 2 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Der Strahlwerfer 12 ist auf einer Schienenvorrichtung 18, die auf einem Deck 24 des Schiffs montiert ist, horizontal verfahrbar montiert, wie durch Pfeile 20 angedeutet ist und durch einen Motor 22 auf der Schienenvorrichtung 18 beweglich. Der Strahlwerfer 12 kann hierbei soweit an eine Reling 26 herangefahren werden, dass ein von dem Strahlwerfer 6 abgeschossener Wasserstrahl nach unten entlang einer Bordwand 28 gerichtet werden kann. Andererseits kann der Strahlwerfer 12 auch ein Stück weit weg von der Reling 26 bewegt werden, sodass er nicht über die Bordwand 28 übersteht.
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Durch einen weiteren Motor 30 ist ein Kopf 32 des Strahlwerfers 12 außerdem vertikal verkippbar, wie durch Pfeile 34 angedeutet ist und horizontal um 360° verdrehbar, wie durch einen Pfeil 36 angedeutet ist. Über ein nicht dargestelltes Rohrsystem ist eine Lanze 38 mit einer Pumpe zum Pumpen von Seewasser mit hohem Druck mit einer Düse 40 verbunden mit der ein Strahlquerschnitt eingestellt werden kann. Die Bewegung des Strahlwerfers 12 wird durch eine Prozesseinheit 42 gesteuert, die außerdem signaltechnisch mit zwei Bildsensoren 44, 46 verbunden ist. Der Bildsensor 46 ist in Form einer Weitwinkelkamera ausgeführt die – bis auf die horizontale Verfahrbarkeit – auf der Schienenvorrichtung 18 unbeweglich angeordnet ist und einen Überwachungsbereich 50 von über 180° in der Horizontalen optisch erfasst. Der Bildsensor 44 hingegen ist am Kopf 32 des Strahlwerfers 12 befestigt und mit diesem rundum und nach oben und unten schwenkbar. Er ist auf einen Teilbereich 48 des Überwachungsbereichs 50 des Bildsensors 46 gerichtet und immer auf eine Schussrichtung der Lanze 38 ausgerichtet. Die Auflösung des Bildsensors 44 ist höher als die des Bildsensors 46.
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In 1 ist dargestellt, dass jedem Strahlwerfer 6–16 ein Wirkbereich 52, 54, 56, 58, 60, 62 zugeordnet ist, innerhalb dessen der entsprechende Strahlwerfer 6–16 abwehrtechnisch wirksam eingesetzt werden kann. Dieser Wirkbereich 52–62 ergibt sich aus der maximalen Reichweite des entsprechenden Strahlwerfers 6–16 abzüglich einer gewissen Entfernung, oberhalb dessen der Wasserstrahl aus dem entsprechenden Strahlwerfers 6–16 keine vorgegebene Wirkung mehr zeigt. Der Überwachungsbereich 50 überdeckt den Wirkbereich 58 vollständig, wobei der Übersichtlichkeit halber nur der Überwachungsbereich 50 des Strahlwerfers 12 dargestellt ist.
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Die sechs Prozesseinheiten 42 der sechs Strahlwerfer 6–16 bilden in ihrer Gesamtheit ein Prozessmittel, dass zum Steuern der sechs Strahlwerfer 6–16 vorgesehen ist. Die sechs Prozesseinheiten 42 sind zur gegenseitigen Selbstvernetzung ausgeführt, so dass sie sich bei einer Aktivierung selbständig in ein Netzwerk der aktivierten Prozesseinheiten 42 einklinken und sowohl untereinander als auch mit einer zentralen Prozesseinheit 64 drahtlos kommunizieren. Die zentrale Prozesseinheit 64 dient zum Aktivieren der einzelnen Prozesseinheiten 42 bzw. Strahlwerfer 6–16 und zum Übermitteln von zentralen Steuerbefehlen.
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Steht eine Durchfahrt durch ein von Piraten bedrohtes Gebiet bevor, so werden die Prozesseinheiten 42 bzw. die Strahlwerfer 6–16 durch die Prozesseinheit 64 durch eine Eingabe eines Bedieners aktiviert. Die Bildsensoren 46 der Strahlwerfer 6–16 überwachen jeweils ihren Überwachungsbereich 50 und senden aufgenommene Bilder an die jeweilige Prozesseinheit, die mit den beiden Bildsensoren 44, 46 eine Bilderfassungseinrichtung bildet. Wird innerhalb des Überwachungsbereichs 50 ein Objekt 66, 68, 70 erfasst, so prüft die Bilderfassungseinrichtung nach vorgegebenen Regeln, ob es sich um ein harmloses oder um ein zu bekämpfendes Objekt 66, 68, 70 handelt. Wird das Objekt 66, 68, 70 als ein zu bekämpfendes Objekt 66, 68, 70 klassifiziert, so wird an Bord des Schiffes 2 ein Alarm ausgelöst. Je nach Einstellung an der Prozesseinheit 64 erfolgt eine Bekämpfung beispielsweise des Objekts 68 nun automatisch oder wird erst durch einen Bedienereingriff gestartet. Wie in 1 zu erkennen ist, befindet sich das Objekt 68 im Überwachungsbereich der drei Strahlwerfer 12, 14, 16. Es wird somit von allen drei Bildsensoren 46 dieser Strahlwerfer 12–16 erfasst. Diese Bilder werden durch das Prozessmittel in Verbindung miteinander ausgewertet, sodass eine dreidimensionale Bestimmung des Objekts 68 ermöglicht wird. Hierdurch ist eine genauere Auswertung von Parameter des Objekts 68 zur Einklassifizierung als gefährlich oder ungefährlich möglich.
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In 1 sind drei Objekte 66, 68, 70 dargestellt, die in einem Schwarmangriff das Schiff 2 angreifen. Alle drei Objekte 66–70 sind vom Prozessmittel als zu bekämpfende Objekte 66–70 klassifiziert worden. Der Beginn von Abwehrmaßnahmen wurde automatisch eingeleitet. Durch die mehrdimensionale Überwachung des Raums um das Schiff 2 werden die Positionen der Objekte 66–70 relativ zu einem vorbestimmten Punkt des Schiffs 2 trigonometrisch berechnet. Außerdem wird bestimmt, welches Objekt in welchem Wirkbereich 52–62 angeordnet ist. Außerdem werden die Objekte 66–70 priorisiert. Hierbei wird dem Objekt 70 die oberste Priorität zugemessen, da es sehr nah am Schiff 2 ist. Die niedrigste Priorität hat das Objekt 66, da es außerhalb der Wirkbereiche 52–62 liegt. Ebenfalls eine niedrige Priorität hat das Objekt 68, da es sich zurzeit vom Schiff 2 entfernt. Die Relativbewegungen der Objekte 66–70 zum Schiff 2 wird durch das Prozessmittel überwacht und fließt in die Priorisierung mit ein.
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In der in 1 dargestellten Anordnung der Objekte 66–70 ist nur das Objekt 70 zur Bekämpfung einklassifiziert. Alle drei steuerbordseitig angeordneten Strahlwerfer 6–10 sind auf das Objekt 70 gerichtet, wobei das Prozessmittel einen Zielbereich 72 festgelegt hat, der im Wesentlichen identisch ist mit den Umrissen des Objekts 70. Durch die hochauflösenden Bildsensoren 44 wurden außerdem drei weitere Objekte 74, 76, 78 als Menschen im Objekt 70 erkannt, die vom Prozessmittel bzw. der Bilderfassungseinrichtung permanent verfolgt werden. Auch diese Objekte 74–78 werden nach vorgegebenen Kriterien priorisiert.
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Zur Bekämpfung des Objekts 70 sprechen sich die Strahlwerfer 6–16 soweit ab, dass sie sich untereinander darauf verständigen, wer welches Objekt 70, 74–78 bekämpft. Da sich das Objekt 70 nur innerhalb der Wirkbereiche 52 und 54 befindet, kann es nur durch die Strahlwerfer 6, 8 bekämpft werden. Diese verständigen sich darauf, dass der Strahlwerfer 8 das Objekt 78 und der Strahlwerfer 6 die beiden Objekte 74, 76 in schnellem Wechsel von beispielsweise zwei Sekunden mit Seewasser beschießt.
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Sobald der Zielbereich 72 mit dem Objekt 70 bzw. den darin zu bekämpfenden Objekten 74–78 festgelegt ist, wird aus der Entfernung zwischen jeweils einem zu bekämpfenden Objekt 74–78 und dem jeweiligen Strahlwerfer 6, 8 die notwenige Strahlgeschwindigkeit an der Mündung und daraus der notwendige Betriebsdruck ermittelt, der im Zielbereich 72 bzw. Im gewünschten Auftreffpunkt des jeweiligen Strahls zu der erforderlichen konstanten, nicht letalen Wirkung führt. Wenn der erforderliche Betriebsdruck den verfügbaren Betriebsdruck übersteigt, wird der verfügbare Betriebsdruck eingestellt. Die Ermittlung des einzustellenden erforderlichen Betriebsdrucks wird laufend wiederholt.
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Aus dem gewünschten Auftreffpunkt des jeweiligen Strahls auf einem zu bekämpfenden Objekt 74–78 und aus der relativen Position und Geschwindigkeit zwischen Objekt 74–78 und Schiff 2, einer Schwankungsbewegung des Schiffs 2 und einer Windrichtung 82 und einer Windstärke wird die benötigte Ausrichtung der jeweiligen Strahlwerfer in Azimut und Elevation berechnet. Dementsprechend wird anschließend der entsprechende Strahlwerfer 6, 8 ausgerichtet und der Strahl gestartet. Mit Hilfe der Prozesseinheit 42 bzw. der Bildsensoren 46, 44 wird nun nach der entfernungsabhängigen Strahllaufzeit der tatsächliche Auftreffpunkt ermittelt und eine Ablage zwischen tatsächlichem und gewünschtem Auftreffpunkt des jeweiligen Strahls festgestellt. Der gewünschte Auftreffpunkt für die Ausrichtungsberechnung wird um diese Ablage korrigiert. Die Berechnung der Ausrichtung der Strahlwerfer 6, 8 wird laufend wiederholt. Eine Neuberechnung der Ablage erfolgt in Zeitintervallen, die sich aus der Laufzeit des jeweiligen Strahls ergeben. Es erfolgt somit eine kontinuierliche Nachregelung der Ausrichtung des jeweiligen Strahlwerfers 6, 8, sodass der tatsächliche Auftreffpunkt im gewünschten Aufreffpunkt liegt.
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Je nach Größe, Position relativ zum Schiff, Fahrgeschwindigkeit und Richtung relativ zum Schiff und Aussehen des Objekts 70 – ob es sich um ein offenes oder geschlossenes Boot handelt – sprechen sich die Strahlwerfer 6–10 hinsichtlich einer Bekämpfungsstrategie ab. Bei einem offenen und kleinen Boot kann so von einem Bekämpfen der Objekte 74–78 auf ein Fluten des Objekts 70 umgeschaltet werden, wobei die beteiligten Strahlwerfer 6, 8 von einem scharfen Strahl mit begrenzter Wirkung auf eine maximale Förderleistung umschalten.
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Je nach Bekämpfungsstrategie können dem geschossen Fluid Zusätze beigegeben werden, die in einem Behälter 80 im Strahlwerfer 6–16 lagern können. Solche Inhaltsstoffe können gasförmige, flüssige oder feste Inhaltsstoffe sein. Gasförmige oder flüssige Inhaltsstoffe werden hierbei zweckmäßigerweise im Bereich des Ventils 40 in das Zentrum des Strahls eingeführt, sodass sie innerhalb des Strahls vollständig mit Wasser umgeben sind. Feststoffe, wie beispielsweise Kugeln können in das gepumpte Wasser eingeführt werden, z. B. indem sie vom Unterdruck automatisch eingesaugt und im Strahl verschossen werden.
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Außerdem ist das Prozessmittel dazu vorbereitet, auf den Objekten 66–70 nach Flugkörpern zu suchen. Hierzu sind dem Prozessmittel bzw. der Bilderfassungseinrichtung Formen von bekannten Flugkörpern vorgegeben, nach denen in den Bildern der Objekte 66–70 gesucht wird. Auch hierzu ist die dreidimensionale Erfassung der Objekte 66–70 und aller sichtbaren Gegenstände darauf vorteilhaft, die mit Hilfe der mehreren Bildsensoren 44, 46 durchgeführt wird. Ist ein Flugkörper erkannt und befindet sich das Objekt 66–70 in einem Wirkbereich 52–62, so kann eine Bekämpfung des Flugkörpers automatisch gestartet werden insbesondere unter Zuhilfenahme von Festkörpern im Wasserstrahl. Befindet sich der Flugkörper noch außerhalb der Wirkbereiche 52, 62, so werden die Pumpen der Strahlwerfer 6–16 gestartet und ein Wasserdruck wird aufgebaut, sodass der Abschuss eines Wasserstrahls aus jedem der Strahlwerfer 6–16 in Sekundenbruchteilen gestartet werden kann.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem Unterwasserfahrzeug 84, auf dem ein Strahlwerfer 86 montiert ist. Der Strahlwerfer 86 kann identisch zum Strahlwerfer 12 aufgebaut sein. Er ist so auf dem Unterwasserfahrzeug 84 aufgebaut, dass sein Kopf 32 und seine Lanze 38 sowie die Bildsensoren 44 und 46 oberhalb der Wasseroberfläche 90 angeordnet sind, wohingegen der Rest des Unterwasserfahrzeugs 84 – gegebenenfalls bis auf ein Luftansaugrohr 88 für den Motor – vollständig unter der Wasseroberfläche 90 zu liegen kommt. Auf diese Weise bildet eine solche Strahlwerfervorrichtung ein sehr kleines Bekämpfungsziel, sodass er sehr nah an zu bekämpfende Objekte 66–70 herangeführt werden kann.
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Statt eines Strahlwerfers 6–16 für eine Flüssigkeit sind auch Strahlwerfer für Energiestrahlen denkbar. Diese können elektromagnetische Strahlen sein, insbesondere im sichtbaren Licht, im Infrarot oder als Mikrowellenstrahlen, inkohärent oder kohärent. Auch ein gerichteter Schallstrahl ist denkbar, der in diesem Zusammenhang auch als Energiestrahl verstanden wird. Dabei können alle oder einige der in der Figurenbeschreibung oder im vorhergehenden Teil beschriebenen Merkmale der Strahlwerfervorrichtung 4 vollständig übernommen werden, sodass die Funktionsweise, Bilderfassung und Kommunikation beibehalten werden kann. Zu ändern wären der Strahl erzeugende und Strahl führende Teil und gegebenenfalls die Art der Sensorik. Für die Sensorik kommen Sensoren in Frage, die vorteilhaft im selben Frequenzspektrum empfindlich sind wie der abgeschossene Strahl. Dieser kann beispielsweise ein Laserstrahl sein, um alle Personen an Bord eines angreifenden Schiffes zu blenden. Das geschieht dadurch, dass die Gesichter der Personen nacheinander im schnellen Wechsel angefahren werden, was für ein Strahlschwenken eines Lasers kein Problem ist. Ein Schallstrahl in Form eines langreichweitigen akustischen Schallstrahls, der auf Schmerzen über das Gehör der Angreifer zielt, kann mit einem bildgebenden akustischen Sensor kombiniert werden. Auf diese Weise kann das Auftreffen des Schallstrahls im Zielbereich durch Vibrationen erkannt werden und der Schallstrahl kann in seiner Ausrichtung im Zielbereich optimiert werden. Mikrowellenstrahlung kann in Kombination mit einem entsprechenden bildgebenden Mikrowellenempfänger überwacht werden, wobei die Haut durch die Mikrowellenstrahlen erwärmt wird, was Schmerzen auslöst und durch den entsprechenden Sensor erfasst werden kann, um den Strahl auf die gewünschte Position zu regeln.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Schiff
- 4
- Strahlwerfervorrichtung
- 6
- Strahlwerfer
- 8
- Strahlwerfer
- 10
- Strahlwerfer
- 12
- Strahlwerfer
- 14
- Strahlwerfer
- 16
- Strahlwerfer
- 18
- Schienenvorrichtung
- 20
- Pfeil
- 22
- Motor
- 24
- Deck
- 26
- Reling
- 28
- Bordwand
- 30
- Motor
- 32
- Kopf
- 34
- Pfeil
- 36
- Pfeil
- 38
- Lanze
- 40
- Düse
- 42
- Prozesseinheit
- 44
- Bildsensor
- 46
- Bildsensor
- 48
- Teilbereich
- 50
- Überwachungsbereich
- 52
- Wirkbereich
- 54
- Wirkbereich
- 56
- Wirkbereich
- 58
- Wirkbereich
- 60
- Wirkbereich
- 62
- Wirkbereich
- 64
- Prozesseinheit
- 66
- Objekt
- 68
- Objekt
- 70
- Objekt
- 72
- Zielbereich
- 74
- Objekt
- 76
- Objekt
- 78
- Objekt
- 80
- Behälter
- 82
- Windrichtung
- 84
- Unterwasserfahrzeug
- 86
- Strahlwerfer
- 88
- Luftansaugrohr
- 90
- Wasseroberfläche
