DE102013008966A1 - Navy ship with arrangements for the central detection of fire damage - Google Patents

Navy ship with arrangements for the central detection of fire damage Download PDF

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Abstract

Zur Lokalisierung von Beschussschäden einer Außenhaut als Beplankung von Rumpf und/oder Aufbauten von Marineschiffen wird vorgeschlagen, Sensormatten ortsfest an der Innenseite anzuordnen. Hierzu ist vorgesehen, dass die Sensormatten durch plattenförmige Sensorelemente einen elektrischen oder optischen durchgängigen Leiter aufweisen, wobei jedes Sensorelement eine Versorgung für den elektrischen oder optischen Leiter und einen Detektor aufweist sowie Adressierung mit einer Verbindung zu einem Netzwerk angeordnet ist, die einer Zentraleinheit zuführbar und dort auswertbar ist.To localize bombardment damage of an outer skin as a planking of the fuselage and / or superstructures of naval ships is proposed to arrange sensor mats fixed to the inside. For this purpose, it is provided that the sensor mats have plate-shaped sensor elements an electrical or optical continuous conductor, each sensor element has a supply for the electrical or optical conductor and a detector and addressing is arranged with a connection to a network that can be fed to a central unit and there is evaluable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Marineschiff mit Anordnungen zur zentralen Erfassung von Beschussschäden an einer Außenhaut als Beplankung von Rumpf und/oder Aufbauten sowie freien Außendecks durch Außeneinwirkungen, wobei an der Innenseite der Außenhaut, wie in freien Feldern von Spanten und Stringern, einzelne zerstörbare Sensormatten fest mit der Außenhaut verbunden sind und jede Sensormatte mit einem plattenförmigen Sensorelement einer Spannungsversorgung und einem Detektor aufweist sowie eine Verbindung zu einem Datenverarbeitungseinheit mit einer Adressierung aufweist und einer Zentraleinheit zuführbar ist.The invention relates to a naval vessel with arrangements for the central detection of impact damage to an outer skin as a planking of fuselage and / or structures and outdoor decks free by external influences, wherein on the inside of the outer skin, as in the free fields of frames and stringers, single destructible sensor mats are permanently connected to the outer skin and each sensor mat having a plate-shaped sensor element of a power supply and a detector and has a connection to a data processing unit with an addressing and a central unit can be fed.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der DE 10 2010 054 754 A1 bekannt. Es hat sich gezeigt, dass Beschussschäden bei Marineschiffen eine erhebliche Bedrohung vornehmen, wobei oftmals Schäden oberhalb der Wasserfläche unentdeckt bleiben. Ferner besteht das Problem, Treffer mit Geschossen kleiner Kaliber bei asymmetrischen Bedrohungen im Hafen oder auf See zu erfassen.An arrangement of this kind is from the DE 10 2010 054 754 A1 known. It has been shown that bombardment damage in naval ships make a significant threat, often undetected damage above the water surface. There is also the problem of detecting low-caliber bullet hits in asymmetric threats at the port or at sea.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise eine Anordnung auszubilden, die eine sofortige Erfassung und Lokalisierung eines Beschusses durch multiple Treffer und durch Geschosse kleiner Kaliber zu ermöglichen.The object of the invention is to provide a simple way to an arrangement that allow immediate detection and localization of a shelling by multiple hits and bullets of small caliber.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass ein durchgehender Leiter als elektrischer- oder Lichtwellenleiter angeordnet ist, der auf der Fläche des Sensorelementes mäanderförmig angeordnet ist und die Leiter in einem Abstand zur Durchtrennung durch auftreffende Geschosseintritte beim Auftreffen auf die Sensormatte durch äußere Einwirkung aufweist und eine Durchtrennung von Leitern über den Detektor erfassbar und über die Datenverarbeitungseinheit mit Adressierung der Zentraleinheit zuführbar ist.The solution of this object is achieved according to the invention in that a continuous conductor is arranged as an electrical or optical waveguide, which is arranged meandering on the surface of the sensor element and the conductor at a distance from the passage through incident bullet entry when hitting the sensor mat by external action and a separation of conductors can be detected via the detector and fed via the data processing unit with addressing of the central unit.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, eine Durchtrennung eines Leiters der Sensormatte bei einer Zerstörung über relevante Durchschläge zu erfassen und zu lokalisieren. Die Sensormatten können dabei eine Abschirmung aufweisen, um eine Wechselwirkung mit anderen Systemen oder eine Änderung der Schiffssysteme auszuschließen.This design makes it possible to detect and locate a severance of a conductor of the sensor mat in the event of destruction via relevant breakdowns. The sensor mats may have a shield in order to preclude interaction with other systems or a change in the ship's systems.

Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das Sensorelement beidseitig Folien zur Bildung einer Einheit als Sensormatte aufweist und durch Verklebung mit der Außenhaut verbindbar ist.An advantageous embodiment consists in that the sensor element has on both sides foils for forming a unit as a sensor mat and is connectable by gluing to the outer skin.

Ferner ist zur Erfassung von Schäden durch kleinkalibrige Geschosse vorgesehen, dass der Abstand benachbarter Leiter zur Detektierung einer Zerstörung gering bemessen ist und keine Freiräume für Geschosseintritte bilden.Furthermore, it is provided for the detection of damage by small-caliber projectiles that the distance between adjacent conductors for detecting a destruction is small and does not form spaces for bullet entry.

Um eine anpassungsfähige Anordnung zu schaffen, ist vorgesehen, dass die Sensormatten eine Gesamtstärke von weniger als 5 mm aufweisen.In order to provide an adaptable arrangement, it is provided that the sensor mats have a total thickness of less than 5 mm.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically. Show it:

1 eine Teilansicht auf eine Innenseite einer Außenhaut mit einzelnen Sensorelementen zwischen Spanten und Stringern, 1 a partial view of an inner side of an outer skin with individual sensor elements between ribs and stringers,

2 eine schaubildliche Darstellung eines prinzipiellen Ausbaus eines Sensorelementes und 2 a perspective view of a basic expansion of a sensor element and

3 eine prinzipielle Schaltungsanordnung mit einer elektronischen Verbindung zu einer Zentrale 3 a basic circuit arrangement with an electronic connection to a central office

Bei der dargestellten Ausführung sind einzelne Sensormatten 1 an der Innenseite einer Außenhaut 2 als Beplankung in entsprechenden Feldern aus Spanten 3 und Stringern 4 fest mit der Außenhaut 2 verbunden.In the illustrated embodiment, individual sensor mats 1 on the inside of an outer skin 2 as planking in appropriate fields from frames 3 and stringers 4 firmly with the outer skin 2 connected.

Jede Sensormatte 1 besteht aus einem plattenförmigen Sensorelement 5, das einen durchgehenden elektrischen oder Lichtwellenleiter 6 aufnimmt. Der Leiter 6 ist dabei auf dem plattenförmigen Sensorelement 5 mäanderförmig angeordnet, wobei benachbarte Leiter 6 in einem relativ kleinen Abstand 16 angeordnet sind, der entsprechend kleiner Geschosskaliber ausgebildet ist. Dabei ist das Sensorelement 5 beidseitig durch Folien 7 abgedeckt, um die Sensormatte 1 zu bilden.Every sensor mat 1 consists of a plate-shaped sensor element 5 that has a continuous electrical or optical fiber 6 receives. The leader 6 is on the plate-shaped sensor element 5 meandering, with adjacent conductors 6 in a relatively small distance 16 are arranged, which is designed according to small bullet caliber. Here is the sensor element 5 on both sides by films 7 covered to the sensor mat 1 to build.

Zusätzlich besitzt jede Sensormatte 1 mit seinem Sensorelement 5 einen Detektor 8 zur Auswertung einer Unterbrechung einen angelegten Spannungsvorgang 9 der Leiter 6 oder als Detektor 8 in Form eines Opto-Kopplers für Lichtwellenleiter.Additionally has each sensor mat 1 with its sensor element 5 a detector 8th to evaluate an interruption an applied voltage operation 9 the leader 6 or as a detector 8th in the form of an optical coupler for optical fibers.

Zusätzlich besitzen die Sensormatten 1 durchgehende Aussparungen 10 für einen Durchtritt von Isoliernadeln zur Aufnahme einer Schiffsisolierung.In addition, the sensor mats have 1 continuous recesses 10 for a passage of insulating needles for receiving a ship insulation.

Die Sensormatte 1 mit ihrem Sensorelement 5 ist mit seinem Detektor 8 an eine lokale Datenverarbeitungseinheit 12 angeschlossen, wobei eine Datenübermittlung an eine Zentraleinheit 14 über eine redundante Anbindung der Datenverarbeitungseinheiten 12 an ein Netzwerk 13 erfolgt. In der Zentraleinheit 14 erfolgt die Auswertung der Schadensereignisse, die Lokalisierung der Detektoren 8 und somit der Sensormatten 1. Die Zentraleinheit 14 bildet dabei eine Schnittstelle für die Anbindung an weitere Datenverarbeitungssysteme 15 des Schiffes.The sensor mat 1 with its sensor element 5 is with his detector 8th to a local data processing unit 12 connected, whereby a data transmission to a central unit 14 via a redundant connection of the data processing units 12 to a network 13 he follows. In the central unit 14 the evaluation of the damage events takes place, the localization of the detectors 8th and thus the sensor mats 1 , The central unit 14 forms an interface for the connection to other data processing systems 15 of the ship.

Die einzelnen Detektoren 8 werden in der Datenverarbeitungseinheit 12 zusammengefasst und mit dem Netzwerk 13 verbunden. Die Anschlussleitung 11 zwischen einem Detektor 8 und der Datenverarbeitungseinheit 12 beinhaltet sowohl die für die Datenübermittlung als auch für die Spannungsversorgung der Detektoren 10 notwendigen Leitungen bei einer Anordnung mit elektrischen Leitern 6 des Sensorelementes 5. Die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungseinheit 12 erfolgt durch das Bordnetz. Die Datenverarbeitungseinheiten 12 und die Zentraleinheit 14 sind redundant an das Netzwerk 13 angeschlossen. The individual detectors 8th be in the data processing unit 12 summarized and with the network 13 connected. The connection cable 11 between a detector 8th and the data processing unit 12 includes both the data transmission and the voltage supply of the detectors 10 necessary lines in an arrangement with electrical conductors 6 of the sensor element 5 , The power supply of the data processing unit 12 done by the electrical system. The data processing units 12 and the central unit 14 are redundant to the network 13 connected.

Es ist vorgesehen, für den Leiter 6 ein Material zu verwenden, wie
Aluminium,
Kohlefaser,
Kupfer,
Kupfer, verzinnt
geschirmtes Kabel
geschirmter Lichtwellenleiter
It is intended for the leader 6 to use a material, like
Aluminum,
carbon fiber,
Copper,
Copper, tinned
shielded cable
Shielded fiber optic cable

Während für die isolierenden Folien 7 folgende Materialien verwendet werden, wie
Polyethylen,
EPDM,
Neopren®,
NBR,
Glasfaserleinwand/körper,
Aramidfaserleinwand/körper, Mylar® Folie
PET Folie
While for the insulating films 7 following materials are used, such as
polyethylene,
EPDM,
Neoprene ® ,
NBR,
Fiberglass screen / body,
Aramid fiber screen / body, Mylar ® film
PET film

Die Verbindung der beiden isolierenden Folien 7 mit dem Sensorelement 11 erfolgt bevorzugt durch Klebeverfahren, um eine optimale mechanische Verbindung und Belastbarkeit des fertigen Bauteils bei minimiertem Gewicht zu erzielen. Alternativ ist auch eine Vulkanisation möglich.The connection of the two insulating films 7 with the sensor element 11 is preferably done by gluing process to achieve optimum mechanical connection and load capacity of the finished component with minimal weight. Alternatively, a vulcanization is possible.

Die Verbindung der Sensormatte 1 mit der Außenhaut 2 erfolgt nach der kompletten Konservierung der Metallstrukturen, bevorzugt mit einer ganzflächigen Klebeverbindung, bevor Isolierarbeiten durchgeführt werden.The connection of the sensor mat 1 with the outer skin 2 takes place after the complete preservation of the metal structures, preferably with a full-surface adhesive bond, before insulation work is carried out.

Der Abstand 16 des durchgängigen Leiters 6 untereinander wird so gewählt, dass auch die kleinste relevante Zerstörung der Außenhaut 2 detektiert werden kann.The distance 16 the continuous conductor 6 with each other is chosen so that even the smallest relevant destruction of the outer skin 2 can be detected.

Der Detektor 8 jeder Sensormatte 1 ist an die lokale Datenverarbeitungseinheit 12 angeschlossen. Die Datenübermittlung an das schiffseigene Netzwerk 13 erfolgt über eine redundante Anbindung. In der Zentraleinheit 14 des Schiffes erfolgt die Auswertung der Schadensereignisse, die Lokalisierung der Detektor 8 und Sensormatten 1 mit einer bevorzugt graphischen Darstellung. Die Zentraleinheit 14 kann als Schnittstelle für die Anbindung weiterer Datenverarbeitungssysteme des Schiffes sein. Die Datenverarbeitung kann beispielsweise durch eine modifizierte Brandmeldeanlage aus dem Schiffbau mit ausreichender Kapazität und entsprechenden Klassifizierungen übernehmen.The detector 8th every sensor mat 1 is to the local data processing unit 12 connected. The data transmission to the ship's own network 13 takes place via a redundant connection. In the central unit 14 the ship is the evaluation of the damage events, the localization of the detector 8th and sensor mats 1 with a preferred graphical representation. The central unit 14 can be used as an interface for connecting other data processing systems of the ship. The data processing can take over for example by a modified fire alarm system from shipbuilding with sufficient capacity and corresponding classifications.

Die Funktion einer Sensormatte 1 besteht darin, dass ein durchschlagendes Projektil einer Waffe oder die durch eine äußere Einwirkung hervorgerufene Penetration der Beplankung 2 eines Schiffes oder Bootes eine Unterbrechung des geschlossenen Stromleiters 6 oder Lichtwellenleiters versursacht. Eine einmalige kurzzeitige Unterbrechung des Leiters 6 reicht für die sichere Auswertung und Adressierung an die Zentrale 12. Durch die Adressierung jedes einzelnen Sensorfeldes 1 über das Sensorelement als Detektor 8 wird ein Signal über die Datenverarbeitungseinheiten 12 und das schiffseigene Netzwerk 13 an die Zentraleinheit 14 zur Visualisierung zugeführt. Hierdurch ist die Beschädigung zeitnah überprüfbar und können sowohl in Textform als auch graphisch im 3D-Modell des Schiffes dargestellt werden.The function of a sensor mat 1 is that a penetrating projectile of a weapon or the penetration caused by an external impact of the planking 2 of a ship or boat an interruption of the closed conductor 6 or optical fiber caused. A one-time brief interruption of the conductor 6 is sufficient for secure evaluation and addressing to the control panel 12 , By addressing each individual sensor field 1 via the sensor element as a detector 8th becomes a signal on the data processing units 12 and the ship's network 13 to the central unit 14 fed to the visualization. As a result, the damage is promptly verifiable and can be displayed both in text form and graphically in the 3D model of the ship.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010054754 A1 [0002] DE 102010054754 A1 [0002]

Claims (4)

Marineschiff mit Anordnungen zur zentralen Erfassung von Beschussschäden an einer Außenhaut als Beplankung von Rumpf und/oder Aufbauten sowie freien Außendecks durch Außeneinwirkungen, wobei an der Innenseite der Außenhaut, wie in freien Feldern von Spanten und Stringern, einzelne zerstörbare Sensormatten fest mit der Außenhaut verbunden sind und jede Sensormatte mit einem plattenförmigen Sensorelement einer Spannungsversorgung und einem Detektor aufweist sowie eine Verbindung zu einem Datenverarbeitungseinheit mit einer Adressierung aufweist und einer Zentraleinheit zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchgehender Leiter als elektrischer- oder Lichtwellenleiter (6) angeordnet ist, der auf der Fläche des Sensorelementes (5) mäanderförmig angeordnet ist und die Leiter in einem Abstand (16) zur Durchtrennung durch auftreffende Geschosseintritte beim Auftreffen auf die Sensormatte (1) durch äußere Einwirkung aufweist und eine Durchtrennung von Leitern (6) über den Detektor (8) erfassbar und über die Datenverarbeitungseinheit (12) mit Adressierung der Zentraleinheit (14) zuführbar ist.Naval ship with arrangements for the central detection of impact damage to an outer skin as a planking of fuselage and / or superstructures and outdoor decks by external influences, wherein on the inside of the outer skin, as in the free fields of frames and stringers, individually destructible sensor mats are firmly connected to the outer skin and each sensor mat having a plate-shaped sensor element of a voltage supply and a detector and has a connection to a data processing unit with an addressing and a central unit can be supplied, characterized in that a continuous conductor as an electrical or optical waveguide ( 6 ) arranged on the surface of the sensor element ( 5 ) is arranged meandering and the conductors at a distance ( 16 ) for the separation by impinging bullet passes when hitting the sensor mat ( 1 ) by external action and a separation of conductors ( 6 ) over the detector ( 8th ) and via the data processing unit ( 12 ) with addressing of the central unit ( 14 ) can be fed. Marineschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) beidseitig Folien (7) zur Bildung einer Einheit als Sensormatte aufweist und durch Verklebung mit der Außenhaut (2) verbindbar ist.Marine ship according to claim 1, characterized in that the sensor element ( 5 ) two-sided films ( 7 ) to form a unit as a sensor mat and by gluing to the outer skin ( 2 ) is connectable. Marineschiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (16) benachbarter Leiter (6) zur Detektierung einer Zerstörung gering bemessen ist und keine Freiräume für Geschosseintritte bilden.Naval ship according to claim 1 or 2, characterized in that the distance ( 16 ) of adjacent conductors ( 6 ) is dimensioned to detect a destruction small and do not form spaces for bullet entry. Marineschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormatten (1) eine Gesamtstärke von weniger als 5 mm aufweisen.Naval ship according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor mats ( 1 ) have a total thickness of less than 5 mm.
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