DE3128267A1

DE3128267A1 - Antriebseinheit fuer unterwasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE3128267A1
Application number: DE19813128267
Authority: DE
Inventors: Jürgen 2800 Bremen Meinke
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1983-02-03
Also published as: DE3128268A1

Description

Antriebseinheit für Unterwasserfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit für Unterwasserfahrzeuge, insbesondere für aus mehreren Modulen zusammengesetzten Unterwasserfahrzeugen mit zylindrischer Form nach Patent..........
(Patentanmeldung ). Im Rahmen der immer stärkeren Nutzung der in den Meeren bzw. unter den Meeresböden vorhandenen Rohstoffe werden in steigendem Maße Unterwasserfahrzeuge benötigt, -die teils die Ausbeutung dieser Rohstoffe bewirken sollen, teils Forschungsaufgaben, insbesondere zur Erkundung von Lagerstätten, erfüllen sollen, oder teils als Reparaturfahrzeuge für beispielsweise Unterwasserleitungen oder Unterwasserinstallationen verwendet werden. Dabei ist im wesentlichen bisher davon ausgegangen worden, die einzelnen Unterwasserfahrzeuge entsprechend den ihnen zugedachten-Aufgaben zu spezialisieren, um mit dem einzelnen Fahrzeug einen möglichst hohen Nutzeffekt zu erzielen. Das bedeutet allerdings gleichzeitig, daß diese Fahrzeuge nur für-die ihnen zugedachten Zwecke benutzbar sind, während sie für andere Aufgaben grundsätzlich nicht brauchbar sind. Das führt selbstverständlich zu einem erheblichen Aufwand an Material und Kosten, wobei für die einzelnen Fahrzeuge immer wieder mit größeren Liegezeiten zu rechnen ist. Es ist daher schon ein-Unterwasserfahrzeug vorgeschlagen worden, das entsprechend seiner Ausbildung für verschiedene Aufgaben universell einsetzbar ist, so daß Liegezeiten praktisch völlig vermieden werden können. Ein solches Fahrzeug benötigt natürlich einen Antrieb, der das Fahrzeug in die Lage versetzt, allen nur denkbaren Anforderungen hinsichtlich seiner Lage und Orientierung nachkommen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine solche Antriebseinheit anzugeben, die eine universelle Beweglichkeit eines derartigen Unterwasserfahrzeugs gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit ist durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Dabei gewährleistet die Verwendung von Elektromotoren als Antriebsaggregate eine weitgehende Unabhängigkeit des Unterwasserfahrzeugs von zusätzlichen Hilfseinheiten, es sei denn, das Unterwasserfahrzeug wird nicht als völlige selbständige Einheit verwendet, sondern über Kabel ferngesteuert. In diesem Falle können die die Elektromotoren mit Strom versorgenden Quellen auch außerhalb des Unter- wasserfahrzeugs angeordnet sein. Für den Fall einer völligen Selbständigkeit des Unterwasserfahrzeugs sind selbstverständlich die erforderlichen Stromquellen an Bord des Fahrzeugs selbst mitzuführen, wobei entsprechend dem Aufbau dieser Fahrzeuge gegebenenfalls ein oder mehrere Module als Träger für Stromquellen verwendet sein können. Vorzugsweise wird eine erfindungsgemäße Antriebseinheit am Ende eines solchen Unterwasserfahrzeugs angeordnet, wobei vorzugsweise sogar an beiden Enden des Unterwasserfahrzeugs je eine untereinander identische Einheit vorgesehen ist.
Je nach der Schwimmlage des Unterwasserfahrzeugs, die, wie das im Patent beschrieben ist, durch geeignete Kombination der einzelnen das Fahrzeug bildenden Module beeinflußbar ist, wirken die Triebwerke der einzelnen Antriebseinheit unterschiedlich. Es ist jedoch prinzipiell davon auszugehen, daß in den meisten Fällen mehrere der Einzeltriebwerke gleichzeitig in Betrieb sind, wobei die Steuerung dieser Triebwerke teils vorprogrammiert sein kann, teils durch Meß- und Steuerelemente, die im Unterwasserfahrzeug selbst mitgeführt werden, beeinflußt sein kann. Dabei ist die Gesamtwirkung einer Antriebseinheit als Vektorsumme der einzelnen Schubvektoren der Triebwerke zu ermitteln. Das bedeutet beispielsweise für eine Bewegung des Unterwasserfahrzeugs in.Richtung seiner Längsachse, daß lediglich die axial angeordneten Triebwerke die Fortbewegung ermöglichen können. Bei Bewegungen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs werden üblicherweise wenigstens zwei Triebwerke erforderlich sein, wobei der resultierende Schub sich aus der Summe der Schubvektoren der in Betrieb befindlichen Triebwerke ergibt.
Aus dieser Betrachtung ergibt sich aber gleichzeitig der Vor--teil der Verwendung von zwei Antriebseinheiten an beiden Enden des Unterwasserfahrzeugs, weil auf diese Art und Weise nicht erwünschte räumliche Bewegungen des Unterwasserfahrzeugs vermieden werden können, wie beispielsweise Drehungen um die eigene Achse oder Änderungen der Schwimmlage, sofern diese nicht erwünscht sind.
Andererseits können derartige, bei reinen Trans2tationsbewegungen nicht erwünschte Bewegungen ausgenutzt werden, um die Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs zu beeinflussen. Die Verwendung von zwei erfindungsgemäßen Antriebseinheiten an einem Unterwasserfahrzeug ermöglicht also räumliche Transflationsbewegungen, wie auch Torsions- und andere Drehbewegungen des Unterwasserfahrzeugs, so daß das Unterwasserfahrzeug tatsächlich jede irgendwann gewünschte Lage einnehmen kann.
In den beigefügten Zeichnungen ist ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Antriebseinheit dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Antriebseinheit, Fig. 2a eine Draufsicht, Fig. 2b einen Schnitt durch die Figur 2a nach der Schnittlinie 11-11 und Fig. 3 ein mit zwei erfindungsgemäßen Antriebseinheiten ausgerüstetes Unterwasserfahrzeug.
Die Antriebseinheit ist in einem aus Rohrprofilen aufgebauten Strukturrahmen 1 angeordnet, der aus zwei ringförmig geformten Trägerrohren 2 und 3, mehreren diese Trägerrohre 2 und 3 in einem vorgegebenen Abstand miteinander verbindenden Stützrohren 4, zwei weiteren zu Ringen kleineren Durchmessers gebogenen Rohren 7 und 8, die durch Streben 5 bzw. 6 mit den Trägerrohren 2 bzw. 3 verbunden sind, besteht. Dieser Strukturrahmen 1 bildet also ein Modul, ähnlich den Modulen, aus denen das Unterwasserfahrzeug selbst besteht. In diesem Strukturrahmen 1 sind um jeweils 1200 gegeneinander versetzle Triebwerke 9, 10 und 11 an drei der Stützrohre 4 befestigt. Die Triebwerke 9, 10 und 11 bestehen jeweils aus einem Elektromotor 15, 16 und 17 zum Antrieb der Propeller 12, 13, 14, die von Kortdüsen 18, 19, 20 umgeben sind. An dem oberen zentralen Ring 7 ist eine weitere Kortdüse 23 befestigt, die als Träger für ein weiteres axial angeordnetes Triebwerk 24 dient, das seinerseits aus dem Elektromotor 22 und dem Propeller 21 besteht.
Die Figuren 2a und 2b zeigen eine gleichartige Antriebseinheit in Draufsicht bzw. als Schnitt durch eine derartige Antriebseinheit. In dem Strukturrahmen 31, der, wie in der Figur 1, aus ringförmigen Trägerohren 32 und 33 bzw. 37 und 38 besteht, wobei die Trägerrohre einerseits durch Streben 34 in dem vorgegebenen Abstand gehalten werden, während die innen und außen liegenden ringförmigen Träger durch Streben 35 bzw. 36 miteinander verbunden sind. An drei um je 1200 voneinander versetzten Stützstreben 34 sind die Kortdüsen 48, 49, 50 befestigt, die ihrerseits über Streben als Träger der Elektromotore 45, 46, 47 dienen, die die Propeller 42, 43 und 44 antreiben. In dem zentralen Träger 37 ist die Kortdüse 53 befestigt, die wiederum als Träger des Elektromotors 52 dient, der den Propeller 51 antreibt.
Der Strukturrahmen 1 ist in nicht näher dargestellter Weise an das Unterwasserfahrzeug ankoppelbar, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Das Unterwasserfahrzeug 60 besteht hier aus den drei Modulen 63, 64, 65, die in Abhängigkeit von der dem Unterwasserfahrzeug übertragenen Aufgabe unterschiedlich ausgerüstet sind. An beiden Enden dieses Unterwasserfahrzeugs 60 sind zwei erfindungsgemäße Antriebseinheiten 61 bzw. 62 angekoppelt.
Leerseite

Claims

Antriebseinheit für Unterwasserfahrzeuge Patentansprüche 1. Antriebseinheit für Unterwasserfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge, die aus mehreren scheibenartig geformten Modulen zusammengesetzt sind, wobei das einzelne Modul entsprechend den Aufgaben des Unterwasserfahrzeugs ausgerüstet ist nach Patent (Patentanmeldung ), dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß in einem aus Rohrprofilen aufgebauten Strukturrahmen (1) mehrere vorzugsweise untereinander gleiche, mit Propellern (12, 14, 42, 43, 44, 21, 51) ausgerüstete Triebwerke derart montiert sind, daß die Richtung ihrer Schubvektoren räumlich gegeneinander versetzt sind.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Strukturrahmen (1) an die Module (63, 64, 65) des Unterwasserfahrzeugs ankoppelbar ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Strukturrahrnen (1) drei Triebwerke (9, 10, 11) um jeweils 1200 gegeneinander versetzt derart rnontiert sind, daß ihre Schubvektoren in einer gemeinsamen Ebene liegen.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch ge -k e n n z e i c h n e t , daß ein viertes Triebwerk (24) in der Achse des Strukturrahmens (1) angeordnet ist, und zwar derart, daß sein Schubvektor auf der von den Schubvektoren der anderen drei Triebwerke aufgespannten Ebene senkrecht steht.
5. Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 9 e k e n n z e i c h n e t , daß die Triebwerke aus durch Elektromotore (15, 16, 17, 22) angetriebenen Propellern (12, 14, 21) mit Kortdüsen (18, 19, 20, 23) bestehen.
6. Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gek e n n z e i c h ne t , daß die Drehrichtung der Propeller (12, 14, 21) umkehrbar ist.
7. Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gek e n n z e i c h ne t , daß die Triebwerke (9, 10, 11, 24) starr an dem Strukturrahmen (1) befestigt sind.
8. Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch 9 e k e n n z e i c h n e t , daß die Triebwerke (9, 10, 11, 24) mindestens teilweise schwenkbar und/oder um einen Durchmesser der Kortdüsen (18, 19, 20, 23) drehbar angeordnet sind.
9. Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gek e n n z e i c h ne t , daß je eine Antriebseinheit an den beiden Enden eines Unterwasserfahrzeugs zueinander spiegelbildlich angeordnet ist.