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Die Erfindung betrifft eine Attrappe mit einem optischen Eingang, einem optischen Ausgang und einem optischen Übertragungsweg, welcher den optischen Eingang mit dem optischen Ausgang optisch verbindet sowie ein Attrappensystem, ein Unterwasserfahrzeug und/oder Absenker, eine Verbringvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Trainingsverfahren.
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Beim Verbringen eines Unterwasserfahrzeugs in ein Gewässer erfolgt der Informationsaustausch zwischen Startvorrichtung und Unterwasserfahrzeug über Lichtwellenleiter. Üblicherweise werden dazu Glasfaserleitungen verwendet, welche kreuzgewickelt in Glasfaserspulen zum sicheren Abwickeln eingesetzt werden.
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Glasfaserspulen werden im Unterwasserfahrzeugen sowie in Absenkern oder gegebenenfalls auf Startplattformen genutzt. Nach Verbringen eines Unterwasserfahrzeuges wickeln sich die Glasfaserspulen aufgrund der Massenkräfte oder aufgrund der durch Entfernungsgeschwindigkeit entstehenden Kräfte ab. Nach Abspulen einer Glasfaserspule kann diese nicht wiederverwendet werden, da meist ein adhäsives Mittel zum Verbinden der Glasfaserleitungen auf dem Wickel eingesetzt wird. Zudem lässt sich die abgewickelte Glasfaserleitung schwer aus dem Gewässer wieder einholen.
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Der Verbrauch von Lichtwellenleiterspulen verursacht einen hohen Materialverbrauch und hohe Kosten. Dies ist insbesondere bei Trainingsverfahren unerwünscht, da dabei das Bedienpersonal nur das Verbringen des Unterwasserfahrzeuges in das Gewässer trainieren und gegebenenfalls eine Funktionsprüfung der Informationsübertragung zwischen der Startvorrichtung und dem Unterwasserfahrzeug durchführen soll.
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Lichtwellenleiterspulen müssen jedoch auch beim Training verwendet werden, da die Lichtwellenleiterspulen durchgemessen werden müssen, um eine vollständige Einsatzbereitschaft eines Unterwasserfahrzeuges zu gewährleisten. Dies bedeutet in der Praxis, dass vollkommen intakte Glasfaserspulen für Trainingszwecke eingesetzt werden, welche anschließend aufgrund von Teilabwicklungen oder Zerstörung nicht mehr im realen Einsatz verwendet werden dürfen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Attrappe mit einem optischen Eingang, einem optischen Ausgang und einem optischen Übertragungsweg, welcher den optischen Eingang mit dem optischen Ausgang optisch verbindet, wobei ein optisches Dämpfungselement im optischen Übertragungsweg angeordnet ist, wobei mittels des optischen Dämpfungselements eine optische Bedingung des Übertragungswegs derart eingestellt ist, dass ein optisches Übertragungsverhalten eines gewickelten Lichtwellenleiters simuliert wird.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass eine Attrappe anstelle eines gewickelten Lichtwellenleiters eingesetzt wird. Die Attrappe kann erheblich materialschonender und kostengünstiger hergestellt und verwendet werden.
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Die Attrappe simuliert insbesondere den gewickelten Lichtwellenleiter in seinen optischen Übertragungseigenschaften. Mittels der Attrappe erfolgt eine Funktionsüberprüfung der Informationsübertragung, ohne dass ein gewickelter Lichtwellenleiter abgewickelt werden muss.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die Attrappe direkt anstelle eines gewickelten Lichtwellenleiters in einem Unterwasserfahrzeug und/oder einem Absenker eingesetzt wird, so dass keine Abwicklung des gewickelten Lichtwellenleiters erfolgt.
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Zudem kann die Attrappe kürzer als die gewickelte Länge des Lichtwellenleiters auf der Spule ausgeführt werden, da der optische Übertragungsweg der Attrappe in der minimalen Länge nur den optischem Eingang mit dem optischen Ausgang verbinden muss. Somit ist bereits die Herstellung der Attrappe bei gleicher optischer Funktionalität materialschonender gegenüber dem Stand der Technik realisierbar.
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Vorteilhaft ist, dass in der Attrappe durch das optische Dämpfungselement das optische Übertragungsverhalten gezielt eingestellt und dadurch ein gewickelter Lichtwellenleiter simuliert wird.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Eine „Attrappe“ ist eine Vorrichtung, welche insbesondere die Eigenschaften eines gewickelten Lichtwellenleiters in einer Kassette nachahmt, wobei im Regelfall die Kassette den Wickel im realen Einsatzfall aufweist und beispielsweise in das Heck eines Unterwasserfahrzeuges eingebracht ist oder dort eingebracht werden muss. Die Attrappe imitiert insbesondere die äußeren Bauteileigenschaften der Kassette und die inneren Eigenschaften, insbesondere die Funktionalität eines (kreuz)gewickelten Lichtwellenleiters.
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In jedem Fall simuliert die Attrappe ein optisches Übertragungsverhalten eines gewickelten Lichtwellenleiters.
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Ein „Lichtwellenleiter“ ist ein aus einem oder mehreren Lichtleitern bestehende Leitung oder ein Kabel zur Übertragung von Licht. Das Licht wird hierbei insbesondere in Fasern (Kern) aus Glas, Quarzglas oder Kunststoff geführt. Dieser lichtführende Kern, über welchen insbesondere Nachrichtensignale oder Lichtsignale transferierbar sind, ist beispielsweise von einem Mantel mit niedrigeren Brechungsindex sowie Schutzschichten aus Kunststoff umgeben. Ein synonymes Wort für Lichtwellenleiter ist Glasfaserkabel, wobei strenggenommen nicht zwingend ein „Glas“ den Kern oder die optische Faser des Glasfaserkabels bilden muss.
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Unter einem „gewickelten Lichtwellenleiter“ wird insbesondere eine Spule eines in Kreuzwicklung aufgewickelten Lichtwellenleiters verstanden. Beispielsweise sind auf einer Spule wenige Meter bis zu mehreren Kilometern an Lichtwellenleitern aufgewickelt, insbesondere zwischen 10m und 10km Länge eines Lichtwellenleiters. Übliche Einsatzlängen sind dabei zwischen 2000m oder 3500m. Um ein sicheres Abspulen zu gewährleisten, wird der gewickelte Lichtwellenleiter üblicherweise mit einem leicht adhäsiven Material nachbehandelt, welches ein Verrutschen der gewickelten Windungen verhindert.
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Unter „simuliert“ wird insbesondere das Nachahmen des optischen Übertragungsverhaltens eines gewickelten Lichtwellenleiters durch eine Attrappe verstanden. Beispielsweise ahmt die Attrappe das optische Übertragungsverhalten eines gewickelten Lichtwellenleiters derart nach, dass am optischen Ausgang der Attrappe dieselbe optische Bedingung vorliegt wie am optischen Ausgang des gewickelten Lichtwellenleiters.
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Eine „optische Bedingung“ ist eine Eigenschaft des Lichtes, wie zum Beispiel die Intensität, Wellenlänge und/oder Frequenz, die durch das optische Dämpfungselement im optischen Übertragungsweg so eingestellt wird, dass diese am optischen Ausgang vorliegt.
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Der „optische Eingang“ ist der Eintritt des Lichtes in die Attrappe. Beispielsweise kann der optische Eingang als Stecker ausgeführt sein. Alternativ kann der optische Eingang ein Rohr sein, durch welches das eintretende Licht frei geführt ist.
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Der „optische Ausgang“ ist der Austritt des Lichtes aus der Attrappe heraus. Beispielsweise kann der optische Ausgang als Stecker ausgeführt sein. Alternativ kann der optische Ausgang ein Rohr sein, durch welches das austretende Licht frei geführt ist.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn der optische Eingang und der optische Ausgang so ausgeführt sind, dass diese identische Formen zu dem optischen Eingang und dem optischen Ausgang des gewickelten Lichtwellenleiters aufweisen. Dadurch kann der gewickelte Lichtwellenleiter direkt durch die Attrappe ersetzt werden. Zudem kann die Attrappe mit bestehenden zu- und abführenden Lichtwellenleiterkabeln nach Entfernen des gewickelten Lichtwellenleiters direkt verbunden werden.
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Der optische Eingang und der optische Ausgang können in Steckern integriert werden, so dass eine direkte Verbindung mit einem Gegenstecker eines Kabels außerhalb der Attrappe geschaffen werden kann.
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Der „optische Übertragungsweg“ ist die Strecke der Übertragung von Informationen zwischen dem optischen Eingang und dem optischen Ausgang.
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Über den optischen Übertragungsweg kann Licht optisch übertragen werden.
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Zudem können über den optischen Übertragungsweg Lichteigenschaften auch elektronisch übertragen werden, insbesondere wenn die Lichteigenschaften zunächst in ein elektronisches Signal überführt werden.
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In der Attrappe kann der optische Übertragungsweg kürzer sein als der des gewickelten Lichtwellenleiters, da der Übertragungsweg der Attrappe minimal nur die Strecke vom optischen Eingang zum optischen Ausgang aufweisen muss.
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Beispielsweise ist der optische Übertragungsweg der Attrappe 50cm und entspricht damit der äußeren Länge einer Lichtwellenleiterspule in direktem Abstand zwischen optischen Eingang und optischen Ausgang, während der Übertragungsweg des gewickelten Lichtwellenleiters beispielsweise 3.000m beträgt.
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Ein „optisches Dämpfungselement“ ist im optischen Übertragungsweg angeordnet und dämpft das eingehende Licht in charakteristischer Weise. Das optische Dämpfungselement stellt die optischen Bedingungen des Übertragungsweges derart ein, dass ein optisches Übertragungsverhalten eines gewickelten Lichtwellenleiters simuliert wird.
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Das optische Dämpfungselement schwächt charakteristische Lichteigenschaften ab und/oder verändert diese, wodurch die optischen Bedingungen des Übertragungsweges eingestellt werden. Beispielsweise stellt das Dämpfungselement die Intensität des Lichtes, die Wellenlänge, die Frequenz, die Lichtabsorption und/oder die Lichtstreuung ein.
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Das optische Dämpfungselement kann den optischen Übertragungsweg vollständig oder teilweise ausfüllen.
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In einer Ausführungsform ist der optische Übertragungsweg teilweise oder vollständig ein Lichtwellenleiter.
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Dadurch kann der Lichtwellenleiter direkt zwischen optischem Eingang und optischem Ausgang auf kürzester Strecke geführt werden. Zudem muss dieser Lichtwellenleiter nicht zusätzlich mit adhäsiven Mittel beschichtet werden.
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Vorteilhaft ist der Lichtwellenleiter mit Steckverbindern konfektioniert. Die Steckverbinder sind am optischen Eingang und/oder optischen Ausgang oder in jedem Bereich des Lichtwellenleiters angebracht. Dadurch kann der Lichtwellenleiter in der Attrappe direkt mit konfektionierten Steckern an die Lichtwellenleiter außerhalb der Attrappe, die zur Startvorrichtung und/oder Absenker und/oder Unterwasserfahrzeug führen, verbunden werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Attrappe Zugentlastungselemente für den Lichtwellenleiter auf, wodurch insbesondere der Lichtwellenleiter zugfrei ausgestaltet ist.
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Somit führen aufgrund der zugfesten Ausführung ruckartige Bewegungen beim Verbringen des Absenkers und/oder des Unterwasserfahrzeuges nicht dazu, dass der Lichtwellenleiter aus der Verbindung in der Attrappe herausgerissen wird und dadurch seine Funktionalität verliert.
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Zudem weist der Lichtwellenleiter innerhalb der Attrappe die erforderliche Zugfestigkeit auf, wenn der Absenker und/oder das Unterwasserfahrzeug über ein äußeres Lichtwellenleiterkabel eingeholt werden.
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„Zugentlastungselemente“ entlasten die Enden des Lichtwellenleiters, wenn Zugkräfte ansetzen. Hierzu wird mindestens ein Ende des Lichtwellenleiterkabels mit einem Zugentlastungselement aufgenommen.
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Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Zugentlastungselemente derart angeordnet, dass die Lichtwellenleiterenden in dem Raum zwischen dem Zugentlastungselementen zusammengesteckt werden können und eine zugentlastete Steckverbindung besteht.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Attrappe ein aktives und/oder passives Dämpfungselement auf.
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Ein „passives Dämpfungselement“ wird in den optischen Übertragungsweg eingebracht und stellt passiv insbesondere durch seine Materialeigenschaften eine optische Bedingung des Übertragungsweges ein.
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Ein passives Dämpfungselement hat den Vorteil, dass dieses bereits durch einfaches Einsetzen in den Übertragungsweg das optische Übertragungsverhalten ändert. Zum Beispiel ist ein optisches Filter ein passives Dämpfungselement.
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Bei einem „aktiven Dämpfungselement“ werden die Lichteigenschaften wie beispielsweise die Lichtintensität und/oder Lichtwellenlänge gezielt durch das aktive Dämpfungselement im Übertragungsweg eingestellt.
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Beispielsweise wird am Eingang die Lichtintensität des eintretenden Lichts gemessen und dann durch eine Elektronik ein Sollwert bestimmt, welcher dem Wert am optischen Ausgang des gewickelten Lichtwellenleiters entspricht. Dieser eingestellte Sollwert wird insbesondere dann mittels eines optischen Senders (z.B. LED, Light Emitting Diode) am Ausgang ausgesandt.
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Ein besonderer Vorteil des aktiven Dämpfungselementes ist, dass die Eigenschaften des übertragenden Lichtes sehr gezielt eingestellt und die Einstellungen einfacher geändert oder angepasst werden können. Auch können Trainingsversuche mit falsch eingestellten Werten erfolgen, sodass auch ein derartiger Fehlerfall simulierbar ist.
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Es kann mithin mit einem aktiven Dämpfungselement einfacher auch das optische Übertragungsverhalten von verschiedenen langen und damit unterschiedlich schwächenden gewickelten Lichtwellenleitern simuliert werden, ohne dass das Dämpfungselement ausgetauscht werden muss. Folglich können verschiedene, gewickelte Lichtwellenleiter mit derselben Attrappe simuliert werden, ohne dass diese ausgetauscht werden muss.
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Durch die aktive Einstellbarkeit können mittels des aktiven Dämpfungselementes simultan oder nacheinander verschiedene Lichteigenschaften zu Testzwecken variiert werden.
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Beispielsweise kann zunächst die Lichtintensität geschwächt und anschließend nur eine bestimmte Wellenlänge des Lichtes übertragen werden. Dadurch können verschiedene Funktionstests und weitere Testreihen zur Informationsübertragung durchgeführt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt mittels des passiven Dämpfungselementes das Einstellen der optischen Bedingungen durch ein Verändern eines Brechungsindexes und/oder einer Lichtabsorption und/oder einer Lichtstreuung und/oder ein Festlegen einer Anzahl von Moden und/oder eine Veränderung eines Grenzwinkels in einem Lichtwellenleiter.
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Dadurch wird die optische Bedingung insbesondere direkt über eine optische Materialeigenschaft (Brechung, Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung) des passiven Dämpfungselementes eingestellt.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass nicht nur die Lichtintensität abgeschwächt werden kann, sondern dass auch nur spezielle Lichtwellenlängen oder -frequenzen übertragen werden können. Dadurch können neben einem Funktionstest auch weitere Tests zur Lichtübertragung durchgeführt werden.
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Unter „Brechungsindex“ wird eine optische Materialeigenschaft zur Veränderung der Wellenlänge und der Phasengeschwindigkeit des Lichtes verstanden. An der Grenzfläche zweier Medien wird das Licht aufgrund unterschiedlicher optischer Dichte gebrochen und reflektiert.
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Unter „Lichtabsorption“ wird die Abgabe von Lichtenergie an Materie aufgrund von physikalischen Wechselwirkungen bezeichnet.
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„Lichtstreuung“ tritt insbesondere dann auf, wenn Licht auf kleine Partikel, Makromoleküle in Lösung und/oder Suspension auftrifft und dadurch in unterschiedliche Richtungen gestreut wird. Dadurch kommt es zur Abschwächung zwischen dem ein- und austretendem Licht.
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Auch kann das Einstellen der optischen Bedingungen über ein Festlegen einer Anzahl von Moden erfolgen.
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Unter „Moden“ werden die verschiedenen Wege verstanden, welche die Photonen des Lichts entlang der Faser folgen können. Die Anzahl der Moden ist insbesondere durch den Kerndurchmesser des Lichtwellenleiters limitiert. Multimodefasern können viele Moden unterstützen, so dass durch Multimodefasern mehrere Lichtwellen gleichzeitig transferiert werden. Dagegen kann sich in Monomodefasern mit geringeren Kerndurchmessern nur eine Mode ausbreiten, deren Intensität in radialer Richtung näherungsweise einer Normalverteilung unterliegt. Deshalb sind Monomodefasern besser zur Signalübertragung über weite Strecken geeignet.
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Da jede Mode einen unterschiedlich langen Lichtweg nimmt, beeinflusst die Anzahl der Moden direkt die Signalübertragung.
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Somit lässt sich durch Festlegung der Anzahl der auftretenden Moden eine gezielte Dämpfung einstellen. Beispielsweise kann zur Simulation der Signalabschwächung einer gewickelten Monomodefaser ein kürzeres Stück einer Multimodefaser in der Attrappe verwendet werden.
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Somit kann die zu erzielende Abschwächung über die Anzahl der Moden in einem gesamten Lichtwellenleiter der Attrappe festgelegt werden, wobei die Festlegung insbesondere über die Wahl des Kerndurchmessers des Lichtwellenleiters erfolgt.
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Die zu erzielende Abschwächung lässt sich jedoch auch durch eine hohe Anzahl von Moden in einem kurzen Abschnitt des Lichtwellenleiters der Attrappe realisieren.
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Das Einstellen der optischen Bedingungen mittels des passiven Dämpfungselementes kann durch Veränderung eines Grenzwinkels in einem Lichtwellenleiter erfolgen.
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Mit „Grenzwinkel“ ist insbesondere der Winkel für die Totalreflexion an der Grenzfläche zweier Medien gemeint.
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Der sogenannte Biegeverlust von Glasfaserleitungen lässt sich zur Signaldämpfung nutzen. Durch entsprechende Biegung wird der Grenzwinkel für die Totalreflexion unterschritten, wodurch ein Teil der Lichtenergie aus dem Kern des Lichtwellenleiters in den Mantel abgestrahlt wird. Dadurch kommt es zu einer Abnahme der Lichtintensität.
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Besonders vorteilhaft ist, dass der Lichtwellenleiter nur einer Biegung mit einem Radius von einigen Zentimetern unterworfen werden und nicht in seiner Zusammensetzung verändert werden muss. Die Veränderung des Grenzwinkels durch Biegung zur Signaldämpfung lässt sich insbesondere gezielt bei Multimodefasern einsetzen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das passive Dämpfungselement einem Stoff- oder mehrere Stoffe auf, welcher oder welche einen Brechungsindex aufweisen und/oder Licht absorbieren und/oder Licht streuen, und/oder das passive Dämpfungselement ist ein optisches Filter, insbesondere ein Graukeil.
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Insbesondere bewirken ein oder mehrere Materialien die oben beschriebenen Veränderungen in den Lichteigenschaften und das passive Dämpfungselement wird direkt durch Zugabe von einem oder mehreren Materialien bezüglich der optischen Eigenschaften eingestellt.
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Beispielsweise kann durch eine Dotierung mit Bor oder Fluor ein niedrigerer Brechungsindex in einem Teil oder im gesamten Lichtwellenleiter in der Attrappe eingestellt werden.
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Ebenso kann durch Zugabe von lichtabsorbierenden Stoffen, wie zum Beispiel Farbstoffen oder organischen Stoffen, welche beispielsweise IR-Licht absorbieren, die optischen Eigenschaften des passiven Dämpfungselementes eingestellt werden.
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Zur Erhöhung der Lichtstreuung können Trübungspartikel, wie zum Beispiel Quarzsand und/oder makromolekulare Stoffe, wie zum Beispiel Kolloide, zugegeben werden.
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Unter „optischen Filtern“ werden Filter verstanden, welche die einfallende Strahlung nach bestimmten Kriterien, zum Beispiel nach der Wellenlänge, dem Polarisationszustand oder der Einfallsrichtung selektieren und/oder abschwächen. Bei den optischen Filtern kann es sich beispielsweise um Farbfilter wie Rotfilter, UV-Filter und/oder einem Graukeil handeln.
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Ein „Graukeil“ dient insbesondere zur Einstellung der Strahlintensität.
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Somit können sowohl gezielt einzelne Eigenschaften des eingehenden Lichtes als auch die gesamte Intensität des Lichtes gefiltert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Attrappe ein aktives Dämpfungselement mit einem optischen Empfänger, insbesondere eine Photodiode, eine elektronische Schaltung und einem optischen Sender, insbesondere eine Laserdiode, auf, wobei der optische Empfänger, der optische Sender und die elektronischen Leitungen derart ausgestaltet sind, dass ein am optischen Eingang eingekoppeltes optisches Signal gemessen und durch die elektronische Schaltung auf Basis des gemessenen optischen Signals auszusendendes optisches Signal bestimmt wird, wobei das auszusendende optische Signal durch den optischen Sender ausgesandt wird.
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Ein „optischer Empfänger“ wandelt Licht insbesondere in elektrischen Strom um, zum Beispiel erfolgt dies durch eine Photodiode.
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Ein „optischer Sender“ wandelt insbesondere ein elektronisches Signal in Licht um, zum Beispiel erfolgt dies durch eine Laserdiode.
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Eine „elektronische Schaltung“ verarbeitet ein am optischen Eingang gemessenes Signal und bestimmt aufgrund dieses Signals ein durch den optischen Sender auszusendendes optisches Signal.
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Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass das ausgesandte optische Signal direkt eingestellt werden kann, um mittels der Attrappe die optische Bedingung eines gewickelten Lichtwellenleiters am optischen Ausgang zu simulieren.
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Des Weiteren kann das aktive Dämpfungselement über die elektronische Schaltung auf verschieden lange Lichtwellenleiterspulen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften eingestellt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass das gedämpfte Signal elektronisch oder mit einer speicherprogrammierbare Steuerung gezielt abgeändert wird.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass der optische Übertragungsweg hier elektronisch ausgeführt wird. Dadurch entfallen weitere mögliche optische Verluste in der optischen Übertragung, wodurch die Fehleranfälligkeit bei der Funktionsprüfung verringert wird.
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Es können mehrere passive und/oder aktive Dämpfungselemente kombiniert eingesetzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Attrappe mit einem Verbindungslichtwellenleiter oder mehreren Verbindungslichtwellenleitern verbunden.
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Bei dem „Verbindungslichtwellenleiter“ handelt es sich insbesondere um einen Lichtwellenleiter, der insbesondere optisch und/oder mechanisch, mit dem Eingang und/oder dem Ausgang der Attrappe verbunden ist.
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Insbesondere kann der Verbindungslichtwellenleiter über eine Steckverbindung mit dem Ein- und/oder dem Ausgang der Attrappe verbunden sein.
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Dadurch kann das Licht am optischen Eingang direkt über einen Verbindungslichtwellenleiter in die Attrappe geführt und am optischen Ausgang über einen Verbindungslichtwellenleiter wieder abgeführt werden.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass dadurch eine direkte Verbindung der Attrappe mit einem Absenker und/oder einer Startvorrichtung und/oder einem Unterwassersfahrzeug besteht, wodurch eine Datenübertragung und ein Informationsaustausch ermöglicht werden.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Attrappensystem mit einer ersten Attrappe und einer zweiten Attrappe, wobei die Attrappen über einen Lichtwellenleiter verbunden sind, und eine der Attrappen oder beide Attrappen als eine zuvor beschriebene Attrappe ausgestaltet ist oder sind.
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Durch das Attrappensystem wird ein Verbundsystem zwischen zwei Attrappen und einem Lichtwellenleiter aufgebaut, wodurch weniger Funktionsstörungen auftreten.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Lichtwellenleiter zwischen den beiden Attrappen ein Verbindungsstück auf.
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Dies hat den Vorteil, dass über die Attrappe im Absenker und der Verbindungsleitung Daten mit dem Unterwasserfahrzeug austauschbar sind und nach erfolgtem Funktionstest das Verbindungskabel zum Einholen von Unterwasserfahrzeug und Absenker am Verbindungsstück getrennt werden kann.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Unterwasserfahrzeug und/oder Absenker, wobei das Unterwasserfahrzeug und/oder der Absenker eine zuvor beschriebene Attrappe oder mehrere dieser zuvor beschriebenen Attrappen und/oder ein zuvor beschriebenes Attrappensystem aufweist oder aufweisen.
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„Unterwasserfahrzeug“ umfasst sowohl bemannte als auch unbemannte Unterwasserfahrzeuge mit einem eigenen Antrieb. Beispielsweise handelt es sich hier um ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV, Remotely Operated Vehicle), autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV, Autonomous Underwater Vehicle), um einen Unterwasserlaufkörper und/oder auch um ein bemanntes Unterwasserfahrzeug wie ein U-Boot.
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Ein „Absenker“ ist insbesondere über ein Startkabel mit einer Verbring- und Startvorrichtung sowie über ein Verbindungskabel mit dem Unterwasserfahrzeug verbunden. Ein Absenker bewirkt insbesondere, dass beim Verbringen eines Unterwasserfahrzeuges der Verbindungslichtwellenleiter vom Unterwasserfahrzeug ferngehalten wird, sodass eine Zerstörung aufgrund eines Einwirkens des Unterwasserfahrzeugs auf den Verbindungslichtwellenleiter vermieden wird.
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Somit kann eine erste Attrappe in einen Absenker und eine zweite Attrappe in einem Unterwasserfahrzeug installiert werden, so dass nach dem Verbringen eines Unterwasserfahrzeuges und eines Absenkers ein Funktionstest und Probelauf durchlaufen werden kann.
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Ebenso kann ein Starten eines Unterwasserfahrzeuges simuliert und getestet werden.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Verbringvorrichtung, welche ein zuvor beschriebenes Attrappensystem oder mehrere zuvor beschriebene Attrappensysteme und/oder ein zuvor beschriebenes Unterwasserfahrzeug und/oder einen zuvor beschriebenen Absenker aufweist.
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Unter einer Verbringvorrichtung wird jegliche Vorrichtung verstanden, mit der ein Unterwasserfahrzeug ins Wasser gebracht werden kann. Insbesondere kann es sich hier um einen Kran mit und ohne Verbringhalterung handeln oder das Unterwasserfahrzeug ist direkt mit dem Kran verbunden. Weitere Verbringvorrichtungen können eine Rutschenvorrichtung, eine Hebe-/Senkvorrichtung oder eine weitere Vorrichtung sein, um ein Unterwasserfahrzeug in ein Gewässer zu verbringen.
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Dadurch kann mittels der Verbringvorrichtung ein Unterwasserfahrzeug ins Gewässer verbracht, die Informationsübertragung zwischen der Verbringvorrichtung und dem Unterwasserfahrzeug über die Attrappen getestet sowie das Unterwasserfahrzeug gestartet werden.
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Ein besonderer Vorteil einer einheitlich ausgeführten Verbringvorrichtung ist, dass die gesamte Datenübertragung durch ein einheitlich verbundenes System verlustfreier ausgeführt werden kann und weniger Störungen auftreten.
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In einer weiteren Ausführungsvorrichtung handelt es sich um ein Fahrzeug, welches eine zuvor beschriebene Verbringvorrichtung aufweist. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein landbasiertes Fahrzeug handeln, wie zum Beispiel einen LKW oder ein Schienenfahrzeug. Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Schiff, auf dem das Verbringsystem installiert ist.
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Es kann sich bei dem Fahrzeug auch um ein anderes Unterwasserfahrzeug handeln, insbesondere um ein bemanntes Unterwasserfahrzeug.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Trainingsverfahren mit einer Attrappe wie oben beschrieben, wobei die Attrappe in ein Unterwasserfahrzeug und/oder in einen Absenker eingesetzt wird.
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Der besondere Vorteil dieses Trainingsverfahrens ist, dass Attrappen anstelle von gewickelten Lichtwellenleiterspulen eingesetzt werden, um ein Verbringen mit dem Bedienungspersonal zu trainieren und einen oder mehrere Funktionstests der Datenübertragung zwischen dem Verbringsystem und dem Unterwasserfahrzeug durchzuführen.
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In einer weiteren Form des Trainingsverfahrens wird das Unterwasserfahrzeug und/oder der Absenker in ein Gewässer verbracht, wobei insbesondere nach einer Verwendung das Unterwasserfahrzeug und/oder der Absenker wieder eingeholt werden.
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Dadurch dass, die Attrappe mit dem Unterwasserfahrzeug und/oder Absenker in das Gewässer eingebracht, dort genutzt und anschließend wieder eingeholt werden, kann die Attrappe wieder verwendet werden.
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Anschließend kann die Attrappe auch wieder durch einen gewickelten Lichtwellenleiter oder durch eine Attrappe mit anderen Dämpfungseigenschaften ausgetauscht werden.
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In einer weiteren Form des Trainingsverfahrens wird vorab ein Wickel mit einem gewickelten Lichtwellenleiter aus einem Unterwasserfahrzeug und/oder einem Absenker entfernt.
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Dies entspricht dem Sinne der Erfindung, dass ein gewickelter Lichtwellenleiter nicht zum Training des Verbringens eines Unterwasserfahrzeuges und/oder eines Absenkers verwendet wird und dadurch verloren geht, sondern dass dieser durch eine Attrappe ausgetauscht wird.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer gewickelten Lichtwellenleiterspule in einer Kassette nach dem Stand der Technik,
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2 eine schematische Darstellung einer ersten Attrappe der Kassette mit einem in einem optischen Übertragungsweg eingebrachten Graukeil,
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3 eine schematische Darstellung einer zweiten Attrappe der Kassette mit einer elektronischen Schaltung,
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4 eine schematische Darstellung eines Attrappensystems mit zwei Attrappen und einer Verbindungsleitung und
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5 eine schematische Darstellung eines Verbringsystems an Bord eines Schiffes mit einem Absenker, einem Unterwasserfahrzeug und Attrappensystem.
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Eine Kassette 101 nach dem Stand der Technik weist einen Wickel mit einem in Kreuzwicklung aufgewickelten Glasfaserkabel 106 mit einem optischen Eingangsstecker 103 und einem optischen Ausgangausgangsstecker 105 auf. Zwischen dem optischen Eingangsstecker 103 und dem optischen Ausgangsstecker 105 ist das gewickelte Glasfaserkabel 106 angeordnet, welches in seiner Länge den optischen Übertragungsweg 104 bildet.
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Beim Einsatz tritt ein Lichtsignal 102 mit einem Datenstrom über den optischen Eingangsstecker 103 in das Glasfaserkabel 106, wird bei der Übertragung durch das Glasfaserkabel 106 geschwächt und tritt am optischen Ausgangsstecker 105 wieder aus.
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Eine Attrappe 207 weist eine Kassette 201 auf, welche baugleich zur Kassette 101 des gewickelten Glasfaserkabels 106 ist. Das Licht(signal) 202 mit einem Datenstrom tritt durch den optischen Eingangsstecker 203 in ein Kunststofffaserkabel 208. Das Kunststofffaserkabel 208 bildet vollständig den optischen Übertragungsweg 204 zwischen optischen Eingangsstecker 203 und optischen Ausgangstecker 205, welche jeweils baugleich zum optischen Eingangsstecker 103 und optischen Ausgangsstecker 105 sind. In der Mitte des Kunststofffaserkabels 208 ist ein Graukeil 206 angeordnet, welcher die Lichtintensität abschwächt. Das abgeschwächte Licht tritt am optischen Ausgangstecker 205 aus.
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Die Kassette 201 ist in einem unbemannten Unterwasserfahrzeug eingesetzt. Für einen Funktionstest wird ein Lichtsignal 202 eingekoppelt. Der Graukeil 206 im Kunststofffaserkabel 208 ist so eingesetzt, dass das austretende abgeschwächte Licht am optischen Ausgangstecker 205 in der Intensität dem Licht entspricht, welches am optischen Ausgangsstecker 105 des gewickelten Glasfaserkabels 106 austritt. Somit simuliert die Attrappe 207 das gewickelte Glasfaserkabel 106.
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Eine weitere Attrappe 307 weist eine Kassette 301 auf. Das Licht 302 über den optischen Eingangsstecker 303 eintretende Licht trifft auf eine Photodiode 308. Von dieser führt eine elektronische Leitung 310 zu einer elektronischen Schaltung 311, welche mit einer weiteren elektronischen Leitung 312 mit einer Leuchtdiode 309 verbunden ist. Die Leuchtdiode 309 emittiert Licht zum optischen Ausgangsstecker 305.
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Nach dem optischen Eingangsstecker 303 wird die Strahlungsintensität des eintretenden Lichtes 302 gemessen. Die Photodiode 308 als optischer Empfänger wandelt das Licht in ein elektronisches (Mess)Signal um, welches über die elektronische Leitung 310 an die elektronische Schaltung 311 weiter geführt wird. Auf Basis der gemessenen Strahlungsintensität des optischen Signals bestimmt die elektronische Schaltung 311 ein auszusendendes elektronisches Signal, welches über die elektronische Leitung 312 an die Leuchtdiode 309 als optischen Sender geführt wird. Die Leuchtdiode 309 wandelt das elektronische Signal in ein optisches Signal um, welches über den optischen Ausgangsstecker 305 als Licht abgegeben wird.
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In einem Anwendungsfall ist eine Kassette 101 aus einem Heck eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs entfernt worden und stattdessen ist die Kassette 301 mit der Attrappe 307 eingesetzt. Ein Lichtsignal 302 wird zur Überprüfung der Datenleitung zwischen einem Überwasserschiff und dem ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug eingekoppelt. Im realen Betrieb (mit Kassette 101) sei die Intensität des Lichtes durch das gewickelte Glasfaserkabel 106 um 20% zwischen optischen Eingangsstecker 103 und optischen Ausgangsstecker 105 vermindert. In der Attrappe 307 stellt deshalb die elektronische Schaltung 311 die Lichtintensität derart ein, dass die Intensität des durch die Leuchtdiode 309 abgegebenen Lichts am optischen Ausgangsstecker 305 ebenfalls um 20 % gemindert ist.
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Nach diesem Funktionstest zur Datenübertragung wird ein Datensignal aus einer speicherprogrammierbaren Steuerung über die Attrappe 307 eingekoppelt, welches den Antrieb des ferngesteuerten Unterwasserfahrzeuges für einen Testbetrieb startet.
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Ein Attrappensystem 427 weist eine erste Attrappe 407 in einem Absenker 411, ein Verbindungsglasfaserkabel 413 und eine zweite Attrappe 419 in einem Unterwasserfahrzeug 426 auf.
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Über ein Startkabel 409 gelangt das Lichtsignal 402 durch einen Kabelstecker 408 und einen optischen Eingangsstecker 403 in die Attrappe 407 des Absenkers 411. Das Licht wird durch das Glasfaserkabel 410 geführt, welches den gesamten optischen Übertragungsweg 404 der Attrappe 407 ausbildet. In der Mitte des Glasfaserkabels sitzt ein IR-Filter 406. Das gefilterte Licht verlässt über den optischen Ausgangstecker 405 die Attrappe 407 und tritt über einen Kabelstecker 412 in das Verbindungsglasfaserkabel 413 ein. In der Mitte des Verbindungsglasfaserkabels 413 sitzen zwei Verbindungsstecker 414 und 415. Das Licht tritt über den Kabelstecker 416 des Verbindungsglasfaserkabels 413 in den optischen Eingangsstecker 417 in die Attrappe 419 ein. Die Attrappe 419 weist eine Kassette 420 auf, die sich im Heck eines Unterwasserfahrzeugs 426 befindet. Zwischen optischen Eingangsstecker 417 und optischen Ausgangsstecker 423 ist ein Glasfaserkabel 421 eingesetzt, welches den optischen Übertragungsweg 418 ausbildet und länger ist als die direkte, kürzeste Strecke zwischen optischen Eingangsstecker 417 und optischen Ausgangsstecker 423.
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Die Dämpfung erfolgt durch das mit Fluor dotierte Glasfaserkabel 421 in der Attrappe 419. Das Glasfaserkabel 421 ist mit Zugentlastungselementen 422 ausgestattet. Anschließend verlässt das gedämpfte Licht die Attrappe 419 über den optischen Ausgangsstecker 423 und tritt über den Kabelstecker 424 in das Glasfaserkabel 425 des Unterwasserfahrzeuges 426 ein.
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Bei einem Training wird nach dem Verbringen für den Funktionstest das Licht aus dem Startkabel 402 zunächst in der Attrappe 407 geschwächt und dann über den Verbindungsglasfaserkabel 413, durch welches eine erneute Lichtschwächung stattfindet, an die Attrappe 419 des Unterwasserfahrzeuges 426 übertragen.
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Nach erfolgtem Funktionstest wird ein Startsignal 402 an das Unterwasserfahrzeug 426 über das Attrappensystem 427 weitergeleitet. Durch die Zugentlastungselemente 422 ist das Glasfaserkabel 421 in der Attrappe 419 zugfest ausgeführt. Bei zu starkem Zug durch den Antrieb des Unterwasserfahrzeuges 426 im Probebetrieb lösen sich die Verbindungsstecker 414 und 415 des Verbindungsglasfaserkabels. Dadurch werden die beiden Attrappen 407 und 419 nicht beschädigt und können nach Einholen des Unterwasserfahrzeuges und des Absenkers wieder verwendet werden. In einer Alternative tritt eine Lösung der Verbindungsstecker 414 und 415 bei starken Kräften auf, ohne dass der Start des Unterwasserfahrzeuges 426 ausgelöst wird.
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Eine Verbringvorrichtung 501 weist eine Transport- und Startvorrichtung 503 auf einem Schiff 502, ein Attrappensystem 516, einen Absenker 509 und einen Unterwassserlaufkörper 511 auf.
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Die Verbringvorrichtung 501 ist mit einem Kran 505 ausgestattet, welcher eine Verbringhalterung 506 aufweist. Damit wird ein Unterwasserlaufkörper 511 in ein Gewässer 517 verbracht. Dabei wird die Verbringhalterung 506 durch die Kontrollleine 507 in Abstand gehalten, um ein Schlagen gegen das Schiff 502 zu verhindern.
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Der Unterwasserlaufkörper 511 wird zusammen mit dem Absenker 509 in das Gewässer 517 abgelassen. Der Absenker 509 ist mit dem Startkabel 508 verbunden. Der Absenker enthält eine Attrappe 510, welche weiter über das Verbindungsglasfaserkabel 513 mit einer zweiten Attrappe 512 des Unterwasserlaufkörpers 511 verbunden ist.
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Die Attrappe 510 im Absenker 509 stellt zusammen mit der Verbindungsleitung 513 und der Attrappe 512 im Unterwasserlaufkörper 511 ein Attrappensystem 516 dar.
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Zum Training des Verbringvorgangs wird der Unterwasserlaufkörper 511 über den Kran 505 und die Verbringhalterung 506 zusammen mit dem Absenker 509 in das Gewässer abgelassen. Das Bedienungspersonal trainiert mittels der Bedienungseinrichtung 504 das Verbringen. Die Attrappe 510 im Absenker 509 und die Attrappe 512 im Unterwasserlaufkörper 511 werden für Funktionstests der Datenübertragung genutzt. Nach dem Training wird das Verbindungsglasfaserkabel 513 an den Verbindungssteckern 514 und 515 gelöst. Der Unterwasserlaufkörper 511 und der Absenker 509 werden eingeholt. Die Attrappe 510 und die Attrappe 512 werden entfernt und durch gewickelte Glasfaserkabelspulen für den realen Betrieb ersetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 101, 201, 301
- Kassette
- 102, 202, 302
- Licht
- 103, 203, 303
- optischer Eingangsstecker
- 104, 204, 304
- optischen Übertragungsweg
- 105, 205, 305
- optischen Ausgangsstecker
- 106
- gewickeltes Glasfaserkabel
- 206
- Graukeil
- 207, 307
- Attrappe
- 208
- Kunststofffaserkabel
- 308
- Photodiode
- 309
- Leuchtdiode
- 310
- elektronische Leitung
- 311
- elektronische Schaltung
- 312
- elektronische Leitung
- 401
- Kassette
- 402
- Licht von Startkabel
- 403
- optischer Eingangsstecker
- 404
- optischer Übertragungsweg
- 405
- optischer Ausgangstecker
- 406
- IR-Filter
- 407
- Attrappe
- 408
- Kabelstecker
- 409
- Startkabel
- 410
- Glasfaserkabel
- 411
- Absenker
- 412
- Kabelstecker
- 413
- Verbindungsglasfaserkabel
- 414
- Verbindungsstecker
- 415
- Verbindungsstecker
- 416
- Kabelstecker
- 417
- optischer Eingangsstecker
- 418
- optischer Übertragungsweg
- 419
- Attrappe
- 420
- Kassette
- 421
- Glasfaserkabel
- 422
- Zugentlastungselemente
- 423
- optischer Ausgangsstecker
- 424
- Kabelstecker
- 425
- Glasfaserkabel
- 426
- Unterwasserfahrzeug
- 427
- Attrappensystem
- 501
- Verbringvorrichtung
- 502
- Schiff
- 503
- Transport- und Startvorrichtung
- 504
- Bedienungseinrichtung
- 505
- Kran
- 506
- Verbringhalterung
- 507
- Kontollleine
- 508
- Startkabel
- 509
- Absenker
- 510
- Attrappe
- 511
- Unterwasserlaufkörper
- 512
- Attrappe
- 513
- Verbindungsglasfaserkabel
- 514
- Verbindungsstecker
- 515
- Verbindungsstecker
- 516
- Attrappensystem
- 517
- Gewässer
