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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbringen einer Schleppantenne
oder eines Schleppkabels an einem Boot unter Wasser, insbesondere
für ein
Unterseeboot.
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Es
zählt insbesondere
bei Unterseebooten zum Stand der Technik, Vorrichtungen zum Ausbringen
von Schleppantennen, Schleppkabeln oder dergleichen unter Wasser
vorzusehen. Es wird in diesem Zusammenhang auf
EP 0 124 133 B1 sowie
DE 196 52 737 C1 verwiesen.
Solche Schleppantennen/Schleppkabel werden zu zahlreichen Zwecken im
U-Boot integriert
um dann bei Betrieb ausgefahren bzw. nachfolgend wieder eingezogen
zu werden. Dabei unterscheidet man abtauchende, auftauchende und
schwebende Antennen/Kabel. Solche auftauchenden Schleppantennen,
die an die Wasseroberfläche
verbracht werden, dienen normalerweise der Kommunikation, Navigation
und der Überwachung. Diese
Schleppantennen werden am höchstmöglichen
Zugpunkt des schleppenden Unterwasserfahrzeugs, typischerweise an
der Hinterkante des U-Bootsturms positioniert, um durch den sich
einstellenden Zugwinkel die Schleppantenne aus der vom Zugfahrzeug
ausgehenden Berührungsgefahrenzone
zu bringen.
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Um
schwebende Schleppantennen, wie sie typischerweise für die Sonaranlage
eines U-Boots vorgesehen sind, ohne Beschädigungen und ohne Störungen vom
U-Boot achteraus in die Schleppzone verbringen zu können bedarf
es eines Ausbringpunktes der unterhalb des Propellerkreises liegen
sollte, damit die Manövriertähigkeit
des U-Bootes bei aus gebrachter Antenne nicht zu weit eingeschränkt wird, d.
h. die Gefahr, dass die Antenne in den Propeller gelangt, möglichst
gering ist. Solche Schleppantennen werden daher typischerweise an
Vorflossen eines Ruders angeordnet.
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Es
zählt auch
zum Stand der Technik, solche Schleppantennen über separat aufgestellte Führungsböcke auszubringen,
um einen ausreichenden Abstand der Antenne zum Propeller sicherzustellen. Solche
Führungsböcke haben
jedoch den Nachteil, dass sie das Strömungsprofil des Unterseeboots
ungünstig
beeinflussen und darüber
hinaus eine Signatur erzeugen. Verzichtet man hingegen auf derartige Führungsböcke, welche
die hydrodynamischen und akustischen Eigenschaften des U-Boots nachteilig beeinflussen,
dann wiederum stellt sich das Problem, dass die Anzahl der zur Verfügung stehenden
Ausbringpunkte zahlenmäßig begrenzt
und somit den Einsatz solcher Schleppantennen oder Schleppkabel eingeschränkt ist.
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Vor
diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zum Ausbringen einer Schleppantenne oder eines Schleppkabels
an einem Boot unter Wasser, insbesondere an einem Unterseeboot zu
schaffen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet und das Ausbringen
einer Vielzahl von Schleppantennen an nahezu beliebiger Stelle des
Bootes ermöglicht,
ohne die hydrodynamischen und akustischen Eigenschaften des U-Boots
merklich zu beeinflussen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung
und der Zeichnung angegeben.
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Grundgedanke
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Führung für eine Antenne oder ein Kabel vorzusehen,
die in mindestens zwei Stellungen verbringbar ist, nämlich in
eine inaktive Stellung, in welcher sie innerhalb der Außenhaut
des Bootes liegt und somit die akustischen und hydrodynamischen
Eigenschaften des Bootes nicht wesentlich beeinflusst, und eine
aktive Stellung, in welcher die Führung im Wesentlichen außerhalb
der Außenhaut
des Bootes angeordnet ist und dafür Sorge trägt, dass die Schleppantenne
oder das Schleppkabel mit ausreichendem Abstand zum Bootskörper geführt wird,
damit der Gefahrenbereich des Propellers zuverlässig gemieden werden kann,
ohne die Manövrierfähigkeit des
Bootes über
Gebühr
einzuschränken.
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Die
Erfindung vereint somit die Vorteile, wie sie von den an sich bekannten
Führungsböcken auf der
Außenhaut
des Bootes bekannt sind, nämlich dergestalt,
dass an praktisch beliebiger Stelle des Bootes eine solche Führung angeordnet
werden kann und darüber
hinaus die Führung
ausreichend lang ausgebildet sein kann, um die Schleppantenne bzw.
das Schleppkabel mit genügendem
Abstand zum Bootskörper
zu führen.
Zwar erzeugt die erfindungsgemäße Führung in
ihrer aktiven Stellung ebenfalls eine Signatur und beeinflusst auch
die hydrodynamischen Eigenschaften des Bootes, dies ist jedoch unproblematisch,
da dies nur dann gegeben ist, wenn die Schleppantenne bzw. das Schleppkabel ausgefahren
ist und das Boot den vorgegebenen Umständen entsprechend beschränkt manövrierfähig und
fahrfähig
ist. Wesentlich ist jedoch, dass dann, wenn die Schleppantenne bzw.
das Schleppkabel eingezogen ist, also in normalem Fahrbetrieb, die
Führung,
wenn sie in ihrer inaktiven Stellung ist, innerhalb der Außenhaut
des Bootes liegt und somit die hydrodynamischen und akustischen
Eigenschaften des Bootes nicht merklich negativ beeinflusst.
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Konstruktiv
vorteilhaft ist es, wenn die Führung
schwenkbar angeordnet ist, da dann in eingeschwenkter Stellung diese
etwa parallel zur Außen haut
des Bootes liegt und somit raumsparend angeordnet werden kann, insbesondere
bei einem Unterseeboot zwischen Druckkörper und Außenhaut. Im ausgeschwenkten
Zustand hingegen kann nahezu die gesamte Länge der Führung genutzt werden, um das
Schleppkabel bzw. die Schleppantenne vom Boot zu beabstanden. Zum
Ein- und Ausschwenken sind entsprechende Mittel vorgesehen, typischerweise
eine hydraulisch oder elektrisch betätigbare Hebelmechanik, welche
vom Innern des Bootes aus steuerbar ist.
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Um
trotz raumsparender Anordnung der Vorrichtung innerhalb des Bootskörpers eine
möglichst große Beabstandung
der Schleppantenne oder des Schleppkabels zu ermöglichen, wird die Führung gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung zweckmäßigerweise teleskopierbar ausgebildet.
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Um
sicherzustellen, dass die Führung
in ihrer aktiven Stellung verbleibt, solange die Schleppantenne
oder das Schleppkabel ausgefahren ist, ist eine Feststellvorrichtung
vorgesehen, die ein Fixieren der Führung in mindestens einer aktiven
Stellung, vorzugsweise der Endstellung oder aber in jeder beliebigen
aktiven Stellung, d. h. einer beliebigen Schwenkstellung oder Teleskopierstellung
ermöglicht.
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Um
die Antenne bzw. das Kabel möglichst reibungsarm
ausbringen und wieder einziehen zu können, ist am Ende der Führung vorteilhaft
eine Führungsrolle
angeordnet, welche drehbar gelagert ist und über welche die Antenne bzw.
das Kabel läuft.
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Bevorzugt
ist die Führung
in ihrer aktiven Stellung nicht nur fixiert sondern darüber hinaus
mechanisch verriegelt. Konstruktiv einfach kann dies mit Hilfe einer
entsprechenden Hebelmechanik erfolgen, die so ausgebildet ist, dass
in ausgeschwenkter Stellung, d. h. in der Endstellung der Führung eine
Verriegelung, vorzugsweise durch Selbsthemmung gege ben ist. Dann
kann auch durch äußere Einflüsse, beispielsweise
Strömungseinflüsse ein
Einschwenken der Führung
nicht unbeabsichtigt erfolgen.
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Zweckmäßigerweise
ist die Führung
durch ein Tragrohr gebildet, welches die mechanischen Kräfte beim
Ein-/Ausschwenken und im Betrieb aufnehmen kann, wobei innerhalb
dieses Tragrohres ein Führungsrohr
angeordnet ist, in dem das Kabel bzw. die Antenne läuft. Dieses
Führungsrohr
endet innerhalb des Bootes zweckmäßigerweise unmittelbar vor dem
bootsfesten Teil der Schleppantennenführung in deren Flucht das Führungsrohr
angeordnet ist. Dabei wird ein Teil des Führungsrohres, das sich am freien Ende
des Tragrohres befindet, vorteilhaft axial beweglich innerhalb des
Tragrohres gelagert, wobei zwischen Tragrohr und diesem Teil des
Führungsrohrs
eine in Ausbringrichtung wirksame Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder
angeordnet ist. Hierdurch wird in der eingeholten Position eine
Vorspannung in der Antenne bzw. im Kabel bewirkt. Beim erneuten
Ausbringen wirkt diese Vorspannung unterstützend auf den Startvorgang.
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Um
auch bei ausgefahrener Antenne oder Kabel sowohl die hydrodynamischen
als auch die akustischen Eigenschaften des Bootes möglichst
wenig nachteilig zu beeinflussen, ist vorteilhaft das Tragrohr mit
einem strömungsgünstigen
Profil verkleidet. Dieses strömungsgünstige Profil
kann ebenfalls als Rohr, beispielsweise als im Querschnitt ovales
Rohr ausgebildet sein oder auch nur ein in Strömungsrichtung vorgesetztes
Leitprofil bilden.
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Um
sicherzustellen, dass bei übermäßigen Belastungen
durch die ausgefahrene Schleppantenne bzw. das Kabel die Vorrichtung
nicht mechanisch geschädigt
wird, ist nahe dem bootseitigen Ende der Führung, insbesondere des Führungsrohrs
eine Trennvorrichtung zum Durchtrennen der Antenne bzw. des Kabels
angeordnet. Diese Vorrichtung ist zweckmäßigerweise in Abhängigkeit
der auf das Kabel wirkenden Zugkraft gesteuert, kann jedoch auch vom
Bootsinneren aktiviert werden, wenn beispielsweise nicht genügend Zeit
zum Einfahren der Antenne bzw. des Kabels verbleibt und es günstiger
ist, diese schnell zu kappen.
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Um
die Führung
und die im Zusammenhang mit der Führung zusammenwirkenden mechanischen/hydraulischen
und/oder elektrischen Bauteile vor äußeren Einflüssen beim normalen Fahrbetrieb zu
schützen,
ist die gesamte Vorrichtung in einem Gehäuse angeordnet, welches innerhalb
der Außenhaut
des Bootes liegt und einseitig durch diese abgeschlossen ist. Der
Abschluss dieses Gehäuses
ist zweckmäßigerweise
durch eine oder auch mehrere Klappen in der Außenhaut des Bootes gebildet,
die so angeordnet sind, dass nach deren Aufschwenken genügend Freiraum
für den
Durchtritt der Führung, insbesondere
das Ausschwenken der Führung
gegeben ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die gesamte Vorrichtung als Einbaumodul
ausgebildet ist, d. h. einschließlich Gehäuse als austauschbare Funktionseinheit
angeordnet ist. Dann kann die Vorrichtung bei Defekten oder für Reparaturen
schnell und einfach ausgetauscht werden. Darüber hinaus kann durch solch
einen modulartigen Aufbau eine solche Vorrichtung auch an vorhandenen
Booten nachgerüstet
werden, nachdem eine entsprechende Ausnehmung in der Außenhaut
geschaffen worden ist.
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An
einem U-Boot können
mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
angeordnet sein, um auf diese Weise eine praktisch beliebige Anzahl
von Schleppantennen oder Schleppkabeln ausbringen zu können.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines an der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen
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1 in stark vereinfachter
schematischer Darstellung ein U-Boot mit vier Vorrichtungen zum Ausbringen
von Schleppantennen,
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2 in vergrößerter schematischer
Darstellung das Heck eines U-Boots und die Anordnung einer solchen
Vorrichtung im Einzelnen,
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3 eine Ansicht in Richtung
des Pfeils III in 2,
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4 in schematischer Darstellung
in Seitenansicht mit einseitig offenem Gehäuse die Vorrichtung in inaktiver
eingeklappter Stellung und
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5 die Vorrichtung in aktiver
ausgeklappter Stellung.
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Das
anhand von 1 dargestellte
Unterseeboot besteht in an sich bekannter Weise aus einem lang gestreckten
Bootskörper,
dessen Kern durch einen zylindrischen Druckkörper 2 (2) gebildet ist, der mit
einer Außenhaut 3 umkleidet
ist, welche neben dem Druckkörper 2 auch
weitere Aggregate des Bootes aufnimmt und dem gesamten Bootskörper eine
hydrodynamisch günstige
Form verleiht. In der Mitte des Bootes 1 erstreckt sich
nach oben ein Turm 4, am Heck befindet sich ein angetriebener
Propeller 5, in Strömungsrichtung
vor dem Propeller sind die Ruder 6 angeordnet, die hier
als X-Ruder ausgebildet sind.
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Das
in 1 dargestellte Unterseeboot 1 weist
nahe seiner Oberseite 3 Vorrichtungen 7 zum Ausbringen
von Schleppantennen 8 an der Oberseite sowie eine Vorrichtung 9 zum
Ausbringen einer Schleppantenne 10 an der Unterseite auf.
Bei den Schleppantennen 8 handelt es sich um aufschwimmende
Schleppantennen, die typischerweise für GPS-, HF-, VHF-, UHF-, EHF-
oder SHF-Antennen vorgesehen sind. Es können hier auch beliebige andere
Antennen oder sensorische Geräte
wie beispielsweise Umweltsensoren oder SIG INT-Antennen (SIG INT
= Signal Intelligence schließt
ein: EL INT=Electronic Intelligence, COM INT=Communication Intelligence,
AC INT=Acoustic Intelligence, IM INT=Image Intelligence, OPT INT=Optical
Intelligence) vorgesehen sein. Dabei kann die Antenne oder der Sensor
auch am Ende des auszubringenden Kabels angeordnet sein oder durch
das Kabel selbst gebildet sein, wie dies an sich bekannt ist. Wie
die 1 verdeutlicht,
werden diese aufschwimmenden Antennen 8 in Verbindung mit
den Vorrichtungen 7 von der Außenhaut 3 des Unterseeboots 1 weg
geleitet, so dass keinerlei Gefahr besteht, dass diese in den Heckbereich,
insbesondere den Propeller 5 gelangen.
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Soweit
es die Vorrichtung 9 an der Unterseite nahe des Hecks des
Bootes 1 angeht, handelt es sich hierbei um eine Unterwasser-Akustikantenne, also eine
schwebende Schleppantenne. Alternativ können hier auch andere schwebende
oder tauchende Schleppantennen oder kabelgeführte Vorrichtungen ausgebracht
werden. Die Darstellungen anhand der 1 und 3 sind insoweit nur beispielhaft
zu verstehen.
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Sämtliche
in 1 und 3 dargestellte Vorrichtungen 7 bzw. 9 sind
in aktiver Stellung gezeigt, d. h. in einer Stellung in der ihre
Führung
die Außenhaut 3 durchdringend
ausgefahren bzw. ausgeschwenkt angeordnet ist.
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Anhand
der 4 und 5 ist eine solche Vorrichtung 9 mit
einer Schleppantenne 10 im Einzelnen dargestellt. Diese
Vorrichtung 9 kann in gleicher Weise an der Oberseite des
Unterseeboots 1 eingegliedert werden und bildet dann eine
Vorrichtung 7, wie sie in 1 dargestellt
ist. Auch eine seitliche Anordnung ist möglich.
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Die
Vorrichtung 9 weist ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse 11 auf,
welches sämtliche festen
und beweglichen Teile der Vorrichtung 9 in inaktiver, d.
h. in einer in die Außenhaut 3 des
Unterseebootes 1 eingeschwenkten Stellung umfasst. Das Gehäuse 11 bildet
sowohl Tragkörper
als auch Schutz für
die Vorrichtung, ist jedoch ähnlich
wie die Außenhaut 3 des
Unterseeboots 1 nicht hermetisch dicht abgeschlossen, sondern
in Grenzen durchströmbar.
Das Gehäuse 11 ist
in einer entsprechenden rechteckigen Aussparung der Außenhaut 3 eingegliedert
und auf diese Weise fest und dauerhaft mit dem Unterseeboot 1 verbunden.
Dabei bildet die in dem Gehäuse 11 integrierte
Vorrichtung 9 eine Baueinheit, welche vergleichsweise einfach
durch Abschrauben der Außenhaut
in diesem Bereicht austauschbar ist. Nach Außen ist das Gehäuse 11 durch eine
schwenkbare Klappe 12 abschließbar, so dass bei inaktiver
Stellung der Vorrichtung 9 (4)
und geschlossener Klappe 12 eine im Wesentlichen geschlossene
Außenhaut 3 in
diesem Bereich gebildet wird.
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Die
Führung
für die
Schleppantenne 10 besteht aus einem in den Figuren nicht
sichtbaren Tragrohr 13, welches für die mechanische Stabilität der Führung sorgt.
Dieses Tragrohr 13 ist durch ein strömungsgünstiges Profilrohr 14 umgeben,
welches dafür
sorgt, dass auch bei ausgeschwenktem Tragrohr 13 der Strömungswiderstand
und die Signatur möglichst
gering sind. Innerhalb des Tragrohrs 13 ist koaxial dazu
ein Führungsrohr 15 angeordnet,
in dem die eigentliche Schleppantenne 10 gleitet und läuft. Ein
endseitiger Teil dieses Führungsrohrs 15 ist verschiebbar
innerhalb des Tragrohrs 13 gelagert. Zwischen Tragrohr 13 und
diesem Teil des Führungsrohrs 15 ist
eine axiale, in 5 im
Wesentlichen das Führungsrohr 15 nach
unten drückende
Schraubenfeder angeordnet, welche diesen Teil des Führungsrohrs 15 gegenüber dem
Tragrohr 13 verspannt und nach außen drückt. Diese Feder sorgt nicht
nur dafür, dass
dieser Teil des Führungsrohrs 15 zum
freien Ende des Tragrohrs 13 kraftbeaufschlagt wird, sondern
wirkt darüber
hinaus auch unterstützend
beim Ausbringen der Schleppantenne 10.
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Am
freien Ende des Tragrohrs 13 ist eine Umlenkrolle 16 drehbar
angeordnet, über
welche die Schleppantenne 10 geführt ist. Die Umlenkrolle 16 ist,
wie 5 verdeutlicht,
teilweise noch durch das Profilrohr 14 verkleidet und liegt
strömungsmäßig somit
im Schatten des Profilrohres. Die Rolle 16 kann ggf. auch
um die Achse der Führung,
insbesondere des Führungsrohrs 15 schwenkbar
angeordnet sein, um Richtungsänderungen
folgen zu können.
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Die
aus Tragrohr 13, Profilrohr 14, Führungsrohr 15 und
Umlenkrolle 16 bestehende Führung der Vorrichtung 9 ist
schwenkbar innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet,
und zwar um eine Schwenkachse 17.
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Das
Tragrohr 13, das um die Achse 17 schwenkbar gelagert
ist, ist mit einem Hebelarm 18 fest verbunden, an dessen
Ende ein Zwischenhebel 19 angelenkt ist, der wiederum mit
einem Ende eines Schwenkhebels 20 gelenkig verbunden ist,
dessen anderes Ende von der Kolbenstange 21 eines Hydraulikzylinders 22 beaufschlagt
wird. Der Schwenkhebel 20 ist um eine Schwenkachse 23 schwenkbar gelagert.
In eingefahrener Stellung der Kolbenstange 21 im Hydraulikzylinder 22 (4) liegt die Führung (13, 14, 15, 16)
innerhalb des Gehäuses 11 innerhalb der
Außenhaut 3 des
Bootes 1. Zum Ausfahren der Führung werden zunächst die
Klappen 12 durch eine hier nicht im Einzelnen beschriebene
hydraulische Mechanik aufgeschenkt, wonach der Hydraulikzylinder 22 druckbeaufschlagt
wird, so dass die Kolbenstange 21 ausfährt. Dadurch wird der Schwenkhebel 20 aus
der in 4 dargestellten
Stellung in die in 5 dargestellte
Stellung verschwenkt, wodurch über
den Zwischenhebel 19 und den Hebelarm 18 die Führung in
eine im Wesentlichen senkrecht zur Außenhaut 3 stehende
Stellung geschwenkt wird. Da bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange 21 aufgrund
der Hebelanordnung kein rückstellendes
Moment auf den Schwenkhebel 20 über die Führung aufgebracht werden kann,
ist diese in dieser ausgeschwenkten Stellung selbsttätig verriegelt,
nämlich durch
Selbsthemmung der Hebelanordnung. Erst durch Einfahren der Kolbenstange 21 kann
die Führung
wieder eingeschwenkt werden.
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In
ausgeschwenkter Stellung (5)
endet das innerhalb des Gehäuses 11 liegende
Ende des Führungsrohrs 15 mit
geringem Abstand und fluchtend zu einem gehäusefesten Führungsrohr 24, durch
welches die Schleppantenne 10 der Vorrichtung 9 zugeführt wird.
Wie diese Führung
im Einzelnen aussehen kann ist beispielhaft in 2 dargestellt. Dort ist eine eigentliche
Antenne tragende Winde 25 im oberen Teil des Bootskörpers zwischen Druckkörper 2 und
Außenhaut 3 angeordnet,
von dort wird die Schleppantenne 10 über eine Umlenkrolle 26 zur
Vorrichtung 9 geführt.
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Im
Bereich des gehäusefesten
Führungsrohrs 24 ist
eine Trennvorrichtung 27 vorgesehen, mit der die Schleppantenne 10 gekappt
werden kann, wenn diese nicht mehr eingefahren werden kann oder
soll oder wenn die von der Schleppantenne ausgehenden Zugkräfte ein
vorbestimmtes Maß überschreiten.
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2 verdeutlicht anhand des
Winkel α,
welche Winkel die Schleppantenne 10 zu horizontalen (Längsachse
des Bootes) einnehmen darf, ohne in den Propeller 5 zu
geraten. Dieser Winkel α ist
somit auch ein Maß für die Manövrierfähigkeit
des Bootes bei ausgefahrener Antenne.
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- 1
- Unterseeboot
- 2
- Druckkörper
- 3
- Außenhaut
- 4
- Turm
- 5
- Propeller
- 6
- Ruder
- 7
- Vorrichtungen
- 8
- Schleppantenne
- 9
- Vorrichtung
- 10
- Schleppantenne
- 11
- Gehäuse
- 12
- Klappen
- 13
- Tragrohr
- 14
- Profilrohr
- 15
- Führungsrohr
- 16
- Umlenkrolle
- 17
- Schwenkachse
- 18
- Hebelarm
- 19
- Zwischenhebel
- 20
- Schwenkhebel
- 21
- Kolbenstange
- 22
- Hydraulikzylinder
- 23
- Schwenkachse
- 24
- Führungsrohr
- 25
- Winde
- 26
- Umlenkrolle
- 27
- Trennvorrichtung
- α
- Winkel