DE2045252A1

DE2045252A1 - Unterwasserfahrzeug

Info

Publication number: DE2045252A1
Application number: DE19702045252
Authority: DE
Inventors: Heinrich Voepel
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1970-09-12
Filing date: 1970-09-12
Publication date: 1971-12-02
Also published as: CA942131A; JPS54101793U

Description

Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung Unterwasserfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterwasserfahrzeug mit einem vorzugsweise spindelförmigen Rumpf und einer am Heck des Fahrzeugs angeordneten Manteischraube, in deren Nachstrom das an einer Seitenflosse angelenkte Seitenruder liegt.
Es ist bekannt, Unterwasserfahrzeuge wie Unterseeboote, Sondenfahrzeuge, Torpedos und dergl. nit Steuerflossen, Ruderflächen, Steuerdüsen, Steuetpropellern usw. auszurüsten, um eine Manövrierfähigkeit und/oder Stabilisierung der Roll-, Gier- oder Stampbewegung zu erreichen. Es ist ferner bekannt, durch eine Veränderung des Schubes und gegebenenfalls durch Schubunkehr eine Änderung der Fahrtrichtung undtoder der Fahrtgeschwindigkeit zu bewirken.
Es ist weiterhin bekannt, Unterwasserfahrzeuge iit in ihrem Innern angeordneten Tauchzellen auszurüsten, nit deren Hilfe durch Fluten bzw. Lenzen der hydrostatische Auftrieb veränderbar ist. Der erteichbare Betrag der Auftriebsänderung hängt vom Volumenanteil der Tauchzellen am Gesamtvolumen ab. Die Tauph- bzw. Auftauchgeschwindigkeit hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der das Fluten bzw. Lenzen der Tauchzelien durchführbar ist.
Dadurch ergibt sich zwangsläufig ein erheblicher Zeitverzug beim Auf- und Absteigen des Unterwasserfahrzeugs.
Insbesondere das Auftauchen ist mit einer durch die begrenzte Leistungsfähigkeit der Lenzpumpen bedingten Trägheit verbunden. Dazu kommt, daß die Auftriebsbeschleunigung an sich.relativ gering ist, da für das Volumen der Tauchzellen nur ein Bruchteil aes Gesamtvolumens des Unterwasserfahrzeugs zur Verfügung steht.
Dadurch ist das Gesamtsystem mit einer großen Trägheit auch bei einer automatischen Regelung des Auf- und Abtriebs behaftet. Das kann bei unbeabsichtigtem Absinken unter Umständen zu einer Katastrophe und zum Verlust des Unterwasserfahrzeugs führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannten Nachteile der Regelung des hydrostatischen Auftriebs zumindest teilweise durch die Erzeugung eines hydrodynamischen Auftriebs zu ersetzen. Erfindungsgemäß ist daher das Unterwasserfahrzeug dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwasserfahrzeug mit Tragflächen ausgerüstet ist, die ein einen hydrodynamischen Auftrieb erzeugendes Längsprofil aufweisen.
Vorzugsweise sind der Rumpf des Unterwasserfahrzeugs und die Tragflächen zu einer einheitlichen Bauform zusammengefaßt. Es ist zweckmäßig, die Ilinterkante der Tragflächen zahlt Querrudern auszurüsten. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsforn: ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf und die Tragflächen so ausgebildet sind, daß die Lage des Gesamtschwerpunktes relativ zum hydrodynaaischen Auftriebszentrum (Neutralpunkt) derart angeordnet Xst, daß die Stabilität der Sohwimmdynamik nach den aus der Flugdynamik an sich bekarnten Regeln gewährleistet ist.
In per beigefügten Zeichnung ist ein Ausftihrungsbeispiel eines Unterwasserfahrzeugs nach der Erfindung schematisch dargestellt. Der spindelförmige Rumpf 1 ist mit Tragflächen 2 ausgerüstet, an deren Hinterkante kombinierte liöhen-Querruder 3 angeordnet sind. Zum Antrieb des Unterwasserfahrzeugs dient die am Heck vorgesehene Mantelschraube 4, in deren Nachstrom das an der Seitenflosse 5 angelenkte Seitenruder 6 liegt. Die Lage des Gesamtschwerpunktes ist mit 7, die des Metazentrums mit 8 und die des hydrodynamischen Auftriebszentrums mit 9 bezeichnet. Der Pfeil 10 zeigt die Richtung des Schubvektors an. An der Scitenflossc 5 ist eine Drucksonde 11 angeordnet, die in an sich bekannter Weise mit einer iiöhenruderauto;aatik 12 in Verbindung steht.
Das Unterwasserfalirzeug ist zusätzlich in an sich bekannter, hier nicht dargestellter Weise mit Tauchzellen ausgerüstet, deren Volumen so bemessen ist, daß auch bei Schubausfall wahlweise ein Abtauchen, ein Schweben des Unterwasserfahrzeugs in jeder gewünschten Tauchtiefe, oder auch ein Auftauchen gewährleistet ist.
Der Gesamtschwerpunkt 7, das Metazentrum 8, das hydrodynamische Auftriebszentrum 9 und der Schubvektor 10 sind nach Lage und Richtung derart einander zugeordnet, daß außer dnamischer StabilitEt bei Fahrt, auch bei Schubausfall automatisch statische Schwimmstabilität gewährleistet ist. Die mit der Drucksonde 11 verbundene Höhenruderautomatik 12 sorgt für das Einhalten einer gewünschen Tauchtiefe und ist beispielsweise so ausgelegt, daß ein bei Verlust der statischen Schwimmfähigkeit, z.B. durch ausfall der Lenzpumpen, automatisch ausgelöstes Kommando ein dynamisches Auftauchen bewirkt.
Die Ausrüstung der Tragflächen mit ein kombinierten Höhen-Querruder gewährleistet eine erhöhte Manövrierfähigkeit um alle drei Bewegungsachsen im Raum infolge des flugähnlichen dynamischen Verhaltens des Unterwasserfahrzeugs. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs ist darin zu ersehen, daß der hydrodynamische Auftrieb ein mehrfaches des Fahrzeuggewichts betragen kann, so daß hohe Vertikalbeschleunigungen erreichbar sind. Durch die Betätigung der Querruder lassen sich in der Kurvenfahrt iiber die durch eine Rollbewegung erreichte Querneigung hohe Seitenbeschleunigungen erzielen. Durch den hydrodynamischen Auftrieb des Unterwasserfahrzeugs ist ein wesentlich schnelleres Auf- und Abtaucllen unabhängig -vom Lenzen und Fluten der Tauchzelien möglich, so daß sich eine verringerte Impedanz im Regelkreis für die automatische Tiefenstabilisierung ergibt.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Unterwasserfahrzeug mit einem vorzugsweise spindelförmigen Rumpf, an dessen Heck eine Mantelschraube angeordnet ist, in deren Nachstrom das an einer Seitenfiosse angelenkte Seitenruder liegt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das TJnterwasserfahrzeug mit Tragflächen ausgerüstet ist, die ein einen hydrodynamischen Auftrieb erzeugendes Längsprofil aufweisen.

2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rumpf und die Tragflächen zu einer einheitlichen Bauform zusammengefaßt sind.

3. Unterwasscrfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Tragflächen an ihrer ilinterkante mit Querrudern ausgerüstet sind.

4. Unterwasserfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gek e n n z ei c h ne t daß der Rumpf und die Tragflächen so ausgebildet sind, daß die Lage des Gesamtschwerpunktes relativ zum hydrodynamischen Auftriebszentrum derart angeordnet ist, daß die Stabilität der Schwimmdynamik nach den aus der Flugdynamik an sich bekannten Regeln gewährleistet ist.

L e e r s e i t e