DE3203456C1 - Schleppfluegel fuer die hydrodynamische Steuerung von Unterwasserapparaten - Google Patents
Schleppfluegel fuer die hydrodynamische Steuerung von UnterwasserapparatenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Schleppflügel
für die hydrodynamische Steuerung von Unterwasserapparaten
- mit Einrichtung zum Anschluß an ein Schleppkabel -,
wobei der Schleppflügel ein Flügelelement und ein Tiefensteuerruder
aufweist, welches Tiefensteuerruder am Abströmende
des Flügelelementes angelenkt und mit einem Steuerwinkel
gegenüber dem Flügelelement verstellbar ist, wobei ferner am
Schleppflügel ein gegenüber seinem Schleppgeschwindigkeitsvektor
gemessener Inklinationswinkel sowie ein Angriffspunkt
für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel proportionalen
hydrodynamischen Kräften definiert sind. - Wird
ein Unterwasserapparat von einem Schleppfahrzeug geschleppt,
so hat das Schleppkabel bekanntlich die Tendenz, sich horizontal
zu stellen. Das geschieht unter dem Einfluß von hydrodynamischen
Kräften, die entgegengesetzt zum Vektor der
Schleppgeschwindigkeit wirken. Wenn eine beachtliche Tiefendifferenz
zwischen dem Schleppfahrzeug und dem geschleppten
Unterwasserapparat eingehalten werden soll, ist es erforderlich,
am Ende des Schleppkabels entsprechende, vertikale Kompensationskräfte
anzubringen. Auftrieb und Gewicht des
Schleppkabels reichen im allgemeinen zur Stabilisierung der
Tiefendifferenz nicht aus.
Im einfachsten Falle erzeugt man die Kompensationskräfte
durch Schwimmer- und/oder Ballastgewichte. So arbeitet man
z. B. bei den "Fischen", die sogenannte Sonare für die Ortung
von U-Booten tragen. Bei hoher Schleppgeschwindigkeit oder
großer Tiefendifferenz ist diese Lösung unbefriedigend,
da zu große Schwimmer bzw. Ballastgewichte erforderlich
werden. Bei unterschiedlicher Schleppgeschwindigkeit kann
eine konstante, stabile Tiefendifferenz nicht eingestellt
werden. Eine Steuerung der Tiefendifferenz auf vorgegebene
Werte sowie eine Seitensteuerung sind nicht möglich.
Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung der Kompensationskräfte
ist durch die (aus der Praxis) bekannten, gattungsgemäßen
Schleppflügel gegeben, die man zusätzlich mit
Ballastgewichten und/oder Schwimmern ausrüsten kann. In
erster Näherung bestimmt der gegen den Schleppgeschwindigkeitsvektor
gemessene Inklinationswinkel (der häufig auch
Anstellwinkel genannt wird) die hydrodynamischen Kräfte.
Durch das Tiefensteuerruder kann man den Schleppflügel und
damit den angeschlossenen Unterwasserapparat auf unterschiedliche
Tiefendifferenz steuern, beispielsweise um eine bestimmte
Höhe über Grund einzuhalten, ohne die Länge des
Schleppkabels zu verändern. Bei den gattungsgemäßen Schleppflügeln
befindet sich die Einrichtung zum Anschluß an das
Schleppkabel anströmseitig vor dem Angriffspunkt für die dem
Inklinationswinkel proportionale Resultierende aus den hydrodynamischen
Kräften. Das bedeutet, daß eine Vergrößerung des
Inklinationswinkels ein rückstellendes Moment erzeugt. Um
einen bestimmten Inklinationswinkel aufrechtzuerhalten, muß
das Tiefensteuerruder mit in bezug auf den Inklinationswinkel
negativem Steuerwinkel eingestellt werden, wodurch eine den
vorgenannten hydrodynamischen Kräften des Flügelelementes entgegengesetzte
Kraft erzeugt wird, die folglich die vorstehend
definierte Kompensationskraft reduziert. Das führt nicht
immer zu kinematisch und dynamisch stabilen Verhältnissen.
Das Verhalten, insbesondere das Stabilitätsverhalten, und die
Wirksamkeit der gattungsgemäßen Schleppflügel ist daher verbesserungsbedürftig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit einem
gattungsgemäßen Schleppflügel erzeugbare Kompensationskraft
zu vergrößern und darüber hinaus insbesondere das Stabilitätsverhalten
sowie die Wirksamkeit des Schleppflügels insgesamt
zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das
Flügelelement gelenkig mit einem Support verbunden ist, der
an dem Schleppkabel befestigt ist,
und zwar an einem Gelenkpunkt, der abströmseitig hinter dem Angriffspunkt für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel proportionalen hydrodynamischen Kräften angeordnet ist,
und daß das Tiefensteuerruder mit dem Support mit Hilfe eines Hebelsystems verbunden ist, welches Hebelsystem bei einer Veränderung des Inklinationswinkels den Steuerwinkel des Tiefensteuerruders gleichsinnig verändert. Ein erfindungsgemäßer Schleppflügel erzeugt gegenüber der bekannten Ausführungsform eine beachtlich verbesserte Kompensationskraft. Er verhält sich in kinematischer und dynamischer Hinsicht erstaunlich stabil. Dazu nutzt die Erfindung die Tatsache, daß das Schleppkabel sehr stark gespannt ist und daher praktisch als starr angesehen werden kann, und daß die Neigung des Schleppkabels gegenüber der Vertikalen bei üblichen Tiefen sehr klein ist sowie als konstant angesehen werden kann. Man erreicht erfindungsgemäß die angegebenen Vorteile ohne wesentliche Vergrößerung des Inklinationswinkels, der ohne Beeinträchtigung der Stabilität ohnehin nicht beliebig vergrößert werden kann. Die Kompensationskraft kann gegenüber einem Schleppflügel bekannter Ausführungsform und gleicher Größe um einen Faktor drei vergrößert werden.
und zwar an einem Gelenkpunkt, der abströmseitig hinter dem Angriffspunkt für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel proportionalen hydrodynamischen Kräften angeordnet ist,
und daß das Tiefensteuerruder mit dem Support mit Hilfe eines Hebelsystems verbunden ist, welches Hebelsystem bei einer Veränderung des Inklinationswinkels den Steuerwinkel des Tiefensteuerruders gleichsinnig verändert. Ein erfindungsgemäßer Schleppflügel erzeugt gegenüber der bekannten Ausführungsform eine beachtlich verbesserte Kompensationskraft. Er verhält sich in kinematischer und dynamischer Hinsicht erstaunlich stabil. Dazu nutzt die Erfindung die Tatsache, daß das Schleppkabel sehr stark gespannt ist und daher praktisch als starr angesehen werden kann, und daß die Neigung des Schleppkabels gegenüber der Vertikalen bei üblichen Tiefen sehr klein ist sowie als konstant angesehen werden kann. Man erreicht erfindungsgemäß die angegebenen Vorteile ohne wesentliche Vergrößerung des Inklinationswinkels, der ohne Beeinträchtigung der Stabilität ohnehin nicht beliebig vergrößert werden kann. Die Kompensationskraft kann gegenüber einem Schleppflügel bekannter Ausführungsform und gleicher Größe um einen Faktor drei vergrößert werden.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene
Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist
eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß das Hebelsystem zusätzlich ein Steuerorgan
aufweist, und daß mit dem Steuerorgan der Steuerwinkel
des Tiefensteuerruders unabhängig vom Inklinationswinkel
des Flügelelementes einstellbar ist. Das Hebelsystem weist
zweckmäßigerweise einen Lenker auf, der mit einem Ende an
einem Arm des Supports gelenkig angeschlossen und der mit
dem anderen Ende gelenkig an Lagerwangen des Tiefensteuerruders
befestigt ist. Das Steuerorgan ist zum Beispiel als
Stelltrieb ausgeführt, der in den Lenker eingebaut ist und mit
dem der Lenker längenveränderbar ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß
das Tiefensteuerruder aus zwei Halbrudern aufgebaut ist, die
durch selbständige Hebelsysteme an den Support angeschlossen
sind, wobei die selbständigen Hebelsysteme mit eigenen Steuerorganen
versehen sind. Mit solchen Tiefenrudern, backbord
und steuerbord, deren Steuerwinkel unabhängig voneinander
eingestellt werden kann, kann man erreichen, daß sich der
Schleppflügel und damit der Unterwasserapparat in bezug auf
den Geschwindigkeitsvektor des Schleppfahrzeuges seitlich
verlagert sowie einer bestimmten Bahn folgt, und zwar trotz
der Störungen, die ein nicht gleichmäßig fahrendes Schleppfahrzeug
erzeugt, trotz seitlicher Ausscherung des Schleppfahrzeuges,
trotz infolge angeschlossener Unterwasserapparate
dissymmetrischer Flügelelemente und trotz des Kabelanschlusses.
Das Flügelelement kann grundsätzlich die verschiedensten
Profile aufweisen, wie sie beispielsweise auch bei Tragflügeln
für Luftfahrzeuge üblich sind (z. B. nach Kutta-
Joukowski). Durch besondere Stabilität in kinematischer Hinsicht
und dynamischer Hinsicht sowie durch große Kompensationskraft
ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Flügelelement ein Hochauftriebsprofil
besitzt. Die Tiefensteueruder können gleichsam
als Spaltflügel ausgeführt sein. Symmetrische Profilformen
sind im Rahmen der Erfindung zwar auch möglich, empfehlen
sich jedoch weniger als die vorgenannten. Wie bereits
erwähnt, sind an dem Schleppflügel die Unterwasserapparate
zu befestigen.
Ein erfindungsgemäßer Schleppflügel kann überall dort eingesetzt
werden, wo er mit vorgegebener Tiefendifferenz gegenüber
dem Schleppfahrzeug arbeiten soll. Er kann durch ein
U-Boot oder durch ein Überwasserschiff geschleppt werden.
Er trägt einen Unterwasserapparat, der beispielsweise eingerichtet
ist, um ozeanologische Untersuchungen oder aber
Detektionen auf optischer, elektromagnetischer, akustischer
oder seismischer Basis durchzuführen. Der erfindungsgemäße
Schleppflügel ist insbesondere dort interessant, wo bei vorgegebener
Tiefendifferenz infolge der Schleppgeschwindigkeit
und infolge des Durchmessers des Schleppkabels große Kräfte
aufgebracht werden müssen, um die Tiefendifferenz zu halten.
Schwere Ballastgewichte oder große Schwimmer sind nicht erforderlich.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schleppflügel, der von einem
Schiff gezogen wird,
Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab perspektivisch
den Schleppflügel aus dem Gegenstand nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 2, die
Struktur und Funktion erläutert,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der
Fig. 3,
Fig. 5 und 6 Rückansichten einerseits eines bekannten
Schleppflügels (Fig. 5) und andererseits eines erfindungsgemäßen
Schleppflügels (Fig. 6), und zwar
bei seitlicher Auslenkung des Schleppflügels,
Fig. 7 und 8 eine der Fig. 3 entsprechende Seitenansicht
eines erfindungsgemäßen Schleppflügels (Fig. 7) und
eines bekannten Schleppflügels (Fig. 8) zum Zwecke
der Erläuterung der Unterschiede.
In Fig. 1 erkennt man ein Schiff 1, welches mit einem
Hamen 2 versehen ist. Über den Hamen ist ein Schleppkabel 3
abspulbar, welches wegen des Schleppflügels 4, der an das
Ende des Schleppkabels 3 angeschlossen ist, wie dargestellt,
im Bogen nach unten weist. Der Schleppflügel 4 besteht im
wesentlichen aus einem Flügelelement 6, welches seitliche
Wangen 5 aufweist, und aus einem Tiefensteuerruder 7, welches
im Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2) in zwei Halbruder
7a und 7b an Backbordseite und an Steuerbordseite aufgelöst
ist, die unabhängig voneinander sind. Dieses gleichsam
doppelte Tiefensteuerruder 7 ist am Abströmende des Flügelelementes
6 angelenkt und kann um eine Achse C schwenken,
die parallel zur Anströmkante des Flügelelementes 6 verläuft.
Das Schleppkabel 3 ist an dem Schleppflügel 4 mit Hilfe
eines Supports 8 befestigt, der durch eine starre mechanische
Zwinge am Ende des Schleppkabels 3 gebildet ist und der um
eine Achse A an einem Lagerelement 9 des Flügelelementes
schwenkbar ist. Zur Vermeidung von Mißverständnissen sei
bemerkt, daß zum Schleppkabel 3 ein Transmissionskabel 10
gehört, welches die Übertragung von Energie, von Informationen
und Kommandos zwischen dem Schiff 1 und dem Schleppflügel
4 bzw. den nicht gezeichneten Unterwasserapparaten,
die angeschlossen sind, besorgt, wobei über dieses Transmissionskabel
10 der Unterwasserapparat auch beobachtet und
vermessen werden kann.
Die Fig. 3 zeigt, wie die Betätigung des Tiefensteuerruders 7
erfolgt. Die Betätigung erfolgt mit Hilfe eines Hebelsystems
11, 12, 13, welches im Ausführungsbeispiel aus einem Lenker
11 besteht, der einerseits an dem Lagerelement 12 gelagert
ist, welches sich auf dem Tiefensteuerruder 7 befindet, und
der andererseits an einen Arm 13 angeschlossen ist, der den
Support 8 über seine Gelenkachse A hinaus verlängert. Man
verifiziert ohne Schwierigkeiten, daß bei der erfindungsgemäßen
Ausführungsform des Schleppflügels 4 bei einer Veränderung
des Inklinationswinkels i des Flügelelementes der
Steuerwinkel β des Tiefensteuerruders 7 gleichsinnig sich
verändert. Bezeichnet α den Winkel, den das Flügelelement 6
mit einer Senkrechten D auf die Richtung des Supports 8 bildet,
so kann man eine Druckrate τ des Tiefensteuerruders
definieren, die bei kleinen Schwenkwinkeln des Tiefensteuerruders
praktisch konstant bleibt: τ=Δβ/Δα = AB/BC. Dabei
bezeichnet B das momentane Zentrum der Schwenkung des Tiefensteuerruders
7, welches Zentrum an der Schnittlinie des
Lenkers 11 mit der Geraden AC liegt. Die Druckrate τ ist
positiv. In dem Fall der Fig. 3 ist AB=BC und τ=1.
Im übrigen ist der Gelenkpunkt A, mit dem das Aggregat an
dem Schleppkabel 3 aufgehängt ist, abströmseitig hinter dem
Angriffspunkt F₁ für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel
i proportionalen hydrodynamischen Kräften des
Flügelelementes 6, 7 angeordnet. Diese Resultierende Z₁ der
hydrodynamischen Kräfte ist, wie erwähnt, proportional dem
Inklinationswinkel i des Flügelelementes 6. Der Punkt F₁
liegt in einem Abstand von der Abströmkante des Flügelelementes
6, der etwa 25% der Sehnenlänge l entspricht.
Wie in der Fig. 4 dargestellt, ist das Strömungsprofil des
Flügelelementes 6 ein dissymmetrisches hypersustentatives
tragflügelähnliches Profil. Die Fig. 4 zeigt außerdem einen
Stelltrieb 14, der in den Lenker 11 eingebaut ist. Dieser
Stelltrieb 14, der vorzugsweise als elektrischer Stelltrieb
ausgeführt ist, erlaubt es, die Länge des Lenkers 11 zu verändern
und auf diese Weise den Steuerwinkel β des Tiefensteuerruders
7 unabhängig vom Inklinationswinkel i einzustellen.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist der
Lenker 11 gleichsam in zwei selbständige Lenker 11a, 11b
aufgelöst, die mit Halbrudern 7a, 7b verbunden sind. Diese
Lenker 11a, 11b steuern die Einstellung der Halbruder 7a, 7b
in Abhängigkeit vom Inklinationswinkel i des Flügelelementes
6. Sie sind aber zusätzlich mit den Stelltrieben 14a, 14b
ausgerüstet, wodurch die Halbruder 7a, 7b zusätzlich verstellt
bzw. geschwenkt werden können. Das kann insbesondere
so vorgenommen werden, daß die Steuerwinkel der beiden Halbruder
7a, 7b unterschiedliche sind, so daß dem Schleppflügel
4 gleichsam eine schlingernde oder rollende Bewegung verliehen
wird. Eine solche differentielle Steuerung der Halbruder
7a, 7b erlaubt es folglich, ein hydrodynamisches Auslenkmoment
zu erzeugen, wie man dieses auch bei Trimmflügeln
von Flugzeugen kennt. Man kann auf diese Weise, ohne
andere Vorrichtungen, eine seitliche Auslenkung des Schleppflügels
4 gegenüber der Achse 15 des schleppenden Schiffes
erzeugen. Wenn die Amplitude dieser Auslenkung nicht sehr
viel kleiner ist als die Tiefendifferenz zwischen dem Schleppflügel
4 und dem schleppenden Schiff 1, so führt die seitliche
Auslenkung zu einer erheblichen Neigung des Schleppflügels
4 im Sinne einer Schlingerauslenkung (Fig. 5). Nimmt
man beispielsweise an, daß die seitliche Auslenkung zu einer
Neigung des Schleppkabels 3 von 35° führt (in Rückansicht
betrachtet), so möge das Schleppkabel 3 unter dem Einfluß
einer Schleppkraft T stehen. Ist der Schleppflügel von bekannter
Art (vgl. Fig. 8), so muß er sich um 35° neigen,
damit sich das gewollte hydrodynamische Verhalten einstellt.
Eine derartige Neigung ist jedoch oft unzulässig, weil angeschlossene
Unterwasserapparate eine derartige Schrägstellung
nicht erlauben. Bei einem erfindungsgemäßen Schleppflügel 4
kann diese seitliche Schrägstellung sehr stark reduziert
werden, wozu auf Fig. 6 verwiesen wird. Beispielsweise kann
der Winkel der Schrägstellung um 10° reduziert werden, indem
man dem Schleppflügel 4 eine Auftriebskraft F = 2,43 T
und eine hydrodynamische Resultierende H = 3,30 T verleiht.
Man kann auf diese Weise auch wirksam den Weg des Schleppflügels
4 lenken und kontrollieren, sei es, um den Schleppflügel
4 exakt in der vertikalen Ebene 15 zu halten, die durch
das Schiff 1 definiert ist, sei es, um den Schleppflügel 4
einen wellenförmigen Weg beschreiben zu lassen, der beispielsweise
der Spur einer Pipeline folgt, wobei ein seitliches
Ausscheren des schleppenden Schiffes 1 nicht stört.
Die Fig. 7 und 8 erlauben es, die Struktur und das Funktioneren
des erfindungsgemäßen Schleppflügels 4 und einer bekannten
Ausführungsform 104 zu vergleichen. Aus Stabilitätsgründen
liegt, wie Fig. 8 zeigt, bei dem bekannten
Schleppflügel 104 der Angriffspunkt F₁ für die Resultierende
Z₁ aus den dem Inklinationswinkel proportionalen hydrodynamischen
Kräften abströmseitig hinter dem Anschlußpunkt A des
Schleppkabels 3. Offenbar muß man dem Tiefensteuerruder 7
einen Steuerwinkel β′ verleihen, der negativ ist, wenn der
Inklinationswinkel i positiv ist, um eine Kraft Z₂ zu erzeugen,
die proportional diesem Steuerwinkel ist und die
bei F₂ angreift (Angriffspunkt der Resultierenden der hydrodynamischen
Kräfte, die proportional dem Steuerwinkel β
des Tiefensteuerruders 7 ist). Diese Kraft Z₂ ist negativ,
d. h. sie hat die um entgegengesetzte Richtung wie die
Resultierende Z₁ und reduziert folglich die Kompensationskraft.
Ganz anders sind die Verhältnisse bei der erfindungsgemäßen
Ausführungsform, wie Fig. 7 verdeutlicht. Der erfindungsgemäße
Schleppflügel 4 erlaubt es, wegen der Lage des
Angriffspunktes F₁ vor dem Gelenkpunkt A (und nicht mehr dahinter),
das Vorzeigen des Steuerwinkels umzukehren, so daß
mit einem positiven Steuerwinkel β gearbeitet wird und auch
eine positive Kraft Z₂ entsteht, die sich zu der Kraft Z₁
addiert und so die Kompensationskraft vergrößert. Darüber
hinaus reduziert sich der Winkel γ, der zwischen der Vertikalen
und dem Schleppkabel 3 in der Nähe des Flügelelementes
6 gebildet ist, wodurch sich die Tiefendifferenz bei vorgegebener
Kabellänge vergrößern läßt.
Beispielsweise möge ein Schleppflügel 4 nach der Erfindung
durch die folgenden Hauptparameter definiert sein
(vgl. Fig. 3):
NF₁|= 25% | |
NF₂ | = 52,5% |
a | = 9% |
b | = 40% |
AG | = 82% |
alles bezogen auf die Länge l des Schleppflügels. G möge
das Auftriebszentrum bezeichnen, welches sich auf der durch
A führenden Senkrechten des Flügelelementes 6 befindet. Der
Auftrieb mag 500 N betragen. Für eine Geschwindigkeit V
von 6 Knoten (d. h. ungefähr 11 Stundenkilometern) ergibt
sich die Zugkraft, die in dem Schleppkabel 3 wirkt, zu etwa
24 600 N, und zwar wenn der Inklinationswinkel i etwa
21° beträgt, wobei die Druckrate τ etwa bei 1 liegt. Demgegenüber
ergibt sich bei einer bekannten Vorrichtung mit
gleichem Auftrieb und gleichem Inklinationswinkel für die
Schleppkraft ein Wert, der unter 7600 N liegt. Diese Zahlen
erlauben es, sich eine Vorstellung über den beachtlichen
Unterschied zwischen dem bekannten Schleppflügel und dem
erfindungsgemäßen Schleppflügel zu machen, welcher Unterschied
hauptsächlich auf der Tatsache beruht, daß bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung das Tiefensteuerruder 7 bei
einer Veränderung des Inklinationswinkels i des Flügelelementes
6 sich mit gleichsinnigem Steuerwinkel β verändert.
Ein erfindungsgemäßer Schleppflügel 4 kann je nach der Tiefe,
in der er arbeiten soll, hohl oder auch massiv ausgeführt
sein. Er kann auch durch Kunststoffschaum, Porenmörtel oder
kleine Glaskugeln ausgefüllt sein. Eine Ausfüllung mit solchen
dielektrischen Materialien ist außerdem vorteilhaft für
elektromagnetische Apparate, die sich an Bord des Schleppflügels
4 befinden. Diese Unterwasserapparate bilden gleichsam
die Nutzlast des Schleppflügels 4 und können in dem erwähnten
Kunststoffschaum eingebettet oder auch von dichten
Behältern umgeben sein, die ihrerseits in den Kunststoffschaum
eingebettet und in oder an dem Schleppflügel 4 befestigt
sind. Man kann den erfindungsgemäßen Schleppflügel 4,
je nach den Einsatzfällen, mit Tiefenmessern und Detektoren,
ausrüsten, die mit der Steuerung des Schleppflügels 4 zusammenarbeiten.
Der Schleppflügel 4 kann manuell von dem Schleppfahrzeug
1 oder auch automatisch gesteuert werden. Die
Steuerorgane ebenso wie die Unterwasserapparate sind vorzugsweise
im Flügelelement selbst untergebracht oder in daran
angeschlossenen Seitenwangen.
Wie bereits erwähnt, kann der Schleppflügel 4 von einem Über
wasserschiff 1 oder von einem U-Boot geschleppt werden. Im
letzteren Falle kann er auch so gesteuert werden, daß er
in einer Wassertiefe arbeitet, die geringer ist, als die
Tauchtiefe des U-Bootes. In diesem Falle orientiert sich
das Schleppkabel 3 zur Oberfläche hin, so daß die Tiefendifferenz
gleichsam invers zwischen dem tieftauchenden
U-Boot und dem Schleppflügel 4 zu messen ist.
Claims (7)
1. Schleppflügel für die hydrodynamische Steuerung von Unterwasser
apparaten - mit Einrichtung zum Anschluß an ein Schleppkabel,
wobei der Schleppflügel ein Flügelelement und ein Tiefensteuerruder
aufweist, welches Tiefensteuerruder am Abströmende
des Flügelelementes angelenkt und mit einem Steuerwinkel gegenüber
dem Flügelelement verstellbar ist, wobei ferner am
Schleppflügel ein gegenüber seinem Schleppgeschwindigkeitsvektor
gemessener Inklinationswinkel sowie ein Angriffspunkt
für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel proportionalen
hydrodynamischen Kräften definiert sind, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flügelelement
(6) gelenkig mit einem Support (8) verbunden ist, der
an dem Schleppkabel (3) befestigt ist,
und zwar an einem Gelenkpunkt (A), der abströmseitig hinter dem Angriffspunkt (F₁) für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel (i) proportionalen hydrodynamischen Kräften angeordnet ist,
und daß das Tiefensteuerruder (7) mit dem Support (8) mit Hilfe eines Hebelsystems (11, 12, 13) verbunden ist, welches Hebelsystem (11, 12, 13) bei einer Veränderung des Inklinationswinkels (i) den Steuerwinkel (β) des Tiefensteuerruders (7) gleichsinnig verändert.
und zwar an einem Gelenkpunkt (A), der abströmseitig hinter dem Angriffspunkt (F₁) für die Resultierende aus den dem Inklinationswinkel (i) proportionalen hydrodynamischen Kräften angeordnet ist,
und daß das Tiefensteuerruder (7) mit dem Support (8) mit Hilfe eines Hebelsystems (11, 12, 13) verbunden ist, welches Hebelsystem (11, 12, 13) bei einer Veränderung des Inklinationswinkels (i) den Steuerwinkel (β) des Tiefensteuerruders (7) gleichsinnig verändert.
2. Schleppflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Hebelsystem (11, 12, 13) zusätzlich ein Steuerorgan (14)
aufweist und daß mit dem Steuerorgan (14) der Steuerwinkel (β)
des Tiefensteuerruders (7) unabhängig vom Inklinationswinkel
(i) einstellbar ist.
3. Schleppflügel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hebelsystem (11, 12, 13) einen
Lenker (11) aufweist, der mit einem Ende an einem Arm (13)
des Supportes (8) gelenkig angeschlossen ist, und der mit dem
anderen Ende gelenkig an Lagerwangen (12) des Tiefensteuerruders
(7) befestigt ist.
4. Schleppflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (14) als Stelltrieb ausgeführt
ist, welcher in den Lenker (11) eingebaut ist und
mit dem der Lenker (11) längenverstellbar ist.
5. Schleppflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Tiefensteuerruder (7) aus zwei Halbrudern
(7a, 7b) aufgebaut ist, die durch selbständige Hebelsysteme
(11a, 11b) an den Support (8) angeschlossen sind,
wobei die selbständigen Hebelsysteme (11a, 11b) mit eigenen
Steuerorganen (14a, 14b) versehen sind.
6. Schleppflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flügelelement (6) ein Hochauftriebsprofil
aufweist.
7. Schleppflügel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Schleppflügel (6, 7) die Unterwasserapparate
befestigbar sind.
Applications Claiming Priority (1)
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