DE2516095C3

DE2516095C3 - Einrichtung zur Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes mit Hilfe von Unterwassergeräten

Info

Publication number: DE2516095C3
Application number: DE2516095A
Authority: DE
Inventors: Rene Victor Saint-Tropes Donnart; Michel Jean Paul Ville D'avray Drache; Alain Chaverebiere De Paris Sal
Original assignee: ECA ASNIERES HAUTS-DESEINE (FRANKREICH) Ste
Current assignee: ECA ASNIERES HAUTS-DESEINE (FRANKREICH) Ste
Priority date: 1974-05-08
Filing date: 1975-04-12
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2270141B1; DE2516095A1; GB1496073A; US3987745A; DE2516095B2; FR2270141A1; NL159624B; BE827629A; NL7505206A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes mit Hilfe Von Unterwassergeräten die von einem Überwasserschiff geschleppt und ferngesteuert werden.

Bei der Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes (beispielsweise von Kabeln oder Rohren, Beobachtungen von Fischschwärmen usw.) mit Unterwassergeräten ist es bekannt (vgl. DE-Gbm 18 41 301, »HANSA-Schiffahrt-Schiffbau-Hafen«, 1973, Seite 2088), mit Meßgeräten bzw. Fernsehkameras ausgerüstete Unterwassergeräte von einem Überwasserschiff her zu schleppen und gleichzeitig fernzusteuern. Dazu sind Unterwassergerät und Schiff durch eine Schlepptrosse miteinander verbunden, die gleichzeitig zur Übermittlung von Steuersignalen dient. Die Einsatzdauer eines solchen geschleppten Unterwassergerätes ist zwar sehr praktisch nicht beschränkt. Es besteht aber nur eine sehr geringe Manövrierfähigkeit, da Eigenbewegungen des Unterwassergerätes gegenüber dem Überwasserschiff wegen der schweren Schlepptrosse praktisch unmöglich sind.

Weiter ist eine Einrichtung anderer Gattung bekannt (vgl. FR-PS 12 53 339), bei der anstelle eines Überwasserschiffes ein bemanntes U-Boot zum Schleppen und Fernsteuern eines Unterwassergerätes vorgesehen ist. Das bringt zunächst alle Beschränkungen eines U-Boot-Einsatzes mit sich, und führt doch günstigstenfalls nur zu einer Verkürzung der Schlepptrosse um die Tauchtiefe des U-Bootes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zurunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß unter Erhaltung der praktisch unbeschränkten Einsatzdauer eine wesentlich verbesserte Manövrierfähigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung aus zwei an sich bekannten Anordnungen besteht, und zwar einem v&m Überwasserschiff über eine starke Sehlepptrosse geschleppten, automatisch in seiner Höhe über Grund stabilisierten ersten Unterwassergerät und einem mit dem Bug dieses ersten Unterwassergerätes über ein leichtes Elektrokabel verbundenen zweiten Unterwassergerät als Instrumententräger, welches vor dem ersten Unterwassergerät herfährt und über die Sehlepptrosse sowie das Elektrokabel seitens des Überwasserschiffes mit Energie für seinen Antrieb und seine Fernsteuerung gespeist wird sowie seine Meßsignale an das Überwasserschiff übermittelt — Das erste, geschleppte Unterwassergerät ist folglich selbst nicht mit Meß- und Beobachtungsgeräten ausgerüstet, erfindungsgemäß stellt es vielmehr eine Ausgangsbasis dar, die im wesentlichen in der Einsatztiefe des zweiten Unterwassergerätes stabilisiert ist Das zweite Unterwassergerät, von dem aus die Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes erfolgt, braucht mit dem ersten nur über ein verhältnismäßig dünnes und daher leichtes Elektrokabel verbunden zu sein und läßt, sich daher leicht manövrieren. Insbes. läßt dieses Eiektrokabel — anders als eine schwere Sehlepptrosse — auch ein seitliches Ausscheren des zweiten Unterwassergerätes gegenüber der Fahrtroute des ersten, geschleppten Unterwassergerätes ohne weiteres zu.

Das zweite Unterwassergerät weist vorzugsweise eine ferngesteuerte Winde für das Elektrokabel auf. Damit besteht die Möglichkeit, im Wechselspiel zwischen Winde und Antrieb die Distanz zwischen erstem und zweitem Unterwassergerät genau einzustellen. Außerdem trägt das zweite Unterwassergerät in einer zu bevorzugenden Ausführungsform ein die Winkel zwischen dem von ihm ablaufenden Elektrokabel und seinen Achsen messendes Gerät, um eine genaue Positionierung des zweiten gegenüber dem ersten Unierwassergerät zu ermöglichen. Im übrigen empfiehlt es sich, das zweite Unterwassergerät mit einem fenngesteuerten Zwillingsantrieb und einem ferngesteuerten Seitenruder auszurüsten. Im Hinblick auf die Erforschungs- und Überwachungsaufgaben empfiehlt es sich, wenn das mit Scheinwerfern und wenigstens einer Fernsehkamera bestückte zweite Unterwassergerät einen Kompaß trägt, dessen Anzeigen laufend von einer der bordeigenen Fernsehkameras erfaßt und an das Überwasserschiff übertragen werden.

Die Höhe des ersten, gleichsam die Ausgangsbasis bildenden Unterwassergerätes über Grund läßt sich dadurch genau einstellen, daß bei der negativen Schwimmfähigkeit eine dynamische Stabilisierung erfolgt und daß hierfür ein Sonar sowie Tiefenruder vorgesehen sind.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Möglichkeit zur kontinuierlichen Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes bei praktisch unbeschränkter Einsatzdauer geschaffen wird, und zwar mit wesentlich verbesserter Manövrierfähigkeit des die Meß- und Beobachtungsgeräte tragenden Instrumententrägers. Damit gestaltet sich die Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes nicht nur bei weitem weniger anstrengend und umständlich, sondern auch wesentlich genauer und zuverlässiger als bisher.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich einer Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Einrichtung

zur Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes,

Fig.2 in schematischer Darstellung ein zweites Unterwassergerät als Instrumententräger in Aufsicht,

F i g. 3 den Gegenstand der F i g. 2 in Seitenansicht, teilweise geschnitten.

Wie F i g. 1 zeigt, umfaßt die Einrichtung zur Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes zunächst an der Wasseroberfläche ein Überwasserschiff 1 mit Winde 2, von der eine Schlepptrosse 3 zum Schlepper, von Unterwassergeräten und zur Übertragung der von einer Bordzentrale gelieferten Energie sowie von Sende- und Empfangssignalen (deren Sender bzw. Empfänger moch erläutert werden) abläuft Die Schlepptrosse 3 weist im allgemeinen beträchtlichen Querschnitt auf und ist mit Hüllen oder Fransen 4 zur Wirbelunterdrückung versehen, durch die das Eindringen in das Wasser erleichtert und Vibrationen vermieden werden.

Die Schlepptrosse 3 wird durch ein erstes Unterwassergerät 5 mit negativer Schwimmfähigkeit nach unten gespannt Dieses erste Unterwassergerät 5 ist im Ausführungsbeispiel mit Tiefenrudern 6 versehen, deren Einschlag sich nach den SignaEen eines vertikalen Sonars 7 bestimmt um eine im wesentlichen konstante Höhe des ersten Unterwassergerätes 5 über dem zu erkundenden und zu beobachtenden Grund 8 zu gewährleisten.

Am Kopf des ersten Unterwassergerätes 5 ist eil weiteres Elektrokabel 9 angeschlagen, das im wesentlichen horizontal, und zwar zu einem zweiten Unte.wassergerät 10 verläuft, das als Instrumententräger ausgebildet und mit Antriebs- und Lenkeinrichtungen versehen ist. Das Kabel 9 überträgt Fernsteuerungssignale, elektrische Energie und Meßsignale. Die elektrische Übertragung durch dieses zweite Kabel 9, das mit seinen Leitern an entsprechende Leiter der Schlepptrosse 3 angeschlossen ist, gewährleistet daher die Energieversorgung des zweiten Unterwassergerätes 10 unmittelbar vom Überwasserschiff 1 her, die Übertragung der Steuerbefehle vom Überwasserschiff 1 zum -to zweiten Unterwassergerät uiiJ die Übertragung der Meßsignale der Detektoren des zweiten Unterwassergerätes 10 an die Beobachtungsinstrumente des Überwasserschiffes.

Das zweite Elektrokabel 9 hat nur ein verhältnismäßig geringes Kaliber aufzuweisen, da es nicht den Schleppbeanspruchungen der Schlepptrosse 3 unterliegt. Das Kabel 9 ist am zweiten Unterwassergerät 10 durch eine an diesem angeordnete Winde 11 befestigt Es läuft hinter der Winde 11 durch Ringe, die mit einem Gerät 12 verbunden sind, das die Winkel zwischen dem ablaufenden Elektrokabel 9 und den Achsen des zweiten Unterwassergerätes 10 mißt. Dieses Gerät \2 weist eine am zweiten Unterwassergerät 10 gelenkig gelagerte und mit den Ringen versehene Stange auf, deren Winkelstellungen im Verhältnis zu den Achsen des zweiten Unterwassergerätes 10 von zwei an diesem angeordneten Potentiometern bestimmt werden, deren Schleifer formschlüssig mit den Kardanzapfen der Stange verbunden sind.

Im zweiten Unterwassergerät 10 sind Motoren 13 für den Antrieb der Winde 11, von zwei seitlich angeordneten unabhängigen, verkleideten Antriebsschrauben 14 und eines Seitenruders 15 oder (nicht dargestellten) Tiefenruders vorgesehen. Der Kopf des b5 zweiten Unterwassergerätes 10 ist mit elektrischen Scheinwerfern sowie mit einer Fernsehkamera, die den Meeresboden 8 abtastet und zugleich einen internen Kompaß erfaßt versehen. Das zweite Unterwassergerät

10 kann höhenmäßig im Verhältnis zum Meeresboden 8 durch eine leicht positive Schwimmfähigkeit sowie durch ein abwerfbares Schlepptau 16 oder auch durch andere geeignete Maßnahmen stabilisiert werden. Im übrigen weist das zweite Unterwassergerät 10 eine (gleichfalls nicht dargestellte) Einheit zur Verteilung der elektrischen Energie an seine Zusatzausrüstung Scheinwerfer, Kamera, Motoren für die Antriebsschrauben 14 die Winde 11 und die Ruder 15 auf. Damit wird es möglich, gemäß dem vom Überwasserschiff 1 über die Kabel 3, 9 übertragenen Fernsteuersignale das zweite Unterwassergerät in Querrichtung weit außerhalb der Schleppbahn zu steuern, und zwar in Abhängigkeit vom Widerstand des zweiten Elektrokabels 9 und von dessen Länge, die entweder unveränderlich, oder mit der Winde 11 einstellbar ist

Die Lage gegenüber dem Überwasserschiff 1 wird durch Ablesung der Daten bestimmt, die sich aus der Auswertung der von den Winkelstellungen der Stange und der Beobachtung des Kompasses gelieferten Angaben ergeben und die wie die Bildsignale der Kamera durch die entsprechenden Überleiter der Kabel 3,9 auf das Überwasserschiff 1 zurückgeführt werden.

Eine Mission zur Überwachung des Meeresgrundes 8 kann auf eine der nachfolgend beschriebenen Art durchgeführt werden:

Wenn das zweite Unterwassergerät 10 keine Winde

11 aufweist, so wird es zunächst versenkt; es wird dabei derart versorgt und gesteuert, daß es bei gleichzeitigem Tauchen das Elektrokabel 9 nach vorn spannt. Anschließend wird das erste Unterwassergerät 5 am Ende der von der Winde 2 ablaufenden Schlepptrosse versenkt, und beide Unterwassergeräte 5, 10 tauchen zusammen.

Ist das zweite Unterwassergerät 10 dagegen mit einer Winde 11 ausgerüstet, so können beide Unterwassergeräte 5, 10 gleichzeitig versenkt werden, und sobald die gewünschte Tiefe erreicht ist, wird das zweite Unterwassergerät 10 mit Strom versorgt und gesteuert, so daß es sich unter Abrollen des Elektrokabels 9 vorwärts bewegt. In jedem Fall werden Höhe und Orientierung des zweiten Unterwassergerätes 10 ggf. durch das Schlepptau 16 und durch das Spiel der beiden Antriebe 14 und des Ruders 15 kontrolliert. Det Meeresboden 8 und insbes. ein zu inspizierendes unterseeisches Kabel bzw. eine Pipeline wird zunächst durch gesteuerte Schwenkbewegungen des zweiten Unterwassergerätes 10 unter Beobachtung des Meeresgrundes an Bord des Überwasserschiffes 1 aufgesucht. Nach Auffinden und Prüfen seines Zustandes kann dieses unterseeische Obiekt, ohne daß es aus dem Gesichtsfeld verlorengeht im Verlauf des Fortschreitens des zweiten Unterwassergerätes 10 verfolgt werden. Dessen Winkelangaben, der auf dem Kompaß verfolgte Kurs, die am Kabel 9 gemessenen Winkel, werden an Bord des Überwasserschiffes 1 zur Sicherung der Steuerung ausgewertet. Diese Steuerung ist so eingerichtet, daß sie danach strebt, das ganze System in eine einzige vertikale Ebene für die Kabel 3, 9 und die Unterwassergeräte 5, 10 zurückzuführen. Die Umgebung kann gleichfalls durch systematische Auslenkungen überwacht werden, die auf Wuiibuh an besonderen Stellen durch konjugierte Steuerungen von Winde und Antrieben vorgenommen werden.

Am Ende einer Mission genügt es, ggf. das Schlepptau 16 abzutrennen. Damit wird das zweite Unterwassergerät 10 frpi und cffM<»( aufgrund ££ϊΠ2Γ si^snsn ⁿositiven

Schwimmfähigkeit an die Wasseroberfläche zurück. Diese ferngesteuerte Abtrennung läßt sich je nach der Befestigungsweise des Schlepptaues 16 auf verschiedene Weise, beispielsweise mit einer einfachen oder doppelten pyrotechnischen Schere verwirklichen. Das Elektrokabel 9 kann gleichfalls in der Ebene eines der beiden Unterwassergeräte abgetrennt werden. Das erste Unterwassergerät 5 wird mittels der Winde 2 und der Schlepptrosse 3 eingeholt, und das zweite Unterwassergerät 10 kann gesondert geborgen werden. Wesentlich ist jedenfalls, daß das gesteuerte zweite Unterwassergerät 10 hinsichtlich seiner Manövrierfähigkeit und der Dauer seiner Mission praktiscli keinen Beschränkungen unterworfen ist. Außerdem steht für die verschiedenen Motoren und Scheinwerfer hinreichend elektrische Energie zur Verfügung, so daß die Missionen mit größter Effizienz durchgeführt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes mit Hilfe von Unterwassergeräten, die von einem Überwasserschiff geschleppt und ferngesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei an sich bekannten Anlagen besteht, und zwar einem vom Überwasserschiff (1) über eine starke Schlepptrosse (3) geschleppten, automatisch in seiner Höhe über Grund (8) stabilisierten ersten Unterwassergerät (5) und einem mit dem Bug dieses ersten Unterwassergerätes über ein leichtes Elektrokabel (9) verbundenen zweiten Unterwassergerät (10) als Instrumententräger, welches vor dem ersten Unterwassergerät herfährt, und über die Schlepptrosse (3) sowie das Elektroliabel (9) seitens des Überwassersciiiffes mit Energie für seinen Antrieb und seine Fernsteuerung gespeist wird sowie seine Meßsignale an das Überwasserschiff übermittelt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Unterwassergerät (10) eine ferngesteuerte Winde (11) für das Elektrokabel (9) aufweist

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Unterwassergerät (10) ein die Winkel zwischen dem von ihm ablaufenden Elektrokabel (9) und seinen Achsen messendes Gerät (12) trägt.

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