DE3322324A1 - Stabilisierte, schlepp- oder verankerungsfaehige unterwasservorrichtung - Google Patents
Stabilisierte, schlepp- oder verankerungsfaehige unterwasservorrichtungInfo
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Description
PRINZ, BUNKE & PARTNER
Patentanwälte - ■; -Euroq;ea[iZP.aten'i.Attorneys ο ο ο ο ^j ^ /
München:.. .:. *,.".".-"Stuttgart-"
21. Juni 1983
Plessey Overseas Limited
Vicarage Lane
Vicarage Lane
Ilford, Essex IG1 4AQ /England
Unser Zeichen: P 2484
Stabilisierte, schlepp- oder verankerungsfähige Unterwasservorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine stabilisierte Unterwasservorrichtung,
die geschleppt oder verankert werden kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine
solche stabilisierte, schlepp- oder verankerungsfähige Unterwasservorrichtung, die einen zylindrischen Körper
aufweist.
Schlepp- oder verankerungsfähige Unterwasservorrichtungen
mit zylindrischen Körper sind bekannt. Ein zylindrischer Körper wird verwendet, weil er leicht zu bauen ist und
aufgrund seiner Form dem hydrostatischen Druck widerstehen kann. Die zylindrische Form findet sich üblicherweise bei
Schwimmkörpern wie geschleppten Körpern, Sonobojen, verankerten Bojen sowie bei verankerten und geschleppten,
unter der Wasseroberfläche befindlichen Schwimmern. Ferner ist bekannt, daß aufgehängte oder verankerte zylindrisch
geformte Körper zwei grundlegende Arten von instabilen Be-
Schw/bl
wegungen in einer Wasserströmung erfahren. Typischerweise sind dies folgende Bewegungen:
(1) Pendelartige/ seitliche Abschleppschwingungen am
Schlepptau zusammen mit Schlinger- und Gierschwingungen der gleichen Frequenz.
(2) Die Auswirkungen der Wirbelablösung von der breiten Form, die die natürliche Schlingerbewegung des Körpers
um einen inneren Punkt anregen kann.
Die pendelartigen seitlichen Abschleppschwingungen, auf
die oben unter (1) Bezug genommen wurde, werden durch kleine Unsymmetrien oder Herstellungstoleranzen eingeführt,
z.B. Toleranzen bezüglich des Schwerpunkts oder bezüglich Verschiebungen des Schleppunkts gegenüber der
Körperlängsachse. Dies führt zu einer Eigeninstabilität des geschleppten oder verankerten Körpers in der Wasserströmung.
Die instabile Bewegung wird mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit heftiger, was im Falle eines
geschleppten Körpers die maximale Schleppgeschwindigkeit begrenzt. Für andere Körper, beispielsweise Sonobojen
oder unter der Wasseroberfläche angebrachte Schwimmer, haben diese Instabilitäten Auswirkungen auf interne Sensoren,
und sie verschlechtern die Leistungsfähigkeit, Bei einer in einem Fluß oder im Gezeitenstrom verankerten
Boje verursachen die pendeiförmigen seitlichen Abschleppschwingungen eine Abnutzung der Verankerungskette,
und die Bojenbewegung kann eine Gefahr für Schiffe darstellen.
Die Auswirkungen der Wirbelablösung von der breiten Form, die oben bei (2) angesprochen sind, werden von
der als Kärmänsche Wirbelstraße bekannten Erscheinung
verursacht. Dies bedeutet, daß schwankende Strömungen um den Körper zu einer schwingenden Seitenkraft führen.
Bei starren Strukturen, beispielsweise bei Kaminen und Säulen, nimmt die Frequenz allgemein mit der Geschwindig-
keit zu. Im Falle eines freien Körpers hat diese Strömungserscheinung
jedoch die starke Tendenz, sich an die natürliche Schlingerbewegungsfrequenz des Körpers anzupassen.
Mit Hilfe der Erfindung soll eine stabilisierte, schlepp-
oder verankerungsfähige Unterwasservorrichtung geschaffen werden, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht
vorhanden oder reduziert sind.
Nach der Erfindung ist eine stabilisierte, schlepp- oder verankerungsfähige Unterwasservorrichtung mit einem
zylindrischen Körper, der mit wenigstens zwei Stabilisatoren versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stabilisatoren länglich ausgestaltet sind, so daß sie sich über einen Hauptabschnitt der Länge der Vorrichtung
erstrecken, plattenartig ausgebildet sind, in einer im wesentlichen parallel zur Oberfläche des zylindrischen
Körpers liegenden Ebene verlaufen und einen Abstand zur angrenzenden Oberfläche des zylindrischen Körpers einhalten.
Vorteilhafterweise ist der zylindrische Körper mit kuppelartig
gewölbten Enden versehen.
Die Unterwasservorrichtung ist beispielsweise an einem der gewölbten Enden mit Schleppmitteln versehen. Die
Schleppmittel können eine Schleppöse oder ein Schleppbügel sein. Der Schleppbügel kann an dem zylindrischen
Körper drehbar gelagert sein.
Es können Abstandsmittel vorgesehen werden, die die Stabilisatoren in einem gewünschten Abstand von der
Oberfläche des zylindrischen Körpers halten. Die Stabilisatoren können sich beispielsweise auch über die Enden,
beispielsweise die gewölbten Enden der Vorrichtung erstrecken.
Die Stabilisatoren weisen jeweils einen Mittelbereich auf/ der breiter als die Endbereiche jedes Stabilisators
ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a, 1b, 1c und 1d verschiedene bekannte Arten von
Unterwasservorrichtungen,
Fig. 2a die Bahn eines geschleppten Körpers bei Betrachtung von oben,
Fig. 2b eine Seitenansicht, die die Umrißlinie des geschleppten Körpers von Fig. 2a erkennen läßt,
Fig. 3a und 3b eine Darstellung zur Veranschaulichung
der Wirbelablösung, die das Schlingern des Körpers verursacht, wobei Fig. 3a eine Hinteransicht
und Fig. 3b eine Draufsicht ist,
Fig. 4a und 4b die Verwendung einer bekannten Teilerplatte,
Fig. 5a und 5b die Verwendung einer bekannten Flosse, Fig. 5c die Verwendung bekannter Ablösedrähte,
Fig. 5d die Verwendung bekannter Planken,
Fig. 6 bis 9 eine nach der Erfindung ausgebildete Unterwasservorrichtung
mit zwei Stabilisatoren,
Fig. 10 einen Stabilisator, wie er in der Vorrichtung nach den Figuren 6 bis 9 verwendet wird,
Fig. 11a, 11b und 11c Kräfte und Drehmomente an drei
verschiedenen Schwimmkörpern, die in einer
Strömung gieren,
Fig. 12a und 12b Darstellungen zur Veranschaulichung
der Grenzschichtablösung,
Fig. 13a, 13b, 13c und 13d Schwerpunktpositionen neben
der Längsachse der Vorrichtung mit zylindrischem Körper und
jQ Fig. 14 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterwasservorrichtung.
In Fig. 1a ist ein Schiff 2 dargestellt, das einen Schleppkörper 4 an einer Trosse 6 schleppt.
Fig. Ib zeigt eine Sonoboje 8 mit einer Antenne 10. An
der Sonoboje 8 ist ein Körper 12 an einer Trosse 14 aufgehängt.
In Fig. 1c ist eine verankerte Boje 16 dargestellt. Die
Boje 16 ist mittels eines Gewichts 18 und einer Trosse
20 am Meeres- oder Flußboden 22 befestigt. Fig. 1d zeigt einen Unterwasserschwimmkörper 24, der am Meeres- oder
Flußboden 22 mittels eines Gewichts 26 und einer Trosse
28 verankert ist.
Die in den Figuren 1a bis 1d dargestellten Vorrichtungen
sind bekannt; die Strömungsrichtung des Wassers 30 ist jeweils durch einen Pfeil 32 angegeben. Es ist zu erkennen,
daß alle Körper 4, 12, 16 und 24 einen zylindrischen Körperabschnitt aufweisen; dieser zylindrische
Körperabschnitt wird angewendet, weil er leicht hergestellt werden kann und weil er aufgrund seiner Form dem
hydrostatischen Druck widerstehen kann. Wie oben erwähnt wurde, erfahren die in den Figuren 1a bis 1d dargestellten
Körper zwei grundlegende Arten instabiler Bewegungen in der Wasserströmung, nämlich (1) pendeiförmige seitliche Abschleppschwingungen und (2) die auf
die Auswirkungen der Wirbelablösung von der breiten Form zurückzuführende Bewegung.
Die pendeiförmigen seitlichen Abschleppschwingungen werden aufgrund kleiner Unsymmetrien oder Fertigungstoleranzen, beispielsweise bezüglich des Schwerpunkts
oder bezüglich Abweichungen des Schleppunkts von der Körperlängsachse/ herbeigeführt. Dies führt zu einer Eigeninstabilität
des geschleppten oder verankerten Körpers in der Strömung.
In Fig. 2a ist ein geschleppter Körper 34 dargestellt, der mittels einer Trosse 36 geschleppt wird. Die instabile
Schleppbewegung ist durch die mit Pfeilen versehene Linie 38 angegeben. Die durch die mit Pfeilen versehene Linie
38 angegebene instabile Bewegung wird mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit heftiger. Im Fall des geschleppten
Körpers 34 begrenzt dies die maximale Schleppgeschwindigkeit. Bei anderen Körpern, beispielsweise bei Sonobojen
oder bei unter der Wasseroberfläche befindlichen Schwimmkörpern, beeinflussen diese Instabilitäten in
einer Strömung interne Sensoren, und sie setzen die Leistungsfähigkeit herab. Bei einer in einem Fluß oder im
Gezeitenstrom verankerten Boje verursachen die seitlichen
Abschleppschwingungen eine Abnutzung der Verankerungskette, und die Bojenbewegung kann eine Gefahr für Schiffe
darstellen.
In Fig. 2b ist der geschleppte Körper 34 dargestellt, der einen zylindrischen Körperabschnitt 40 und kuppelartig
gewölbte Enden 42, 44 aufweist. Das gewölbte Ende 42 ist mit einer Schleppöse 46 versehen, die die Trosse 36 aufnimmt.
Die Schleppöse 46 kann innen mit einer Klemme zur Befestigung der Trosse 36 ausgestattet sein.
Oben wurde erwähnt, daß die Wirkungen der Wirbelablösung an einem breiten Körper auf die als Kärmär.sche Wirbelstraße
bekannte Erscheinung zurückzuführen sind, bei der
schwankende Strömungen um den Körper zu einer schwingenden
Seitenkraft führen. Die Figuren 3a und 3b zeigen die schwingende Seitenkraft an einem Körper 34, wie in den
Figuren 2a und 2b dargestellt ist. In Fig. 3a sind die Versetzungen der Trosse 36 dargestellt. Das durch die
Pfeile 4 8 angegebene Strömungsmittel unterdrückt Versetzungen des Körpers.
Fig. 3b zeigt die schwingende Seitenkraft, die durch den jQ in zwei Richtungen zeigenden Pfeil 50 dargestellt ist.
Abströmseitig liegende Wirbelstraßen 52/ 54 sind ebenfalls
dargestellt. Es besteht eine starke Neigung für diese Strömungserscheinung, sich an die natürliche Gierfrequenz
des Körpers 34 anzupassen.
Das Wirbelablöseverhalten kann durch Hinzufügen einer Teilerplatte unterdrückt werden.
In den Figuren 4a und 4b ist ein zylindrischer Körper dargestellt, der mit einer Teilerplatte 58 versehen ist.
Die Teilerplatte 58 hat gemäß der Darstellung eine rechteckige Form. Die Teilerplatte 58 muß wenigstens zweimal
so lang wie der Durchmesser des Körpers 56 sein, damit sie wirksam ist. Wenn die Teilerplatte 58 auch zur Staoc
bilisierung der Pendelbewegung beitragen soll, muß sie wenigstens dreimal so lang wie der Durchmesser des Körpers
56 sein. Es ist sofort zu erkennen, daß solche Proportionen die Gesamtabmessungen der Vorrichtung vergrößern;
sie sind praktisch nicht annehmbar, wenn die Größe des go Körpers 56 nicht radikal verändert werden soll.
Als Alternative zur Verwendung der Teilerplatte 58 der Figuren 4a und 4b bietet sicn die Verwendung einer kleinen
Flosse an, die in Fig. 5a und 5b dargestellt ist. In Fig. 5a und 5b ist der geschleppte Körper 34 an seiner
Trosse 36 dargestellt, wobei der Körper 34 mit einer Flosse 60 ausgestattet ist. Die Flosse ist am gewölbten
Ende 42 des Körpers 34 befestigt; wie Fig. 5b zeigt, verjüngt sich die Flosse 60 von ihrer Vorderkante 62 zu
ihrer Hinterkante 64. Die Verwendung der Flosse 60 bringt keinen Erfolg, und sie treibt den Körper 34 in eine stärkere
seitliche Pendelschwingung.
Eine weitere Alternative zur Lösung des Problems besteht darin/ ein weiteres kleines Zubehör in Form von zwei
Ablösedrähten zu verwenden. In Fig. 5c ist der mit zwei Ablösedrähten 66 versehene Körper 34 dargestellt. Jeder
der Ablösedrähte 66 weist ein Ende 68 auf, das gegen das ' Ende 68 des anderen Ablösedrahtes 66 zeigt. Jeder Ablösedraht
66 verläuft längs der einen Seite des Körpers 34 und führt insbesondere über das gewölbte Ende 44. Die
Ablösedrähte 66 sind für starre Strukturen von Vorteil. Sie sind unmittelbar vor dem Grenzschichtablösepunkt
, ρ- angeordnet, damit sie eine gleichmäßige Strömungsablösung
von jeder Seite des Körpers 34 herbeiführen. Dadurch wird eine Strömung rund um den Körper 34 verhindert, so
daß Wirbelablösungsschwingungen unterdrückt werden. Bei Verwendung an dem geschleppten zylindrischen Körper 34
nn schaffen die Ablösedrähte 66 ein Ungleichgewicht in der
Strömungsablösung, wenn der Körper 34 eine Gierbewegung
ausführt. Dadurch entstehen Seitenkräfte, die den Körper 34 in starke pendeiförmige Schleppschwingungen treiben.
„f. In einer weiteren Alternativausführung, die zur Überwindung
des Problems angewendet wird, werden zwei dünne Hinterplanken benutzt. In Fig. Sd sind zwei am Körper 34
befestigte dünne Hinterplanken 70, 72 dargestellt. Planken 70, 72 können das gleiche Problem wie die Ablöse-
QQ drähte 66 verursachen. Durch Herbeiführung einer frühen
Grenzschichtablösung vom Körper 34 führen sowohl die Ablösedrähte 66 als auch die Planken 70, 72 zu einer Verbreiterung
des hinteren Kielwassers una einer unerwünschten Vergrößerung des Schleppwiderstandes.
Die geschilderten Versuche zur Stabilisierung zylindrischer Körper waren so unwirksam, daß in der Fachwelt
der allgemeine Schluß gezogen wurde, daß herkömmliehe
Stabilisierungslösungen für schlepp- oder verankerbare Vorrichtungen mit einem zylindrischen Körperabschnitt
praktisch unbrauchbar waren und sogar die Tendenz zur Verschlechterung der Stabilität des Körpers aufwiesen.
Die Erfindung richtet sich gegen diese allgemeine Schlußfolgerung
der Fachwelt, sie strebt danach, eine relativ einfache doch wirksame Ausführung eines Stabilisators
für die Befestigung an einer schlepp- oder verankerbaren Vorrichtung mit einem zylindrischen Körperabschnitt zu
schaffen.
In den Figuren 6 bis 9 ist der Körper 34 dargestellt, der mit zwei Stabilisatoren 74 ausgestattet ist, damit
er die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet. Wie aus den
Figuren 6 bis 9 und auch aus der einen Stabilisator 74 allein darstellenden Fig. 10 zu erkennen ist, besteht
jeder Stabilisator 74 aus einem länglichen Teil, das sich von einem gewölbten Ende 44 zum anderen gewölbten
Ende 42 des Körpers 34 erstreckt. Jeder Stabilisator folgt eng der Umfangsform des Körpers 34, und er wird
mit Hilfe von Abstandsgliedern 76 im Abstand vom Körper
34 gehalten. Durch Löcher in den Stabilisatoren 74 und durch Löcher in den Abstandsgliedern 76 führen Schrauben
78, die zum Befestigen der Stabilisatoren 74 in den Körper 34 geschraubt sind. Wie aus den Figuren 6 bis 9 zu
erkennen ist, sind die Stabilisatoren 74 dünn ausgebildet, und sie erstrecken sich seitlich um einen schmalen Bereich
des Umfangs des Körpers 34, so daß sie praktisch eine z-weite im Abstand vom Körper 34 verlaufende Schicht
bilden; mit ihrer Hauptoberfläche verlaufen sie nicht radial vom Körper 34 weg, wie dies bei den Planken 70,
72 von Fig. 5d der Fall ist.
In Fig. 10 sind die Öffnungen 80 zu erkennen, durch die
die Schrauben 78 führen. Ferner zeigt Fig. 10 die Form der Stabilisatoren 74. Dabei ist insbesondere zu erkennen,
daß jeder Stabilisator 74 eine gerade Kante 82 und eine gebogene Kante 84 aufweist. Die Kante 84 verläuft
so gebogen, daß die Enden 86 des Stabilisators 74 schmäler als der Mittelabschnitt 88 sind. Jeder Mittelabschnitt
88 weist eine gerade Kante 90 auf, und gekrümmte Endabschnitte 92 verbinden die gerade Kante 90 mit den Kanten
der Enden 86.
Da die Stabilisatoren 74 der Umfangsform des Körpers 34
eng folgen, nehmen sie selbst nicht viel Platz ein, so daß der Körper 34 in relativ begrenzten Räumen gelagert
werden kann. Dies ist besonders dann wichtig, wenn der Körper 34 im Stauraum eines Schiffs untergebracht werden
soll. Sollten die Stabilisatoren 74 zu groß sein, dann können sie mit biegsamen Vorderkanten ausgestattet werden,
die so verformt werden können, daß sie in den Stauraum des Schiffs passen. Für Körper mit großem Durchmesser
muß der Spalt an der Vorderkante der Stabilisatoren 24 nicht geometrisch im Maßstab auf die Körperabmessungen
abgestimmt sein. Dies ist deshalb der Fall, weil die Strömungsgrenzschichtdicke nicht in direktem maßstäblichen
Verhältnis zur Körpergröße steht; sie ist für größere Körper proportional dünner. Aufgrund der nicht im maßstäblichen
Verhältnis für die volle Körpergröße stehenden Spaltdicke können die Stabilisatoren ohne Verformung in
dem zugewiesenen Raum, beispielsweise im Stauraum eines Schiffs, untergebracht werden.
Die Stabilisatoren 74 erfüllen die Anforderung, das Problem der Pendelbewegungsinstabilität zu überwinden, wobei
sich eine Form ergibt, die es ermöglicht, den Körper 34 wie gewünscht in einer geraden Linie zu schleppen.
Die Stabilisatoren 74 beeinflussen die Strömung um den Körper 34 in einer solchen Weise, daß die Bildung oszillierender
Wirbel unterdrückt wird, die sich an die natürliche hohe Frequenz der RoI!schwingungen des Körpers 34
an seiner Trosse 36 anzupassen versuchen.
Zur Hervorhebung der Bedeutung der Stabilisatoren 74 wird nun auf die Figuren 11a, 11b und 11c Bezug genom-
men, und es wird ein Vergleich zwischen den Stabilisatoren
74 und einigen der oben erwähnten bekannten Stabilisierungsmittel angestellt.
In Fig. 11a ist ein mit einer oben angebrachten Flosse
versehener Körper 34 dargestellt, der in einer Strömung eine Gierbewegung ausführt (siehe auch Fig. 5a und Fig.
5b). Die Flosse 60 erzeugt eine starke Seitenkraft Y, die den Körper 34 in eine seitliche Pendelschwingungsbewegung
treibt. Obwohl ein Rückstellmoment M vorhanden ist, das den Körper 34 in einer Strömung auszurichten
versucht, macht die Nähe der Flosse 60 zur Körperlängsachse dieses Moment relativ klein, da nur ein kurzer
Hebelarm vorhanden ist. Mit Ablösedrähten, wie sie in Fig. 11b dargestellt sind (siehe auch Fig. 5c) führt
das Gieren des Körpers 34 zu einer verzögerten Ablösung auf der Leeseite und zu einer verfrühten Ablösung auf
der Luvseite. Das resultierende Druckungleichgewicht mit niedrigeren Drücken vor dem Ablösedraht 66 auf der Leeseite
ergibt eine Seitenkraft Y, die das System ebenfalls in eine instabile Seitenbewegung treibt. Wegen des Strömungswiders
tandes des Ablösedrahtes 66, der die frühe Ablösung ergibt, entsteht ein kleines Rückstellmoment M.
Die Strömungsstabilisatoren 74 sind so ausgelegt und angebracht,
daß sie der von der Flosse 60 und den Ablösedrähten 66 herbeigeführten Instabilität absichtlich entgegenwirken.
Die Vorderkanten■der Stabilisatoren 74 liegen
gerade vor dem normalen Strömungsablösepunkt am zylindrischen Körper 34. Dadurch tritt ein wenig Strömungsmittel
zwischen die Stabilisatoren 74 und die Wand des Körpers 34 ein. Die Stabilisatoren sind in einem solchen
Anstellwinkel zur Strömung eingestellt, daß der Spalt an ihrer Vorderkante größer als an ihrer Hinterkante ist.
Beim Auftreten einer Gierbewegung bewegt sich der luvseitige Stabilisator 74 mehr in das Kielwasser des Körpers
34 hinter den natürlichen Stromungsablösebereich,
so daß seine Wirksamkeit herabgesetzt wird. Der andere Stabilisator 74 nähert sich der Strömung mit stärkerer
Wirkung, so daß mehr Strömungsmittel durch seinen Spalt strömt, was zur Verzögerung der Ablösung auf der Luvseite
beiträgt. Die Bewegung der Strömungsablösezone auf beiden Seiten des Körpers 34 ist vollkommen entgegengesetzt zu
der bei den destabilisierenden Ablösedrähten 66 auftretenden Bewegung. Der in Fig. 11c unten liegende Stabilisator
74 ergibt mit seiner verstärkten Strömung eine Reaktionskraft Y in einer Richtung, die verhindert, daß
der Körper 34 zur Durchführung seitlicher Schwingbewegungen gezwungen wird. Diese Reaktionskraft verläuft in
einer entgegengesetzten Richtung, d.h. gegenphasig zu der Kraftrichtung, die als Ursache für die Instabilität
bekannt ist. Der Angriffswinkel des Stabilisators 34 verlagert die normale Reaktionskraft auf eine vor der
Körperlängsachse liegende Linie, so daß ein Moment M hervorgerufen wird, das dazu beiträgt, den Körper 34 zurück
in die Strömung auf einem geraden Kurs zu bewegen.
Die genaue Anbringung und Ausführung der Stabilisatoren 74 unterliegt einer Feinabstimmung, jedoch ist die allgemeine
Ausgestaltung in den Figuren 12a und 12b dargestellt. In Fig. 12a ist die Ablösezone bei einem geraden Zylinder
34 im Winkelabstand von etwa 120 vom vordersten Punkt aus angegeben. Fig. 12b zeigt die Stabilisatoren
74, deren Vorderkanten unmittelbar vor der Ablösezone liegen, wobei der Zylinder 34a in gerader Linie geschleppt
wird.
In den Figuren 13a bis 13d ist dargestellt, wie eine
Versetzung des Schwerpunkts gegenüber der Längsachse erwünscht ist. Dadurch erhält der Körper 34 aufgrund
der Schwerkraft und des Drehmoments eine bevorzugte Lage, was insbesondere bei niedriger Geschwindigkeit
gilt, bei der die Stabilisatoren 74 ihre hydrodynamische Wirkung verlieren. Bei einem nicht schwimmfähigen Körper
34 sollte der Schwerpunkt zur Körpervorderseite hin
versetzt sein, wie in den Figuren 13a und 13b dargestellt ist. Bei einem schwimmfähigen Körper 34 sollte der Schwer
punkt gegen die Körperrückseite versetzt sein, wie in den Figuren 13c und 13d dargestellt ist. Bei einer Schräg
stellung in der Strömung verlagern die auf die Schwerkraft
zurückzuführenden Drehmomente den Körperschwerpunkt dann auf seinen niedrigsten Punkt, wobei die von
den Stabilisatoren 34 weggerichtete Vorderseite des Körpers gegen die Strömung blickt. Diese Versetzung braucht
nur klein zu sein und typischerweise etwa ein oder zwei Prozent des Durchmessers betragen; sie kann durch eine
geeignete Ballasteinlagerung erzielt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders
für die Verwendung als ein einem in der Mitte eines Schiffs angebrachten Stauraum ausstoßbarer Körper, wobei
der Stauraum vertikal nach oben durch den Rumpf des Schiffs verläuft. In einer solchen Anordnung kann die
Vorrichtung teilweise in den Schiffsrumpf eingezogen werden, damit sie als eine am Rumpf angebrachte Sonar-Vorrichtung
wirkt, oder sie kann unterhalb des Schiffs an einer Trosse herausgelassen werden. Der Aufbau der
erfindungsgemäßen Vorrichtung beseitigt das Problem des Bergens durch die Luft/Wasser-Grenzfläche, wie es bei
Systemen der Fall ist, die am Heck des Schiffs nachgeschleppt werden. Ein weiteres Einziehen der geschleppten
Vorrichtung in den Stauraum verlagert sie in einen an
Bord befindlichen Wartungsbereich. Das aus einem mittigen Stauraum abgebbare System kann in das Schiff integriert
sein, und es kann vollkommen automatisch von der Schiffsbrücke aus betrieben werden, ohne daß Bedienungspersonen
an Deck zur Betätigung oder auch zur Wartung zugreifen müssen. Der zylindrisch geformte Körper ist relativ unempfindlich
für die Schiffsbewegungen, da sein Massen-Zentrum dicht bei der Achse liegt und da keine vom
Schleppunkt entfernt liegende abstehende Teile vorhanden sind, die Reaktionskräfte herbeiführen könnten, die
den Körper als Reaktion auf die Schiffsbewegung in Stampf-
gier- und Schlingerbewegungen versetzen könnten. Der zylindrische Körper hat die Form, die am einfachsten in
den Schiffsrumpf eingezogen werden kann; außerdem bietet
sie das maximal verfügbare Volumen, in dem beispielsweise Sonarantennen untergebracht werden können. Daraus ergeben
sich ganz entscheidende Vorteile.
Im Falle eines geschleppten Sonar-Geräts kann die Vorrichtung mit einer aus Kunststoff bestehenden Sonar-Kuppel
ausgestattet sein, die bewegungskompensierte und steuerbare Sonarwandlerantennen in einem gefluteten unteren
Abschnitt der Vorrichtung umgibt. Auf der oberen Seite der Vorrichtung kann ein wasserdichtes Fach angebracht
sein, das die Elektronikausrüstung enthält. An der Grundfläche des Körpers 34 kann ein aus Blei bestehender
Ballastkörper so angebracht sein, daß er den akustischen Ausbreitungsweg einer Sonar-Strahlung nicht
stört.
In Fig. 14 ist eine abgewandelte Ausfuhrungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der die Stabilisatoren gerader ausgebildet sind und keine gebogenen
Mittelabschnitte aufweisen. Die Stabilisatoren 74 sind immer noch dünn ausgebildet. Sie sind eng an den
Körper 34 angepaßt, und sie sind so angebracht, daß sie das Einziehen des Körpers in einen gewünschten Raum zum
Lagern und zum Bergen nicht ernsthaft stören.
Es ist zu erkennen, daß die obigen Ausführungsformen nur
als Beispiele beschrieben worden sind, die im Rahmen der Erfindung ohne weiteres in vielfältiger Weise abgewandelt
werden können.
Claims (9)
1. Stabilisierte, schlepp- oder verankerungsfähige Unterwasservorrichtung
mit einem zylindrischen Körper, der mit wenigstens zwei Stabilisatoren versehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren länglich ausgestaltet sind, so daß sie sich über einen Hauptabschnitt
der Länge der Vorrichtung erstrecken, plattenartig ausgebildet sind, in einer im wesentlichen parallel
zur Oberfläche des zylindrischen Körpers liegenden Ebene verlaufen und einen Abstand zur angrenzenden Oberfläche
des zylidrischen Körpers einhalten.
2. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Körper mit kuppelartig gewölbten Enden versehen ist.
3. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Schleppmittel.
4. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn-Schw/bl
zeichnet, daß die Schleppmittel aus einer Schleppöse bestehen.
5. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleppmittel aus einem Schleppbügel bestehen.
6. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schleppbügel an dem zylindrischen Körper drehbar gelagert ist.
7. Unterwasservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Halten der
Stabilisatoren in einem gewünschten Abstand von der Oberfläche des zylindrischen Körpers Abstandsmittel vorgesehen
sind.
8. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stabilisatoren auch über die Enden der Vorrichtung ragen.
9. Unterwasservorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren jeweils einen
Mittelabschnitt aufweisen, der breiter als Endabschnitte jedes Stabilisators ist.
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