DE3023007C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterwassermeßkabel der im Oberbegriff im Anspruch 1 definierten Art.

Ein solches auch als streamer bezeichnetes Meßkabel dient dazu, Schallsignale im Wasser aufzunehmen und diese an ein Trägerschiff weiterzuleiten, wozu die im Schlauchinnern angeordneten Hydrophone ketten­ artig aufgereiht und über Signal- und Steuerlei­ tungen mit dem Trägerschiff verbunden sind. Das Auftriebsmittel, vorzugsweise Öl, im Schlauchin­ nern koppelt nicht nur die Hydrophone über die wei­ che Schlauchhülle schallmäßig an das umgebende Was­ ser an, sondern hält zum einen die Außenhülle des Schlauches faltenfrei und bestimmt zum anderen vor allem auch die Gesamtdichte des Meßkabels. Als Ge­ samtdichte des Kabels wird dabei jene Masse pro Vo­ lumeneinheit verstanden, die alle Einzelteile des Meßkabels, wie Schlauchhülle, Hydrophone, Auftriebs­ mittel, Signal- und Steuerleitungen, ggf. Steuerele­ mente, Verbindungsmittel und Stahlseile umfaßt. Die­ se Dichte des Meßkabels bestimmt im wesentlichen das Verhalten des Meßkabels im Wasser, was auch dazu aus­ genutzt wird, um das Meßkabel in wählbarer Wasser­ tiefe auszulegen.

Bei einem bekannten Unterwassermeßkabel der ein­ gangs genannten Art weist der in einzelne Abschnit­ te unterteilte Schlauch Einfüll- bzw. Entlüftungs­ öffnungen auf, denen vorzugsweise Einfüll- bzw. Ent­ lüftungsventile vorgeschaltet sind, und die dazu die­ nen, das in den einzelnen Schlauchabschnitten vorhan­ dene Auftriebsmittel bestimmter Dichte zu entnehmen und die Schlauchabschnitte mit einem Auftriebsmittel anderer Dichte zu füllen. Dadurch ändert sich die Ge­ samtdichte des Meßkabels und entsprechend der Wasser­ dichte im jeweiligen Gewässer läßt sich das Unterwas­ sermeßkabel in einer anderen Wassertiefe anordnen und halten. Der Austausch des Auftriebsmittels ist jedoch nur mit einer zeit- und arbeitsaufwendigen Prozedur möglich. Hierzu muß zunächst das Meßkabel vollkommen eingeholt und an Bord des Trägerschiffes verbracht werden. Entsprechend der neuen gewünschten Wasser­ tiefe, in welcher das Meßkabel ausgelegt werden soll, wird die notwendige Dichte des Auftriebsmittels ge­ schätzt und entsprechend ein neues Auftriebsmittel mit der geschätzten Dichte zubereitet. Hierzu bedarf es sehr großer Erfahrung, da sowohl die Menge des notwendigen Auftriebsmittels als auch dessen Zusammen­ setzung rechnerisch kaum exakt zu erfassen sind. Auch spielt dabei die Temperatur sowohl des zubereiteten Auftriebsmittels als auch die der Wasserschicht, in welcher das Meßkabel ausgelegt werden soll, eine we­ sentliche Rolle. An Bord des Trägerschiffes wird nun­ mehr das in dem Schlauch enthaltene Auftriebsmittel entnommen und durch das neu zubereitete ersetzt. Nach Einbringen des neuen Auftriebsmittels in das Schlauchinne­ re werden Schwimmversuche zur Kontrolle durchgeführt und notwendige Korrekturen vorgenommen, was jedesmal ein er­ neutes Einholen des Meßkabels bedeutet. Dieses Verfahren zur Dichteänderung des Meßkabels nimmt Stunden, oft gar Tage in Anspruch, während dessen das Meßkabel funktionsun­ fähig ist.

Es sind auch schon Unterwassermeßkabel bekannt, bei wel­ chen der Auftrieb und damit die Schlepptiefe während des Schleppvorgangs fest eingestellt, geändert und korrigiert werden kann.

Bei dem in der US-PS 33 85 391 beschriebenen Unterwasser­ meßkabel, das unter Zwischenschaltung eines Schleppseils von einem Schiff geschleppt wird, sind zur automatischen Auftriebssteuerung im Innern des Schlauchs des Meßkabels eine Auftriebsmittelleitung und mit dieser verbundene Ven­ tile vorgesehen. Die Austauschmittelleitung erstreckt sich durch das Innere des Schleppseils bis zu einem an Bord des Schiffes befindlichen, unter Druck stehenden Auftriebsmit­ telspeicher. Der Schlauch des Meßkabels ist in einzelne Schlauchabschnitte unterteilt, in welchen jeweils ein Ven­ til angeordnet ist. Sinkt das Meßkabel aus der vorgesehe­ nen Schlepptiefe in eine größere Tiefe ab, so nimmt der hydrostatische Druck auf den Schlauch zu. Dieser Druck wirkt auf eine ein Luftvolumen abschließende Membran des Ventils, deren dadurch hervorgerufene Verschiebebewegung eine Verbindung zwischen der Auftriebsmittelleitung und einer im Schlauchabschnitt mündenden Ventilöffnung herstellt. Über die Auftriebsmittelleitung strömt nunmehr das unter Druck stehende Auftriebsmittel in die einzelnen Schlauchabschnitte des Schlauchs ein. Der Auftrieb des Schlauchs nimmt zu, das Meßkabel steigt, so daß der hydro­ statische Druck wieder abnimmt und das Ventil bei Errei­ chen der vorbestimmten Schlepptiefe wieder schließt.

Steigt das Meßkabel auf eine zur vorbestimmten Schlepptie­ fe geringere Tiefe, so nimmt der hydrostatische Druck auf den Schlauch ab. Die Membran wird von dem Luftpolster in entgegengesetzter Richtung verschoben, und diese Verschiebebewegung bewirkt die Herstellung einer Verbin­ dung der im Schlauchabschnitt mündenden Ventilöffnung mit einer außerhalb des Schlauchs im Wasser mündenden Auslaßleitung. Auftriebsmittel fließt nunmehr aus jedem Schlauchabschnitt ab, das Meßkabel sinkt wieder in größere Tiefe ab, bis der erreichte hydrostatische Druck in Schlepptiefe das Ventil wieder schließt. Der Ansprechdruck der Membran kann mittels einer Vorspannfeder in einem wei­ ten Bereich eingestellt werden, so daß die Tiefe, in wel­ cher sich das Meßkabel selbst hält, in weitem Bereich vorgewählt werden kann.

Aus der US-PS 33 98 394 ist ein von einem Schiff ge­ schlepptes Unterwassermeßkabel bekannt, dessen Schlepptie­ fe durch eine bordseitige Regelvorrichtung auf einen annä­ hernd konstanten Wert gehalten wird. Das beidseitig ge­ schlossene und mit Öl gefüllte Meßkabel ist über einen Schleppschlauch mit dem Schiff verbunden. Das Schlauchin­ nere steht über Öffnungen am meßkabelseitigen Ende des Schlauchs mit dem Umgebungswasser in Verbindung. Über ein im Schlauch verlaufendes Meßrohr, das endseitig nahe des Meßkabels aus dem Schlauch austritt und in das Umgebungs­ wasser eintaucht, wird der hydrostatische Druck erfaßt und der Regelvorrichtung zugeführt. In Abhängigkeit von diesem hydrostatischen Druck regelt die Regelvorrichtung die ein­ gestellte Schlepptiefe des Meßkabels durch Verdrängen von mehr oder weniger Wasser aus dem Schleppschlauch, was durch Einblasen von Luft bewirkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Unterwasser­ meßkabel der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß ein Austausch des Auftriebsmittels zur Dichteänderung des Meßkabels sehr einfach und schnell möglich ist.

Die Aufgabe wird bei einem Unterwassermeßkabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 ge­ löst.

Das erfindungsgemäße Unterwassermeßkabel gestattet einen Austausch des Auftriebsmittels im Schlauch sowohl bei aufgetrommeltem Meßkabel an Bord des Schiffes als auch bei ausgelegtem Meßkabel. Volumen und Dichte des Auftriebsmit­ tels lassen sich in betriebsbereitem Zustand getrennt ein­ stellen. Die Wirkung des neu in den Schlauch verbrachten Auftriebsmittels hinsichtlich der gewünschten neuen Schlepptiefe des Meßkabels kann sofort und sogar während des Auftriebsmittel-Austauschvorgangs kontrolliert und ggf. korrigiert werden, ohne daß eine zeitraubende und umständliche Prozedur hierfür erforderlich wäre. Der Auftriebsmittel-Austauschvorgang erfolgt so lange, bis das Meßkabel die neue gewünschte Wassertiefe erreicht hat, wobei ggf. die Dichte des nachzufüllenden Auftriebsmittels geändert werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 2. Durch diese Maßnahmen kann gleichzeitig das in dem Schlauch des Meßkabels enthaltene alte Auftriebsmittel entnommen und durch das neue Auftriebsmittel mit geänderter Dichte ersetzt werden. Dies hat nicht nur den Vorteil einer erheblichen Zeitverkürzung des Auftriebsmittel-Austauschvorgangs, sondern ermöglicht auch durch unvollständigen Austausch oder durch wechselnde Zusammensetzung in der Dichte des Auftriebsmittels, Teil­ stücke des Unterwassermeßkabels getrennt einzustellen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 3. Die Anordnung der Auftriebsmittel-Austauschleitung im Schlauchinnern selbst schafft ein außen glattflächiges Meßkabel ohne außenlie­ gende Leitungen und Verbindungsstücke. Der Auftriebsmittel-Austausch erfolgt vom Schiff aus über das mit diesem verbundene Ende des Meßkabels.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 4. Durch die Ausbildung der im Schlauchinnern verlaufenden Auftriebsmittelleitungen als armierte dünne Schläuche übernehmen diese zugleich die Funktion der ansonsten notwendigen Stahlzugseile für die Kraftübertragung beim Einholen oder Schleppen des Meßka­ bels. Hierdurch können die Fertigungskosten des erfin­ dungsgemäßen Unterwassermeßkabels wesentlich reduziert werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels im folgenden beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Seitenansicht eines im Seebetrieb von einem Schiff geschleppten Unterwassermeßkabel,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Meßkabels in Fig. 1, vergrößert dargestellt.

Das Unterwassermeßkabel 10, das hier als Schleppkabel von einem Trägerschiff 11 gezogen wird, ist mit seinem einen Ende z. B. über eine Meßkabel-Aufwickeltrommel 12 mit dem Trägerschiff 11 verbunden und kann hier an einer Auftriebsmittel-Füllvorrichtung 13 und eine Auftriebsmittel-Entnahmevorrichtung 14 ange­ schlossen werden, die in Fig. 1 schematisch darge­ stellt sind.

Das Unterwassermeßkabel 10, im folgenden kurz Meß­ kabel 10 genannt, weist einen vorzugsweise elasti­ schen Schlauch 15 auf, der mit einem Auftriebsmit­ tel austauschbar gefüllt ist. Als Auftriebsmittel wird vorzugsweise ein Öl verwendet, das in seiner Dichte unterschiedlich zusammengesetzt werden kann. Im Schlauchinnern sind Schallempfänger, sogenannte Hydrophone 16, längs des Meßkabels kettenartig an­ geordnet, wobei in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Hydrophon 16 dargestellt ist. Die Hydrophone 16 sind über im Schlauchinnern ver­ laufende Signal- und Steuerleitungen mit dem Trä­ gerschiff 11 verbunden, so daß die von den Hydro­ phonen im Wasser aufgenommenen Schallsignale an das Trägerschiff 11 weitergeleitet werden. Längs des Meßkabels 10 sind im Schlauchinnern im Abstand von­ einander angeordnete Abstandshalter 17 vorgesehen, die dem Schlauch 15 eine gewisse Stabilität ver­ leihen. Der Übersichtlichkeit halber ist auch in Fig. 2 lediglich ein Abstandshalter 17 eingezeich­ net.

Wie aus Fig. 2 zu sehen, ist im Schlauchinnern eine Auftriebsmittel-Austauschleitung 18 angeordnet, die einen Außendurchmesser aufweist, der sehr viel klei­ ner ist als der Innendurchmesser des Schlauchs 15.

Die Austauschleitung 18 erstreckt sich im Schlauch­ innern im wesentlichen über die gesamte Länge des Meßkabels 10 und mündet frei im Schlauchinnern. Am mündungsfernen Ende weist die Austauschleitung 18 eine Öffnung 19 auf, an welche die Auftriebsmittel- Füllvorrichtung 13 und/oder die Auftriebsmittel-Ent­ nahmevorrichtung 14 angeschlossen werden kann. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Schlauch 15 nahe dem öffnungsseitigen Ende der Austauschlei­ tung 18 einen Anschlußstutzen 20 für die Auftriebs­ mittel-Füllvorrichtung 13 oder Auftriebsmittel-Ent­ nahmevorrichtung 14 aufweist. Zweckmäßigerweise ist die Öffnung 19 der Austauschleitung 18 mit der Auf­ triebsmittel-Füllvorrichtung 13 und der Anschluß­ stutzen 20 des Schlauchs 15 mit der Auftriebsmittel- Entnahmevorrichtung 14 verbunden. Auf diese Weise kann gleichzeitig eine bestimmte Menge von Auftriebs­ mitteln dem Schlauch 15 entnommen und eine gleich gro­ ße Menge von Auftriebsmitteln anderer Zusammensetzung und Dichte über die Austauschleitung 18 dem Schlauch 15 zugeführt werden. Vorteilhaft ist dabei die Mün­ dung 21 der Austauschleitung 18 entfernt von dem Anschlußstutzen 20 des Schlauchs nahe dem verschlos­ senen Schlauchende 22 angeordnet. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Anschlüsse der Auftriebs­ mittel-Füllvorrichtung 13 und -Entnahmevorrichtung 14 zu vertauschen, so daß der Anschlußstutzen 20 des Schlauchs 15 mit der Füllvorrichtung 13 und die Aus­ tauschleitung 18 mit der Entnahmevorrichtung 14 ver­ bunden ist.

Anstelle der einen Austauschleitung 18 können mehre­ re solcher Austauschleitungen parallel zueinander im Schlauchinnern angeordnet werden. Sowohl die Aus­ tauschleitung 18 als auch weitere zusätzliche Aus­ tauschleitungen sind als dünne Schläuche ausgebildet, die in oder auf ihrer Schlauchhülle eine Armierung tragen. Dadurch können diese Austauschleitungen 16 die Funktion von Zugseilen übernehmen, mittels wel­ cher das Meßkabel 10 vom Trägerschiff 11 geschleppt, aufgezogen oder ausgelegt werden kann. Üblicherwei­ se sonst vorhandene Zugseile für diesen Zweck ent­ fallen damit.

Soll das gemäß Fig. 1 ausgelegte und von einem Trä­ gerschiff 11 geschleppte Meßkabel 10, das mit einer bestimmten Menge von Auftriebsmitteln bestimmter Dichte gefüllt ist, z. B. in eine größere Wassertiefe ver­ bracht werden, so wird über die mit der Austausch­ leitung 18 verbundene Auftriebsmittel-Füllvorrich­ tung 13 eine bestimmte Menge eines Auftriebsmittels grö­ ßerer Dichte in das Schlauchinnere eingespeist und gleichzeitig mittels der Auftriebsmittel-Entnahme­ vorrichtung 14 über den Anschlußstutzen 20 des Schlauchs 15 die gleiche Menge des alten, im Schlauch­ innern vorhandenen Auftriebsmittels entnommen. Die­ ser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis das Meß­ kabel 10 die gewünschte Wassertiefe erreicht hat. Dieser Auftriebsmittel-Austausch kann während des Schleppvorgangs erfolgen und auch ohne daß das Meßka­ bel 10 außer Betrieb gesetzt werden muß. Während des Auftriebsmittel-Austausches kann kontinuierlich die Wirkung des Austausches auf die Lage des Meßkabels 10 im Wasser kontrolliert und ggf. durch Austausch einer mehr oder weniger großen Auftriebsmittelmenge bzw. durch Änderung der Dichte des zugeführten Auftriebs­ mittels korrigiert werden. Durch einen unvollständigen Austausch des Auftriebsmittels oder durch wechselnde Zusammensetzung des zugeführten Auftriebsmittels las­ sen sich sogar Teilstücke des Meßkabels 10 getrennt einstellen.

Claims (4)

1. Von einem Schiff in einer bestimmbaren Wassertiefe schleppbares Unterwassermeßkabel zur Aufnahme von Schallsignalen mit einem elastischen Schlauch, der mit einem Auftriebsmittel, z. B. Öl, gefüllt und an seinem schiffsfernen Ende verschlossen ist, mit im Innern des Schlauchs angeordneten Hydrophonen und mit einer im Innern des Schlauchs verlaufenden, an einem bordseiti­ gen Auftriebsmittelvorrat angeschlossenen Auftriebs­ mittelleitung, über welche der Auftrieb des Schlauchs variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ triebsmittelleitung (18) im Innern des Schlauchs (15) unverschließbar frei mündet und daß der Schlauch (15) und die Auftriebsmittelleitung (18) als Austauschleitung zum Austauschen des Auftriebsmittels an eine bordseitige Auftriebsmittel-Füll- und -Entnahme-Vorrichtung (13, 14) anschließbar sind.

2. Meßkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (15) an seinem bordseitigen Schlauchende einen Anschlußstutzen (20) für die Auftriebsmittel-Füll- und -Entnahme-Vorrichtung (13, 14) aufweist und daß die Mündung (21) der Auf­ triebsmittelleitung (18) entfernt von dem Anschluß­ stutzen (20) nahe dem anderen Schlauchende (22) ange­ ordnet ist.

3. Meßkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auftriebsmittelleitung (18) einen Außen­ durchmesser aufweist, der sehr viel kleiner ist als der Innendurchmesser des Schlauchs (15).

4. Meßkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebsmittelleitung (18) als armierter dünner Schlauch ausgebildet ist.