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Die Erfindung betrifft ein schleppbares, selbständig nicht fahrtüchtiges Wasserfahrzeug mit einem Schleppsonar zur Anbindung an ein schleppendes Wasserfahrzeug.
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Schleppsonare werden insbesondere im Bereich der Bekämpfung von Unterseebooten eingesetzt.
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Nachteilig sind jedoch Kosten und Größe eines Schleppsonars, sodass diese regelmäßig nur auf speziell zur Bekämpfung von Unterseebooten konstruierten Wasserfahrzeugen eingesetzt werden.
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Aufgrund der Komplexität und Größe ist eine Nachrüstung auf bestehende Wasserfahrzeuge nur schwer möglich. Beispielsweise ist es oft schwierig, ein komplettes Sonarsystem nachzurüsten, da die Verdrängung eines bestehenden Schiffes nachträglich die Aufnahme eines vergleichsweise schweren Systems einschränkt. Weiter ist auch der Platzbedarf, unter Umständen insbesondere die Bauhöhe zur Wiederaufnahme des Sonars, problematisch, sodass eine spätere Nachrüstung oftmals scheitert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereit zu stellen, mit der beliebige Wasserfahrzeuge mit einem Schleppsonar ausgestattet und somit zur Bekämpfung von Unterseebooten beziehungsweise Verteidigung gegen Angriffe von diesen beitragen können.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen schleppbaren Schwimmkörper mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, durch einen Verband mit den in Anspruch 18 angegeben Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den in Anspruch 20 angegeben Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Der erfindungsgemäße schleppbare Schwimmkörper weist eine Hülle, ein Schleppsonar, eine Vorrichtung zur Energiebereitstellung, eine Sonarauswerteelektronik sowie eine Datenschnittstelle zur Kommunikation auf.
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Somit weist der schleppbare Schwimmkörper alle Funktionalitäten für ein Schleppsonar auf. Über die Daten Schnittstelle ist die Kommunikation, beispielsweise innerhalb eines Flottenverbands, vollumfänglich möglich. Auf der anderen Seite ist ein schleppbarer Schwimmkörper kein voll funktionsfähiges Wasserfahrzeug, welches eigenständig zu operieren in der Lage ist. Da jedoch ausschließlich eine übliche Schleppverbindung zum schleppenden Wasserfahrzeug benötigt wird, stellt der schleppbare Schwimmkörper keine spezielle Anforderung an das schleppende Wasserfahrzeug. Somit kann jedes beliebige Wasserfahrzeug zum Schleppen verwendet werden und somit mit der vollumfänglichen Sonarkapazität nachgerüstet werden.
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Im Sinne der Erfindung wird unter einem schleppbaren Schwimmkörper ein nicht selbständig fahrtüchtiges Wasserfahrzeug angesehen. Beispielsweise für schleppbare Schwimmkörper sind eine Schute, ein Leichter, ein Schleppkahn, ein Treidelkahn, ein nicht verankerter Ponton.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle des schleppbaren Schwimmkörpers überspülbar, das heisst als sogenannter Halbtaucher (Semi-Submersible) ausgebildet. Dieses bedeutet, dass die Hülle geschlossen ausgeführt ist und beispielsweise und insbesondere einen Schnorchel aufweist, durch welchen beispielsweise Frischluft aufgenommen werden kann, Abgas abgegeben werden können sowie in welchem eine Antenne zur Kommunikation angeordnet sein kann.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle in Form eines Druckkörpers ausgeführt. Diese Ausführungsform ist bevorzugt, wenn der schleppbare Schwimmkörper zur Nachrüstung eines Unterseeboots vorgesehen ist. Nachteilig ist hingegen, dass im Gegensatz zur überspürbaren Hülle kein Zugang zur Umgebungsluft besteht. Weiter ist auch die Kommunikation auf Unterwasserkommunikation beschränkt. Des Weiteren muss ein schleppbare Schwimmkörper mit einem Druckkörper als Hülle in der Lage sein sich in verschiedenen Tauchtiefen des schleppenden Unterseeboots anzupassen. Dieses bedeutet, dass der schleppbare Schwimmkörper über Ballasttanks und entsprechende Steuervorrichtungen verfügen muss.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Energiebereitstellung einen Tank, einen Verbrennungsmotor und einen Generator auf. Ein Verbrennungsmotor mit einem entsprechenden Tank weist nach wie vor eine extrem hohe Energiedichte bezogen auf das Gesamtsystem auf, sodass der gesamte schleppbare Schwimmkörper dadurch vergleichsweise klein ausgeführt werden kann.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Energiebereitstellung wenigstens einen Akkumulator und/oder eine außenluftunabhängige Energieversorgung auf. Bei der außenluftunabhängigen Energieversorgung handelt es sich insbesondere bevorzugt um eine Brennstoffzelle.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Energiebereitstellung eine Leistung von 1 kW bis 100 kW, bevorzugt von 5 kW bis 20 kW auf. Dieser Leistungsbereich ist bevorzugt, da dieser ausreicht, um der Schleppsonar voll funktionsfähig einzusetzen. Eine höhere Leistung wird nicht benötigt da der schleppbare Schwimmkörper über keinen eigenen Antrieb verfügen muss und somit auch keine Energie für einen eigenen Antrieb bereitstellen muss. Hierdurch kann der schleppbare Schwimmkörper vergleichsweise klein und kompakt ausgeführt werden. Dieses erhöht auch die Transportierbarkeit des Gesamtsystems.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper eine Vorrichtung zur Aufnahme des Schleppsonars in die Hülle auf. Beispielhaft und bevorzugt ist die Vorrichtung zur Aufnahme des Schleppsonars in Form einer Winde ausgeführt. Hierbei wird das Schleppsonar mithilfe der Winde auf einer Trommel aufgewickelt und kann so vollständig ins Innere der Hülle aufgenommen werden, sofern das Schleppsonar nicht eingesetzt wird. Dieses hat den Vorteil, dass das Schleppsonar während des Transports gut geschützt ist. Außerdem kann der Strömungswiderstand verringert werden, sofern das Schleppsonar nicht aktiv benötigt wird.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Schleppsonar vom schleppbare Schwimmkörper abkoppelbar. In dieser Ausführungsform kann der schleppbare Schwimmkörper vom Schleppsonar getrennt transportiert werden. Bevorzugt wird der Schleppsonar am schleppbare Schwimmkörper befestigt und mit diesem funktionell verbunden, bevor der schleppbare Schwimmkörper ins Wasser eingebracht wird. Ein solcher Vorgang kann beispielsweise an Bord eines Einsatzgruppenversorgers erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Datenschnittstelle zur Kommunikation zur Kommunikation mit einem Wasserfahrzeug, insbesondere zum schleppenden Wasserfahrzeug, ausgebildet. Ein besonderer Vorteil des schleppbaren Schwimmkörpers ist auch, dass die Kommunikation eben nicht nur zum schleppenden Wasserfahrzeug möglich ist. Die Kommunikation kann beispielsweise auch zu einem anderen Wasserfahrzeug, welches mit dem Verband fährt, von dem schleppenden Wasserfahrzeug aber deutlich entfernt ist, hergestellt werden. Hierdurch sind insbesondere bi- und multistatische Sonar-Verfahren möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Datenschnittstelle zur Kommunikation eine Funkschnittstelle. Die Kommunikation erfolgt bevorzugt über ein übliches Protokoll zur drahtlosen Datenübertragung, wie es in Flottenverbänden üblicherweise eingesetzt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Sonarauswerteelektronik zur Vorprozessierung der Daten des Schleppsonars ausgebildet. Je stärker die Vorprozessierung auf dem schleppbare Schwimmkörper erfolgt, umso geringer ist die Anforderung an das Wasserfahrzeug, welches mit dem schleppbare Schwimmkörper kommuniziert. Auf der anderen Seite ist zu erwarten, dass in jedem Verband wenigstens ein Wasserfahrzeug ist, welches auf die Bekämpfung von Unterseebooten spezialisiert ist und daher bereits über die notwendige Software verfügt. In diesem Fall macht es Sinn, eine Vorprozessierung, insbesondere zur Datenreduktion, durchzuführen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper eine Verdrängung von 0,2 bis 100 t auf. Durch die Reduktion der Funktionalität des schleppbare Schwimmkörpers ausschließlich auf die Sonarfähigkeit unter Verzicht auf einen eigenen Antrieb kann die Größe soweit reduziert werden, dass der schleppbare Schwimmkörper leicht missionsabhängig einem Wasserfahrzeug zugeordnet werden kann. Bevorzugt weist der schleppbare Schwimmkörper eine Verdrängung von 0,2 bis 15 t, besonders bevorzugt von 0,2 bis 4 t, auf, wodurch eine Verlegbarkeit mittels Hubschrauber gegeben ist.
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Bevorzugt kann der schleppbare Schwimmkörper für den Transport im Inneren eines Standardcontainers angeordnet werden, um so eine optimale Lagerbarkeit und Transportfähigkeit zu gewährleisten. Beispielsweise kann der schleppbare Schwimmkörper so an Bord eines Einsatzgruppenversorgers leicht mitgenommen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper zusätzlich eine Energiespeichervorrichtung auf. Um die Größe des schleppbare Schwimmkörper so gering wie möglich zu halten, ist die Vorrichtung zur Energiebereitstellung so klein wie möglich zu wählen. Um jedoch für einzelne Vorgänge gegebenenfalls kurzfristig mehr Energie bereitstellen zu können, ist eine Energiespeichervorrichtung, beispielsweise ein Sekundärelement, vorteilhaft. Dieses kann beispielsweise zum Betreiben einer Winde zum Einholen des Schleppsonars vorteilhaft sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper einen Schnorchel zur Aufnahme von Luft und zur Abgabe von Abgas auf.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper einen Hilfsantrieb auf.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper eine Steuerungsvorrichtung auf.
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Hilfsantrieb und/oder eine Steuervorrichtung können hilfreich sein, um beispielsweise versetztes Schleppen zu ermöglichen. Hierbei folgte der geschleppte schleppbare Schwimmkörper nicht direkt der Linie des schleppenden Wasserfahrzeugs, sondern fährt nach Backbord oder Steuerbord versetzt einen parallelen Kurs. Hierzu ist jedoch erforderlich, dass der geschleppte schleppbare Schwimmkörper wenigstens die hierfür erforderliche Kraft gegen das Schleppseil erzeugen kann. Ebenso kann dieses helfen, wenn das schleppende Wasserfahrzeug verlangsamt oder stoppt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper Effektoren auf. Beispielsweise und insbesondere handelt es sich bei den Effektoren um Anti-Torpedo-Torpedos. Großer Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass der schleppbare Schwimmkörper insbesondere von einem Wasserfahrzeug so relativ zu seinem Kielwasser geschleppt werden kann, dass die horizontale Positionierung der Schleppsonarantenne wesentlich genauer und auch in Flachwasser in größeren Abständen erfolgen kann. Moderne Torpedos greifen oftmals durch das Kielwasser an, hier ist eine Detektion des angreifenden Torpedos schwer möglich. Da mittels des schleppbaren Schwimmkörpers das Schleppsonar jedoch dediziert hinter oder unter dem Kielwasser angeordnet werden kann, kann ein an kommender Torpedo leichter identifiziert werden. Durch den Einsatz der Anti-Torpedo-Torpedos kann ein solcher Torpedo gut abgewehrt werden, bevor eine Ortung im Kielwasser erschwert ist. Dieses erhöht insbesondere den Eigenschutz des schleppenden Schiffes, wodurch dieses gerade für große und militärisch wichtige Wasserfahrzeuge, beispielsweise und insbesondere Flugzeugträger, sehr wertvoll ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der schleppbare Schwimmkörper elektronische Gegenmaßnahmen, insbesondere Radarreflektoren, auf. Dieser Ausführungsform dient dazu, dass der schleppbare Schwimmkörper als eher entbehrlich angesehen werden kann. Somit dient diese Maßnahme dazu, dass insbesondere für anfliegende Flugkörpern sich der schleppbare Schwimmkörper als Primärziel anbietet, sodass dadurch das schleppende Wasserfahrzeug geschützt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in oder an der Hülle ein Sonaremitter angeordnet. Durch die Anordnung eine Sonaremitters neben der Verwendung des Schleppsonars als Passivsonar auch die Verwendung als Aktivsonar einfach möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Schleppsonar einen Schleppkörper mit einem Sonaremitter auf. Auch hierdurch ist die Verwendung als Aktivsonar einfach möglich.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Verband aus einem Wasserfahrzeug und einem erfindungsgemäßen schleppbaren Schwimmkörper, wobei das Wasserfahrzeug und der schleppbare Schwimmkörper über eine Zugleine miteinander verbunden sind. Die Zugleine weist eine Länge von 50 m bis 1200 m auf. Bevorzugt ist die Zugleine schwimmend ausgebildet. Besonders bevorzugt dient die Zugleine ausschließlich dem mechanischen Schleppen.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen schleppbaren Schwimmkörpers. Der schleppbare Schwimmkörper wird von einem ersten Wasserfahrzeug geschleppt, wobei ein zweites Wasserfahrzeug eine Schiffsdatenschnittstelle zur Kommunikation mit dem schleppbaren Schwimmkörper über die Datenschnittstelle zur Kommunikation aufweist.
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In einem ersten Fall kann es sich bei dem ersten Wasserfahrzeug um einen Einsatzgruppenversorger handeln und bei dem zweiten Wasserfahrzeug um eine Fregatte mit Ausrüstung beziehungsweise Führungsmitteln zur Bekämpfung von Unterseebooten.
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In einem zweiten Fall kann es sich bei dem ersten Wasserfahrzeug um ein ziviles Frachtschiff, beispielsweise einen Tanker, und bei dem zweiten Wasserfahrzeug um einen Geleitschutz, beispielsweise einen Zerstörer, handeln.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wertet das zweite Wasserfahrzeug die vom geschleppten Schwimmkörper vorprozessierten Sonardaten aus. Ferner wird das Sonarsystem aus Schleppsonar und Sonarauswerteelektronik des geschleppten Schwimmkörpers durch das zweite Wasserfahrzeug ferngesteuert.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das zweite Wasserfahrzeug und das erste Wasserfahrzeug identisch. Die Sonderdaten werden somit an das schleppende Wasserfahrzeug übertragen und von diesem ausgewertet. Gegebenenfalls wird das Sonarsystem durch das schleppende Wasserfahrzeug ferngesteuert.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der geschleppte Schwimmkörper wenigstens eine Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung der Seetüchtigkeit, beispielsweise eine Bilgenpumpe, auf. Dieses ist insbesondere bei langer Einsatzdauer vorteilhaft.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der geschleppte Schwimmkörper Vorrichtungen zur sicheren Teilnahme am Seeverkehr, beispielsweise und insbesondere Navigationsleuchten sowie Automatic Information System (AIS) Transponder, auf.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der geschleppte Schwimmkörper eine Vorrichtung zum Spülen des Schleppsonars mit Frischwasser auf. Hierdurch wird die Einsatzfähigkeit auch bei langer Einsatzdauer im Salzwasser verlängert, da insbesodner im Bereich der Winde Salzverkrustungen vermieden werden. Das Fischwasser kann entweder in Frischwassertanks mitgeführt oder beispielsweise durch Umkehrosmose erzeugt werden.
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Nachfolgend ist der erfindungsgemäße schleppbare Schwimmkörper anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- 1 Verband im Querschnitt
- 2 Verband mit Effektoren Querschnitt
- 3 Verband in Aufsicht
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Die Figuren sind nur schematisch und nicht maßstabsgerecht. Gleiche Bauteile oder -gruppen sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, um das prinzipielle Verständnis zu verei nfachen.
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In 1 ist ein Verband aus einem ersten Wasserfahrzeug 80 und einem schleppbare Schwimmkörper 10 schematisch dargestellt. Da der schleppbare Schwimmkörper 10 keinen eigenen Antrieb aufweist, wird dieser über die Zugleine 100 vom ersten Wasserfahrzeug 80 gezogen. Bei dem ersten Wasserfahrzeug 80 handelt es sich um ein Wasserfahrzeug mit einem Hubschrauber 90, wobei der Hubschrauber 90 bevorzugt zur Bekämpfung von Unterseebooten eingesetzt werden kann. Der schleppbare Schwimmkörper 10 weist eine Hülle 20 auf. Diese ist überspürbar ausgeführt, sodass selbst Wellen den schleppbare Schwimmkörper 10 nicht gefährden. Dafür weist der schleppbare Schwimmkörper 10 einen Schnorchel 60 auf, durch welchen zum einen Frischluft angesaugt und zum anderen Abgase abgegeben werden können. Weiter ist im Schnorchel 60 auch die Datenschnittstelle zur Kommunikation insbesondere in Form einer Antenne zur drahtlosen Kommunikation, im gezeigten Beispiel mit dem ersten Wasserfahrzeug 80, angeordnet. Im Inneren der Hülle 20 ist eine Vorrichtung zur Energiebereitstellung 40 angeordnet. Bei dieser handelt es sich im gezeigten Fall um einen Verbrennungsmotor mit einem Tank und einem Generator. Der Generator hat im gezeigten Beispiel eine Leistung von 10 kW und der Tank eine Kapazität von 2 t Diesel. Hierdurch ist ein ununterbrochener und wartungsfreier Einsatz auf See für die ungefähre Standzeit des ersten Wasserfahrzeugs 80 auf See gegeben. Die Daten des ersten Schleppsonars 30 werden mithilfe der Sonarauswerteelektronik 50 vorprozessiert und anschließend an das erste Wasserfahrzeug 80 übertragen. Über die Winde 70 kann der Schleppsonar 30 ins Innere der Hülle 20 aufgenommen werden, um eine leichtere Transportfähigkeit zu gewährleisten.
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Der schleppbare Schwimmkörper 10, welcher in 2 gezeigt ist, weist gegenüber dem in 1 zusätzlich einen Effektor 120 und einen Sonaremitter 110 auf. Mithilfe des Sonaremitters 110 kann das Schleppsonar 30 auch in aktiver Weise betrieben werden. Mithilfe des Effektors 120 können beispielsweise im Kielwasser des ersten Wasserfahrzeugs 80 ankommende Torpedos bekämpft werden.
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In 3 ist ein Verband mit einem ersten Wasserfahrzeug 80 und einem zweiten Wasserfahrzeug 130 gezeigt. In diesem Beispiel ist das erste Wasserfahrzeug 80 ein schleppendes Wasserfahrzeug, während die Sonardaten an das zweite Wasserfahrzeug 130 übertragen werden. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Wasserfahrzeug 80 um einen Einsatzgruppenversorger und bei dem zweiten Wasserfahrzeug 130 um eine Fregatte zur Bekämpfung von Unterseebooten handeln. Alternativ kann das Wasserfahrzeug 80 ein ziviles Frachtschiff sein, welches durch das zweite Wasserfahrzeug 130, beispielsweise ein Zerstörer, eskortiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- schleppbare Schwimmkörper
- 20
- Hülle
- 30
- Schleppsonar
- 40
- Vorrichtung zur Energiebereitstellung
- 50
- Sonarauswerteelektronik
- 60
- Schnorchel
- 70
- Winde
- 80
- erstes Wasserfahrzeug
- 90
- Hubschrauber
- 100
- Zugleine
- 110
- Sonaremitter
- 120
- Effektor
- 130
- zweites Wasserfahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013105593 A1 [0003]
