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Vorrichtung zum Signalisieren unter Wasser. Für diese Anmeldung ist
gemäß dem Unionsvertrage vom a. Juni igi i die Priorität auf Grund der Anmeldungen
in den Vereinigten Staaten von Amerika vom i. Februar igi8 und i. Februar igig beansprucht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Signalisieren
unter Wasser und zum Empfang von Geräuschen im Wasser oder einem anderen flüssigen
Mittel. Es ist bereits bekannt, einen Schallempfänger statt in unmittelbarer Berührung
mit dem Außenwasser so anzuordnen, daß zwischen der Schiffswand und der Membran
ein Behälter mit einer Übertragungsflüssigkeit eingeschaltet ist, in dem der Flüssigkeitsspiegel
oberhalb der
Wasserlinie steht. Demgegenüber kennzeichnet sich die
Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch, daß der Schallempfänger bzw. der Schallsender
in einer mit Übertragungsflüssigkeit gefüllten Kammer angeordnet ist, welche gegenüber
dem Außenwasser unvollständig eingetaucht ist, so daß der Flüssigkeitsspiegel in
der Kammer oberhalb der Außenwasserlinie des Schiffes liegt, daß dabei aber gleichzeitig
in der Bahn der Schallwellen zwischen Außenwasserlinie und Empfänger oder Sender
ein Schallschirm eingeschaltet ist. An sich sind Schallschirme bei zwei Apparaten
auf jeder Schiffsseite bekannt zu dem Zwecke, den einen Apparat gegen den anderen
abzuschirmen. Erfindungsgemäß hat in Zusammenhang mit dem ersten Kennzeichen der
Schallschirm eine andere Aufgabe. Der Erfindung liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde,
daß, um die an der Wasserlinie des Schiffes entstehenden und besonders schwierig
unschädlich zu machenden Geräusche auszuschalten, die beste Ausschaltungsmöglichkeit
derselben ohne Beeinträchtigung des Empfanges der aufzunehmenden Geräusche, die
vorstehend gekennzeichnete Anordnung die beste ist. Sobald nämlich der Behälter
mit der Übertragungsflüssigkeit vollständig unter Wasser liegt, so erhält man die
Ausschaltung der Wasserliniengeräusche nicht. Der Schallschirm hat die Aufgabe,
speziell die Geräusche an der Wasserlinie abzufangen und die in seinen Schallschatten
liegenden Empfänger gegen diese Geräusche abzudecken. Dann können die Empfänger
zwar ungehindert Unterwassersignale oder andere Geräusche, beispielsweise die eines
ankommenden Unterseebootes, aufnehmen, ohne von den Wasserliniengeräuschen gestört
zu werden.
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Der Schallschirm kann in verschiedener Weise ausgeführt sein, entweder
durch die an sich bekannten geeignet angeordneten Platten aus festem Stoff. Besonders
vorteilhaft ist aber das Verfahren, die Wirkung der Schallwellen dadurch abzuschirmen,
daß zwischen der Quelle dieser Schallwellen oder anderer Druckwellen und dem zu
schützenden Gegenstand, beispielsweise also einem Empfänger oder Sender, eine Masse
von Luftbläschen eingeschaltet wird, die in der Flüssigkeit hochsteigend die Abschirmung
bewirken. Zur Erzeugung dieser Luftbläschen dient vorteilhaft ein gelochtes absperrbar
an eine Druckluftquelle angeschlossenes Rohr innerhalb der Flüssigkeit, so daß bei
Zulassung der Druckluft in dieses Rohr von diesem aus die den Schallschirm bildende
Masse von Luftbläschen in einem dichten Strom nach der Oberfläche hochsteigt.
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Abb. i und 2 zeigen schematisch eine mit Schallschirmen versehene
Vorrichtung für das Signalisieren und Auffinden von U-Booten, während Abb.3 eine
abgeänderte Ausführungsform einer solchen Vorrichtung in Verbindung mit dem Schallschirm
zeigt. Die Abb.3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. .l.
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Abb, .l zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt nach der Linie
4-4 der Abb. 3.
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Abb. 5 und 6 zeigen schematisch eine beispielswsise Ausführungsform
des aus Luftbläschen beetehenden Schallschirms.
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In Abb. i ist 114 der Öltank eines Torpedobootzerstörers unter Fortlassung
von Bug und Heck des Schiffskörpers Abb: 2 ist ein Ouerschnitt durch den Schiffs
kbrper und den Öltank zwischen den Punkten 12 und 13, wobei 2.1 das Deck darstellt,
welches die Decke des Oltankes bildet und das über der Wasserlinie liegt, so daß
der Öltank nur unvollständig eintaucht.
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15 bis 18 sind U nterwassersignalvorrichtungen. 1g, 2o und 21 sind
senkrechte Schallschirme, welche die Vibratoren 15 bis 18 voneinander akustisch
isolieren. Durch diese Anordnung wird das Signalisieren unter Wasser nicht durch
die Maschinengeräusche des Schiffes beeinträchtigt und auch in hohem Maße von den
Wassergeräuschen frei gemacht.
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Obgleich die Erfindung teilweise alle Arten von Wassergeräuschen beeinflußt,
ist sie insbesondere doch für die Ausschaltung jener Wassergeräusche bestimmt und
geeignet, welche längs der Wasserlinie 22, 25 des Schiffskörpers erzeugt werden.
Es wurde nun gefunden, daß diese Wasserliniengeräusche durch eine richtige Anordnung
akustischer Schallschatten und die richtige Anordnung akustisch isolierend wirkender
Schirme beseitigt werden können. Zwei solche Anordnungen sind in den Abb. i bis
.1 gezeigt.
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Bei der einen Anordnung nach Abb. i und 2 ist der Schallschirm 23
im Öltank anliegend an der Schiffswand so angeordnet, daß, wenn durch die Fahrt
des Schiffes oder durch die See längs der Wasserlinie 22 und 25 Geräusche entstehen,
der Vibrator 16 in einem Schallschatten in bezug auf diese Geräusche durch den Isolierschirm
zu liegen kommt, Dieser Schirm 23 erstreckt sich vorteilhafterweise. etwas tiefer
als der Oberteil der Signalvorrichtung 16, um einen besseren Schallschatten gegenüber
den Wasserliniengeräuschen hervorzubringen. Mit Rücksicht darauf, daß die Schallwellen
an den Kanten des Schallschirms leicht eine Biegung erfahren, ist der Vibrator 16
gleichzeitig nicht von solchen Schallwellen abgeschnitten, die in einer wagerechten
Richtung durch das Wasser sich fortpflanzen, so daß infolgedessen Geräusche, die
beispielsweise durch ein Unterseeboot hervorgerufen werden, im Vibrator 16 gehört
werden, während die Wasserliniengeräusche nicht hörbar sind. Mit anderen «"orten,
der Schirm 23 schützt den Vibrator 16 zwar von den Wasserliniengeräuschen, hält
aber die'
Geräusche von einem U-Boot nicht ab. Der Schallschirm
23 kann in geeigneter bekannter Weise ausgeführt sein, vorteilhaft in einer Form,
wonach er aus Strömen von Luftblasen besteht, die aus einem gelochten Rohr austreten,
welches an der Unterkante des Schirmes 23 entlang läuft. Diese Anordnung ist aus
Abb. 3 und q. ersichtlich, wo 27 das gelochte Rohr und 28 die damit verbundene Quelle
von Druckluft ist, während 29 die den Schallschirm bildenden Luftblasen bedeuten.
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Eine zweite Ausführungsform ist in der rechten Seite der Abb. 2 ersichtlich,
wo der Schallschirm 26, der in Abb. = einpunktiert ist, dazu dient, den Vibrator
18 vor den Wasserliniengeräuschen an der NWasserlinie 25 zu schützen, während er
gleichzeitig gestattet, daß von einem U-Boot kommende Geräusche eine Anzeige hervorrufen.
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Die Abb. 5 zeigt schematisch den Querschnitt eines Torpedobootzerstörers
durch den Oltank zwischen den Punkten 12' und z3', wobei 12' die Backbordseite und
1,3' die Steuerbordseite ist, während 2a.' das Schiffsdeck ist, welches die Decke
des Oltanks bildet und 3' der Wasserspiegel. 16' ist eine Unterwassersignalvorrichtung.
29' ist ein Schallschirm, der aus Strcmen von Luftbläschen gebildet wird, die aus
dem gelochten Rohr ;o' ausgehen, welches an der Unterkante des `Schallschirms sitzt.
Soll der Vibrator z6' Signale aufnehmen, welche von der Backbordseite kommen, so
wird der Schallschirm 29 durch Schließen der Luftzuleitung nach dem Rohr 3(6' beseitigt:-
Soll der Vibrator 16' vor Geräuschen geschützt werden, die von der Backbordseite
kommen, wird Druckluft bei 3o' eingelassen, so daß ein wirksamer Schallschirm entsteht,
d. h. eine schallisolierende Wand in der Flüssigkeit. Der Luftblasenschirm könnte
auch an der Außenseite des Schiffskörpers in der in der rechten Seite der Abb. 5
und 6 gezeigten Weise geformt sein. In diesem Falle sind 31 gebogene Segmente an
der Außenseite der Schiffswand, welche annähernd den Stromlinien des Schiffes folgen,
wie sie zur Verminderung der Wandreibung dienen. 32 ist eine Druckluftquelle, 33
ein Ventil oder Hahn, 34 das Speiserohr für die Druckluft nach den Rohren 35, welche
die Druckluft an die Außenseite des Schiffes zwischen den Segmenten 31 leiten, so
daß ein Schirm von Bläschen 36 in der angedeuteten Weise entsteht.
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Dieser Bläschenschirm 36 kann nicht nur als Schirm in bezug auf die
Aufnahme und Aussendung von Druckwellen durch den Vibrator 16' dienen, sondern bildet
auch einen Schutz des Schiffes selbst gegen die Wirkung von Explosionswellen, welche
von der Explosion eines Torpedos oder einer Unterwasserbombe herrühren, die im Wasser
außerhalb des Schiffes explodiert und dient ferner auch dazu, die Wandreibung bei
der Fahrt des Schiffes durch das Wasser zu verringern.
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Dieser neue Schallschirm hat wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten
Typen. Er ist viel leichter wie die üblichen Schallschirme und kann in Fällen angewendet
werden, wo die Inwendung der gebräuchlichen Schallschirme mühsam ist, und er ist
außerdem überraschend wirksam. Ein weiterer Vorzug ist, daß mit dieser Art von Schallschirmen
und insbesondere bei Anordnung nach: den Abb. 5 und 6, wenn die Luft sowohl vom
Rohr 3o' als auch vom Rohr 34: abgeschlossen wird, der Benutzer Geräusche aus allen
Richtungen hören und in alle Richturigen aussenden kann, während er dann, sobald
er ein Geräusch entdeckt hat, die Ventile nach den Rohren 3o und 34 öffnen kann
und daran, daß er merkt, welches Ventil ge,ffnet werden muß, um einen Schall verschwinden
zu lassen, die lZichtung merkt, aus der der entdeckte Schall kommt.