DE2855207C2 - Sonar-Reflektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonar-Reflektor mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, Sonar-Reflektorcn für eine Reihe von sonartechnischen Aufgaben einzusetzen. So können sie beispielsweise als Täuschkörper für Seeminen, zur Markierung eines militärischen Unterwasser-Übungsgebictcs oder als Sonar-Bczugsnormale verwendet werden. In einer Arbeit in der Zeitschrift «Journal of the Acoustical Socierty of America«, Vol. 57, No. 4, April 1975, Seiten 862 bis 869, wird über praktische Erfahrungen mit passiven Sonar-Reflektoren berichtet. In dieser Veröffentlichung werden verschiedene Reflektor-Typen dargestellt und ihre Eignung für die obengenannten Aufgaben untersucht.

Ein klassischer Sonar-Reflektor ist, wie aus der Radartechnik bekannt, der Corner-Reflektor. Dieser kann aus orthogonal ineinander gesteckten Schaumstoffplatten, Sandwich-Platten oder Doppelblechanordnungen bestehen. Eine hohe Effektivität der Reflexion wird durch einen großen Sprung der akustischen Impedanz erreicht, der im Wasser durch einen schallweichen Abschluß realisiert wird. Die einfachen Corner-Reflektoren haben nun ein Reflexionsverhalten, das stark von dem Winkel zwischen der Schallcinfallsrichlung und dem Körperachsensystcm abhängt. Es zeigt sich, daß nur in bestimmten Lagen des Reflektors /um Schallsender ein ausgeprägtes Echo erhalten wird.

Dieses Verhalten des Reflektors .kann verbessert werden, wenn die Zahl der Corner-Reflektoren erhöht wird. Bei einer vorgegebenen Maximalgröße des Sonarkörpers ist die Zahl der in ihm unterzubringenden Corner-Reflektoren jedoch begrenzt. Sie ist letzten Endes etwa abhängig von der Corner-Tiefe, die größer als die Betricbswcllenlange des Sonars sein muß, um überhaupt geometrische Strahlreflexionen zu gewährleisten. Im anderen KnII wirkt der Körper wie eine Kugel, die die Schallcnergie im wesentlichen in alle Richtungen reflektiert.

Bei den bisher bekannten Sonar-Reflektoren hat sich gezeigt, daß sie bei längerer Belastung unter Umweltbedingungen nicht beständig genug sind und sich ihre Soildaten verschlechtern. Da sie ferner in bestimmten Wassertiefen gehalten werden müssen, sind Verankerungsmöglichkeiten vorzusehen, die ihre Handhabung nicht gerade erleichtern.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, einen Sonar-Reflektor zu schaffen, der wirtschaftlich herzustellen und bezüglich seines akustischen Verhaltens optimal ist und dessen Handhabung in der Praxis wesentlich erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemä-3 durch die Anwendung der im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Reflektor nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß sein Echoverhalten in jeder Betriebslage zum Schallwellenvektor annähernd gleich ist, wie Versuche gezeigt haben. Der mechanische Aufbau gewährleistet, daß seine akustischen Eigenschaften bis zu der geforderten maximalen Wassertiefe erhalten bleiben. Die Ausnutzung des akustisch unwirksamen Innenraumanteils zur Aufnahme von Ballast macht Verankerungsmittel und die dazugehörigen Vorbereitungsarbeiten überflüssig.

In der Zeichnung ist ein Ausführiingsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt.

In F i g. I ist ein Sonar-Reflektor dargestellt, in dessen äquatorialem Bereich acht Pyramiden mit quadratischer Grundfläche angeordnet sind, deren Spitzen auf den Mittelpunkt des gedachten kugelförmigen Körpers weisen. Von diesen Pyramiden sind die Pyramiden I bis 4 sichtbar gezeichnet. Durch sie werden einzelne Corner-Reflektoren gebildet, deren Flächen 5 und 6 bzw. 7 und 8 jeweils senkrecht aufeinander stehen. Die an diesen Bereich anschließciden Bereiche weisen jeweils vier Coiner-Reflektoren mit quadratischer Grundfläche, von denen je zwei, 9 und 10 bzw. 11 und 12, gezeigt sind und jeweils vier zwischen ihnen liegende Corner-Reflektoren mit dreieckiger Grundfläche, 13, 14 bzw. 15,16, auf. Den Abschluß an den Polen bildet je ein Corner-Reflektor mit quadratischer Grundfläche. Der obere Reflektor mit dem Bezugszeichen 17 ist aus der Zeichnung ersichtlich. Die Flächen der Corner-Reflektoren mit dreieckiger Grundfläche stehen alle orthogonal zueinander.

Einen solchen Körper aus Blech zu bauen, ist sehr aufwendig. Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, diesen Sonar-Reflektor durch Aufschäumen einer ^porm zu gewinnen. Ein Schnitt durch den Reflektor nach Fig. I ist in Fig. 2 dargestellt. Aus dieser Darstellung ist der kompakte Inncnraum 18 ersichtlich, der teilweise akustisch unwirksam ist. An das Material /um Aufbau dieses Reflektors sind die Forderungen zu stellen, daß es ausreichend fest sein muß, um die Körperform auch bei einigen Atmosphären Druck (Wassertiefe 30 m) zu erhalten und ausreichend »luftig« " sein muß, um einen hohen Impcdari/sprung Wasser/ Körper für die Schallwellen zu realisieren. Versuche haben gezeigt, daß ein Optimum dann vorliegt, wenn Kompressionen von 5% und Dichten von etwa 0,05 g χ cm ' gewählt werden. Materialien, die diesen Forderungen entsprechen, sind beispielsweise Hartschäume aus Polystyrolen, Polynicthiicrylimklcn etc.

Um den Reflektor ohne Verankerung in bestimmten Wassertiefen /u halten, kann in den Innenraiim 18

lielsweise ein Stück Blei 19 eingefügt werden, das Reflektor einen der gewählten Wassertiefe prechenden Untertrieb erteilt,
er Reflektorkörper kann beispielsweise mittels r zweiteiligen Form hergestellt werden, in der das iststück vordem Ausschäumen in geeigneter Weise iltert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sonar-Reflektor, der etwa Kugelform besitzt und eine Vielzahl von Corner-Reflektoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor im Bereich seines äquatorialen Umfangs acht Pyramiden mit quadratischer Grundfläche und auf den oberen und unteren Hälften unter einem Winkel von 45° gegen die Horizontale abwechselnd vier Pyramiden mit quadratischer und vier Pyramiden mit dreieckiger Grundfläche besitzt, wobei die Pyramidenspitzen auf den Mittelpunkt des Reflektors gerichtet sind, und daß den oberen und unteren Abschluß je eine Pyramide mit quadratischer Grundfläche bildet.

2. Sonar-Reflektor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Pyramiden orthogonal zueinander stehen.

3. Sonar-Reflektor nach Anspruch !,gekennzeichnet durch die Herstellung des Reflektors durch Ausschäumen einer Form mit einem Kunststoff ausreichender Steifigkeit und geringer Dichte.

4. Sonar-Reflektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch unwirksame Innenraumteil des Reflektors zur Aufnahme von Ballast bestimmt ist.