DE102019212105A1 - Operating procedures for a mine clearance system and a mine clearance system for triggering sea mines - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Minenräumsystems (21) angegeben,- wobei das Minenräumsystem (21) wenigstens eine Drohne (22) zur Auslösung von Seeminen umfasst,- wobei die Drohne (22) wenigstens ein Magnetelement (27a,27b,28) zur magnetischen Auslösung der Seeminen umfasst,- wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:a) eine translatorische Fortbewegung der wenigstens eine Drohne (22) im Wasser undb) die Durchführung einer ersten Drehbewegung der Drohne (22) bezüglich eines ersten Rotationsfreiheitsgrades (r1). Weiterhin wird ein entsprechendes Minenräumsystem (21) angegeben.A method for operating a mine clearance system (21) is specified, - the mine clearance system (21) comprising at least one drone (22) for triggering sea mines, - the drone (22) at least one magnetic element (27a, 27b, 28) for Magnetic triggering of the sea mines, the method comprising the following steps: a) translational movement of the at least one drone (22) in the water and b) performing a first rotational movement of the drone (22) with respect to a first degree of rotational freedom (r1). A corresponding mine clearance system (21) is also given.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Minenräumsystems, wobei das Minenräumsystem wenigstens eine Drohne zur Auslösung von Seeminen umfasst. Dabei umfasst die Drohne wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung der Seeminen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Minenräumsystem.The present invention relates to a method for operating a mine clearing system, the mine clearing system comprising at least one drone for triggering sea mines. The drone includes at least one magnetic element for magnetically triggering the sea mines. The invention also relates to a corresponding mine clearance system.
Bei bekannten Systemen zur Fernräumung von Seeminen werden unbemannte Drohnen eingesetzt, die zur Auslösung von Magnetminen mit magnetischen Spulen oder mit Permanentmagneten ausgestattet sind. Diese Magnetelemente erzeugen starke Magnetfelder, die die Seeminen zur Detonation bringen können. Dabei sind die Drohnen so ausgeführt, dass sie durch die Detonation bei dem für die Auslösung typischen Abstand keinen Schaden nehmen.Known systems for the remote clearance of sea mines use unmanned drones which are equipped with magnetic coils or permanent magnets to trigger magnetic mines. These magnetic elements generate strong magnetic fields that can detonate the sea mines. The drones are designed in such a way that they are not damaged by the detonation at the distance typical for triggering.
Solche Drohnen können über ein eigenes Antriebssystem verfügen, beispielsweise verfügt die Deutsche Marine über fernsteuerbare Boote des Typs „Seehund“, welche mit einem Dieselmotor ausgestattet sind. Hierbei ist das Magnetelement als Magnetspule ausgebildet und zur Auslösung der Minen in den Rumpf der fernsteuerbaren Boote integriert. Die Magnetspule selbst ist dabei typischerweise aus einer Vielzahl von Windungen aus Kupferkabel gebildet.Such drones can have their own drive system, for example the German Navy has remote-controlled boats of the "seal" type, which are equipped with a diesel engine. The magnetic element is designed as a magnetic coil and is integrated into the hull of the remote-controlled boats to trigger the mines. The magnetic coil itself is typically formed from a large number of turns of copper cable.
Neben solchen an der Oberfläche schwimmenden Drohnen sind auch Unterwasserdrohnen zur Minenräumung bekannt, die entweder auch über einen eigenen Antrieb verfügen oder von anderen (Unter-)Wasserfahrzeugen gezogen werden können.In addition to such drones floating on the surface, underwater drones for mine clearance are also known, which either also have their own drive or can be pulled by other (sub) watercraft.
Die selbstangetriebenen Drohnen können beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben sein. Generell können bei solchen selbstangetriebenen Drohnen die Magnetelemente prinzipiell entweder als zusätzliche Magnetelemente ausgeführt sein oder aber sie können eine Doppelfunktion erfüllen, bei der sie neben ihrer Funktion zur Minenauslösung außerdem zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfeldes in dem Elektromotor dienen. Derartige Minenräumsystem mit magnetischer Doppelfunktion sind beispielsweise in der
Viele der bekannten Minenräumsysteme weisen nicht nur eine Drohne, sondern mehrere miteinander verbundene Drohnen auf, wobei jede dieser Drohnen ein oder mehrere Magnetelemente zur Auslösung der Seeminen umfasst. Ein solcher Verbund von zusammenhängenden Drohnen, welche gemeinsam als Kette von einem Transportschiff geschleppt werden, ist beispielsweise in der
Um die magnetische Signatur eines vordefinierten Schiffstyps möglichst genau nachbilden zu können, werden nach dem Stand der Technik meist Minenräumsysteme verwendet, deren Längsausdehnung im Bereich der Länge des „vorzutäuschenden“ Schiffstyps liegt. Aus diesem Grund liegt die Kettenlänge von mehreren aneinanderhängenden Drohnen eines Minenräumsystems häufig in der Größenordnung von 100 m oder mehr. Die Anzahl der miteinander verketteten Drohnen kann beispielsweise im Bereich zwischen 3 und 7 liegen, wobei mit einer höheren Drohnenzahl typischerweise eine bessere Genauigkeit bei der Nachbildung einer bestimmten vorgegebenen magnetischen Signatur erreicht werden kann.In order to be able to reproduce the magnetic signature of a predefined type of ship as precisely as possible, according to the state of the art, mine clearance systems are mostly used, the length of which is in the range of the length of the type of ship "to be simulated". For this reason, the chain length of several drones attached to one another in a mine clearance system is often in the order of 100 m or more. The number of drones chained to one another can, for example, be in the range between 3 and 7, with a higher number of drones typically being able to achieve better accuracy in the simulation of a specific predetermined magnetic signature.
Nachteilig bei den Minenräumsystem nach dem Stand der Technik ist, dass durch die hohe Anzahl der verwendeten Drohnen beziehungsweise durch die Länge der eingesetzten Ketten von Drohnen ein vergleichsweise hoher apparativer Aufwand entsteht.The disadvantage of the mine clearance system according to the prior art is that the large number of drones used or the length of the chains of drones used results in a comparatively high level of equipment expenditure.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Minenräumsystems anzugeben, welches den genannten Nachteil überwindet. Insbesondere soll ein Betriebsverfahren zur Verfügung gestellt werden, welches im Vergleich zum Stand der Technik eine möglichst genaue Nachbildung eines vorgegebenen magnetischen Profils bei verringerter Anzahl der Drohnen beziehungsweise bei verringerter Kettenlänge ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, ein entsprechendes Minenräumsystem anzugeben.The object of the invention is therefore to specify a method for operating a mine clearance system which overcomes the disadvantage mentioned. In particular, an operating method is to be made available which, in comparison to the state of the art, enables a predefined magnetic profile to be reproduced as precisely as possible with a reduced number of drones or a reduced chain length. Another task is to specify a suitable mine clearance system.
Diese Aufgaben werden durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren und das in Anspruch 12 beschriebene Minenräumsystem gelöst.These objects are achieved by the method described in
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betrieb eines Minenräumsystems, wobei das Minenräumsystem wenigstens eine Drohne zur Auslösung von Seeminen umfasst. Dabei umfasst die Drohne wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung der Seeminen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a) eine translatorische Fortbewegung der wenigstens eine Drohne im Wasser und
- b) die Durchführung einer ersten Drehbewegung der Drohne bezüglich eines ersten Rotationsfreiheitsgrades.
- a) translational movement of the at least one drone in the water and
- b) performing a first rotational movement of the drone with respect to a first degree of rotational freedom.
Die wenigstens eine Drohne kann dabei prinzipiell entweder selbstangetrieben sein oder sie kann von einem anderen Wasserfahrzeug geschleppt werden. In jedem Fall ist die Drohne dasjenige Element des Minenräumsystems, welche mittels des wenigstens einen Magnetelements zu einer magnetisch induzierten Detonation der Seeminen führen kann. Das wenigstens eine Magnetelement soll also so ausgelegt sein, dass die erzeugte magnetische Flussdichte zur Detonation einer Seemine in der Umgebung der Drohne ausreicht.The at least one drone can in principle either be self-propelled or it can be towed by another watercraft. In any case, the drone is that element of the mine clearance system which can lead to a magnetically induced detonation of the sea mines by means of the at least one magnetic element. The at least one magnetic element should therefore be designed so that the generated magnetic flux density is sufficient to detonate a sea mine in the vicinity of the drone.
Die Drohne kann prinzipiell entweder an der Wasseroberfläche schwimmen oder tauchend unter der Wasseroberfläche bewegt werden. Es ist auch grundsätzlich eine Kombination dieser beiden Modi „Schwimmen“ und „Tauchen“ möglich. In jedem Fall soll gemäß Schritt a) eine translatorische Fortbewegung der Drohne erfolgen. Diese translatorische Fortbewegung kann insbesondere eine Bewegung parallel zur Wasseroberfläche sein. Bei der schwimmenden Ausführungsform kann es sich insbesondere um eine Bewegung entlang der Wasseroberfläche handeln. Bei der tauchenden Ausführungsform kann es sich um eine entsprechende Bewegung entlang einer tieferliegenden Ebene handeln, welche parallel zur Wasseroberfläche liegt. Mit anderen Worten kann es sich bevorzugt um eine horizontale translatorische Bewegung handeln. Es ist allerdings auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, dass die translatorische Bewegung zusätzlich auch eine vertikale Komponente enthält, sodass während der horizontalen Bewegung auch gleichzeitig eine Tauchtiefe der Drohne variiert wird. Die Drohne kann also in diesem Fall während der translatorischen Bewegung auch ein Sinken oder Steigen im Wasser durchführen. Wesentlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist nur, dass die translatorische Bewegung in Schritt a) zumindest eine horizontale Komponente, also mit anderen Worten eine Richtungskomponente parallel zur Wasseroberfläche aufweist.In principle, the drone can either swim on the water surface or be moved under the water surface while diving. In principle, a combination of these two modes “swimming” and “diving” is also possible. In any case, according to step a), the drone should move in a translatory manner. This translational forward movement can in particular be a movement parallel to the water surface. The floating embodiment can in particular involve a movement along the surface of the water. The submerged embodiment can involve a corresponding movement along a lower plane which is parallel to the water surface. In other words, it can preferably be a horizontal translational movement. However, it is also possible and under certain circumstances advantageous that the translational movement also contains a vertical component, so that a diving depth of the drone is varied at the same time during the horizontal movement. In this case, the drone can also sink or climb in the water during the translational movement. It is only essential in connection with the present invention that the translational movement in step a) has at least one horizontal component, that is to say, in other words, a directional component parallel to the water surface.
In Schritt b) wird zusätzlich zu dieser translatorischen Fortbewegung eine Drehbewegung der Drohne im Wasser durchgeführt. Die Reihenfolge dieser beiden Schritte a) und b) ist dabei grundsätzlich beliebig: sie können beispielsweise entweder gleichzeitig oder auch nacheinander, insbesondere in mehrfach aufeinanderfolgendem Wechsel durchgeführt werden. Die Drohne als frei im Wasser bewegbarer Körper weist grundsätzlich drei unabhängige Rotationsfreiheitsgrade auf. Bei der Drehung der Drohne soll es sich um eine Drehbewegung bezüglich mindestens eines ersten dieser drei Rotationsfreiheitsgrade handeln. Durch die Drehbewegung wird allgemein vorteilhaft erreicht, dass z.B. die magnetische Flussdichte an einem Zielort, welcher in der Umgebung der Drohne liegt, zusätzlich variiert wird.In step b), in addition to this translational movement, the drone rotates in the water. The order of these two steps a) and b) is basically arbitrary: they can for example be carried out either simultaneously or one after the other, in particular in multiple successive changes. The drone as a freely movable body in the water basically has three independent degrees of freedom of rotation. The rotation of the drone should be a rotary movement with respect to at least a first of these three degrees of freedom of rotation. The rotary movement generally has the advantage that, for example, the magnetic flux density at a target location that is in the vicinity of the drone is also varied.
Der beschriebe „Zielort“ kann insbesondere ein Ort in der Umgebung des Minenräumsystems sein, an dem eine Seemine zur Auslösung gebracht werden kann. Dieser Zielort muss nicht auf einen punktartigen Bereich begrenzt sein, sondern es kann sich insbesondere auch um einen räumlich ausgedehnten Auslösebereich handeln, welcher insbesondere die Form eines kegelförmigen Zielbereichs aufweisen kann. Durch das beschriebene Zusammenwirken der translatorischen Fortbewegung und der Drehbewegung der Drohne kann vorteilhaft erreicht werden, dass an dem Zielort ein vordefiniertes magnetisches Profil ausgebildet werden kann, welches weitgehend der magnetischen Signatur eines gegebenen Schiffstyps entspricht. Besonders vorteilhaft liegt dieser Zielort bezüglich der translatorischen Fortbewegung (also „in Fahrtrichtung gesehen“) vor der Drohne. So kann erreicht werden, dass die zur Auslösung der Seeminen erforderliche magnetische Signatur am Zielort simuliert wird, bevor die Drohne (oder auch das Minenräumsystem als Ganzes) den Zielort erreicht. Auf diese Weise kann ein größerer Abstand zwischen dem Minenräumsystem und der detonierenden Seeminen gewahrt werden. Hiermit wird das Risiko einer Beschädigung des Minenräumsystems bei der Detonation der Seeminen reduziert.The “target location” described can in particular be a location in the vicinity of the mine clearance system at which a sea mine can be triggered. This target location does not have to be limited to a point-like area, but in particular it can also be a spatially extended triggering area, which in particular can have the shape of a conical target area. The described interaction of the translatory movement and the rotational movement of the drone can advantageously achieve that a predefined magnetic profile can be formed at the destination, which largely corresponds to the magnetic signature of a given type of ship. This destination is particularly advantageously in front of the drone in terms of translational locomotion (ie “viewed in the direction of travel”). In this way it can be achieved that the magnetic signature required to trigger the sea mines is simulated at the target location before the drone (or the mine clearing system as a whole) reaches the target location. In this way, a greater distance between the demining system and the detonating sea mines can be maintained. This reduces the risk of damage to the demining system if the sea mines detonate.
Mit anderen Worten kann durch die beschriebene Kombination von translatorischer Fortbewegung und gezielter Drehbewegung ein gewünschtes magnetisches Profil an einen in Fahrtrichtung vor der Drohne liegenden Zielort vorausprojiziert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei z.B. der Betrag der magnetischen Flussdichte an diesem vorausliegenden Zielort höher ist als in den übrigen Bereichen in der Umgebung der Drohne. Durch die Ausführung der Drehbewegung kann (gegebenenfalls in Kombination mit den weiter unten beschriebenen zusätzlichen Regelgrößen) erreicht werden, dass am Zielort nicht nur zu einer bestimmten Zeit eine bestimmte magnetische Flussdichte erzeugt wird, sondern dass an dem Zielort auch ein bestimmter zeitlicher Verlauf der Flussdichte erzeugt wird, welcher der nachzubildenden magnetischen Signatur weitgehend entspricht. Das auf diese Weise nachgebildete magnetische Profil kann insbesondere ein vordefinierter zeitlicher Verlauf des Betrags der magnetischen Flussdichte, einer oder mehrerer Richtungskomponenten der magnetischen Flussdichte oder auch einer Kombination dieser genannten Größen sein.In other words, a desired magnetic profile can be projected ahead of the drone at a target location in front of the drone in the direction of travel through the described combination of translational forward movement and targeted rotary movement. It is particularly advantageous if, for example, the magnitude of the magnetic flux density at this target location ahead is higher than in the other areas in the vicinity of the drone. By executing the rotary movement (possibly in combination with the additional control variables described below) it can be achieved that not only a specific magnetic flux density is generated at the target location at a specific time, but that a specific temporal course of the flux density is also generated at the target location which largely corresponds to the magnetic signature to be reproduced. The magnetic profile simulated in this way can in particular be a be a predefined time course of the amount of the magnetic flux density, one or more directional components of the magnetic flux density or a combination of these mentioned variables.
Durch diese beschriebene „Vorausprojektion“ eines vorbestimmten magnetischen Profils kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Minenräumsystem eine zuverlässige Detonation eine Seeminen bewirkt, wobei gleichzeitig im Vergleich zum Stand der Technik die Anzahl der benötigten Drohnen und/oder die Länge der verwendeten Kette von Drohnen reduziert werden kann. Diese Reduktion an apparativen Aufwand kann dadurch erreicht werden, dass mittels der Drehbewegung der Drohne ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Verfügung steht, um ein komplexes magnetisches Profil an einem gegebenen Zielort nachzubilden. So kann die Ausdehnung des Minenräumsystems insbesondere dadurch reduziert werden, dass das Vorbeifahren eines ausgedehnten Drohnenzuges an der Seemine zumindest zum Teil durch ein „Vorausprojizieren“ der gewünschten magnetischen Signatur an den potentiellen Ort der Seemine ersetzt wird. Dies bewirkt den weiteren Vorteil, dass die Detonation unter Umständen auch mit einem größeren und daher sichereren Abstand zum Minenräumsystem erfolgen kann.This described “advance projection” of a predetermined magnetic profile can advantageously ensure that the mine clearing system causes a reliable detonation of sea mines, while at the same time reducing the number of drones required and / or the length of the chain of drones used compared to the prior art can. This reduction in the outlay on equipment can be achieved in that the rotational movement of the drone provides an additional degree of freedom in order to simulate a complex magnetic profile at a given target location. The extent of the mine clearing system can be reduced in particular by replacing an extensive drone train passing the sea mine at least in part by “projecting” the desired magnetic signature at the potential location of the sea mine. This has the further advantage that the detonation can, under certain circumstances, also take place at a greater and therefore safer distance from the mine clearance system.
Das erfindungsgemäße Minenräumsystem weist wenigstens eine Drohne zur Auslösung von Seeminen auf. Die Drohne umfasst wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung der Seeminen. Außerdem umfasst die Drohne wenigstens ein Steuerelement zum Bewirken einer ersten Drehbewegung der Drohne bezüglich eines ersten Rotationsfreiheitsgrades. Insbesondere ist dieses Steuerelement dazu ausgelegt, die Drehbewegung zu bewirken, während die Drohne eine Wasseroberfläche schwimmt oder unter der Wasseroberfläche taucht. Es soll sich also um ein Steuerelement zum Bewirken einer Drehbewegung der Drohne im Wasser handelt. Es kann sich dabei grundsätzlich entweder um ein aktives oder um ein passives Steuerelement handeln. Unter einem aktiven Steuerelement soll dabei ein solches Steuerelement verstanden werden, welches ein eigenes Antriebselement aufweist, um die entsprechende Drehbewegung aktiv zu bewirken. Unter einem passiven Steuerelement soll dabei ein solches Steuerelement verstanden werden, welches keinen eigenen Antrieb aufweist, aber mit einem weiteren Antrieb (beispielsweise dem translatorischen Antrieb der Drohne oder einem externen Schleppantrieb durch ein Mutterschiff oder eine Führungsdrohne) zusammenwirken kann, um mithilfe der Wasserströmung eine Drehbewegung der Drohne zu bewirken. Mit dem erfindungsgemäßen Minenräumsystem können die weiter oben im Zusammenhang mit dem Betriebsverfahren beschriebenen Vorteile realisiert werden.The mine clearance system according to the invention has at least one drone for triggering sea mines. The drone comprises at least one magnetic element for magnetically triggering the sea mines. In addition, the drone comprises at least one control element for bringing about a first rotational movement of the drone with respect to a first degree of rotational freedom. In particular, this control element is designed to effect the rotary movement while the drone is swimming a surface of water or dipping below the surface of the water. So it is supposed to be a control element for causing the drone to rotate in the water. In principle, it can either be an active or a passive control element. An active control element should be understood to mean such a control element which has its own drive element in order to actively bring about the corresponding rotary movement. A passive control element should be understood to mean such a control element that does not have its own drive, but can interact with a further drive (for example the translational drive of the drone or an external tow drive by a mother ship or a guide drone) in order to use the water flow to perform a rotary movement effect of the drone. With the mine clearance system according to the invention, the advantages described above in connection with the operating method can be realized.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den von den Ansprüchen
Allgemein besonders vorteilhaft weist die Drohne eine Längsachse
Alternativ zur oben beschriebenen Drehung um die Längsachse ist es jedoch auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn der erste Rotationsfreiheitsgrad einer Drehbewegung um eine Achse entspricht, welche senkrecht zur Längsachse liegt. Beispielsweise kann eine solche Drehachse senkrecht zur Längsachse und (bei horizontaler Ausrichtung der Drohne im Wasser) im Wesentlichen parallel zur Wasseroberfläche liegen. Mit anderen Worten kann es sich bei der Drehbewegung dann um ein Stampfen beziehungsweise Trimmen der Drohne handeln. Gemäß einer weiteren Alternative kann die Drehachse senkrecht zur Längsachse und (bei horizontaler Ausrichtung der Drohne im Wasser) im Wesentlichen senkrecht zur Wasseroberfläche liegen. Mit anderen Worten kann es sich bei der Drehbewegung dann um ein Gieren beziehungsweise klassisches Drehen handeln. Grundsätzlich sind aber auch Drehungen denkbar und unter Umständen vorteilhaft, bei denen diese beschriebenen klassischen maritimen Rotationsfreiheitsgrade miteinander kombiniert werden, so dass eine Drehung bezüglich einer im Verhältnis zur Längsachse der Drohne schrägliegenden Drehachse durchgeführt wird.As an alternative to the above-described rotation about the longitudinal axis, however, it is also possible and under certain circumstances advantageous if the first degree of freedom of rotation corresponds to a rotary movement about an axis which is perpendicular to the longitudinal axis. For example, such a rotation axis can be perpendicular to the longitudinal axis and (when the drone is oriented horizontally in the water) essentially parallel to the water surface. In other words, the rotary movement can then involve stamping or trimming the drone. According to a further alternative, the axis of rotation can be perpendicular to the longitudinal axis and (if the drone is oriented horizontally in the water) essentially perpendicular to the water surface. In other words, the rotary movement can then be a yaw or classic turning. In principle, however, rotations are also conceivable and under certain circumstances advantageous, in which these described classic maritime rotational degrees of freedom are combined with one another, so that a rotation is carried out with respect to an axis of rotation that is inclined in relation to the longitudinal axis of the drone.
Mit jeder der beschriebenen Drehbewegungen lässt sich eine am Zielort bewirkte magnetische Flussdichte bevorzugt dann besonders gut variieren, wenn das wenigstens eine Magnetelement zur Ausbildung eines Magnetfeldes ausgelegt ist, bei dem wenigstens eine Polachse einen von Null verschiedenen Winkel α mit der für den ersten Rotationsfreiheitsgrad relevanten Rotationsachse bildet. Diese Rotationsachse kann besonders bevorzugt die Längsachse der Drohne sein. Unter einer Polachse soll dabei allgemein eine solche Symmetriachse des Magnetfeldes verstanden werden, auf der zwei magnetische Pole angeordnet sind (ein Nordpol und ein Südpol). Eine solche Polachse wird in der Fachwelt auch als magnetische Achse bezeichnet. Bevorzugt kann der Winkel α im Bereich zwischen 10° und 90° liegen und besonders bevorzugt im Bereich zwischen 45° und 90° liegen. Dann bewirkt eine Drehung um die jeweilige Rotationsachse eine besonders deutliche Änderung des durch die Drohne in der Umgebung erzeugten Magnetfeldes. Diese deutliche Änderung kann insbesondere eine Änderung eines am Zielort erzeugten Betrags der magnetischen Flussdichte oder aber auch eine Änderung des Wert und/oder des Vorzeichens einer oder mehrerer einzelner Richtungskomponenten der Flussdichte sein.With each of the rotary movements described, a magnetic flux density produced at the target location can preferably be varied particularly well if the at least one magnetic element is designed to form a magnetic field in which at least one pole axis has an angle α other than zero with the axis of rotation relevant for the first degree of freedom of rotation forms. This axis of rotation can particularly preferably be the longitudinal axis of the drone. A polar axis is generally to be understood as such a symmetry axis of the magnetic field on which two magnetic poles are arranged (a north pole and a south pole). Such a polar axis is also referred to as a magnetic axis in the specialist field. The angle α can preferably be in the range between 10 ° and 90 ° and particularly preferably in the range between 45 ° and 90 °. Then a rotation around the respective axis of rotation causes a particularly significant change in the magnetic field generated by the drone in the area. This significant change can in particular be a change in an amount of the magnetic flux density generated at the target location or also a change in the value and / or the sign of one or more individual directional components of the flux density.
Allgemein vorteilhaft kann das Verfahren den folgenden zusätzlichen Schritt umfassen:
- c) die Durchführung einer Drehbewegung der Drohne bezüglich eines zusätzlichen zweiten Rotationsfreiheitsgrades. Eine solche Kombination von wenigstens zwei Rotationsfreiheitsgraden entspricht also einer komplexeren Drehbewegung, mittels welcher ein vorgegebenes magnetisches Profil an einem vorgegebenen Zielort noch genauer nachgebildet werden kann. Die beiden miteinander zu kombinierenden Rotationsfreiheitsgrade können allgemein beliebig aus den drei weiter oben beschriebenen klassischen maritimen Rotationsfreiheitsgraden ausgewählt werden (also jeweils zwei der Freiheitsgrade Rollen/Krängen und/oder Stampfen/Trimmen und/oder Gieren/Drehen). Besonders vorteilhaft können auch alle drei der genannten Rotationsfreiheitsgrade miteinander kombiniert werden, um eine noch genauere Nachbildung eines gegebenen magnetischen Profils an einem gegebenen Zielort zu ermöglichen. Allgemein kann dieser zusätzliche Schritt c) ähnlich wie der bereits beschriebene Schritt b) gleichzeitig oder auch abwechselnd mit der Translation in Schritt a) durchgeführt werden. Auch die Schritte b) und c) können prinzipiell entweder gleichzeitig miteinander oder nacheinander durchgeführt werden.
- c) performing a rotational movement of the drone with respect to an additional second degree of rotational freedom. Such a combination of at least two degrees of freedom of rotation thus corresponds to a more complex rotational movement, by means of which a predetermined magnetic profile can be simulated even more precisely at a predetermined target location. The two degrees of freedom of rotation to be combined with one another can generally be selected as desired from the three classic maritime degrees of freedom of rotation described above (i.e. two of the degrees of freedom roll / heel and / or pitch / trim and / or yaw / turn). In a particularly advantageous manner, all three of the stated degrees of freedom of rotation can also be combined with one another in order to enable an even more precise simulation of a given magnetic profile at a given target location. In general, this additional step c), similar to the already described step b), can be carried out simultaneously or alternately with the translation in step a). Steps b) and c) can in principle also be carried out either simultaneously with one another or one after the other.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Verfahren den folgenden zusätzlichen Schritt umfassen:
- d) die Veränderung einer Tauchtiefe (
T ) der Drohne. Unter der Tauchtiefe soll hier allgemein die vertikale Entfernung des am tiefsten liegenden Punkts der Drohne zur Wasseroberfläche verstanden werden. Bei einer schwimmenden und nicht vollständig in das Wasser eintauchenden Drohne kann diese Tauchtiefe auch geringer sein als die vertikale Höhe der Drohne. Es kann sich dann also insbesondere um eine Eintauchtiefe einer an der Oberfläche schwimmenden Drohne handeln.
- d) the change in a diving depth (
T ) the drone. The diving depth is to be understood here generally as the vertical distance of the deepest point of the drone to the water surface. In the case of a floating drone that is not completely submerged in the water, this diving depth can also be less than the vertical height of the drone. It can then in particular be an immersion depth of a drone floating on the surface.
Auch durch eine solche Veränderung der (Ein-)Tauchtiefe kann der an einem gegebenen Zielort erzeugte Zeitverlauf der magnetischen Flussdichte noch genauer an ein vorgegebenes magnetisches Profil angepasst werden. Zur Erzeugung eines vorgegebenen zeitlichen Verlaufs der magnetischen Flussdichte kann also der wenigstens eine Rotationsfreiheitsgrad vorteilhaft mit einer Variation der Tauchtiefe kombiniert werden. Allgemein kann dieser zusätzliche Schritt
Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen Veränderung der Tauchtiefe kann (entweder innerhalb des Schritts
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Magnetelement der Drohne ein Permanentmagnet sein. Eine solche permanentmagnetische Drohne weist einen vergleichsweisen geringen apparativen Aufwand auf, sodass sie leicht herzustellen und einfach zu betreiben ist. Sie ist auch vergleichsweise robust.According to a first advantageous embodiment, the at least one magnetic element of the drone can be a permanent magnet. Such a permanent magnetic drone has a comparatively low expenditure on equipment, so that it is easy to manufacture and simple to operate. It is also comparatively robust.
Gemäß einer alternativen, zweiten vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Magnetelement der Drohne ein elektrisches Spulenelement sein. Ein Vorteil einer solchen elektrisch magnetisierten Drohne ist, dass insbesondere durch einen einstellbaren Stromfluss eine gewünschte Höhe der magnetischen Flussdichte relativ leicht modulierbar ist. Das elektrische Spulenelement kann beispielsweise entweder ein normalleitendes oder aber auch ein supraleitendes Spulenelement sein. Bei Verwendung eines supraleitenden Spulenelements können bei vergleichsweise kleiner Baugröße besonders hohe magnetische Flussdichten erzeugt werden.According to an alternative, second advantageous embodiment, the at least one magnetic element of the drone can be an electrical coil element. One advantage of such an electrically magnetized drone is that a desired level of the magnetic flux density can be modulated relatively easily, in particular by means of an adjustable current flow. The electrical coil element can be, for example, either a normally conductive or a superconducting coil element. When using a superconducting coil element, particularly high magnetic flux densities can be generated with a comparatively small overall size.
Es kann auch vorteilhaft sein, die erste Ausführungsform mit wenigstens einem Permanentmagneten und die zweite Ausführungsform mit wenigstens einem elektrischen Spulenelement miteinander zu kombinieren, sodass mehrere unterschiedliche Magnetelemente nebeneinander vorliegen. Allgemein und unabhängig von der genauen Ausführung des Magnetelements bzw. der Magnetelemente können diese zur Ausbildung eines Magnetfeldes ausgelegt sein, dessen Polzahl vorteilhaft zwischen 2 und 16 liegt.It can also be advantageous to combine the first embodiment with at least one permanent magnet and the second embodiment with at least one electrical coil element so that several different magnet elements are present next to one another. In general and independently of the precise design of the magnetic element or the magnetic elements, these can be designed to form a magnetic field, the number of poles of which is advantageously between 2 and 16.
Bei einer Ausführungsform mit wenigstens einem elektrischen Spulenelement kann das Verfahren allgemein vorteilhaft den folgenden zusätzlichen Schritt umfassen:
- e) eine zeitliche Veränderung eines Betriebsstroms des elektrischen Spulenelements. Hierdurch kann die magnetische Flussdichte an einem vorgegebenen Zielort auf besonders einfache Weise zusätzlich beeinflusst werden. In Kombination mit den bereits weiter oben beschriebenen Variationsmöglichkeiten kann so eine noch genauere Nachbildung eines vorgegebenen magnetischen Profils erfolgen. Allgemein kann dieser zusätzliche Schritt e) ähnlich wie die bereits beschriebenen Schritte b), c) und d) gleichzeitig oder auch abwechselnd mit der Translation in Schritt a) durchgeführt werden. Auch die Schritte b), c), d) und/oder e) können - soweit vorhanden - prinzipiell entweder alle gleichzeitig miteinander oder zumindest teilweise sequenziell durchgeführt werden.
- e) a change over time in an operating current of the electrical coil element. As a result, the magnetic flux density at a given target location can also be influenced in a particularly simple manner. In combination with the variation options already described above, an even more precise simulation of a given magnetic profile can be achieved. In general, this additional step e), similar to the steps b), c) and d) already described, can be carried out simultaneously or alternately with the translation in step a). Steps b), c), d) and / or e) can - if available - in principle either all be carried out simultaneously with one another or at least partially sequentially.
Allgemein besonders vorteilhaft kann die wenigstens eine Drohne eine selbstangetriebene Drohne sein. Ein allgemeiner Vorteil einer selbstangetriebenen Drohne liegt darin, dass kein zusätzliches separates Mutterschiff benötigt wird, welches bei einer Detonation einer Seemine gefährdet würde. Somit werden die Risiken für das Mutterschiff und dessen Mannschaft vorteilhaft vermieden.In general, the at least one drone can be a self-propelled drone in a particularly advantageous manner. A general advantage of a self-propelled drone is that no additional separate mother ship is required, which would be at risk if a sea mine were to detonate. Thus, the risks for the mother ship and its crew are advantageously avoided.
Beispielsweise kann die Drohne einen elektrischen Antrieb aufweisen. Hierzu kann die Drohne einen Elektromotor umfassen, welcher beispielsweise eine Antriebsschraube der Drohne antreiben kann. Das zur Minenauslösung dienende wenigstens eine Magnetelement kann dabei vorteilhaft gleichzeitig ein Magnetelement einer Erregervorrichtung des Elektromotors sein, ähnlich wie dies in der
Wie bereits erwähnt kann die Reihenfolge der beschriebenen Schritte unterschiedlich ausgestaltet sein. So können gemäß einer ersten vorteilhaften Variante die beiden Schritte a) und b) gleichzeitig erfolgen. Hierunter soll verstanden werden, dass die beiden genannten Schritte zumindest teilweise zeitlich überlappen. Sie müssen also nicht zwingend genau die gleiche Zeitdauer aufweisen. So ist es beispielsweise möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn Schritt a) über einen längeren Zeitraum ta andauert und Schritt b) innerhalb des Zeitraums ta in einem oder mehreren einzelnen und vergleichsweise kürzeren Zeitintervallen tb durchgeführt wird. Die einzelnen Zeitintervalle tb können dabei prinzipiell entweder untereinander gleich lang oder aber unterschiedlich lang ausgestaltet sein. Wesentlich ist bei dieser ersten Ausführungsvariante nur, dass der Schritt b) erfolgt, während der Schritt a) andauert, also während die Drohne fortbewegt wird. Bevorzugt wird der Schritt b) während dieser Fortbewegung mehrere Male hintereinander durchgeführt. Auf diese Weise kann während der Fahrt der Drohne und somit während ihrer Positionsänderung eine kontrollierte Simulation der gewünschten magnetischen Signatur stattfinden. Ein Vorteil dieser ersten Ausführungsvariante ist, dass die Zeit für die Fortbewegung der Drohne gleichzeitig auch für die gezielte Variation des in der Umgebung erzeugten Magnetfeldes genutzt werden kann. Somit kann ein vorgegebenes ausgedehntes räumliches Gebiet in einer vergleichsweise kurzen Gesamtdauer von dem Minenräumsystem abgefahren werden und trotzdem besonders zuverlässig von aktiven Seeminen befreit werden.As already mentioned, the order of the steps described can be designed differently. Thus, according to a first advantageous variant, the two steps a) and b) can take place simultaneously. This should be understood to mean that the two steps mentioned overlap at least partially in time. So they do not necessarily have to have exactly the same duration. For example, it is possible and under certain circumstances advantageous if step a) lasts over a longer period of time t a and step b) is carried out within the period of time t a in one or more individual and comparatively shorter time intervals t b . The individual time intervals t b can in principle either be of the same length or of different lengths. In this first variant, it is only essential that step b) takes place while step a) continues, that is, while the drone is being moved. Step b) is preferably carried out several times in succession during this movement. In this way, a controlled simulation of the desired magnetic signature can take place while the drone is moving and thus while it is changing position. An advantage of this first variant is that the time for the drone to move can also be used for the targeted variation of the magnetic field generated in the environment. In this way, a predetermined, extensive spatial area can be traversed by the mine clearing system in a comparatively short total time and nevertheless be freed from active sea mines in a particularly reliable manner.
Gemäß einer alternativen, zweiten Variante können die beiden Schritte a) und b) aber auch zeitlich nacheinander erfolgen. Insbesondere können beide Schritte in wiederholter wechselnder Abfolge jeweils mehrfach ausgeführt werden. Mit anderen Worten kann die Drohne jeweils abwechselnd ein Stück translatorisch fortbewegt werden, um dann an der erreichten Position mittels der wenigstens eine Drehbewegung eine gezielte Nachbildung des vorgegebenen magnetischen Profils zu bewirken. Diese beiden Schritte a) und b) können jeweils abwechselnd eine Vielzahl von Malen hintereinander durchgeführt werden, um so ein räumlich ausgedehntes Gebiet zuverlässig abzurastern und von Seeminen zu befreien. Ein Vorteil dieser zweiten Ausführungsvariante kann darin liegen, dass durch die Entkopplung von horizontaler Bewegung und gezielter Modulation des in der Umgebung erzeugten Magnetfeldes eine besonders genaue Nachbildung eines vorgegebenen magnetischen Profils an einem gegebenen feststehenden Zielort erfolgen kann.According to an alternative, second variant, the two steps a) and b) can also take place one after the other. In particular, both steps can each be carried out several times in a repeated alternating sequence. In other words, the drone can alternately be moved a bit in a translatory manner in order to then effect a targeted replication of the predetermined magnetic profile at the position reached by means of the at least one rotary movement. These two steps a) and b) can each be carried out alternately a large number of times in succession in order to reliably scan a spatially extensive area and to free it from sea mines. An advantage of this second embodiment variant can be that by decoupling the horizontal movement and targeted modulation of the magnetic field generated in the environment, a particularly precise simulation of a predetermined magnetic profile can be carried out at a given fixed target location.
Allgemein und unabhängig von der genauen Reihenfolge der beiden beschriebenen Schritte a) und b) ist es in jedem Falle vorteilhaft, wenn der Schritt b) mehrere Male hintereinander durchgeführt wird, wobei die Drohne während der einzelnen Ausführungen des Schritts b) jeweils eine unterschiedliche Position bei einer Projektion auf die Wasseroberfläche einnimmt. Der Schritt b) kann insbesondere in periodisch wiederkehrender Abfolge wiederholt werden. Dabei kann die Dauer der einzelnen Zeitintervalle tb für den Schritt b) jeweils vorteilhaft in einem Bereich zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten liegen, besonders bevorzugt zwischen 10 Sekunden und 3 Minuten. Ein solches Zeitintervall ist ausreichend, um bei einer gegebenen Position der Drohne eine vorgegebene magnetische Signatur an wenigstens einem Zielort und insbesondere auch an mehreren Zielorten in der Umgebung dieser Position nachzubilden.In general and regardless of the exact sequence of the two described steps a) and b), it is advantageous in any case if step b) is carried out several times in succession, with the drone in a different position during each execution of step b) a projection on the water surface. Step b) can in particular be repeated in a periodically recurring sequence. The duration of the individual time intervals t b for step b) can each advantageously be in a range between 1 second and 3 minutes, particularly preferably between 10 seconds and 3 minutes. Such a time interval is sufficient to simulate a predetermined magnetic signature at a given position of the drone at at least one target location and in particular also at several target locations in the vicinity of this position.
Vorteilhaft kann das Minenräumsystem auch eine Mehrzahl von Drohnen zur Auslösung von Seeminen umfassen. So kann es also auch im Rahmen dieser Erfindung vorgesehen sein, dass mehrere solche Drohnen nach Art einer Kette aneinanderhängen und gemeinsam durch das Meer fahren. Durch die weiter oben beschriebenen Vorteile der Erfindung können dabei allerdings die Anzahl der Einzeldrohnen und/oder die räumliche Ausdehnung der Kette im Vergleich zum Stand der Technik reduziert sein, wobei trotzdem ein vorgegebenes magnetisches Profil hinreichend genau nachgebildet werden kann.The mine clearance system can advantageously also include a plurality of drones for triggering sea mines. Thus it can also be provided within the scope of this invention that several such drones are linked together like a chain and travel together through the sea. Due to the advantages of the invention described above, however, the number of individual drones and / or the spatial extent of the chain can be reduced compared to the prior art, although a predetermined magnetic profile can be simulated with sufficient accuracy.
Bei einer solchen Ausführungsform mit mehreren Drohnen ist es besonders vorteilhaft, wenn alle diese Einzeldrohnen die weiter oben beschriebenen Merkmale aufweisen. So können zweckmäßig alle Einzeldrohnen jeweils wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung von Seeminen aufweisen. Die translatorische Fortbewegung gemäß Schritt a) ist vorteilhaft für die einzelnen Drohnen der Kette gekoppelt. Dabei ist jedoch eine gewisse translatorische Relativbewegung der einzelnen Drohnen nicht ausgeschlossen, da auch hiermit eine besonders genaue Nachbildung eines gegebenen magnetischen Profils erreicht werden kann. Die Drehbewegung gemäß Schritt b) muss zumindest für eine der Drohnen in der Kette realisiert sein. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn alle Drohnen der Kette eine solche Drehbewegung gemäß Schritt b) ausführen. Diese Drehbewegung kann grundsätzlich entweder für alle Drohnen der Kette synchronisiert oder aber unabhängig voneinander erfolgen. Bei einer separaten Ausführung von unterschiedlichen Drehbewegungen der einzelnen Drohnen kann wiederum eine besonders genaue Nachbildung eines gegebenen komplexen magnetischen Profils erreicht werden.In such an embodiment with several drones, it is particularly advantageous if all of these individual drones have the features described above. For example, all individual drones can each have at least one magnetic element for the magnetic triggering of sea mines. The translational movement according to step a) is advantageously coupled for the individual drones in the chain. However, a certain translational relative movement of the individual drones cannot be ruled out, since this also enables a particularly precise reproduction of a given magnetic profile to be achieved. The rotary movement according to step b) must be implemented for at least one of the drones in the chain. However, it is particularly advantageous if all drones in the chain carry out such a rotary movement according to step b). This rotary movement can in principle either be synchronized for all drones in the chain or it can take place independently of one another. With a separate execution of different rotary movements of the individual drones, a particularly precise simulation of a given complex magnetic profile can in turn be achieved.
Bei einer solchen Ausführungsform mit einer Kette von mehreren aneinanderhängenden Drohnen ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest eine der Drohnen selbstangetrieben ist. Diese eine Drohne kann dann die übrigen Drohnen der Kette hinter sich her schleppen. Alternativ ist es jedoch auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn alle Drohnen der Kette einen eigenen Antrieb aufweisen. Somit wird sowohl eine translatorische Relativbewegung als auch eine separate Drehung der einzelnen Drohnen besonders leicht ermöglicht.In such an embodiment with a chain of several drones attached to one another, it is particularly advantageous if at least one of the drones is self-propelled. This one drone can then tow the other drones in the chain behind it. Alternatively, however, it is also possible and under certain circumstances advantageous if all drones in the chain have their own drive. This enables both a translational relative movement and a separate rotation of the individual drones to be particularly easy.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Minenräumsystems kann die wenigstens eine Drohne eine selbstangetriebene Drohne sein. Unabhängig davon, ob diese Drohne selbstangetrieben ist oder ob sie passiv bewegt wird, kann das Steuerelement zum Bewirken der ersten Drehbewegung grundsätzlich entweder ein aktives oder ein passives Steuerelement sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die wenigstens eine Drohne ein eigenes Antriebselement aufweist, welches sowohl die translatorische Bewegung der Drohne als auch die Drehbewegung der Drohne antreiben kann. Zum Auslösen der Drehbewegung kann dabei gegebenenfalls ein zusätzliches passives Steuerelement vorliegen, beispielsweise ein Ruder oder eine Klappe. Es kann jedoch auch ein zusätzliches aktives Steuerelement für die Drehbewegung vorhanden sein, beispielsweise ein separater Motor.According to an advantageous embodiment of the mine clearance system, the at least one drone can be a self-propelled drone. Regardless of whether this drone is self-propelled or whether it is moved passively, the control element for effecting the first rotational movement can in principle be either an active or a passive control element. It is particularly advantageous if the at least one drone has its own drive element which can drive both the translational movement of the drone and the rotational movement of the drone. To trigger the rotary movement, an additional passive control element, for example a rudder or a flap, can optionally be present. However, there can also be an additional active control element for the rotary movement, for example a separate motor.
Allgemein vorteilhaft und unabhängig vom translatorischen Antrieb der Drohne kann das wenigstens eine Steuerelement beispielsweise ein Ruder, eine Klappe oder ein Motor sein. Der Motor kann besonders vorteilhaft ein separater Motor sein, welche zusätzlich zu einem translatorischen Antriebsmotor der Drohne vorgesehen ist. Insbesondere kann dies ein separater Elektromotor sein. Er kann beispielsweise axial in der Nähe des Schwerpunkts der Drohne angeordnet sein, wo er eine Rollbewegung besonders effektiv auslösen kann.Generally advantageous and independent of the translatory drive of the drone, the at least one control element can be, for example, a rudder, a flap or a motor. The motor can particularly advantageously be a separate motor which is provided in addition to a translatory drive motor of the drone. In particular, this can be a separate electric motor. It can for example be arranged axially in the vicinity of the drone's center of gravity, where it can trigger a rolling movement particularly effectively.
Allgemein und unabhängig vom Antrieb der Drohne und der genauen Realisierung des Steuerelements kann die Drohne so ausgebildet sein, dass in einem Bereich außerhalb der Drohne (aber nahe an ihrem Gehäuse) eine magnetische Flussdichte von wenigstens 5 mT, insbesondere wenigstens 50 mT oder sogar wenigstens 500 mT erreicht werden kann. Mit derart hohen magnetischen Flussdichten in der Nähe der Drohne kann auch aus relativ großer Entfernung eine Magnetmine an einem entfernteren Zielort detoniert werden. Hierzu kann eine Außenwand der Drohne aus amagnetischem Material gebildet sein. Unter einem amagnetischen Material soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung allgemein ein Material mit einer relativen Permeabilität µr von höchstens 300 verstanden werden.In general and regardless of the drive of the drone and the precise implementation of the control element, the drone can be designed so that in an area outside the drone (but close to its housing) a magnetic flux density of at least 5 mT, in particular at least 50 mT or even at least 500 mT can be achieved. With such high magnetic flux densities in the vicinity of the drone, a magnetic mine can be detonated at a distant target location even from a relatively great distance. For this purpose, an outer wall of the drone can be made of non-magnetic material. In connection with the present invention, an amagnetic material should generally be understood to mean a material with a relative permeability μ r of at most 300.
Zusätzlich kann die wenigstens eine Drohne allgemein vorteilhaft noch ein weiteres Auslösesystem zur akustischen und/oder elektrischen Auslösung von Seeminen umfassen. Gemäß einer besonders vorteilhaft Ausführungsform des Minenräumsystems kann dieses wiederum mehrere Drohnen zur Auslösung der Seeminen umfassen.In addition, the at least one drone can generally advantageously also include a further triggering system for acoustic and / or electrical triggering of sea mines. According to a particularly advantageous embodiment of the mine clearing system, this can in turn comprise several drones for triggering the sea mines.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine schematische Darstellung einer nachzubildenden magnetischen Signatur eines Schiffes zeigt, -
2 eine schematische Schnittdarstellung eines Minenräumsystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, -
3 eine Rechteckspule zeigt, -
4 ein räumliches Profil für eine mit der Rechteckspule der3 ausgebildete magnetische Flussdichte zeigt, -
5 die Abhängigkeit der magnetischen Flussdichte vom Abstand zum Spulenzentrum für verschiedene Raumrichtungen zeigt, -
6 die Abhängigkeit von verschiedenen Komponenten der magnetischen Flussdichte vom Umlaufwinkel für einen magnetischen Quadrupol zeigt und -
7 eine schematische Darstellung eines Minenräumsystems nach einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt.
-
1 shows a schematic representation of a magnetic signature to be simulated of a ship, -
2 shows a schematic sectional view of a mine clearance system according to a first embodiment of the invention, -
3 shows a rectangular coil, -
4th a spatial profile for one with the rectangular coil of the3 shows developed magnetic flux density, -
5 shows the dependence of the magnetic flux density on the distance to the coil center for different spatial directions, -
6th shows the dependence of various components of the magnetic flux density on the angle of revolution for a magnetic quadrupole and -
7th Figure 4 shows a schematic representation of a demining system according to a second example of the invention.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
In
Im Folgenden wird unter einer magnetischen Signatur allgemein die Abhängigkeit der magnetischen Flussdichte von einer Ortskoordinate verstanden, wie sie in
Es handelt sich bei der Drohne
Um das gewünschte zeitabhängige magnetische Profil am Zielort
Beim Beispiel der
Zusätzlich zu dieser translatorischen Bewegung führt die Drohne aber auch wenigstens eine Drehbewegung bezüglich wenigstens eines Rotationsfreiheitsgrades aus. Die drei unabhängigen Rotationsfreiheitsgrade der Drohne sind in
Allgemein besonders wirksam ist es, wenn während der Fahrt der Drohne
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehbewegung der Drohne zumindest eine Drehbewegung bezüglich des ersten Rotationsfreiheitsgrades
Die Minenauslösung durch das beschriebene Minenräumsystem
Mit den folgenden
In
In
Die Ausführungen im Zusammenhang mit den
Im unteren Teil der
Wenn also die zu detonierende Seemine nicht nur für den Betrag der magnetischen Flussdichte, sondern auch für deren einzelne Richtungskomponenten einen Abgleich mit einem gespeicherten Soll-Profil vornimmt, dann kann durch eine geeignete Abfolge von Drehbewegungen der Drohne trotzdem eine weitgehende Nachbildung des gewünschten magnetischen Profils erfolgen.So if the sea mine to be detonated compares not only the amount of magnetic flux density but also its individual directional components with a stored target profile, a suitable sequence of rotational movements of the drone can still largely simulate the desired magnetic profile .
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- magnetische Signaturmagnetic signature
- 2020th
- Wasserwater
- 2121st
- MinenräumsystemMine clearance system
- 2222nd
- Drohnedrone
- 2323
- ElektromotorElectric motor
- 2424
- AntriebsschraubeDrive screw
- 2525th
- SteuerelementControl
- 2626th
- ZielortDestination
- 27a27a
- SpulenelementCoil element
- 27b27b
- SpulenelementCoil element
- 2828
- PermanentmagnetPermanent magnet
- 2929
- WasseroberflächeWater surface
- 3131
- RechteckspuleRectangular coil
- 6161
- Betrag der magnetischen FlussdichteMagnitude of the magnetic flux density
- 6262
- magnetische Flussdichtemagnetic flux density
- 6363
- Umlaufwinkel in GradAngle of revolution in degrees
- 7171
- Drohnedrone
- 7272
- SchleppseilTow rope
- AA.
- LängsachseLongitudinal axis
- BB.
- magnetische Flussdichtemagnetic flux density
- BrBr
- radiale Komponente der magnetischen Flussdichteradial component of the magnetic flux density
- BtBt
- tangentiale Komponente der magnetischen Flussdichtetangential component of the magnetic flux density
- BxBx
- Verlauf der Flussdichte entlang der x-AchseFlux density curve along the x-axis
- ByBy
- Verlauf der Flussdichte entlang der y-AchseFlux density curve along the y-axis
- BwBw
- Verlauf der Flussdichte entlang der Richtung wCourse of the flux density along the direction w
- dd
- Abstand vom SchwerpunktDistance from the center of gravity
- MM.
- Mittelpunkt des SpulenelementsCenter of the coil element
- PP
- PolachsePolar axis
- P1P1
- erste Polachsefirst polar axis
- P2P2
- zweite Polachsesecond polar axis
- r1r1
- erster Rotationsfreiheitsgradfirst degree of freedom of rotation
- r2r2
- zweiter Rotationsfreiheitsgradsecond degree of freedom of rotation
- r3r3
- dritter Rotationsfreiheitsgradthird degree of freedom of rotation
- TT
- TauchtiefeDiving depth
- vv
- FahrtrichtungDirection of travel
- ww
- diagonale Raumrichtung in yz-Ebenediagonal spatial direction in the yz plane
- x, y, zx, y, z
- kartesische RaumrichtungenCartesian spatial directions
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- EP 0475834 B1 [0006]EP 0475834 B1 [0006]
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