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Boot für Tiefseetauchungen Die Erfindung betrifft ein Boot für Tiefseetauchungen
mit einem dichten druckfesten Bootsrumpf, das den Beobachtern bequeme Ortsveränderungen
auf mittleren Tiefen gestattet, die z. B. bis zu 300 oder 400 m erreichen können
und die außerhalb des Bereiches autonomer Taucher oder üblicher Taucherausrüstungen
liegen, aber von großem Interesse, insbesondere für das Studium des Bodens des sogenannten
kontinentalen Plateaus, sind, das über diese Tiefen nicht hinausgeht.
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Man kennt bereits Tauchgeräte, beispielsweise von der Art des sogenannten
»Bathyscaphs«. Dieser besitzt eine Beobachtungskabine mit dichtem druckfestem Kugelkörper.
Dieser ist an einem Ballastsystem befestigt, das Luft oder eine leichtere Flüssigkeit
als Wasser enthält und gestattet, durch Regelung der aus diesen Ballastkörpern ausgestoßenen
bzw. in sie eingeführten Wassermengen einen Abstieg und Aufstieg mit festgelegten
Geschwindigkeiten vorzunehmen. Diese Vorrichtungen gestatten zwar, auf große Tiefen
zu gelangen, sind aber sehr sperrig, wenig handlich, schwierig zu manövrieren und
eignen sich schlecht für die Erforschung eines ausgedehnten Gebietes von begrenzter
Tiefe, z. B. von Meeresböden.
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Außerdem wünscht man bei der Tiefseeforschung häufig schräg auf- oder
abzusteigen, beispielsweise, um sich einem entfernten Objekt, das man untersuchen
will, auf einen geringen Abstand zu nähern. Eine solche Fortbewegungsweise war mit
dem Gerät von der Art des Bathyscaphs praktisch nicht möglich und läßt sich mit
Tauchbooten nur durch Verwendung von Tauchstangen und relativ kräftigen Vorschubschrauben
erzielen.
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Auch ist es häufig wünschenswert, bei der Tiefseeforschung schräg
auf- oder abzusteigen oder möglichst schnell und mit größter Empfindlichkeit die
Neigung des Boots zu verändern, um sich so genau wie möglich entlang der Kontinentaloberfläche
zu bewegen, die sehr uneben sein kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile der bekannten
Tiefseetauchboote zu vermeiden und ein Tiefseetauchboot zu schaffen, das die vorstehenden
Forderungen erfüllt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus , von einem selbstgetriebenen
Unterseeboot, das einen wasserdichten Bootsrumpf mit vorzugsweise kreisförmigem
Aquatorialschnitt aufweist, bei dem an den beiden entgegengesetzten Enden des die
Vorschubachse bildenden Äquatorialdurchmessers zwei Be- ; kälter vorgesehen sind,
die zur Verlagerung einer Flüssigkeit von einem Behälter in den anderen über eine
Rohrleitung untereinander verbunden sind. Erfindungsgemäß sind diese Behälter als
Zylinder mit darin beweglichen Kolben ausgebildet, und als Verlagerungsflüssigkeit
dient in an sich bekannter Weise eine Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, die spezifisch
schwerer ist als diejenige Flüssigkeit, in der das Unterseeboot sich bewegt.
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Durch Verlagerung bestimmter Quecksilbermengen von einem Zylinder
in den anderen wird die Wir= kungslinie der Resultierenden des Gewichts des Boots
und des (verhältnismäßig recht geringen) Gewichts des Quecksilbers längs der Vorschubachse
verschoben, und hierdurch wird eine Kippbewegung des Boots hervorgerufen, bis diese
Resultierende in eine lotrechte Stellung gegenüber dem Auftriebsmittelpunkt gelangt.
Auf diese Weise kann man die Schrägstellung des Boots mit großer Empfindlichkeit
durch eine Verlagerung einer geringen Quecksilbermenge verändern, und für jede Neuverteilung
des Quecksilbers zwischen den beiden Zylindern ergibt sich ein neuer Gleichgewichtszustand
für die Neigung des Boots.
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Es ist bereits ein Unterseeboot bekanntgeworden, in dessen Kiel Behälter
vorgesehen sind, die Quecksilber und darüber mit dem umgebenden Meerwasser in Verbindung
stehendes Wasser enthalten; jedoch dient bei dieser bekannten Ausführung das Quecksilber
nur zur Erhöhung der Trägheit des Boots zwecks Verbesserung seiner Stabilität in
einer bestimmten
Neigung, die dem Boot durch äußere Mittel gegeben
wird, beispielsweise durch Kabel, die einerseits an dem Boot und andereseits an
einem auf dem Grund des Gewässers liegenden Gewicht befestigt sind. Die beiden Kabel
sind an zwei verschiedenen Punkten des Boots befestigt, und die Schrägstellung des
Boots wird dadurch erzielt, daß die beiden Kabellängen verändert werden. Diese Ausbildung
hat zur Folge, daß man auf diese Weise die Schrägstellung des Boots nur dann steuern
kann, wenn sich dieses unmittelbar über dem Meeresboden befindet, weil man anderenfalls
Kabel von überaus großer Länge verwenden müßte, die in jedem Falle keine genaue
und empfindliche Steuerung der Schrägstellung gestatten würden.
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Außerdem ist bereits ein Unterseeboot bekanntgeworden, in dem vorn
und hinten Behälter vorgesehen sind, die Wasser und darüber Luft enthalten; mittels
Druckluft kann man den Unterschied der im vorderen und hinteren Behälter enthaltenen
Wasservolumina und damit die Neigung der Vortriebsrichtung gegenüber der Horizontalen
verändern. Sind die Behälter, wie bereits vorgeschlagen, außerhalb des wasserdichten
Bootskörpers angebracht, um eine Überfüllung des Innenraumes desselben zu vermeiden,
dann müssen diese teilweise mit Luft gefüllten Behälter sehr dick ausgeführt werden,
damit sie dem Druck des umgebenden Wassers widerstehen können. Andererseits müssen
diese Behälter selbst sehr dicht sein, da das ganze System bei der geringsten Undichtigkeit
unbrauchbar wird.
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Alle diese Schwierigkeiten und Nachteile werden durch die erfindungsgemäße
Ausbildung, die weiter oben beschrieben wurde, vermieden. Bei dem erfindungsgemäßen
Unterseeboot ist es nicht nur möglich, mit großer Genauigkeit die Bootsneigung ohne
Hinzuziehung von am Meeresboden verankerten Einrichtungen zu verändern, sondern
durch Ausbildung der Behälter als Zylinder mit darin beweglichen Kolben kann man
auch diese Zylinder selbst dann, wenn sie außerhalb des wasserdichten Bootsrumpfes
angeordnet sind, eine verhältnismäßig geringe Wandstärke geben, ohne bei Auftreten
von Undichtigkeiten irgendeine Gefahr befürchten zu müssen. Falls eine solche Undichtigkeit
von derjenigen Seite der Zylinder her eintritt, die kein Quecksilber enthält, so
beeinflußt das in diesen Teil der Zylinder eintretende Wasser das Arbeiten der Einrichtung
überhaupt nicht, weil das gesamte Volumen des verlagerten Quecksilbers von Wasser
ersetzt wird. Da dieses Wasser ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist als
das Quecksilber, bewirkt die Verlagerung des Quecksilbers trotzdem in jedem Falle
die gewünschte Veränderung der Neigung des Boots. Falls dagegen die Undichtigkeit
in einem Quecksilber enthaltenden Teil der Zylinder auftritt, so entleert sich das
Quecksilber in das umgebende Wasser, das Boot wird leichter und steigt an die Oberfläche
auf.
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Vorteilhaft wird in weiterer Ausbildung der Erfindung die Anordnung
derart getroffen, daß jeder der beiden Kolben unter dem Einfluß einer Druckflüssigkeit
bewegt wird; die auf seine dem Quecksilber entgegengesetzte Kolbenfläche wirkt.
Hierdurch wird eine bequeme und einfache Möglichkeit zur Veränderung und Steuerung
der Bootsneigung geschaffen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wirkt die Druckflüssigkeit nur auf einen relativ kleinen Teil der ihr zugeordneten
Kolbenfläche, wodurch es möglich wird, die Verschiebung der Kolben mit geringem
Druckflüssigkeitsaufwand zu bewirken.
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Andere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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F i g. 1 ist eine Seitenansicht des Boots; F i g. 2 zeigt eine schematische
Grundrißdarstellung des Boots mit der Anordnung der Quecksilberausgleichszylinder;
F i g. 3 ist ein Axialschnitt durch einen Quecksilberausgleichszylinder; F i g.
4 ist eine schematische Ansicht der hydraulischen Anlage.
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Im dargestellten Beispiel besteht das Boot aus einem kompaßartigen
Gehäuse von der Form eines Ellipsoides aus zwei Halbschalen 1 und
2, die bei 3 längs des Aquatorialkreises verschweißt sind.
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Außerhalb des Druckkörpers 1, 2 sind zwei Quecksilberzylinder
30 und 31 und zwei ebenfalls in F i g: 2 dargestellte Kolben angeordnet. Die beiden
Zylinder 30 und 31 sind durch eine Leitung 32, 32' verbunden; in der ein Dreiweghahn
33 angebracht ist. Ein Rohrstutzen 34, der unmittelbar in das Meer mündet,
wird von diesem Hahn getragen. In jedem Zylinder verschiebt sich ein Kolben 35,
36, der die Kammern 37, 38, 39 und 40 begrenzt. Die Kammern 37 und 39 und die Leitungen
32, 32' sind mit Quecksilber gefüllt und die Kammern 38 und 40 sind an einen
nicht dargestellten Druckölkreis angeschlossen, der vom Bootsinneren in der Weise
gesteuert wird, daß die Kolben 35 und 36 sich in zueinander entgegengesetztem Sinn
verlagern. Auf diese Weise kann man entweder das Vorderteil oder das Hinterteil
des Boots beschweren und so seine Kippbewegung um den Aquatordurchmesser senkrecht
zur Vertikalsymmetrieebene, also senkrecht zur normalen Vortriebsrichtung des Boots,
steuern.
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Um dieses Manöver zu gestatten, stellt der Dreiwegehahn 33 lediglich
die Verbindung zwischen den beiden Kammern 37 und 39 der Zylinder 30 und 31 her.
Die zweite Hahnstellung ist eine Notstellung, die die Verbindung zwischen den zwei
Leitungen 32 und 32' und dem Rohrstutzen 34 herstellt und so die rasche
und gleichzeitige Entleerung der beiden Zylinder 30 und 31 von ihrem ganzen Quecksilber
gestattet, um so das Boot zu erleichtern, wenn man eilig an die Oberfläche kommen
will. In dieser zweiten Hahnstellung wird Drucköl gleichzeitig in die Kammern
38
und 40 eingelassen.
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F i g. 3 ist ein Axialschnitt durch einen der Quecksilberausgleichsbehälter
oder Stabilisatoren 30
und 31 in F i g. 2. Ein solcher Stabilisator
besteht aus einem Zylinder 96, dessen Boden 97 weitgehend offen ist
und dessen Stirnseite mit einem auf den Zylinder 96 mittels Bolzen 98 aufgeschraubten
Dekkel verschlossen ist. Dabei ist eine Dichtung 99 eingefügt, die zwischen
den Deckel und eine in dem vorderen Rand des Zylinders 96 vorgesehene Nut
eingedrückt ist. Der Deckel ist mit einer zentrischen Bohrung ausgerüstet, in die
die Leitung 32 in F i g. 2 einmündet. In dem Zylinder 96 ist ein dünner Hohlkolben
eingesetzt, der die Form eines hohlen Kastens 100 von gleichem Durchmesser
wie die Bodenöffnung 97 hat. In seinem Vorderteil ist der Kasten in dichter Weise
mittels eines Deckels 101 verschlossen.
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Der Zylinder 96 besitzt in dem Teil seiner Innenfläche nahe
dem Boden 97 einen starken Ringteil 102
mit drei Nuten, in denen
Dichtungen 103, 104, 105 liegen, während eine ringförmige Verdichtung 106 auf der
Außenfläche des Kastens 100 in der Nähe des Deckels 101 vorgesehen ist. Die Verdickung
106 besitzt ebenfalls Nuten, in denen Dichtungen 107, 108, 109 liegen. Infolge dieser
beiden Verdickungen wird zwischen dem Zylinder und dem Hohlkolben 101 eine Kammer
110 gebildet, die mit einer in der Zylinderwand 96 vorgesehenen Öffnung 111 kommuniziert,
an die eine Ölleitung 112 angeschlossen ist.
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Die beiden Stabilisatoren sind identisch, und sie werden in der Weise
durch das Drucköl gesteuert, daß das aus der Kammer 113 verdrängte Quecksilber in
die entsprechende Kammer des anderen Stabilisators eindringen kann. Diese Steuerung
vollzieht sich vorzugsweise mittels eines Verteilers mit fünf Wegen und zwei Stellungen,
der auch den in die Verbindungsleitungen der beiden Stabilisatoren eingesetzten
Hahn (F i g. 2) steuert.
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Die Arbeitsweise des Boots ist folgende: Wenn man das Beobachtungsfeld
durch die Bullaugen verändern will, neigt man das Boot um den Äquatorialdurchmesser
senkrecht zur Vertikalebene, die die Vertikalachse des Bootes enthält. Diese Operation
erfolgt, indem man Quecksilber von einem der Behälter 30, 31 zum anderen verlagert.
Um also das Boot nach vorn zu neigen, schickt man Quecksilber vom Behälter 31 in
den Behälter 30. Um es zurückzustellen und nach oben zu richten, wird Quecksilber
vom Behälter 30 in den Behälter 31 befördert.
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Um an die Oberfläche aufzusteigen, löst man die anderen Ballastkörper
und entleert den Wasserbehälter. Die Geschwindigkeit des Aufstieges kann man durch
die aufeinanderfolgenden aus dem Behälter entleerten Wassermengen regeln.
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In einem Notfalle kann der Aufstieg beschleunigt werden, indem man
die beiden Quecksilberbehälter 30 und 31, wie oben angegeben, entleert.
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Der hydraulische Kreis der Quecksüberausgleichszylinder 30 und 31
weist gemäß F i g. 4 die Leitungen 112 und 112' auf, die zu einem Verteiler 142
mit fünf Wegen und zwei Stellungen führen. Dieser ist durch die Leitungen 143 und
144 an einen Drehverteiler 145 angeschlossen. Der Hahn 33 ist dem Verteiler 142
zugeordnet, an dem gleichfalls durch die Leitung 146 eine Druckluftflasche angeschlossen
ist, um im Notfall schnellstens das Quecksilber der Zylinder 30 und 31 entleeren
zu können. Die Ausführungsform dieses Kreises ist derart, daß bei normalem Betrieb
der Verteiler 142 den Öldurchgang in entgegengesetzten Richtungen in den Leitungen
112 und 112' in Funktion der Betätigung des Verteilers 142 gestattet, während im
Notfalle er den Druckluftdurchgang im selben Sinn in den beiden Leitungen 112 und
112' bewirkt, um die Zylinder von ihrem Quecksilber zu entleeren, nachdem dieser
Verteiler in seine zweite Stellung überführt worden ist.
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Das vorstehend beschriebene Boot kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung
abgeändert werden. Beispielsweise kann man es mit einem zweiten Paar Quecksilberzylindern
ausrüsten, die auf einem Aquatorialdurchmesser senkrecht zu dem durch das erste
Paar gehenden Durchmesser liegen. Das zweite Paar gestattet, das Boot bei Kurven
oder Wendungen seitlich zu neigen, um eine Abtrift in diesem Augenblick zu verhindern.