DE102019213944A1

DE102019213944A1 - Unterwasserfahrzeug mit zwei hintereinander angeordneten Hohlladungen

Info

Publication number: DE102019213944A1
Application number: DE102019213944.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Hücking
Original assignee: ThyssenKrupp AG; Atlas Elektronik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Atlas Elektronik GmbH
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2021-03-18
Also published as: US20220325994A1; WO2021048012A1; EP4028715A1; EP4028715C0; US11821715B2; EP4028715B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug 10 mit einer ersten Hohlladung 21, dadurch gekennzeichnet, dass in Wirkrichtung der ersten Hohlladung 21 hinter der ersten Hohlladung 21 eine zweite Hohlladung 22 angeordnet ist, wobei die Wirkrichtung der ersten Hohlladung 21 und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung 22 auf einen gemeinsamen Zielpunkt verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit einer Hohlladung. Solche Wasserfahrzeuge werden regelmäßig zur Räumung von Objekten, insbesondere Minen, eingesetzt.
Das Räumen einer Mine erfolgt üblicherweise dadurch, dass der innerhalb der Mine vorhandene Sprengstoff durch eine Ladung von außen gezündet wird. Üblicherweise wird hierfür eine Hohlladung verwendet. Wichtig hierbei ist jedoch, dass der in einer Mine verwendete Sprengstoff selber schwer zündbar sein kann und lediglich der eigentliche Zünder hochexplosives Material enthält. Es ist daher notwendig in ein Volumen einen hohen Energieeintrag in den Sprengstoff der Mine zu erreichen. Aus diesem Grund werden üblicherweise Hohlladungen zur Zündung des Sprengstoffs in einer Mine eingesetzt.
In maritimer Umgebung ist es aufgrund der Anordnungen im dreidimensionalen Raum sowie innerhalb des Elementbereichs und weiterer in der Umgebung vorhandener Körper nicht in jedem Fall möglich, sich der Mine frei zu nähern. Hierdurch ist der Abstand zwischen dem zur Minenräumung verwendeten Wasserfahrzeug und der Mine einsatzabhängig. Hieraus ergibt sich das Problem, dass eine optimale Energieeinbringung in den Sprengstoff der Mine nicht in jedem Fall möglich ist, da Wasser und andere Sperrschichten, zum Beispiel die Hülle der Mine, eine abschwächende Wirkung auf die Wirkung der Hohlladung haben.
Es ist beim Räumen einer Mine unbedingt notwendig zu wissen, ob das Objekt, welches gesprengt werden sollte, sicher entschärft wurde. Die zuverlässigste und schnellste Möglichkeit dies sicherzustellen ist die Mine bei der Räumung zu zünden. Die Parameter beim Räumen sollten daher so sein, dass vorhandener Sprengstoff sicher und zuverlässig zur Zündung gebracht wird.
Zusätzlich kann es vorkommen, dass die Mine nicht nur durch eine Hülle geschützt ist. Beispielsweise wurden nach dem zweiten Weltkrieg große Mengen Munition in Nordsee und Ostsee verklappt. Diese befinden sich teilweise in Behältnissen, wie Boxen, Kisten oder Käfigen. Weiter gibt es Minen, welche eine zweite Hülle und zwischen den Hüllen eine Wasserschicht aufweisen. In diesen Fällen kommt es zur Abschwächung des Plasmastrahls durch die Wasserschicht zwischen dem ersten Hindernis und der zweiten Hülle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wasserfahrzeug bereit zu stellen, mit dem eine Mine sicher geräumt werden kann, deren den Sprengstoff umgebende Hülle nicht direkt zugänglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Wasserfahrzeug mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug mit einer ersten Hohlladung weist eine zweite Hohlladung auf, welche in Wirkrichtung der ersten Hohlladung hinter der ersten Hohlladung angeordnet ist, wobei die Wirkrichtung der ersten Hohlladung und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung auf einen gemeinsamen Zielpunkt verlaufen. Bevorzugt verlaufen die Wirkrichtung der ersten Hohlladung und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung entlang einer gemeinsamen Linie in Richtung Zielpunkt, sind also koaxial.
Ziel und Wirkung dieser Anordnung ist es, dass zunächst die erste Hohlladung zur Zündung gebracht wird. Bei koaxialer Anordnung ist die erste Hohlladung vor der zweiten Hohlladung angeordnet. Diese erzeugt eine Plasmalanze, welche dazu führt, dass das zwischen dem Wasserfahrzeug und einer Mine angeordnete Wasser verdampft wird. Gegebenenfalls durchdringt diese erste Plasmalanze der ersten Hohlladung ein erstes Hindernis, beispielsweise eine erste Wand einer doppelwandigen Mine, eine Munitionskiste oder dergleichen. Zeitlich sehr kurz darauf bevor nun die durch das Verdampfen entstehende Blase wieder kollabiert wird die zweite Hohlladung gezündet. Die durch die Zündung der zweiten Hohlladung entstehende zweite Plasmalanze kann nun mit erheblich geringerer Abschwächung die Mine erreichen. Hierdurch kann insbesondere die zweite Hohlladung so ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass die zweite Plasmalanze besonders schmal und dadurch besonders schnell ist. Unter Wasser würde diese bei größerem Abstand besonders stark abgeschwächt werden, was durch die erste Plasmalanze jedoch verhindert wird. Somit kann die in die Mine eingebrachte Energie maximiert werden und so der Räumerfolg gesichert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Wirkrichtung der ersten Hohlladung und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung parallel. Insbesondere sind die Wirkrichtung der ersten Hohlladung und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs angeordnet. Hierdurch ist eine schlanke Bauweise möglich.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der ersten Hohlladung und der Hülle des Wasserfahrzeugs ein erster Gasraum angeordnet und zwischen der ersten Hohlladung und der zweiten Hohlladung ein zweiter Gasraum angeordnet. Die Länge des ersten Gasraumes ist in Wirkrichtung der ersten Hohlladungen geringer als die Länge des zweiten Gasraumes in Wirkrichtung der zweiten Hohlladung. Dieses führt dazu, dass die von der zweiten Hohlladung erzeugte zweite Plasmalanze fokussierter ist. Durch die breitere erste Plasmalanze wird somit eine größere Blase an verdampftem Wasser geschaffen, damit die zweite Plasmalanze nicht abgeschwächt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine der beiden Hohlladungen bewegbar angeordnet. Bevorzugt sind die erste Hohlladung und die zweite Hohlladung bewegbar angeordnet, wobei der Abstand zwischen der ersten Hohlladung und der zweiten Hohlladung konstant ist. Durch die Bewegbarkeit ist eine Anpassung an einen variablen Abstand zwischen Wasserfahrzeug und Mine möglich. Zusätzlich ist der Abstand zwischen der ersten Hohlladung und der zweiten Hohlladung so groß gewählt, dass die zweite Plasmalanze so fokussiert und schmal wie möglich ist. Eine Vergrößerung des Abstandes würde somit keinen positiven Effekt mehr haben. Eine Verkürzung würde dazu führen, dass die Fokussierung nachlässt und somit gegebenenfalls der Energieeintrag in die Mine geschwächt wird.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Wirkrichtung der ersten Hohlladung und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung nicht parallel zueinander angeordnet. In diesem Fall ist der erste Gasraum, welcher in Wirkrichtung vor der ersten Hohlladung angeordnet ist, so kurz zu wählen, dass die entstehende Plasmalanze ausreichend breit ist, sodass die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung innerhalb des Öffnungswinkels der Plasmalanze der ersten Hohlladung befindet. Vorteile dieser Ausführungsform sind zum einen, dass die zweite Hohlladung nicht die Rückwand der ersten Hohlladung durchdringen muss und damit nicht abgeschwächt wird, zum anderen ist eine kürzere Bauform realisierbar. Nachteilig ist jedoch, dass die erste Hohlladung eine vergleichsweise breite Plasmalanze erzeugt und somit eine vergleichsweise größere Wassermenge verdampfen muss. Auch kann die Durchdringung bei einer doppelwandigen Mine erschwert sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Hohlladung einen ersten Zünder und die zweite Hohlladung einen zweiten Zünder auf. Der erste Zünder und der zweite Zünder sind mit einer Zündvorrichtung verbunden. Die Zündvorrichtung weist eine Verzögerungsvorrichtung auf, wobei die Verzögerungsvorrichtung eine zeitlich spätere Zündung des zweitens Zünders bewirkt. Die Verzögerungsvorrichtung wird auch als Bestandteil der Zündvorrichtung angesehen, wenn die Verzögerungsvorrichtung Bestandteil der Verbindung zwischen dem zentralen Kern der Zündvorrichtung und dem zweiten Zünder ist. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen dem zentralen Kern der Zündvorrichtung und dem zweiten Zünder länger sein als die die Verbindung zwischen dem zentralen Kern der Zündvorrichtung und dem ersten Zünder.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der vor der ersten Hohlladung angeordnete erste Gasraum in Wirkrichtung der ersten Hohlladung kürzer als der vor der zweiten Hohlladung angeordnete zweite Gasraum in Wirkrichtung der zweiten Hohlladung. Hierdurch wird erreicht, das die Plasmalanze der ersten Hohlladung weniger fokussiert ist als die Plasmalanze der zweiten Hohlladung.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

1 Wasserfahrzeug
2 Wasserfahrzeug mit beweglichen Hohlladungen

In 1 ist das Wasserfahrzeug 10 in einem schematischen Querschnitt gezeigt. Für den Antrieb weist das Wasserfahrzeug 10 eine Batterie 50, einen Motor 60 und einen Propeller 70 auf. Alternativ kann das Wasserfahrzeug 10 auch mehrere Motoren 60 und Propeller 70 aufweisen. Im Wasserfahrzeug 10 sind eine erste Hohlladung 21 und eine zweite Hohlladung 22 angeordnet, welche mit Wirkrichtung in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs und in Fahrtrichtung des Wasserfahrzeugs 10 ausgerichtet sind. Erkennbar ist, dass der zwischen der ersten Hohlladung 21 und der Hülle 40 liegende erste Gasraum kürzer ist als der zweite Gasraum, welcher wischen der zweiten Hohlladung 22 und der ersten Hohlladung 21 angeordnet ist. Hierdurch ist der zweite Plasmastrahl der zweiten Plasmaladung 22 fokussierter. Zur Zündung der ersten Hohlladung 21 und der zweiten Hohlladung 22 weist das Wasserfahrzeug 10 eine Zündvorrichtung 100 auf. Im gezeigten Fall ist die Zündvorrichtung 100 so angeordnet, dass der zentrale Kern der Zündvorrichtung 100 eine längere Verbindung zur zweiten Hohlladung 22 aufweist als zur die Verbindung zur ersten Hohlladung 21, sodass die Verbindung vom zentralen Kern der Zündvorrichtung zur zweiten Hohlladung 22 als Verzögerungsvorrichtung funktioniert. Zusätzlich weist das Wasserfahrzeug 10 ein Sonar 90 auf, um den Abstand vom Wasserfahrzeug 10 zu einer Mine zu bestimmen.
Das in 2 gezeigte Wasserfahrzeug 10 weist zusätzlich eine Gewindestange 30 auf, mit der die erste Hohlladung 21 und die zweite Hohlladung 22 gemeinsam verschoben werden können. Hierdurch kann die Aufweitung des Plasmastrahls der ersten Hohlladung 21 verändert werden. Aufgrund des konstanten Abstands zwischen der ersten Hohlladung 21 und der zweiten Hohlladung 22 bleibt hingegen die Form des zweiten Plasmastrahls unverändert.
Bezugszeichenliste

10: Wasserfahrzeug
21: erste Hohlladung
22: zweite Hohlladung
30: Gewindestange
40: Hülle
50: Batterie
60: Motor
70: Propeller
90: Sonar
100: Zündvorrichtung

Claims

Wasserfahrzeug (10) mit einer ersten Hohlladung (21), dadurch gekennzeichnet, dass in Wirkrichtung der ersten Hohlladung (21) hinter der ersten Hohlladung (21) eine zweite Hohlladung (22) angeordnet ist, wobei die Wirkrichtung der ersten Hohlladung (21) und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung (22) auf einen gemeinsamen Zielpunkt verlaufen.
Wasserfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkrichtung der ersten Hohlladung (21) und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung (22) parallel verlaufen.
Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Hohlladung (21) und der Hülle (40) des Wasserfahrzeugs (10) ein erster Gasraum angeordnet ist, wobei zwischen der ersten Hohlladung (21) und der zweiten Hohlladung (22) ein zweiter Gasraum angeordnet ist, wobei die Länge des ersten Gasraumes in Wirkrichtung der ersten Hohlladungen (21) geringer ist als die Länge des zweiten Gasraumes in Wirkrichtung der zweiten Hohlladung (22).
Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkrichtung der ersten Hohlladung (21) und die Wirkrichtung der zweiten Hohlladung (22) in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs (10) angeordnet sind.
Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Hohlladungen (21, 22) bewegbar angeordnet ist.
Wasserfahrzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hohlladung (21) und die zweite Hohlladung (22) bewegbar angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der ersten Hohlladung (21) und der zweiten Hohlladung (22) konstant ist.
Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hohlladung (21) einen ersten Zünder aufweist, wobei die zweite Hohlladung (22) einen zweiten Zünder aufweist, wobei der erste Zünder und der zweite Zünder mit einer Zündvorrichtung (100) verbunden sind, wobei die Zündvorrichtung (100) eine Verzögerungsvorrichtung aufweist, wobei die Verzögerungsvorrichtung eine zeitlich spätere Zündung des zweitens Zünders bewirkt.
Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vor der ersten Hohlladung (21) angeordnete erste Gasraum in Wirkrichtung der ersten Hohlladung (21) kürzer ist als der vor der zweiten Hohlladung (22) angeordnete zweite Gasraum in Wirkrichtung der zweiten Hohlladung (22).