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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit einem optischen Strahlenwirksystem.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Das klassische Einsatzprofil von U-Booten war bisher das Orten und Bekämpfen von hochwertigen gegnerischen Über- und Unterwasserzielen, also feindlichen Schiffen und U-Booten. Die für dieses Einsatzprofil vorgesehenen U-Boot-Bewaffnungen sind in erster Linie Torpedos, die sich ausnahmslos nur zur Bekämpfung von Seezielen eignen. Für die Bekämpfung von Landzielen verfügen U-Boote heute lediglich über Flugkörpersysteme, bei denen ein Flugkörper hydraulisch oder pneumatisch aus einem entsprechenden Behälter ausgestoßen, dann mit Boostern an die Wasseroberfläche verbracht wird und dort gestartet wird.
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Alle diese bekannten U-Boot-Waffensysteme sind nicht dazu geeignet, das U-Boot gegen unmittelbare Bedrohung zu verteidigen. Einer der wesentlichen Selbstschutzmechanismen eines U-Bootes war deshalb in der Vergangenheit dessen Fähigkeit, bei Bedarf rasch tief zu tauchen und verlegen, um sich so dem Zugriff durch einen Gegner entziehen zu können. Diese Selbstschutzstrategie funktioniert aber nicht bei Operationen in flachen Gewässern. In solchen Einsatzszenarien müssen die U-Boote über eine Bewaffnung verfügen, mit der sie in der Lage sind, sich insbesondere gegen Angriffe von oben, beispielsweise durch U-Boot-Jagdhubschrauber oder U-Boot-Jagdflugzeuge zu verteidigen. Dies ist insbesondere dann schwierig, wenn sich ein angreifender Hubschrauber oder ein angreifendes Flugzeug im Zenith oberhalb des U-Boots befindet, denn dieser Bereich lässt sich mit den herkömmlichen Periskopen der U-Boote nicht aufklären, da deren Blickrichtung parallel zur Wasseroberfläche gerichtet ist, so daß diese Bedrohungen in der Regel spät erkannt werden.
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Es gab in der Vergangenheit bereits U-Boote, die an ihrem Oberdeck mit Plattformen zur Anbringung von Maschinengewehren oder Flugabwehrgeschützen ausgebildet waren, derartige Waffen konnten jedoch nur dann eingesetzt werden, wenn das U-Boot aufgetaucht war und es bedurfte nach dem Auftauchen des U-Bootes einer bestimmten Vorbereitungszeit, um die entsprechende Waffe in Stellung zu bringen. Auch sind solche Waffen zur Verteidigung gegen Ziele in der Nähe des Zeniths wegen des prinzipiell nach oben eingeschränkten Schußbereichs nicht geeignet.
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Insbesondere dann, wenn U-Boote in flachen Gewässern agieren, beispielsweise bei verdeckten Aufklärungsoperationen in küstennahen Gebieten, müssen die U-Boote zur Selbstverteidigung mit Waffensystemen ausgestattet sein, die es der Besatzung erlauben, auch ohne Auftauchen zu müssen, schnelle Verteidigungsmaßnahmen gegen Überwasserangriffen, insbesondere auch im Zenithbereich des U-Bootes, durchführen zu können.
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Des Weiteren ist es auch wünschenswert, wenn U-Boote bei derartigen verdeckten Operationen, beispielsweise bei der Bekämpfung von Piraterie, Schmuggel, Terrorismus oder anderen asymmetrischen Bedrohungen über Einsatzmittel verfügen, die einen der Situation angemessenen Waffeneinsatz ermöglichen, ohne dass diese kleinen Ziele mit Torpedos oder Flugkörpern vom U-Boot aus angegriffen werden müssen, was in der Regel nicht angemessen erscheint und auch aus Kostengründen nicht vertretbar ist.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
US 7,249,567 B1 ist ein Unterwasserfahrzeug bekannt, bei welchem im Turm des Unterwasserfahrzeugs ein teleskopierbares Schleusensystem vorgesehen ist, durch welches kleinere Flugkörper oder Aufklärungsdrohnen aus dem Druckkörper eines auf Sehrohrtiefe getauchten U-Bootes gegen Bedrohungen im Nahfeld zum Einsatz gebracht werden können. Dieses bekannte Waffensystem lässt sich sinnvoll aber nur präventiv vor einem gegnerischen Angriff einsetzen. Für eine Verteidigungsmaßnahme bei bereits angreifenden gegnerischen Objekten ist dieses bekannte Waffensystem aufgrund der Vorbereitungszeiten und der langsamen Reaktionszeit nicht geeignet.
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Es sind heute bereits Strahlenwaffensysteme bekannt, die mit der Energie von Laserstrahlen gegnerische Ziele bekämpfen können. Diese optische Strahlenwirksysteme sind jedoch bislang nur für den Einsatz an Land oder in Überwasser- und Luftfahrzeugen erprobt worden.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Unterwasserfahrzeug mit einem Waffensystem anzugeben, welches zur Verteidigung des Unterwasserfahrzeugs schnell einsatzbereit ist und welches außerdem als Angriffswaffe gegen kleinere Ziele auf dem Wasser oder an Land vom Unterwasserfahrzeug aus einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Unterwasserfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Das optische Strahlenwirksystem dieses erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs weist einen Strahlungserzeuger, eine Strahlungsemissionseinrichtung und eine den Strahlungserzeuger mit der Strahlungsemissionseinrichtung verbindende Strahlungsübertragungseinrichtung auf. Dabei ist der Strahlungserzeuger am oder im Unterwasserfahrzeug vorgesehen und die Strahlungsemissionseinrichtung ist vom Unterwasserfahrzeug an die Wasseroberfläche verbringbar. Vorzugsweise erzeugt der Strahlungserzeuger hochenergetische Laserstrahlung, bevorzugt im Infrarotbereich.
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VORTEILE
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Auf diese Weise kann die Strahlungsenergie bei getauchtem Unterwasserfahrzeug von der an der Wasseroberfläche befindlichen Strahlungsemissionseinrichtung ausgesandt werden, ohne dass das Unterwasserfahrzeug auftauchen muss. Zudem ist eine derartige Strahlenwaffe signaturarm, so dass die Waffe vor und nach dem Aussenden der Strahlung nicht oder nur äußerst schwierig detektierbar ist. Die Aussendung der Strahlung von der Strahlungsemissionseinrichtung erfolgt geräuschfrei, so dass die Strahlungsquelle akustisch nicht zu orten ist. Ein mit einem solchen optischen Strahlenwirksystem ausgestattetes Unterwasserfahrzeug erhält somit einerseits völlig neuartige Fähigkeiten der Selbstverteidigung und neue Fähigkeiten des taktischen Einsatzes. Das im erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeug vorgesehene optische Strahlenwirksystem kann ohne Zeitverlust, also unmittelbar nach Erkennen einer Bedrohung eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu benötigen beispielsweise Startvorbereitungen eines Flugkörpers oder dessen Verbringung an die Wasseroberfläche von einem anderen Unterwasserfahrzeug aus eine gewisse Zeit. Auch kann dies mittels Sensorik automatisch erfasst werden. Durch diese schnelle Reaktionsfähigkeit kann wertvolle Zeit für die Lagebeurteilung gewonnen werden und der Zeitpunkt des spätest möglichen Einsatzes auch gegen rasch bewegliche Ziele verlagert sich weiter in die Zukunft.
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Da die Erzeugung hochenergetischer Strahlung und die Emission dieser Strahlung ohne wesentliche Bewegung mechanischer Teile erfolgt und da die hochenergetische Strahlung, insbesondere dann, wenn es sich um eine hochenergetische Infrarot-Strahlung handelt, eine geringe Strahlungsdivergenz aufweist und der ausgesandte Strahl visuell unsichtbar ist, ist die Gesamtsignatur des optischen Strahlenwirksystems äußerst gering. Dies ist insbesondere bei verdeckten Einsätzen sehr vorteilhaft, weil dadurch der verdeckte Einsatz fortgeführt werden kann, da das Unterwasserfahrzeug aufgrund der im Wesentlichen fehlenden Signatur des mit Infrarot-Strahlung arbeitenden optischen Strahlenwirksystems nicht erkannt wird.
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Die üblichen Vorteile von optischen Strahlungswirksystemen, wie eine Schussfähigkeit solange elektrische Energie vorhanden ist (sogenanntes ”deep magazine”), das Entfallen von Munition zusammen mit der zugehörigen Versorgungs-/Entsorgungslogistik, das fehlende Erfordernis, für Munitionssicherheit zu sorgen, die punktgenaue, skalierbare und unmittelbare verifizierbare Wirkung und die minimalen Kosten pro Schuss kommen auch bei dem erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeug zum Tragen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass das Unterwasserfahrzeug mit zumindest einem ausfahrbaren Mast ausgestattet ist und dass die Strahlungsemissionseinrichtung im Bereich des freien Endes des ausfahrbaren Masts vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Strahlungsemissionseinrichtung schnell und ohne große Zeitverzögerung mittels des Masts an die Wasseroberfläche verbracht werden. Auch ist ein vollständiges Auftauchen des Unterwasserfahrzeugs dafür nicht erforderlich.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass das Unterwasserfahrzeug mit einem davon separierbaren Tochterfahrzeug ausgestattet ist, das über eine Verbindungsvorrichtung mit dem Unterwasserfahrzeug verbunden ist, dass die Strahlungsemissionseinrichtung im Tochterfahrzeug vorgesehen ist und dass zumindest ein Abschnitt der Strahlungsübertragungseinrichtung in der Verbindungsvorrichtung vorgesehen oder mit dieser verbunden ist. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass das Unterwasserfahrzeug beim Einsatz des optischen Strahlenwirksystems vollständig getaucht bleiben kann und nur das Tochterfahrzeug an die Wasseroberfläche abgesetzt werden muss. Die mechanische und optoelektronische Verbindung zwischen dem Unterwasserfahrzeug und dem an der Wasseroberfläche schwimmenden Tochterfahrzeug kann dabei wesentlich länger sein als dies bei der Variante mit der an einem ausfahrbaren Mast vorgesehenen Strahlungsemessionseinrichtung der Fall ist. Die Übertragung der optischen Strahlung durch die Strahlungsübertragungseinrichtung, beispielsweise durch Lichtleitfasern, die in ein die mechanische Verbindungseinrichtung bildendes Schleppkabel integriert sein können, kann auch bei hoher Leistung über Strecken von einigen hundert Metern ohne Probleme und ohne wesentliche Energieverluste erfolgen.
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Bei dieser Variante ist es insbesondere von Vorteil, wenn das Tochterfahrzeug als Schleppboje ausgebildet ist. Es bedarf dabei keines eigenen Antriebs für das Tochterfahrzeug, da dieses an der mechanischen Verbindungseinrichtung, beispielsweise am Schleppkabel hinter dem Unterwasserfahrzeug hergezogen wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Tochterfahrzeug mit einer Stabilisierungsplattform versehen ist, auf der die Strahlungsemissionseinrichtung angeordnet ist. Mittels dieser stabilisierten Plattform wird die Strahlungsemissionseinrichtung gegen die Eigenbewegung des schwimmenden Tochterfahrzeugs stabilisiert, so dass eine zuverlässige Ausrichtbarkeit auf ein Ziel ermöglicht wird. Diese Stabilisierung kann durch die Integration eines lageerkennenden Orientierungssystems in das Tochterfahrzeug erfolgen, wobei zur lageerkennenden Orientierung die für die Grobausrichtung der Strahlungsrichtung in der Regel ohnehin vorhandenen Navigationseinrichtungen genutzt werden können.
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Bei der Ausführung mit einer an einem ausfahrbaren Mast vorgesehenen Strahlungsemissionseinrichtung ist es besonders von Vorteil, wenn die Strahlungsübertragungseinrichtung zumindest abschnittsweise im Inneren des Masts verläuft.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Strahlungsübertragungseinrichtung von einem optischen Leiter gebildet ist oder zumindest einen optischen Leiter aufweist. Ein derartiger, vorzugsweise Lichtleitfasern aufweisender, optischer Leiter kann als optisches Übertragungskabel im Inneren des Sehrohres beim Ausfahren des Sehrohres an die Wasseroberfläche mitgeführt werden und mit seinem anderen Ende unmittelbar an den im Unterwasserfahrzeug vorgesehenen Strahlungserzeuger angeschlossen sein.
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Alternativ kann zumindest der im Inneren des Masts verlaufende Teil der Strahlungsübertragungseinrichtung von einer freien optischen Übertragungsstrecke gebildet sein.
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Insbesondere von Vorteil ist es, wenn der Strahlungserzeuger im inneren des Druckkörpers des Unterwasserfahrzeugs vorgesehen ist. Dort ist er nicht nur gegen den beim Tauchen einwirkenden Wasserdruck geschützt, sondern durch den im Allgemeinen aus Metall bestehenden Druckkörper auch gegen von außen einwirkende elektromagnetische Störstrahlung.
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Besonders vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn die Strahlungsemissionseinrichtung mit einer, vorzugsweise optischen oder elektrooptischen, Visiereinrichtung versehen ist. Auf diese Weise kann das Aufklären und Anvisieren des Ziels unmittelbar vom Ort der Strahlungsemissionseinrichtung erfolgen und es bedarf keines zweiten Sehrohres oder Optronikmasts, von dem das Ziel aus einem, wenn auch nur geringen anderen Winkel betrachtet würde.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und werteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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1 eine schematische Längsschnittzeichnung durch den Turmabschnitt eines Unterwasserfahrzeugs, das erfindungsgemäß mit einem optischen Strahlenwirksystem ausgestattet ist;
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2 das Unterwasserfahrzeug aus 1 mit ausgefahrenem Mast in einer ersten Ausführungsform;
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3 das Unterwasserfahrzeug aus 1 mit ausgefahrenem Mast in einer zweiten Ausführungsform;
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4 eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs mit einem Tochterfahrzeug; und
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5 das Unterwasserfahrzeug aus 4 mit ausgesetztem Tochterfahrzeug.
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DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen Turmabschnitt eines Unterwasserfahrzeugs 1. Dieses Unterwasserfahrzeug 1 ist ein bemanntes U-Boot, es kann sich aber auch um ein unbemanntes ferngesteuertes U-Boot handeln.
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Das Unterwasserfahrzeug ist mit einer äußeren Wandung 10 versehen, von der in der Darstellung der 1 die obere Wand 10' und die untere Wand 10'' gezeigt sind. Die äußere Wandung 10 begrenzt den Druckkörper 12 des Unterwasserfahrzeugs 1, der ausgelegt ist, um den unter Wasser herrschenden Druck und die auf die Wandung des Druckkörpers 12 einwirkenden Druckkräfte abzustützen. Im Inneren des Druckkörpers 12 sind zwei Zwischendecks 13, 14 vorgesehen. An der Oberseite des Druckkörpers 12 ist ein Turm 16 am Druckkörper 12 angebracht. Ein Mast 18 ist im Turm 16 vorgesehen und erstreckt sich in an sich bekannter Weise in den Druckkörper 12 des Unterwasserfahrzeugs 1 hinein. Der Mast 18 ist teleskopisch aus dem Turm 16 nach oben ausfahrbar, wie dies bei U-Boot-Masten üblich ist und durch den Pfeil 18' symbolhaft dargestellt ist. Des Weiteren ist der Mast 18 in herkömmlicher Weise um seine vertikale Längsachse schwenkbar, wie der Doppelpfeil 18'' symbolisiert.
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Das in 1 dargestellte Unterwasserfahrzeug 1 ist mit einem nachstehend noch weiter erläuterten optischen Strahlenwirksystem 2 versehen.
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Das optische Strahlenwirksystem 2 umfasst einen Strahlungserzeuger 20, der im gezeigten Beispiel von einem Festkörperlaser gebildet ist, welcher optische Strahlung im Infrarot-Wellenlängenbereich aussendet. Dieser Festkörperlaser ist als Hochenergieloser ausgestaltet und in der Lage, eine hohe Strahlungsleistung abzugeben, die beispielsweise ausreichend ist, um auf einige hundert Meter bis einige Kilometer Entfernung einen Brennfleck zu erzeugen, der Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius aufweist, oder im Falle eines gepulsten Lasers zur Materialabtragung aufgrund nichtthermischer Wechselwirkung führt.
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Die heute in eine Einzelfaser einkoppelbaren Leistungen erreichen den Bereich von 10 kW und mehr. Eine weitere Leistungssteigerung ist durch mehrere Einzelfasern/-laser möglich.
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Die Temperaturen in dem vom Laser auf dem Zielobjekt ausgebildeten Brennfleck hängen unter anderem von der abgegebenen Leistung und der Einwirkdauer ab. Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius (zum Beispiel 500°C bis zu 1000°C und sogar noch mehr) können schon nach kurzer Zeit, zum Beispiel nach einigen Sekunden, erreicht werden.
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Ein derartiger Festkörperlaser kann als diodengepumpter Hochleistungs-Festkörperlaser, beispielsweise als Faserlaser oder Scheibenlaser, ausgebildet sein.
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Das optische Strahlenwirksystem 2 verfügt weiterhin über eine Strahlungsemissionseinrichtung 22, die im Bereich des oberen freien Endes des Masts 18 vorgesehen ist. Eine Strahlungsübertragungseinrichtung 24, die in Verbindung mit den 2 bis 5 näher beschrieben werden wird, verbindet den Strahlungserzeuger 20 mit der Strahlungsemissionseinrichtung 22, so dass die im Strahlungserzeuger 20 erzeugte optische Strahlung mittels der Strahlungsübertragungseinrichtung 24 zur Strahlungsemissionseinrichtung 22 übertragen und von dort nach außen abgegeben werden kann.
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Eine Stromversorgung 25 liefert die für den Betrieb des Strahlungserzeugers 20 erforderliche elektrische Leistung. Moderne Unterwasserfahrzeuge verfügen heute schon über leistungsfähige Brennstoffzellenanlagen zur Stromerzeugung, die zusätzlich zu den herkömmlichen diesel-elektrischen Generatoren und den von diesen gespeisten Akkumulatoren vorgesehen sind. Diese Stromerzeugungsanlagen liefern ausreichend elektrische Energie, um beispielsweise einen leistungsfähigen Festkörperlaser als Strahlungserzeuger 20 mit einer elektrischen Leistung von einigen 10 kW bis 100 kW für Zeiträume von einigen Minuten versorgen zu können. Auch Unterwasserfahrzeuge mit nuklear-elektrischen Antrieben sind in der Lage, ausreichend elektrische Energie für den erforderlichen Betriebszeitraum des Strahlungserzeugers 20 bereitzustellen.
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Derartige Hochenergie-Strahlungserzeuger benötigen eine Kühleinrichtung 26, die ebenfalls im Unterwasserfahrzeug 1 vorgesehen ist und die in der Lage ist, die Kühlleistung während des Betriebs des Hochenergie-Strahlungserzeugers 20 zu liefern. Die während des Betriebs des Hochenergie-Strahlungserzeugers 20 an das Kühlmittel der Kühleinrichtung 26 abgegebene Wärme kann an das umgebende Seewasser abgegeben werden. Diese Wärmeabgabe kann während des Betriebs des Strahlungserzeugers 20 erfolgen oder sie kann zeitversetzt dazu durchführt werden.
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Des Weiteren weist das optische Strahlenwirksystem 2 eine Steuerungseinheit 27 auf, die ebenfalls im Inneren des Unterwasserfahrzeugs 1 vorgesehen ist.
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In 2 ist ein Ausschnitt des auf Sehrohrtiefe getauchten Unterwasserfahrzeugs 1 mit ausgefahrenem Mast 18 gezeigt. Der Mast 18 ist so wert nach oben ausgefahren, dass sich die am oberen freien Ende des Masts 18 angeordnete Strahlungsemissionseinrichtung 22 oberhalb der Wasseroberfläche W befindet. In 2 ist auch zu erkennen, wie ein hochenergetischer optischer Strahl S, beispielsweise ein Infrarot-Laserstrahl, von einem Strahlrichtsystem 22' der Strahlungsemissionseinrichtung 22 abgegeben wird.
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Im Beispiel der 2 ist die Strahlungsübertragungseinrichtung 24 von einem optischen Leiter 24' gebildet, der den Strahlungserzeuger 20 mit der Strahlungsemissionseinrichtung 22 optisch verbindet. Die von dem als Festkörperlaser ausgebildeten Strahlungserzeuger 20 erzeugte Infrarot-Laserstrahlung wird somit durch den optischen Leiter 24', der einen oder mehrere Lichtwellenleiter aufweist, an die Strahlungsemissionseinrichtung 22 geleitet und dort auf ein potentielles Ziel gerichtet als Laserstrahlung S abgegeben.
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In 3 ist eine abgewandelte Variante gezeigt, bei der die Strahlungsübertragungseinrichtung 24 von einer freien optischen Übertragungsstrecke 24'' gebildet ist, die hier als gestrichelte Linie des Strahlenverlaufs schematisch dargestellt ist. In der optischen Übertragungsstrecke sind Umlenkspiegel 23 sowie optische Abbildungselemente 23', 23'' vorgesehen, die beispielsweise von Linsensystemen gebildet sind. Die Funktionsweise der in 3 gezeigten Alternative ist grundsätzlich dieselbe wie bei der in 2 gezeigten Ausführungsform, nur mit dem Unterschied, dass die Übertragung der vom Strahlungserzeuger 20 erzeugten hochenergetischen Laserstrahlung an die Strahlungsemissionseinrichtung 22 auf dem Weg der freien optischen Übertragungsstrecke 24'' erfolgt.
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Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs 1 ist in 4 dargestellt. Dort ist im Turm 16 ein als Schleppboje ausgebildetes Tochterfahrzeug 3 vorgesehen, das vom Unterwasserfahrzeug 1 abgesetzt werden kann und mittels einer als Schleppseil ausgebildeten Verbindungsvorrichtung 30 (5) mit dem Unterwasserfahrzeug 1 mechanisch verbunden ist, so dass das Unterwasserfahrzeug 1 das Tochterfahrzeug 3 hinter sich her ziehen kann.
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Das Tochterfahrzeug 3 ist mit einem Schwimmkörper 32 versehen, der dafür sorgt, dass das Tochterfahrzeug 3 bei ausreichend langer Verbindungsvorrichtung 30 bis zur Wasseroberfläche W aufsteigt und dort schwimmt. Oberhalb des Schwimmkörpers 32 ist die Strahlungsemissionseinrichtung 22 vorgesehen, die derart am Tochterfahrzeug 3 angebracht ist, dass sie um eine vertikale Achse drehbar ist, damit der von ihr ausgesandte optische Strahl S auf ein Ziel ausgerichtet werden kann. Selbstverständlich kann das Strahlrichtsystem 22', wie auch bei der ersten Ausführung, nicht nur um die vertikale Achse der Strahlungsemissionseinrichtung 22 verschwenkt werden, sondern durch geeignete Mittel auch um eine horizontale Achse verschwenkt werden.
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Die Strahlungsemissionseinrichtung 22 oder zumindest deren Strahlrichtsystem 22' ist am Tochterfahrzeug 3 mittels einer in den Figuren nur schematisch dargestellten Stabilisierungsplattform 34 befestigt, die dafür sorgt, dass die Strahlungsemissionseinrichtung 22 oder zumindest deren Strahlrichtsystem 22' auch bei bewegtem Tochterfahrzeug 3 um alle drei Raumachsen stabilisiert wird. Dadurch ist eine genaue Zielausrichtung auch bei bewegter Wasseroberfläche möglich.
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Die Übertragung der optischen Strahlung vom Strahlungserzeuger 20 zur über Wasser befindlichen Strahlungsemissionseinrichtung 22 erfolgt durch eine von einem optischen Leiter gebildete Strahlungsübertragungseinrichtung 28, die in die Verbindungsvorrichtung 30 integriert oder an ihr angebracht und so mit ihr verbunden ist.
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Der Strahlungserzeuger 20 ist wie bei der in den 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform im Inneren des Druckkörpers 12 des Unterwasserfahrzeugs 1 vorgesehen.
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Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, ein optisches Strahlenwirksystem, beispielsweise ein Laserwirksystem auf der Grundlage von Hochleistungs-Festkörperlasern, zum Beispiel diodengepumpten Faserlasern, auf einem Unterwasserfahrzeug zur Wirkung gegen weiche und halbharte Ziele zu installieren, welches dem Selbstschutz des Unterwasserfahrzeugs gegen unmittelbare Bedrohungen im Nahbereich oder der Bekämpfung von Zielen unter Bedingungen der verdeckten Operationsführung dient. Das Unterwasserfahrzeug kann ein bemanntes oder unbemanntes U-Boot sein. Die Strahlungsemissionseinrichtung des Strahlenwirksystems ist dabei versehen mit einem Strahlrichtsystem, das entweder auf einem ausfahrbaren Optronikmast des Unterwasserfahrzeugs oder auf einem mit dem Unterwasserfahrzeug 1 verbundenen Tochterfahrzeug 3 angebracht ist. Die vom Strahlungserzeuger 20 gebildete Strahlquelle sowie etwaige Hilfseinrichtungen (Kühlung, Stromversorgung, Steuerung) sind im geschützten Druckkörper des Unterwasserfahrzeugs 1 angeordnet, wobei die Übertragung der optischen Strahlung zwischen dem Strahlungserzeuger 20 und dem Strahlrichtsystem 22' der Strahlungsemissionseinrichtung 22 entweder über einen optischen Leiter (Lichtleitfasern) oder auch direktoptisch in Form eines umgekehrten Periskops erfolgt.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausführung des Unterwasserfahrzeugs kann eine Bekämpfungswirkung gegen Überwasserziele, Luftziele und ufernahe Landziele auch dann ausgeübt werden, wenn das Unterwasserfahrzeug lediglich auf Seerohrtiefe getaucht ist. Aber auch im aufgetauchten Zustand des Unterwasserfahrzeugs kann das optische Strahlenwirksystem 2 eingesetzt werden, wobei dann die Vorteile eines aufgrund der größeren Elevationshöhe besseren Sichtwinkels zum Tragen kommen.
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Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, dass für die Anbringung der Strahlungsemissionseinrichtung 22 ein eigenständiger Optronikmast 18 vorgesehen ist; es ist vielmehr auch möglich, die Strahlungsemissionseinrichtung 22 an einem anderen Zwecken dienenden Mastträger eines Unterwasserfahrzeugs anzuordnen, beispielsweise an einem Mast, der für die Aufnahme von Kommunikationssystemen vorgesehen ist. Wegen der Natur des mit optischer Strahlung arbeitenden Strahlenwirksystems 2 sind keine davon ausgehenden Auswirkungen auf Antennen- oder Radarsysteme des Unterwasserfahrzeugs 1 zu erwarten. Außerdem ist das erfindungsgemäße optische Strahlenwirksystem 2, auch im teilgetauchten Zustand, weitgehend widerstandsfähig gegen elektronische Störmaßnahmen, da die empfindlichen, komplexen Teile des optischen Strahlenwirksystems 2, zum Beispiel die Steuerungseinheit 27, im Inneren des unter Wasser befindlichen Druckkörpers 12 des Unterwasserfahrzeugs 1 vorgesehen sind.
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Es ist selbstverständlich, dass das optische Strahlenwirksystem 2 auch mit geeigneten Vorkehrungen versehen ist, die eine Eigen-Laserbestrahlung sowohl des Bootskörpers des Unterwasserfahrzeugs 1 als auch anderer exponierter Komponenten wie Masten oder Antennen zuverlässig verhindern.
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Die Ausrichtung des optischen Strahls S auf ein Ziel erfolgt durch eine dem optischen Strahlenwirksystem 2 fest zugeordnete, im Wesentlichen optische Sensorik. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung der Strahlrichtung des optischen Strahls S auch durch zum Teil gegenwärtig auf Unterwasserfahrzeugen bereits befindliche Aufklärungs- und Feuerleiteinrichtungen, wie beispielsweise Radar oder Optronikmasten, gestützt sein. Dazu sind dann die vorhandenen Aufklärungs- und Feuerleiteinrichtungen in geeigneter Weise mit der Steuerung 27 des optischen Strahlenwirksystem 2 zum Datenaustausch verbunden.
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Wie bereits ausgeführt kann das Unterwasserfahrzeug 1 sowohl ein bemanntes Unterwasserfahrzeug (U-Boot), ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug (UUV, unmanned under-sea vehicle), ein Unterwasser-Roboter oder eine Unterwasserdrohne sein. Im Fall eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs können die Steuerung dieses Fahrzeugs und die Überwachung von dessen Umfeld in bekannter Weise von einem anderen Seefahrzeug, von Land oder aus der Luft über fernwirkende Unterwasser-Kommunikationsmittel erfolgen.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterwasserfahrzeug
- 2
- Strahlenwirksystem
- 3
- Tochterfahrzeug
- 10
- äußere Wandung
- 10'
- obere Wand
- 10''
- untere Wand
- 12
- Druckkörper
- 13
- Zwischendeck
- 14
- Zwischendeck
- 16
- Turm
- 18
- Mast
- 18'
- Pfeil
- 18''
- Doppelpfeil
- 20
- Hochenergie-Strahlungserzeuger
- 22
- Strahlungsemissionseinrichtung
- 22'
- Strahlrichtsystem
- 23
- Umlenkspiegel
- 23'
- optisches Abbildungselement
- 23''
- optisches Abbildungselement
- 24
- Strahlungsübertragungseinrichtung
- 24'
- optischer Leiter
- 24''
- freie optische Übertragungsstrecke
- 25
- Stromversorgung
- 26
- Kühleinrichtung
- 27
- Steuerungseinheit
- 28
- Strahlungsübertragungseinrichtung
- 30
- Verbindungsvorrichtung
- 32
- Schwimmkörper
- 34
- Stabilisierungsplattform
- S
- optischer Strahl
- W
- Wasseroberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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