DE3642747C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hüllkörper für eine
Hydrophonanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art.
In der Wasserschalltechnik werden Hydrophonanordnungen zum
Senden und Empfangen von Schallwellen eingesetzt. Die
Hydrophonanordnung weist beispielsweise die Form einer
Zylinderbasis oder einer Flachbasis auf und ist an der
Außenwandung eines Trägerfahrzeugs, z. B. eines
Oberflächenschiffs oder U-Boots, befestigt. Ein
Hüllkörper für die Hydrophonanordnung ist ebenfalls an die
Außenwandung des Trägerfahrzeugs montiert und bildet ihren
äußeren Abschluß. Zur besseren akustischen Ankopplung der
Hydrophonanordnung an das umgebende Wasser, über das die
Schallwellen beim Senden und/oder Empfang übertragen
werden, ist der Hüllkörper mit Wasser gefüllt oder
durchflutet.
Der Hüllkörper bietet für die Hydrophonanordnung einen
mechanischen Schutz und durch seinen stromlinienförmigen
Aufbau gleichzeitig einen akustischen Schutz gegen
Strömungsgeräusche, die bei Fahrt entstehen, da an der
Hydrophonanordnung selbst dann keine Wasserströmung
auftritt. Auch bei hohen Fahrstufen kann die Gefahr von
Kavitation durch entsprechende Formgebung des Hüllkörpers
herabgesetzt werden.
Damit die Hydrophonanordnung ungestört Schallwellen
empfängt, die von anderen Wasserfahrzeugen abgestrahlt
werden, ist es erstrebenswert, daß der Hüllkörper
einfallende Schallwellen weder reflektiert, noch dämpft.
Es ist beispielsweise aus World Fishing, Oktober 1974,
Seite 42, bekannt, Hüllkörper aus Gummi herzustellen, da
ein solcher Werkstoff einen akustischen Wellenwiderstand
aufweist, der ungefähr gleich dem des ihn umgebenden
Wassers ist. Durch den geringen Impedanzsprung an der
Hüllkörperaußenfläche sind Durchstrahlungsdämpfung und
Reflexionsfaktor für einfallende Schallwellen niedrig.
Wegen der geringen Festigkeit von Gummi gegen mechanische
Verformung muß jedoch ein sehr hoher konstruktiver Aufwand
getrieben werden, um einen formsteifen Hüllkörper mit
guten akustischen Eigenschaften zu erhalten.
Beispielsweise werden Stahlseile als Gerüst für eine
Kugelform verwendet, die von einem Gummimantel umgeben
sind. Ein solcher Hüllkörper wird mit Wasser gefüllt und
unter Druck gesetzt.
Konstruktiv und herstellungstechnisch weniger aufwendig
sind Hüllkörper aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK).
Seine Schichtdicke wird entsprechend den statischen und
dynamischen Belastungen dimensioniert. Ein solcher
Hüllkörper ist beispielsweise in der DE-OS 31 50 456
angegeben, er kann für Hydrophonanordnungen, die zum
Senden und/oder Empfangen von Schallwellen im
Frequenzbereich bis zu 100 kHz ausgelegt sind, mit
ausreichender Formsteifigkeit gebaut werden, ohne daß die
akustische Transparenz des Hüllkörpers verlorengeht.
Allerdings kann ein solcher Hüllkörper durch äußere
mechanische Einflüsse, wie Körperschall in der Außenhaut
des Trägerfahrzeugs oder Turbulenzen in der Strömung des
ihn umgebenden Wassers, zu Biegeschwingungen angeregt
werden, die vom Hüllkörper abgestrahlt und von der
Hydrophonanordnung als Störschall empfangen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hüllkörper
der eingangs genannten Art zu schaffen, der neben einer
guten akustischen Anpassung an das Wasser eine Übertragung
von Störschall auf die Hydrophonanordnung verhindert.
Die Aufgabe ist bei einem Hüllkörper der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art erfindungsgemäß durch die
Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Hüllkörper weist als tragendes
Element mindestens eine formsteife Schicht auf, die
die Kontur des Hüllkörpers angibt. Die formsteife Schicht
kann beispielsweise die innere Abschlußschicht des
Hüllkörpers bilden, auf die eine Dämpfungsschicht für
Biegewellen aufgebracht ist, oder von beiden Seiten mit
Dämpfungsschichten beschichtet sein oder die äußere
Abschlußschicht des Hüllkörpers bilden. Dämpfungsschicht
und formsteife Schicht sind innig verbunden, sie wechseln
sich ab und bilden einen Schichtverbund. Durch
entsprechende Materialwahl wird eine geringe
Durchstrahlungsdämpfung des Schichtverbundes für
einfallende Schallwellen erreicht.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Hüllkörpers liegt in
seiner Eigenschaft, eine Abstrahlung von durch
Körperschall eingeprägten Biegewellen zu verhindern.
Üblicherweise sind Hüllkörper und Hydrophonanordnung an
einem Trägerfahrzeug befestigt. Auch bei einer Befestigung
des Hüllkörpers beispielsweise in Stahlkonstruktion über
Schwingmetalle an der Außenwandung des Trägerfahrzeugs,
ist es nicht auszuschließen, daß der Hüllkörper
breitbandig zu Biegeschwingungen durch Körperschall in der
Außenwandung angeregt wird. Dieser Körperschall entsteht
durch Antriebsaggregate und andere sich drehende
Maschinen, die auf dem Trägerfahrzeug installiert sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Hüllkörper setzt jedoch jede
Dämpfungsschicht auf oder zwischen formsteifen Schichten
des Schichtverbunds die durch Körperschall eingekoppelten
Biegewellen in Verformungs- und/oder Wärmeenergie um und
sorgt dafür, daß trotz des formsteifen Aufbaus keine
Biegeschwingungen vom Hüllkörper als Störschall auf die
Hydrophonanordnung übertragen werden.
Die formsteife Schicht und die Dämpfungsschicht können
jede für sich aus Verbundwerkstoffen aufgebaut sein, um
Forderungen bezüglich Festigkeit, akustischer Transparenz
für Wasserschall und Dämpfungsverhalten für Biegewellen zu
erfüllen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der
akustische Wellenwiderstand des Schichtverbunds gleich dem
von Wasser ist, also insgesamt gleich dem Produkt aus
spezifischer Dichte ρ₀ und
Schallausbreitungsgeschwindigkeit c₀ des Wassers.
Der akustische Wellenwiderstand mehrerer Schichten ist mit
Hilfe eines Gleichungssystems berechenbar, wie es für
Schichten unterschiedlicher Werkstoffe in "Die Grundlagen
der Akustik" von Skudrzik, Springer-Verlag, 1954, Wien,
auf Seite 519 im Kapitel 7 "Mehrere
hintereinandergeschichtete λ/4- oder λ/2-Schichten"
beschrieben ist.
Besonders vorteilhaft ist eine Aufteilung der Gesamtdicke
für die formsteife, tragende Schicht, da die einzelnen
Schichtdicken im Schichtverbund, die jeweils kleiner als
eine kleinste Wellenlänge der durch die Hydrophonanordnung
empfangenen Schallwellen ist, den statischen und
hydrodynamischen Belastungen des Hüllkörpers angepaßt
werden können.
Ein solcher Schichtverbund ist biegesteifer als eine
einzelne Platte mit der Gesamtdicke, da durch die
Schichtaufteilung das Flächenträgheitsmoment erhöht wird,
so daß eine hohe Festigkeit bei geringerem Materialeinsatz
möglich wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß
durch geringe Schichtdicken die akustische Transparenz des
Verbundsystems für einen breiten Frequenzbereich
gewährleistet ist. Die Verteilung der Gesamtdicke bringt
weiterhin den Vorteil mit sich, daß dazwischenliegende
dünne Dämpfungsschichten eine Ausbreitung und Übertragung
von Biegewellen von Schicht zu Schicht verhindern. Dieser
Effekt wird noch erhöht, wenn gemäß Anspruch 2 die
Schichtdicken der formsteifen Schichten unterschiedlich
sind, da sich Biegewellen gleicher Frequenz abhängig von
der Schichtdicke mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
ausbreiten und somit ungleiche Kräfte an der oberen und
unteren Begrenzung der Dämpfungsschicht angreifen.
Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Hüllkörpers nach
Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß der Hüllkörper durch
die nach außen abschließende Dämpfungsschicht gegen von
außen eingeprägte Störeinflüsse geschützt ist,
insbesondere Turbulenzen in der Strömung und Stöße, die
gar nicht erst auf die formsteife Schicht übertragen
werden, sondern sofort von der Dämpfungsschicht verzehrt
werden.
Die Fertigung eines Hüllkörpers gemäß der Ausführungsform
in Anspruch 5 ist besonders einfach, wobei es vorteilhaft
ist, Werkstoffe für die formsteifen Schichten mit einer
spezifischen Dichte und Schallausbreitungsgeschwindigkeit
zu wählen, deren akustischer Wellenwiderstand größer als
der von Wasser ist. Es eröffnet sich einem dadurch eine
große Produktpalette, bei der sich als besonders
vorteilhaft herausgestellt hat, gemäß Anspruch 5 und 6
Verbundwerkstoffe zu verwenden, bei denen bei großer
Formsteifigkeit eine große Freiheit bei der Wahl des
Materials für die Dämpfungsschicht erhalten bleibt, da
ihre akustische Impedanz in der Größenordnung von der des
Wassers liegt, wobei durch die Verwendung von
kohlenfaserverstärkten Kunststoffen die akustische
Transparenz des Schichtverbunds noch verbessert wird.
Die Ausführungsform des Hüllkörpers gemäß Anspruch 7 ist
einfach zu fertigen. Besonders vorteilhaft ist es, die
Dämpfungsschichten gemäß der Ausführungsform in Anspruch 8
aufzubauen, z. B. aus Gummi, Uraleit oder Polyurethan. Die
Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 9, 10
und 11 bringen die Vorteile mit sich, daß durch
Einlagerung zugfester Werkstoffe die Dämpfungswirkung
erhöht wird und gleichzeitig der akustische
Wellenwiderstand so erniedrigt werden kann,
daß der gesamte Schichtverbund ungefähr einen akustischen
Wellenwiderstand von Wasser aufweist.
Bei der Berechnung des akustischen Wellenwiderstandes des
Verbundsystems als Übertragungsfunktion einer
Mehrschichtplatte erhält man eine
Dimensionierungsvorschrift für die Dicke der
Dämpfungsschicht, die sich bei einem dreischichtigen
Verbundsystem entsprechend Anspruch 13 vereinfacht unter
der Voraussetzung daß die Gesamtdicke klein gegen die
kleinste Wellenlänge der zu empfangenen Schallwellen ist.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen eines Hüllkörpers,
nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen in schematischer
Darstellung:
Fig. 1 einen Bugdom an einem
Oberflächenschiff,
teilweise geschnitten,
Fig. 2 einen Bug- und einen Seitenhüllkörper
in einem U-Boot, jeweils teilweise
geschnitten,
Fig. 3 einen Kieldom an einem
Oberflächenschiff,
Fig. 4 bis 6 jeweils ausschnittsweise einen
Längsschnitt der Wandung der in Fig. 1
bis 3 gezeigten Hüllkörper.
Die äußere Formgebung eines Hüllkörpers für eine oder
mehrere Hydrophonanordnungen ist abhängig vom Typ seines
Trägerfahrzeugs und von der Art der Hydrophonanordnung.
Fig. 1, 2 und 3 zeigen beispielhaft mögliche Varianten.
In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Oberflächenschiffs 10
mit einem Hüllkörper in Form eines Bugdoms 11 am Bug des
Oberflächenschiffs 10 gezeigt. Im Bugdom 11 befindet sich
eine Zylinderbasis 12 als Hydrophonanordnung, auf der
Hydrophone angeordnet sind. Die Wandung des Hüllkörpers
besteht aus einem Schichtverbund 13, der im folgenden noch
näher erörtert wird.
Fig. 2 zeigt im Ausschnitt den Bug eines U-Boots 20, das
vorn einen Bughüllkörper 21 mit einer Zylinderbasis 22
aufweist. Der Bughüllkörper 21 ist in die äußere Kontur
des U-Bootes genau eingepaßt. Außerdem befindet sich auf
dem U-Boot 20 ein Flank-Array, mit einem Seitenhüllkörper
23 und einem Streamer 24, der die Hydrophonanordnung
bildet. In Fig. 3 ist ein Abschnitt des Bugs eines
Oberflächenschiffes 30 dargestellt, in dessen Kiel ein
Hüllkörper in Form eines Kieldoms 31 für eine Flachbasis
als Hydrophonanordnung vorgesehen ist. Alle diese
Hüllkörper 21, 23 und 31 besitzen wie der Hüllkörper 11 in
Fig. 1 eine Wandung aus einem Schichtverbund.
Jeder Schichtverbund weist generell als tragendes Element
mindestens eine formsteife Schicht auf, die die Kontur des
Hüllkörpers bestimmt und durchgehend ausgebildet ist. Die
Schichtdicke dieser formsteifen Schicht wird entsprechend
den zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen
dimensioniert. Auf die tragende formsteife Schicht, die
beispielsweise aus einem Verbundstoff, wie
glasfaserverstärktem Kunststoff oder
kohlenfaserverstärktem Kunststoff, besteht, ist mindestens
eine Zusatzschicht aufgebaut, die als Dämpfungsschicht für
Biegewellen ausgelegt ist.
Bei der in Fig. 4 ausschnittsweise im Schnittbild
dargestellten Wandung des Hüllkörpers besteht das tragende
Element aus einer einzigen formsteifen Schicht 40. Sie ist
im Schichtverbund mittig zwischen zwei Dämpfungsschichten
41 und 42 angeordnet. Die Dämpfungsschicht 42 bildet die
äußere Abschlußschicht des Hüllkörpers und besteht
beispielsweise aus Gummi, das inkompressibel und somit
druckfest ist, eine Eigenschaft, die insbesondere bei
Hüllkörpern für U-Boote verlangt sein muß. Die
Dämpfungsschicht 41, die die innere Abschlußschicht des
Hüllkörpers bildet, besteht beispielsweise aus
viskoelastischem Material, in das zugfeste Fasern oder
Matten eingebettet sind. Eine solche Dämpfungsschicht ist
in der deutschen Patentanmeldung P 36 21 318
vorgeschlagen.
Das in Fig. 5 dargestellte Schnittbild der Wandung eines
Hüllkörpers zeigt einen ebenfalls dreischichtigen, jedoch
modifizierten Schichtverbund, dessen tragendes Element auf
zwei formsteife Schichten 50 und 51 aufgeteilt ist.
Zwischen den beiden formsteifen Schichten 50 und 51 ist
eine Dämpfungsschicht 52 angeordnet. Die Schichtdicken der
beiden formsteifen Schichten 50 und 51 bilden als Summe
eine Gesamtdicke, die entsprechend den maximalen
mechanischen Beanspruchungen ausgelegt ist. Die beiden
formsteifen Schichten 50 und 51 sind aus gleichem
Werkstoff.
Fig. 6 zeigt ein Schnittbild der Wandung eines Hüllkörpers
aus einem Schichtverbund mit wiederum jeweils zwei
formsteifen Schichten 60, 61 und einer dazwischenliegenden
Dämpfungsschicht 62. Die Schichtdicken der formsteifen
Schichten 60, 61 weisen jedoch unterschiedliche Dickenmaße
l₁ und l₃ auf, sie werden wiederum entsprechend den
mechanischen Beanspruchungen des Hüllkörpers und den
verwendeten Materialien ermittelt. Die Dicke l₂ der
Dämpfungsschicht 62 wird wie folgt berechnet:
Der Hüllkörper mit diesem Schichtverbund befindet sich im
Wasser, das die spezifische Dichte ρ₀ und die
Schallausbreitungsgeschwindigkeit c₀ aufweist, sein
Innenraum ist mit Wasser gefüllt oder durchflutet. Die
Materialien der formsteifen Schichten 60, 61 haben die
spezifischen Dichten ρ₁ bzw. ρ₃ und die
Schallausbreitungsgeschwindigkeiten c₁ und c₃. Die
Dämpfungsschicht 62 ist aus einem Material mit einer
spezifischen Dichte ρ₂ und einer
Schallausbreitungsgeschwindigkeit c₂ aufgebaut. Auf den
Hüllkörper trifft eine Schallwelle mit einem Schalldruck
p₀ und einer Schallschnelle v₀. Die Wellenzahl
kn = 2π/λn kennzeichnet die Wellenlängen λ₀, λ₁, λ₂, λ₃
der Schallwelle im jeweiligen Material, die bei gleicher
Frequenz f abhängig von den
Schallausbreitungsgeschwindigkeiten c₀, c₁, c₂, c₃ in der
entsprechenden Schicht sind. Die Indizierung n = 1, 2, 3,
bezieht sich auf die Schichten im Schichtverbund, der
Index n = 0 und 4 kennzeichnet die Größen im Wasser. Bei
diesen Voraussetzungen ergibt sich für eine Schallwelle,
die vom Wasser in den Schichtverbund eintritt, für die
einzelnen Schichten ein Druck- und Schnelleverlauf wie
folgt (vgl. Meyer/Neumann "Physikalische und Technische
Akustik", Vieweg, Braunschweig, 1967, Seite 30, Gleichung
1.93 und 1.94):
Formsteife Schicht 60:
p₁ = p₀ cos k₁l₁-j v₀ρ₁c₁ sin k₁l₁
Dämpfungsschicht 62:
p₂ = p₁ cos k₂l₂-j v₁ρ₂c₂ sin k₂l₂
Formsteife Schicht 61: n = 3
pn = pn-1 cos knln-j vn-1ρncn sin knln
und für den Innenraum des Hüllkörpers
n = 4: ρncn = ρ₀c₀ und l₄ ein beliebiger Abstand:
p₄ = p₃cos k₄l₄-j v₃ρ₀c₀ sin k₄l₄
Unter der Voraussetzung, daß die Schichtdicke ln kleiner
als die Wellenlänge λn ist, erhält man für den
dreischichtigen Schichtverbund, der beidseitig an Wasser
grenzt, folgende Dimensionierungsvorschrift, bei der die
Schichtdicken und Materialauswahl für die formsteifen
Schichten nach mechanischen Gesichtspunkten festgelegt
werden:
Aus Gleichung (IV) wird die Dicke l₂ der Dämpfungsschicht
62 im Schichtverbund von Fig. 6 ausgehend von einer
Gesamtschichtdicke l = l₁ + l₃ der formsteifen Schichten 60,
61 mit den einzelnen Schichtdicken l₁ und l₃ aus gleichem
Material mit ρ₁ = ρ₃ = ρ, c₁ = c₃ = c und k₁ = k₃ = k ermittelt zu:
dabei ist:
Z₀ = ρ₀c₀ akustischer Wellenwiderstand von
Wasser,
Z = ρc akustischer Wellenwiderstand des Materials der formsteifen Schicht,
Z₂ = ρ₂c₂ akustischer Wellenwiderstand des Materials der Dämpfungsschicht.
Z = ρc akustischer Wellenwiderstand des Materials der formsteifen Schicht,
Z₂ = ρ₂c₂ akustischer Wellenwiderstand des Materials der Dämpfungsschicht.
Ein Beispiel: Die formsteifen Schichten 60, 61 sind aus
glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt:
l₁ = 1,5 cm, l₃ = 0,5 cm, ρ = ρ₁ = ρ₃ = 1,5 g/cm³
c = c₁ = c₃ = 2000 m/s: Z = ρc = 1,5 · 2 · 10⁶ kg/m²s
Der akustische Wellenwiderstand Z₀ von Wasser beträgt
Z₀ = ρ₀c₀ = 1 · 1,5 · 10⁶ kg/m²s
Die Dämpfungsschicht besteht aus Hochdruck-Polyäthylen
mit ρ₂ = 0,9 g/cm³ und c₂ = 1000 m/s:
Z₂ = 0,9 · 10⁶ kg/m²s
Setzt man diese Größen in die Gleichung (V) ein, so erhält
man die Dicke l₂ der Dämpfungsschicht:
l₂ = 1,4 cm.
Ein solcher Schichtverbund bildet für in der Sonartechnik
übliche Frequenzbereiche keinen nennenswerten
Impedanzsprung im Wasser, Schallwellen werden also weder
gedämpft, noch reflektiert.
Entsprechend Gleichung (IV) läßt sich für einen
Schichtverbund aus beliebig vielen Schichten der Anzahl
i = 2, 3, 4, . . ., n folgende allgemeine
Dimensionierungsvorschrift ableiten:
Abhängig von den mechanischen Anforderungen werden für die
formsteifen Schichten die Schichtdicken und der Werkstoff
ausgewählt. Die zugehörigen Werte für l, ρ und c werden in
Gleichung VI eingesetzt. Es wird das Material für die
Dämpfungsschichten ausgewählt und ρ, c eingesetzt. Aus
Gleichung (VI) erhält man dann die Dickenmaße für die
Dämpfungsschichten. Ein so dimensionierter Hüllkörper
verhindert eine Abstrahlung von Störschall aufgrund von
eingeprägten Biegewellen, weist keine Durchgangsdämpfung
für einfallende Schallwellen auf und bildet auch keinen
störenden Reflektor für die Schallwellen.
Claims (12)
1. Hüllkörper für eine Hydrophonanordnung, der wenigstens
ein tragendes Element aufweist und an einem
Trägerfahrzeug die Hydrophonanordnung überdeckend
befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß seine
Wandung als Schichtverbund ausgebildet ist, daß der
Schichtverbund eine oder mehrere formsteife Schichten
(40 bzw. 50, 51 bzw. 60, 61), die das tragende Element
bilden, und eine oder mehrere Zusatzschichten
aufweist, die auf und/oder zwischen den formsteifen
Schichten (40 bzw. 50/51 bzw. 60, 61) angeordnet sind,
daß die Schichtdicke (li) der formsteifen Schichten
jeweils wesentlich kleiner als eine kleinste Wellenlänge
(λi) des Wasserschalls ist, die von der Hydrophonanordnung
(12, 22, 24) gesendet und/oder empfangen wird, und die
Summe der Schichtdicken eine Gesamtlänge (l = l₁+l₃)
entsprechend einer maximalen mechanischen
Beanspruchung bildet, daß die Zusatzschichten als
Dämpfungsschichten (41, 42 bzw. 52 bzw. 62) für durch
Körperschall im Trägerfahrzeug oder äußere Einflüsse
eingekoppelte Biegewellen ausgebildet sind, daß die
Dicke (l₂) der Dämpfungsschichten abhängig von der
spezifischen Dichte (ρ₀, ρ₁, ρ₂, ρ₃) und
Schallausbreitungsgeschwidnigkeit (c₀, c₁, c₂, c₃) des
Wassers, der formsteifen Schicht (60, 61) sowie der
Dämpfungsschicht (62) und abhängig von der Gesamtdicke
(l = l₁+l₃) der formsteifen Schichten dimensioniert ist
und daß der Schichtverbund für einfallenden
Wasserschall schalldurchlässig ausgebildet ist.
2. Hüllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicken (l₁, l₃) der formsteifen
Schichten (60, 61) unterschiedlich sind.
3. Hüllkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußere Schicht des
Schichtverbundes eine Dämpfungsschicht (42) ist.
4. Hüllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß alle formsteifen Schichten (50, 51
bzw. 60, 61) aus gleichem Werkstoff bestehen.
5. Hüllkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die formsteife Schicht (40 bzw. 50, 51 bzw. 60,
61) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
6. Hüllkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die formsteife Schicht (40 bzw. 50, 51 bzw. 60,
61) aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff besteht.
7. Hüllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschichten (41, 42)
gleichen Aufbau und Materialien aufweisen.
8. Hüllkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungsschicht (41, 42 bzw. 52 bzw. 62) aus
elastischem oder viskoelastischem Material besteht.
9. Hüllkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß in das elastische oder viskoelastische Material
zugfeste Fasern oder Matten eingebettet sind.
10. Hüllkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern oder Matten aus Kohlenstoff sind.
11. Hüllkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungsschicht (41, 42 bzw. 52 bzw. 62)
Kevlar enthält.
12. Hüllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß für einen Schichtverbund aus zwei
formsteifen Schichten (60, 61) aus gleichem Werkstoff
und einer dazwischenliegenden Dämpfungsschicht (62)
die Dicke (l₂) der Dämpfungsschicht (62) gleich dem
Produkt aus Gesamtdicke (l) der formsteifen Schichten
(60, 61) und dem Verhältnis der spezifischen Dichten
(ρ, ρ₂) der formsteifen Schicht (60, 61) und der
Dämpfungsschicht (62), multipliziert mit einem
Quotienten zweier Differenzen ist, daß die eine
Differenz gleich Eins abzüglich dem quadrierten
Quotienten (Z₀/Z) aus akustischem Wellenwiderstand des
Wassers und der formsteifen Schicht und die andere
Differenz gleich dem quadrierten Quotienten (Z₀/Z₂)
aus akustischem Wellenwiderstand des Wassers und der
Dämpfungsschicht abzüglich Eins gebildet ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP87118446A EP0274685A3 (de) | 1986-12-15 | 1987-12-12 | Hüllkörper für eine Hydrophonanordnung |
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DE19863642747 DE3642747A1 (de) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Huellkoerper fuer eine hydrophonanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3642747A1 DE3642747A1 (de) | 1988-06-16 |
DE3642747C2 true DE3642747C2 (de) | 1991-05-29 |
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Country Status (2)
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EP (1) | EP0274685A3 (de) |
DE (1) | DE3642747A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2200017A2 (de) | 2008-12-19 | 2010-06-23 | ATLAS Elektronik GmbH | Unterwasserantenne |
EP2244249A1 (de) | 2009-04-23 | 2010-10-27 | ATLAS Elektronik GmbH | Elektroakustische Unterwasserantenne |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4997705A (en) * | 1986-05-21 | 1991-03-05 | The B. F. Goodrich Company | Window for acoustic wave form and method for making |
DE3834669C2 (de) * | 1988-10-12 | 1996-11-28 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Akustische Dämmungsvorrichtung für Seitenantennen bei Unterwasserfahrzeugen |
DE19607303C2 (de) | 1996-02-27 | 2000-11-30 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Hüllkörper zum Schutz einer Hydrophonanordnung |
DE10119867B4 (de) * | 2001-04-24 | 2005-10-13 | Atlas Elektronik Gmbh | Unterwasserantenne |
US6831876B1 (en) * | 2003-07-09 | 2004-12-14 | Goodrich Corporation | Acoustic window |
DE102005008805B4 (de) * | 2005-02-26 | 2010-01-14 | Atlas Elektronik Gmbh | Hüllkörper für eine Unterwasserantenne und Sonaranlage mit einer Unterwasserantenne und Hüllkörper |
JP6179365B2 (ja) * | 2013-11-18 | 2017-08-16 | 横浜ゴム株式会社 | 音響透過性部材 |
DE102014221327A1 (de) * | 2014-10-21 | 2016-04-21 | Thyssenkrupp Ag | Wasserfahrzeug |
DE102019201282A1 (de) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Atlas Elektronik Gmbh | Vorrichtung zum Verkleiden eines Unterwasserschallempfängers |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2444911A (en) * | 1942-12-04 | 1948-07-13 | Submarine Signal Co | Acoustic structure |
US3038551A (en) * | 1959-10-15 | 1962-06-12 | Riverside Plastics Corp | Self-damping material and sonar dome formed therefrom |
US3136380A (en) * | 1959-10-15 | 1964-06-09 | Riverside Plastics Corp | Sonar dome and self-damping component thereof |
US3562089A (en) * | 1967-11-01 | 1971-02-09 | Lord Corp | Damped laminate |
DE3150456A1 (de) * | 1981-12-19 | 1983-06-30 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Akustische unterwasserantenne |
DE3532309A1 (de) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Krupp Gmbh | Unterwasserfahrzeug |
DE3621318A1 (de) * | 1986-06-26 | 1988-01-07 | Krupp Gmbh | Daempfungsschicht |
-
1986
- 1986-12-15 DE DE19863642747 patent/DE3642747A1/de active Granted
-
1987
- 1987-12-12 EP EP87118446A patent/EP0274685A3/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2200017A2 (de) | 2008-12-19 | 2010-06-23 | ATLAS Elektronik GmbH | Unterwasserantenne |
DE102008064002A1 (de) | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Atlas Elektronik Gmbh | Unterwasserantenne |
EP2244249A1 (de) | 2009-04-23 | 2010-10-27 | ATLAS Elektronik GmbH | Elektroakustische Unterwasserantenne |
DE102009018624B3 (de) * | 2009-04-23 | 2010-11-04 | Atlas Elektronik Gmbh | Elektroakustische Unterwasserantenne |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0274685A2 (de) | 1988-07-20 |
DE3642747A1 (de) | 1988-06-16 |
EP0274685A3 (de) | 1989-08-30 |
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