DE3316005C2

DE3316005C2 - Anordnung zur Fernräumung von auf Magnetfelder empfindliche Minen

Info

Publication number: DE3316005C2
Application number: DE3316005A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 2105 Seevetal Bornhöfft; Gerhard Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Trenkler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Priority date: 1983-05-03
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1987-04-09
Also published as: US4562789A; DE3316005A1; EP0125180B1; EP0125180A1

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Anordnung zur Fernräumung von Minen mit auf magnetische Felder empfindlichen Zündsystemen, die in einen auf oder unterhalb der Meeresoberfläche sich bewegenden fernlenkbaren Schwimmkörper mit eigenem Antrieb eingebaut sind. Um den relativ hohen Energieverbrauch bisheriger Räumsysteme herabzusetzen und damit lange Missionszeiten zu erreichen, wird das magnetische Feld durch eine Mehrzahl von Permanentmagneten (8) erzeugt, welche einzeln oder in Gruppen so steuerbar sind, daß aufgrund des sich dabei ändernden Verlaufs der magnetischen Felder Minen mit unterschiedlichen Magnetzündern räumbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zur Fernräumung von Minen, welche sich unterhalb der Meeresoberfläche befinden, werden Räumanordnungen in Form von geschleppten stromtragenden Elektroden der Leitungsschleifen verwendet.
Die Energieversorgung für die Räumanordnungen erfolgt durch Generatoren an Bord von bemannten Räumfahrzeugen und über Schleppkabel.
Diese Fahrzeuge, die normalerweise im Verband fahren, dienen zum Räumen von magnetischen und/oder akustischen Minen, wie in der DE-PS 20 14 623 beschrieben wird. Die Feldwicklung des Generators wird von einem elektrischen Signalgeber zur Vorgabe eines Räumprogrammes in Form von verschiedenartigen Signalen über ein Stellglied gesteuert.
Es ist auch bekannt, Stäbe in selbstfahrenden, fernlenkbaren Überwasserfahrzeugen unterzubringen, in denen sich auch die Generatoren zur Erzeugung des Räumstromes befinden. Hierzu wird auf die DE-PS 9 78 056 verwiesen, nach der das Räumfahrzeug als schwimmfähiger zylindrischer Druckkörper ausgebildet ist, der von stromdurchflossenen Windungen umgeben ist. Der Druckkörper nimmt die Energieerzeuger für den Antrieb, das magnetische Feld und die Schallwelle auf. Ein oder mehrere dieser Schwimmkörper werden durch ein bemanntes Mutterschiff ferngelenkt.
Allen genannten Anordnungen gemeinsam ist, daß das magnetische Räumfeld elektromagnetisch erzeugt wird und bei hohen Räumleistungen ein großer Energieverbrauch auftritt, der die Einsatzzeit sehr stark einschränkt und dadurch eine schnelle Räumung großer Flächen verhindert. Weiterhin ist den Anordnungen gemeinsam, daß das Fernfeld und z. T. sogar das Nahfeld in guter Näherung als homogen angesehen werden kann. Dadurch sind diese Anordnungen zur Räumung von Minen mit magnetischem Differenzfeld- oder Gradientenzündsystem nicht brauchbar, bzw. werden zerstört, wenn die Mine im Nahfeld einen ausreichend hohen Gradienten angeboten bekommt, wie bei der Anordnung mit magnetisierbarem Stab.
Es sind auch Räumanordnungen mit Permanentmagneten bekannt. Eine Anordnung ist in der US-PS 42 20 108 beschrieben. Hierin speist ein Synchrongenerator im Räumfahrzeug über eine elektrische Leitung einen Synchronmotor im nachgeschleppten Schwimmkörper, der einen Permanentmagneten kursabhängig in Drehschwingungen versetzt.
Eine andere bekannte Räumeinrichtung, z. B. nach der US-PS 38 26 215, besteht darin, daß ein zylindrischer Hohlkörper so magnetisiert wird, daß magnetische Pole an den Enden entstehen. Zur Erzeugung eines Auftriebs wird der Hohlkörper mit einem Schaumstoff ausgefüllt. Der Hohlkörper wird von einem Fahrzeug, beispielsweise einem Hubschrauber, durch das Wasser geschleppt.
Ferner ist ein Schwimmkörper nach der EP-00 83 166 zu erwähnen, bei dem zur Erzeugung des magnetischen Feldes ein Permanentmagnet in ein weichmagnetisches Verteilerelement eingebettet ist, um den magnetischen Fluß zu lenken.
Schließlich sind Seltenerden zur Herstellung von Permanentmagneten mit hoher Koerzitiv-Feldstärke aus der VDI-Zeitschrift 1970, Seite 365, bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Fernräumung von auf magnetische Felder empfindliche Minen zu schaffen, welche auch zur Fernräumung von Differenzfeld- bzw. Gradientenminen geeignet ist und welche durch minimalen Energieverbrauch lange Missionszeiten erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
Da bei dieser Art von Räumgerät aufwendige Energiequellen entbehrlich sind, ist der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung darin zu sehen, daß für die Herstellung des Gerätes geringe Kosten anfallen und insbesondere alle Kenntnisse über Herstellung und Betrieb von Torpedos nutzbar gemacht werden können.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein torpedoähnliches Räumfahrzeug und
Fig. 2 zwei verschiedene Ansichten eines der Felderzeugung dienenden Permanentmagneten.
Der torpedoähnliche Schwimmkörper 3 nach Fig. 1 zum Unterwassereinsatz besitzt neben der üblichen Sonar- und Steuerungssektion 4 sowie Antriebssektion 6 eine Räumsektion 5, in welcher sich eine Reihe scheibenförmiger Permanentmagnete 8 befindet. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind diese um eine Achse 10 in einer zylindrischen Hülle 7 drehbar gelagert und können durch einen fernsteuerbaren Motor mit Getriebe 9 in jede Winkelposition gedreht werden. In Fig. 2b ist der Permanentmagnet 8 mit der Richtung der Magnetisierung dargestellt.
Für die Einstellung eines durch einen magnetischen Dipol erzeugten Räumfeldes werden alle Permanentmagneten 8 so gedreht, daß die Richtung der Flächennormalen mit der Achse des Schwimmkörpers 3 übereinstimmt und die Richtung der Magnetisierung gleich ist. Das dann erzeugte Räumfeld H _PD ergibt sich in guter Näherung zu °=c:80&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz7&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Hierin ist M die Magnetisierung der scheibenförmigen Permanentmagneten 8, m das magnetische Moment eines Dipols, r der Abstand zum Aufpunkt P, a der Durchmesser und d die Dicke der Scheiben. Um einen stärkeren Feldgradienten in größeren Entfernungen zu erhalten, wie es beispielsweise zur Räumung von Gradientenminen zweckmäßig ist, wird durch Umkehrung der Richtung der Hälfte der Permanentmagneten 8 ein Doppel-Dipolfeld erzeugt (s. Fig. 1). Das resultierende magnetische Feld H _Pr ergibt sich dann zu °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Im allgemeinsten Falle kann jede beliebige Winkelstellung der Permanentmagnete eingestellt werden, so daß sich dafür das magnetische Feld in nicht zu kleinem Abstand zu °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;abschätzen läßt. Um beim Transport des Schwimmkörpers 3 den Träger nicht zu gefährden, werden die Permanentmagneten 8 mit ihren Flächennormalen senkrecht zur Schwimmkörperachse gedreht, wobei die Magnetisierungsrichtungen alternierend sich um jeweils 180° drehen. Man erhält dann ein resultierendes Feld, welches mit °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;sehr schnell abklingt, so daß schon in geringer Entfernung die Feldströmung vernachlässigbar klein bleibt.
Wenn besondere Räumaufgaben eine zeitliche Veränderung des Verlaufs verlangen, so kann durch eine Fern- oder Programm- Eigensteuerung der Winkel der Permanentmagneten 8 gegenüber der Längsachse des Schwimmkörpers 3 in geeigneter Weise zeitlich geändert werden.
Darüber hinaus kann dem Schwimmkörper 3 ein Räumprogramm eingegeben werden, welches selbsttätig abgefahren wird. Am Ende des Programms kehrt der Schwimmkörper 3 selbständig zu einem Trägerfahrzeug zurück.
Als Magnetmaterial können nur Materialien mit ausreichend hoher Koerzitiv-Feldstärke eingesetzt werden, um eine Entmagnetisierung bei Drehung der Permanentmagneten 8 zu verhindern. Von den zur Zeit bekannten Werkstoffen sind insbesondere Magnetmaterialien mit Seltenerden geeignet. Bei solchen auf Ferritbasis ist wegen der geringen Sättigungsflußdichte die Räumentfernung geringer.
Für den Antrieb des Schwimmkörpers 3 können alle aus der Torpedoantriebstechnik bekannten Systeme wie Elektro-, Dieselantrieb usw. eingesetzt werden.
Insbesondere kann der Schwimmkörper 3 mit einem Drehstrommotor ausgerüstet sein, der über ein vom Trägerfahrzeug und vom Schwimmkörper 3 abgespultes Drehstromkabel mit der erforderlichen Leistung versorgt wird. Dieses Kabel kann zugleich einen Draht- oder einen optischen Lichtleiter zur Übertragung von Fernlenksignalen enthalten.
Zur Räumung akustisch empfindlicher Minen kann der Schwimmkörper 3 weiterhin einen Schallerzeuger enthalten oder nachschleppen, der ein schiffsspezifisches Frequenzspektrum ausstrahlt.
In der Sonar- und Steuereinheit 4 können zusätzlich Meßeinrichtungen für Magnetfelder vorgesehen sein.

Claims

1. Anordnung zur Fernräumung von Minen mit auf magnetische Felder empfindlichen Zündsystemen unter Verwendung von auf oder unterhalb der Meeresoberfläche sich bewegenden Schwimmkörpern, welche zur Erzeugung der magnetischen Felder Permanentmagnete aufweisen, deren Lage innerhalb des Schwimmkörpers während des Räumvorganges veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (3) mit eigenem Antrieb versehen und fernlenkbar ist, daß das zur Räumung notwendige magnetische Feld durch eine Mehrzahl von Permanentmagneten (8) erzeugt wird, welche einzeln oder in Gruppen so steuerbar sind, daß aufgrund des sich dabei ändernden Verlaufs der magnetischen Felder Minen mit unterschiedlichen Magnetzündern räumbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Permanentmagnete (8) Materialkombinationen mit Seltenerden benutzt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (8) Scheibenform besitzen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der einzelnen Permanentmagnete (8) durch Programm- oder Fernsteuerung änderbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsänderung der Permanentmagnete (8) während der Räumung möglich ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (3) eine Meßeinrichtung für Magnetfelder enthält.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (3) über Draht oder optische Lichtleiter ferngelenkt wird.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (3) ein vorher eingegebenes Räumprogramm selbsttätig ausführt und nach Beendigung des Programms zum Trägerfahrzeug selbsttätig zurückkehrt.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Schwimmkörpers (3) durch einen Drehstrommotor mit veränderbarer Frequenz erfolgt, wobei die erforderliche elektrische Leistung auf dem Mutterschiff erzeugt und über ein vom Schwimmkörper (3) und vom Mutterschiff ausgespultes Drehstromkabel zum Schwimmkörper (3) übertragen wird.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (3) zusätzlich ein Räumgerät für Akustikminen enthält oder nachschleppt.

11. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (8) außerhalb der Räummission so gesteuert sind, daß das äußere Magnetfeld ein Minimum ist.