DE3908578C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen einer
durch ein Fahrzeug gebildeten
Schallquelle, insbesondere eines getauchten Unterseebootes,
wobei die Schallquelle ein Schallsignal mit einem ersten
Frequenzspektrum mit mindestens einem ersten Intensitätsmaximum
abstrahlt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Unterseeboot mit schallab
strahlenden mechanischen Elementen und Mitteln zum Tarnen der
abgestrahlten Schallsignale.
Mit der Erfindung soll insbesondere die Schallquelle ver
schleiert bzw. das Unterseeboot getarnt werden.
Im Rahmen der Bekämpfung von Unterseebooten verwendet man zum
Orten der Unterseeboote sowohl aktive wie auch passive Systeme.
Bei den aktiven Systemen (z.B. SONAR) wird von Bord eines
suchenden Fahrzeugs, beispielsweise einer Fregatte, ein Such
signal abgestrahlt, im allgemeinen ein Schallsignal im Schall-
oder Infraschallbereich. Diese Schallsignale werden an der
Oberfläche des Unterseeboots reflektiert und gelangen auf
Empfänger an Bord des suchenden Fahrzeugs, so daß mittels
geeigneter Auswerteverfahren aus diesen empfangenen Signalen
die Position des Unterseeboots bestimmt werden kann.
Um Unterseeboote gegen solche aktive Ortungsverfahren zu
schützen, ist es bekannt, das Unterseeboot an seiner Außenhülle
mit einer Beschichtung zu versehen, die auftreffende Schall
signale bestmöglich absorbiert.
Aus der DE-OS 33 32 754 ist ein Unterwasserschiff bekannt,
das gegen Erkennung durch ein Tieffrequenz-Aktiv-Sonar, d.h.
ein passives Schallortungssystem getarnt werden soll. Hierzu
sind insbesondere am Bug und am bugseitigen Turmbereich breit
bandige Keilabsorber angeordnet, die ihrerseits an die jewei
ligen Schiffskonturen angepaßt sind und selbst keine Schallre
flexionseigenschaften aufweisen. Auf diese Weise soll die
Erkennbarkeit des Unterseeboots, nämlich das sogenannte Zielmaß
um ca. 10 bis 15 dB vermindert werden können.
Auch ist bereits vorgeschlagen worden, Turbulenzen an umströmten
Unterwasserteilen von Unterseebooten durch Einbringen chemischer
Additive herabzusetzen (DE-OS 23 18 304).
Bei den passiven Ortungsverfahren werden hingegen physikalische
Erscheinungen ausgenutzt, die vom Unterseeboot selbst verursacht
werden. So ist es beispielsweise bekannt, zum Orten von Unter
seebooten die Tatsache auszunutzen, daß die metallischen Teile
des Unterseeboots das Erdmagnetfeld stören. Es sind daher
Ortungssonden bekannt, die auf dem Prinzip der kernmagnetischen
Resonanz beruhen und von Schiffen oder Flugzeugen an einer
langen Leine über den abzusuchenden Bereichen des Meers ge
schleppt werden, um Verwerfungen des Erdmagnetfelds zu detek
tieren.
Ein weiteres passives Ortungsverfahren, wie es beispielsweise
in der EP-PS 63 517, der EP-OS 1 20 520 sowie der EP-PS 2 13 418
beschrieben ist, beruht auf der Messung von Schallsignalen,
die vom Unterseeboot abgestrahlt werden. Ein Unterseeboot
strahlt nämlich in dem Umfange Schall an das umgebende Meer
wasser ab, wie bewegte Teile im Unterseeboot Schwingungen an
die Außenhaut übertragen. In erster Linie werden meßbare
Schallsignale von bewegten Antriebselementen des Unterseeboots,
also von den rotierenden Teilen des Antriebsmotors und von
der Welle erzeugt, aber auch die rotierende Schraube und die
von der Schraube verursachte Kavitation sind als Schallquellen
zu berücksichtigen. Schließlich werden auch bei der Betätigung
der Höhen- und Tiefenruder, beim Ablassen von Luft und beim
Verschieben von Trimmassen Schallsignale erzeugt, die mit
entsprechend empfindlichen passiven Ortungssystemen an Bord
moderner Fregatten erfaßt werden können.
Bei Unterseebooten mit kerntechnischem Antrieb kommt in diesem
Zusammenhang noch die Besonderheit hinzu, daß Kernreaktoren,
wie sie an Bord von Unterseebooten eingesetzt werden, üblicher
weise mit periodisch betätigten Regelstäben ausgerüstet sind.
Die Regelstäbe werden mit einer vorgegebenen Frequenz im
Reaktorgefäß bewegt, wobei die Eintauchtiefe der Regelstäbe
einstellbar ist, so daß auf diese Weise die vom Kernreaktor
abgegebene Leistung eingestellt werden kann. Infolge der
periodischen Bewegung relativ großer Massen entsteht jedoch
auch ein verhältnismäßig intensives Schallsignal, das zur
Ortung von derartigen kerntechnisch angetriebenen Unterseebooten
herangezogen werden kann.
Es ist andererseits bekannt, daß bei modernen, immer empfind
licher werdenden passiven Schallortungssystemen in immer
größerem Maße auch der Schall berücksichtigt werden muß, der
in der Umgebung des Unterseeboots vorhanden ist. Dieser natür
liche Schall wird im wesentlichen durch Meeresströmungen,
Wellengang, Fischschwärme und dgl. erzeugt.
Beim Betrieb von passiven Schallortungssystemen macht sich
dieser Umgebungsschall als Rauschen bemerkbar, das je nach
Umgebungsbedingungen eine gleichmäßige oder eine ungleichmäßige
Frequenzverteilung annehmen kann.
Aus der DE-OS 34 06 343 ist ein Verfahren bekannt, mit dem
Schallsignale von Unterseebooten, deren Intensität nur gering
fügig über dem des Umgebungsrauschens liegt, aus dem Umgebungs
rauschen heraus erkannt werden können.
Um Unterseeboote der Erkennung durch die vorstehend beschrie
benen passiven Schallortungssysteme zu entziehen, sind zahl
reiche Maßnahmen bekannt.
Die wesentliche Maßnahme besteht naturgemäß darin, die Schall
abgabe des Unterseeboots insgesamt nach Möglichkeit zu ver
mindern. Um dies zu erreichen werden insbesondere im Antriebs
bereich des Unterseeboots möglichst geräuscharme Maschinenteile,
beispielsweise Lager, verwendet, damit die gesamthaft erzeugte
Schallenergie möglichst gering gehalten wird.
Darüber hinaus ist es aber auch bekannt, an Bord von Unter
seebooten Schalldämmaßnahmen vorzunehmen, um unvermeidbaren
Schall zumindest nicht an die Außenhülle des Unterseeboots
gelangen zu lassen. Hierzu ist beispielsweise bekannt, die
Außenhülle des Unterseeboots zweischalig auszubilden und den
Zwischenraum mit einer Dicke von beispielsweise 30 cm mit
Meerwasser zu fluten, damit möglichst wenig Schallwellen an
die äußere Hülle des Unterseeboots gelangen können.
Weiterhin kann in Gefahrensituationen das Ausmaß der abgestrahl
ten Schallwellen auch dadurch vermindert werden, daß die
Antriebsleistung durch sogenannte "Schleichfahrt" vermindert
wird. Allerdings setzt dies naturgemäß die Fähigkeit des
Unterseeboots herab, sich der Ortung durch feindliche Schiffe
durch Entfernung von denselben zu entziehen.
Aus der DE-OS 36 00 258 ist eine elektrische Anlage für Unter
seeboote bekannt, die Mittel zum Tarnen des Unterseeboots
aufweist. Bei der bekannten Anlage berücksichtigt man die
Tatsache, daß ein Wechselstromnetz des Unterseeboots im Fre
quenzbereich zwischen 60 Hz und 400 Hz arbeitet und daß es
unvermeidbar ist, daß Frequenzen in diesem Frequenzbereich
zuzüglich ihrer Oberschwingungen über den Bootskörper an das
umgebende Wasser abgegeben werden. Bei der bekannten elektri
schen Anlage wird daher für das Wechselstromnetz des Unter
seeboots eine Frequenz von beispielsweise 30 kHz vorgesehen,
die weit oberhalb des Empfangsfrequenzbereichs fremder Or
tungssysteme liegt.
Allerdings hat diese bekannte elektrische Anlage den Nachteil,
daß sie lediglich so lange eine Tarnung des getauchten Unter
seeboots bewirken kann, als die Frequenzbereiche feindlicher
passiver Ortungssysteme nicht ebenfalls im Bereich von bei
spielsweise 30 kHz arbeiten. Sobald also die bei der bekannten
Anlage getroffenen Maßnahmen dem jeweiligen Feind bekannt
sind, kann dieser durch entsprechende Umgestaltung seiner
passiven Ortungssysteme die getauchten Unterseeboote durch
Überprüfung des neuen Frequenzbereichs orten.
Schließlich ist noch bekannt, passive Schallortungssysteme an
Bord feindlicher Schiffe dadurch zu stören, daß Objekte ab
gesetzt werden, die eine hohe Schalleistung abstrahlen und
damit die empfindlichen Empfangsgeräte der passiven Schall
ortungssysteme übersteuern.
So ist z.B. aus der DE-OS 33 00 067 eine Vorrichtung zum Stören
der Ortung von U-Booten bekannt, bei der von einem Unterseeboot
ein Körper ausgestoßen werden kann, der schallabgebend ausge
stattet ist. Dieser Körper dient zum Irreführen eines Sonar-
Systems, d.h. eines aktiven akkustischen Ortungssystems an
Bord eines feindlichen Fahrzeugs.
Aus der EP-OS 2 37 891 ist eine Einrichtung zum Stören und
Täuschen von Wasserschall-Ortungsanlagen bekannt. Ein Tragkörper
der bekannten Einrichtung ist mit pyrotechnischen Ladungen
versehen, deren Abbrand zur impulsförmigen Abgabe von Gasblasen
führt, die z.B. niederfrequente Körperschallschwingungen und
hochfrequent schwingende äußere Kavitationsschichten an einem
Gehäuse hervorrufen, aus dem sie auch zur Ausbildung eines
Blasenvorhanges austreten. Die bekannte Einrichtung soll von
einem zu schützenden Objekt ablenken und durch die langsam
dahintreibende Blasenansammlung ein reflektierendes Zielobjekt
vortäuschen.
Aus der DD-Z "Militärtechnik", 3/82, Seite 155 bis 157 sind
mehrere Verfahren zur sogenannten hydroakustischen Niederhaltung
bekannt. Dabei wird vorgeschlagen, zur Geheimhaltung von
Unterwassereinsätzen z. B. einen geringeren Geräuschpegel von
Unterseebooten vorzusehen. Hierzu sollen die von den arbeitenden
Maschinen und Anlagen ausgehenden Schwingungen minimiert werden,
indem beispielsweise schallschluckende Überzüge aufgebracht
und das Niveau der Schraubengeräusche gesenkt werden. Auch
wird vorgeschlagen, um den Körper des Unterseebootes herum
einen Vorhang aus Gasblasen zu erzeugen, der die abgestrahlte
akustische Energie absorbiert. Ferner wird vorgeschlagen,
aktive Mittel zur hydroakustischen Abwehr einzusetzen, die
vorzugsweise mit künstlichen akustischen Störungen arbeiten.
Diese künstlichen akustischen Störungen können die Form von
torpedoartigen Störsendern aufweisen.
Derartige torpedoartige Störsender sind auch in der
DE-PS 3 15 237 sowie der DE-PS 3 15 238 beschrieben.
Allerdings ist der Einsatzbereich derartiger Störobjekte auf
den Fall beschränkt, daß die Anwesenheit des Unterseeboots
ohnehin an Bord der feindlichen Schiffe bekannt ist und nur
noch verhindert werden soll, daß durch die passiven Schallortungssysteme
die präzise Ortung von abgeschossenen Torpedos
ermöglicht wird, die ebenfalls unter Schallerzeugung in Bewegung
sind. Für den Einsatzfall, daß ein Unterseeboot überhaupt
unentdeckt bleiben möchte, sind derartige Störobjekte ungeeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und ein Unterseeboot der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß die Ortung durch passive Schallortungssysteme
erheblich erschwert wenn nicht sogar unmöglich
gemacht wird.
Gemäß dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Beeinflussen der
Schallquelle das erste Frequenzspektrum in der Weise moduliert wird,
daß die von der Schallquelle abgestrahlte Schallenergie
zusätzlich auf die Seitenbänder verteilt wird,
so daß die Amplitude des Intensitätsmaximums sich entsprechend vermindert.
Gemäß dem eingangs genannten Unterseeboot wird die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß Mittel zum Beeinflussen
der mechanischen Elemente vorgesehen sind, derart,
daß ein von den mechanischen Elementen abgestrahltes erstes
Frequenzspektrum moduliert wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese
Weise vollkommen gelöst.
Moderne passive Schallortungssysteme müssen nämlich, wie bereits
weiter oben erläutert, zunächst überhaupt Schallsignale von
gesuchten Unterseebooten als solche erkennen, ehe überhaupt
eine Ortung, d. h. eine Bestimmung der exakten Position des
Unterseeboots möglich wird. Hierzu muß das passive Schallortungssystem
die vom Unterseeboot abgestrahlten Schallwellen
von den Schallereignissen der natürlichen Umgebung unterscheiden,
was alleine dadurch möglich ist, daß die vom Unterseeboot
abgestrahlten Schallsignale sich vom Umgebungsschall abheben.
Bei einer Modulation des Frequenzspektrums wird hingegen die
abgestrahlte Schallenergie zusätzlich auf Seitenbänder verteilt,
so daß die Amplitude des Trägersignals sich entsprechend
vermindert und im Rauschen des Umgebungsschalls schließlich
untergeht.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das
Frequenzspektrum stochastisch moduliert.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß alle Gesetzmäßigkeiten
ausgeschaltet werden, denen das Schallsignal gehorcht, so daß
das Schallsignal nicht mehr aus dem stochastischen Umgebungs
schall heraus erkannt werden kann.
Diese Gesetzmäßigkeiten beruhen darauf, daß die schallerzeugen
den Elemente in der Regel periodisch oder quasiperiodisch
betätigte Bauteile des Unterseeboots, beispielsweise eine mit
vorgegebener Drehzahl rotierende Antriebswelle oder Antriebs
schraube sind. Das passive Schallortungssystem braucht in
einem solchen Falle daher nur nach solchen Schallsignalen im
Umgebungsrauschen zu suchen, die eine ausgeprägte Intensitäts
verteilung des Frequenzspektrums aufweisen, weil derartige
Schallereignisse im natürlichen Umgebungsrauschen nicht auf
treten.
Wird nun erfindungsgemäß der vom Unterseeboot abgestrahlte
Schall in einer Weise beeinflußt, daß die schallauslösenden
mechanischen Vorgänge ihrer Gesetzmäßigkeit beraubt werden,
kann das passive Schallortungssystem folglich diese, jetzt
keinen Gesetzmäßigkeiten mehr gehorchenden Schallsignale nicht
von den ebenfalls stochastischen Schallsignalen der Umgebung
unterscheiden.
Im Idealfalle bedeutet dies, daß in dem vom passiven Schall
ortungssystem gemessenen Frequenzspektrum des Umgebungsschalls
keine charakteristischen Signale mehr erscheinen, zumindest
werden diese Signale aber in ihrer Intensität so vermindert,
nämlich im Frequenzbereich "verschliffen", daß sie nicht mehr
von den natürlichen Unregelmäßigkeiten der spektralen Verteilung
des Umgebungsschalls unterschieden werden können.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der Bewegungsablauf von die Schallquelle
bildenden mechanischen Elementen moduliert.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch mechanische Beein
flussung der hauptverursachenden Elemente eine beliebige
spektrale Verteilung der abgegebenen Schallsignale erzielt
werden kann, um die vorstehend beschriebenen Ziele zu erreichen.
So kann bei einer Ausgestaltung diese Variante bei makroskopisch
bewegten mechanischen Elementen die Bewegungsfrequenz moduliert
werden.
Unter "makroskopisch bewegt" sollen hierbei solche Teile
verstanden werden, die z.B. im Antriebsstrang des Unterseeboots
sichtbar bewegt werden, also z.B. rotierende Wellen, Motoren
teile, Antriebsschrauben und dgl. Werden diese makroskopisch
bewegten Elemente frequenzmoduliert, so bedeutet dies in der
spektralen Verteilung der abgestrahlten Schallsignale, daß
sich eine Vielzahl von Seitenbändern bildet, deren Frequenz
abstand und Amplitude infolge der stochastischen Modulierung
ständig nach Zufallsgesichtspunkten variiert, so daß keine
regelmäßige Erscheinung im abgestrahlten Schallbild verbleibt.
Weiterhin kommt als besonders vorteilhaft hinzu, daß bei einer
intensiven Frequenzmodulation die abgestrahlte Leistung auf
den Träger und die Seitenbänder verteilt wird, so daß ein
zuvor monochromatisch vorhandenes Signal mit geringer Band
breite und großer Amplitude nunmehr in ein verschliffenes
Signal mit großer Bandbreite und geringer Amplitude umgesetzt
wird. Infolge der Vielzahl von Seitenbändern bei der Frequenz
modulation entsteht dabei eine spektrale Verteilung mit unregel
mäßiger Hüllkurve, deren Gestalt infolge der stochastischen
Modulierung noch beständig schwankt.
Alternativ dazu kann bei makroskopisch bewegten mechanischen
Elementen aber auch die Bewegungsamplitude moduliert werden.
Bei der Amplitudenmodulation entstehen zwar bekanntlich nur
zwei Seitenbänder jeweils im Abstand der Modulationsfrequenz,
infolge der stochastischen Amplitudenmodulation variiert jedoch
auch bei dieser Vorgehensweise die Amplitude und Lage der
Seitenbänder beständig, so daß sich - wenngleich in vermindertem
Umfang - auch die vorstehend beschriebenen Vorteile der Fre
quenzmodulation einstellen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren läßt sich mit Vorteil
zum Verschleiern von Schallquellen
in Gestalt
von Land- oder Luftfahrzeugen aller Art einsetzen, besonders bevorzugt
ist jedoch, wie bereits eingangs erläutert, das Verfahren zum
Tarnen eines getauchten Unterseeboots einzusetzen, wobei dann
bevorzugt der Bewegungsablauf von Antriebselementen des Unter
seebootes moduliert wird.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die wesentlichen schall
erzeugenden Elemente, nämlich die Antriebselemente, derart
beeinflußt werden, daß die von ihnen abgestrahlten Schallsignale
in der beschriebenen Weise verschleiert werden.
Bevorzugt ist vor allem, wenn die Drehzahl einer Antriebswelle
des Unterseebootes moduliert wird.
Dies hat den Vorteil, daß das wesentliche schallerzeugende
Element, nämlich der Antriebsstrang des Unterseeboots in der
genannten Weise beeinflußt wird.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
Eigenfrequenz von die Schallquelle bildenden eigenresonanten
mechanischen Elementen moduliert.
Diese Maßnahme ist dann von Vorteil, wenn die abgestrahlte
Schalleistung nicht nur oder zumindest nicht im wesentlichen
von den makroskopisch bewegten mechanischen Elementen in der
oben erläuterten Definition selbst erzeugt wird, sondern
vielmehr durch eigenresonante mechanische Elemente eine Reso
nanzüberhöhung von Primär-Schwingungsereignissen auftritt. In
diesem Falle kann die Schallabstrahlung in vorteilhafter Weise
dadurch beeinflußt werden, daß die Eigenfrequenz dieser reso
nanten Elemente moduliert wird.
In dem bereits geschilderten bevorzugten Anwendungsfall bei
getauchten Unterseebooten wird dann die Eigenfrequenz von
eigenresonanten Bauteilen des Unterseeboots moduliert.
Dies ist besonders vorteilhaft, weil gerade bei Unterseebooten
der beschriebene Mechanismus z.B. dadurch auftreten kann, daß
primäre Schwingungsereignisse, beispielsweise im Unterseeboot
umhergehende Mannschaften durch Resonanzüberhöhung von resonanz
fähigen Bauteilen in Schallereignisse umgesetzt werden, deren
Amplitude beträchtliche Ausmaße annehmen kann.
Eine weitere besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß das Fahrzeug sich in einer
Umgebung mit Fremdschall befindet, daß ein zweites Frequenz
spektrum des Fremdschalls aufgenommen wird, daß zweite Inten
sitätsmaxima des zweiten Frequenzspektrums bestimmt werden
und daß durch Beeinflussen der Schallquelle das erste Fre
quenzspektrum mit seinem ersten Intensitätsmaximum auf die
Frequenz eines der zweiten Intensitätsmaxima des zweiten
Frequenzspektrums verschoben wird.
Diese Maßnahmen, die auch in Alleinstellung verwendbar sind,
haben den wesentlichen zusätzlichen Vorteil, daß die Schall
quelle sich mit ihrer nicht mehr verminderbaren abgestrahlten
Schalleistung in einem Intensitätsmaximum des Umgebungsschalls
"verstecken" kann. Bei der Analyse des vom passiven Schall
ortungssystem erfaßten Umgebungsschalls fallen nämlich natur
gemäß solche Veränderungen im Spektrum eher auf, die sich
isoliert darstellen, während lediglich eine Variation eines
natürlich vorhandenen Maximums sehr viel schwieriger zu erkennen
ist.
Auch diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt
sich mit besonderem Vorteil zum Tarnen eines getauchten Unter
seeboots einsetzen, indem nämlich das zweite Frequenzspektrum
des das Unterseeboot umgebenden Meeres aufgenommen wird und
die Frequenz des Bewegungsablaufs von Antriebselementen des
Unterseeboots auf die Frequenz eines der zweiten Intensitäts
maxima verschoben wird.
Bei Anwendung dieses Verfahrens kann über die vorstehend
genannten Gesichtspunkte noch hinzukommen, daß sogar denkbar
ist, das Unterseeboot mit dem Maximum seines abgestrahlten
Schallspektrums in dem Maximum des Umgebungsschalls zu ver
stecken, das vom suchenden feindlichen Fahrzeug selbst erzeugt
wird. Da das feindliche Fahrzeug, beispielsweise die Fregatte,
sich während der Suchfahrt bewegen muß, strahlt es selbst
naturgemäß ebenfalls ein Schallspektrum ab, das ausgeprägte
Maxima aufweist. Wenn also die schallerzeugenden Elemente des
Unterseeboots so beeinflußt werden, daß das Maximum des ab
gestrahlten Schallspektrums mit dem Maximum des von der Fregatte
abgestrahlten Schallspektrums übereinstimmt, so ist es für
das passive Schallortungssystem an Bord der Fregatte besonders
schwierig, dieses Schallereignis zu detektieren, weil naturgemäß
der in unmittelbarer Nähe befindliche Antrieb der Fregatte
eine besondere Störgröße für das passive Schallortungssystem
darstellt.
Selbstverständlich kann auch bei dieser Variante des erfin
dungsgemäßen Verfahrens die Eigenfrequenz von eigenresonanten
Bauteilen des Unterseeboots in der Weise verändert werden,
daß das abgestrahlte Frequenzspektrum in das Maximum des
Umgebungsschalls verschoben wird.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Unterseeboots ist eine Vielzahl
von Varianten der apparativen Ausgestaltung möglich, um zu
sätzliche vorteilhafte Wirkungen bei der Lösung der weiter
oben angegebenen Aufgabe zu erreichen.
So kann bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs
gemäßen U-Boots eine Stellstufe in einer Versorgungseinheit
eines Antriebsmotors vorgesehen sein.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß in einfacher Weise z.B.
die Drehzahl des Antriebsmotors, bei Einsatz eines Elektromotors
durch Variation der Speisespannung oder Speisefrequenz beein
flußt werden kann, um die ausführlich geschilderten Wirkungen
zu erzeugen.
Bei einer weiteren Variante kann in einem Antriebsstrang des
Unterseeboots eine einstellbare Kupplung angeordnet sein.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch stochastisches Öffnen
und Schließen der Kupplung ebenfalls die gewünschte Beeinflus
sung der schallerzeugenden Elemente erzielt werden kann, wobei
eine Kupplung ein hierfür besonders geeignetes Maschinenelement
ist, da es bestimmungsgemäß für das Auftrennen und Schließen
eines Kraftflusses in einem Antriebsstrang vorgesehen ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante ist Hilfsenergie in
Abhängigkeit von der Stellstufe in einen Antriebsstrang des
Unterseeboots einspeisbar.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch stochastisches
Einspeisen der Hilfsenergie auch die schallerzeugenden Ereig
nisse in der gewünschten Weise beeinflußt werden.
Bei einer praktischen Ausführungsform dieser Variante ist ein
Hilfsenergie-Speicher über eine einstellbare Kupplung an den
Antriebsstrang anschließbar.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch selektives Schließen
und Öffnen von Kupplungen alternativ die Antriebsleistung
oder ein Teil derselben zum Aufladen des Hilfsenergie-Speichers
verwendet werden kann und der Hilfsenergie-Speicher dann durch
Ankuppeln an den Ausgang des Antriebstrangs wieder teilweise
oder ganz entladen werden kann.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist in einem Antriebs
strang des Unterseeboots ein im Übersetzungsverhältnis einstell
bares Getriebe angeordnet.
Auch dieses an sich bekannte Maschinenelement ermöglicht in
relativ einfacher Weise eine stochastische Einstellung der
Antriebsdrehzahl.
Bei noch einer Variante der Erfindung ist in einem Antriebs
strang des Unterseeboots ein federndes Übertragungselement
angeordnet, das mittels einer einstellbaren Kupplung überbrück
bar ist.
Auch diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch stochastisches
Verändern der Elastizität des Antriebsstranges die erzeugten
Schallwellen in der gewünschten Weise beeinflußt werden.
Entsprechendes gilt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfin
dung in einem Antriebsstrang des Unterseeboots ein Übertragungs
element angeordnet ist, bei dem die Phasenlage einer Antriebs
bewegung am Ausgang gegenüber der Antriebsbewegung am Eingang
einstellbar ist.
Auf diese Weise läßt sich eine Phasenmodulation der Antriebs
drehzahl erreichen, die ebenfalls zu den gewünschten Seiten
bändern und der Verteilung der Schallenergie führt.
Weiterhin ist eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt,
bei der Mittel zum Einstellen eines Anstellwinkels einer
Antriebsschraube des Unterseeboots vorgesehen sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß weitestgehend ohnehin
vorhandene Komponenten verwendet werden können, weil es bekannt
ist, durch Verstellen des Anstellwinkels der Antriebsschraube
die Antriebsleistung des Unterseeboots zu variieren.
Bei einem Unterseeboot mit kerntechnischem Antrieb mit perio
discher Auslenkung von Regelstäben eines Kernreaktors ist
besonders bevorzugt, wenn eine Bewegungseinheit für die Regel
stäbe einstellbar ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das schallverursachende
Bewegen der Regelstäbe ebenfalls in der beschriebenen Weise
verschleiert werden kann.
Eine weitere bevorzugte Variante der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß an eigenresonanten Elementen einstellbare
mechanische Spannmittel angeordnet sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Eigenresonanz der
genannten Elemente in einfacher Weise dadurch variiert werden
kann, daß man eine mechanische Zug- oder Druckspannung in
stochastischer Weise auf die genannten Elemente ausübt.
Besonders einfach ist dies dann möglich, wenn die Spannmittel
Piezoelemente sind, weil Piezoelemente besonders einfache
Spannungs/Druck-Wandler sind und damit die Eigenresonanz der
genannten Elemente in einfacher Weise durch elektrische Signale
modulierbar wird.
Entsprechendes gilt, wenn die Eigenresonanz der Elemente dadurch
verändert wird, daß zwischen eigenresonanten Elementen einstell
bare mechanische Kopplungsmittel angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer Gefechtslage,
bei der eine Fregatte mittels eines passiven
Schallortungssystems versucht, ein getauchtes
Unterseeboot zu orten;
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung der spektralen
Verteilung von Schallsignalen über der Frequenz
für die Schallereignisse einer natürlichen Meeres
umgebung;
Fig. 3 ein periodisches Schallsignal im Zeitbereich;
Fig. 4 die spektrale Verteilung der Fig. 2, jedoch bei
gleichzeitigem Auftreten des monochromatischen
Schallereignisses gemäß Fig. 3;
Fig. 5 das Schallereignis der Fig. 3, jedoch für den
Fall einer periodischen Amplitudenmodulation;
Fig. 6 die spektrale Verteilung der Fig. 4, jedoch für
das Schallereignis der Fig. 5;
Fig. 7 das Schallereignis der Fig. 3, jedoch für den
Fall einer stochastischen Amplitudenmodulation;
Fig. 8 die spektrale Verteilung der Fig. 2, jedoch in
Anwesenheit des Schallsignals gemäß Fig. 7;
Fig. 9 das Schallereignis der Fig. 7, jedoch mit verscho
bener Trägerfrequenz;
Fig. 10 die spektrale Verteilung der Fig. 8, jedoch für
das Schallereignis der Fig. 9;
Fig. 11 ein äußerst schematisiertes Blockschaltbild eines
Antriebsstrangs eines Unterseeboots mit stochastisch
beeinflußter Stellstufe in der Stromversorgung
eines Elektromotors;
Fig. 12 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 11, jedoch mit
stochastisch beeinflußter Trennkupplung im Antriebs
strang;
Fig. 13 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 11, jedoch mit
stochastisch beeinflußter Zuschaltung eines Hilfs
energie-Speichers;
Fig. 14 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 11, jedoch mit
stochastisch beeinflußtem Übersetzungsgetriebe;
Fig. 15 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 11, jedoch mit
stochastisch beeinflußtem elastischen Übertragungs
element;
Fig. 16 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 11, jedoch mit
stochastisch beeinflußtem Phasenschieber im An
triebsstrang;
Fig. 17 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 11, jedoch mit
stochastisch beeinflußter Anstellung des Neigungs
winkels der Antriebsschraube;
Fig. 18 eine schematisierte Darstellung eines Kernreaktors
zum Antrieb eines Unterseeboots mit stochastisch
beeinflußter Einstellung der Regelstäbe;
Fig. 19 eine schematisierte Darstellung zur Erläuterung
einer stochastischen Einstellung einer Eigenfrequenz
eines eigenresonanten Feder-Masse-Systems;
Fig. 20 eine Variante zur Anordnung gemäß Fig. 19 mit
stochastisch eingestellter Kopplung zwischen zwei
eigenresonanten Feder-Masse-Systemen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Gefechtslage ist mit 10 ein
Meer bezeichnet, auf dem sich eine Fregatte 11 auf Suchfahrt
nach Unterseebooten befindet.
Unterhalb einer Wasserlinie 12 der Fregatte 11 ist diese mit
einem passiven Schallortungssystem 13 versehen, das beispiels
weise einen Öffnungskegel 14 aufweist. Die Fregatte 11 erzeugt
ihrerseits Schallwellen 15, insbesondere durch den Antrieb
der Fregatte 11.
Unter der Oberfläche des Meers 10 befindet sich in nicht
maßstäblich eingezeichneter Tiefe ein Unterseeboot 20 mit
kerntechnischem Antrieb 21. Mit 22 ist äußerst schematisch
eine Antriebswelle des Unterseeboots 20 bezeichnet, die zu
einer Schraube 23 führt. Mit 24, 25 und 26 sind Schallwellen
bezeichnet, die vom Unterseeboot 20 ausgestrahlt werden.
24 soll dabei den Anteil an Schallwellen symbolisieren, der
durch die Bewegungseinrichtung der Regelstäbe des kerntechni
schen Antriebs 21 erzeugt wird, wie dies weiter unten zu Fig.
18 noch erläutert werden wird.
25 soll den Anteil der Schallwellen symbolisieren, die durch
die Antriebselemente des Unterseeboots 20, insbesondere durch
die rotierende Welle, die rotierenden Motorelemente und dgl.
erzeugt werden.
26 soll schließlich den Anteil der Schallwellen symbolisieren,
der durch die Rotation der Schraube 23, insbesondere durch
die von der Schraube 23 verursachten Kavitationen erzeugt wird.
Das Unterseeboot 20 ist seinerseits ebenfalls mit einem passiven
Schallortungssystem 27 bestückt, das einen Kegel 28 über
streicht.
Unter einem passiven Schallortungssystem soll nachfolgend
jedwede Einrichtung verstanden werden, die in der Lage ist,
Schallsignale zu empfangen und zu analysieren.
In Fig. 2 ist über der Frequenz f die Intensität eines Schall
signals S als erstes Frequenzspektrum 30 aufgetragen. Das
erste Frequenzspektrum 30 soll die natürliche Umgebung in
Abwesenheit von künstlichen Schallquellen darstellen. Das
erste Frequenzspektrum 30 ist, wie man bei f1 erkennt, mit
einem ersten Maximum 31 versehen, das durch natürliche Um
gebungseinflüsse, beispielsweise durch einen einer bestimmten
Windstärke zugeordneten Wellengang erzeugt wird.
Es versteht sich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung
die interessierenden Frequenzen im Schall- bzw. Infraschall
bereich liegen.
Fig. 3 zeigt im Zeitbereich t ein erstes Schallsignal 32 von
sinusförmiger, d.h. periodischer Gestalt, das ein von einem
Unterseeboot abgestrahltes Schallsignal US symbolisieren soll.
Die Frequenz des ersten Schallsignals 32 kann beispielsweise
der Drehzahl der Welle 22 entsprechen. Der Übersichtlichkeit
halber sind bei der Darstellung der Fig. 3 und der nachstehenden
Figuren Oberwellen und sonstige Erscheinungen außer Betracht
gelassen.
Kommt nun das Unterseeboot 20 in den Bereich des Kegels 14
des passiven Schallortungssystems 13 der Fregatte 11, so
erscheint im ersten Frequenzspektrum 30 ein überlagertes,
ausgeprägtes zweites Frequenzspektrum 33, das im idealisierten
Fall des monochromatischen Schallereignisses des ersten Schall
signals 32 der Fig. 3 einer hohen schmalen Linie bei einer
Frequenz f2 der Welle entspricht.
Wie man deutlich aus Fig. 4 erkennen kann, ist das zweite
Frequenzspektrum 33 in Gestalt der schmalen Linie deutlich
vom Hintergrund des ersten Frequenzspektrums 30 zu unterschei
den.
Fig. 5 zeigt nun den Fall, daß das erste Schallsignal 32a
periodisch amplitudenmoduliert wird, wie mit einer periodischen
Einhüllenden 34 in Fig. 5 verdeutlicht. Bekanntlich entstehen
bei einer Amplitudenmodulation im Abstand der Modulationsfre
quenz Seitenbänder zum Träger, was sich in Fig. 6 im ersten
Frequenzspektrum 30 durch ein überlagertes zweites Frequenz
spektrum 33a bemerkbar macht, das nun Seitenbänder 35 aufweist.
Die Amplitude des Trägers ist gegenüber dem unmodulierten
Fall der Fig. 4 deutlich vermindert, weil sich die Schalleistung
nunmehr auf den Träger und die beiden Seitenbänder verteilt.
Allerdings ist das zweite Frequenzspektrum 33 immer noch
deutlich vom Hintergrund des ersten Frequenzspektrums 30 zu
unterscheiden.
Fig. 7 zeigt nun einen weiteren Schritt, bei dem das erste
Schallsignal 32b stochastisch amplitudenmoduliert wird, was
durch eine stochastische Einhüllende 36 angedeutet ist.
Unter "stochastisch" soll dabei jedwede von einem Zufallsgene
rator oder sonstwie erzeugte Vorgehensweise verstanden werden,
die keinerlei Gesetzmäßigkeiten unterliegt.
Die stochastische Amplitudenmodulation des ersten Schallsignals
32b manifestiert sich in der spektralen Darstellung der Fig.
8 in einem zweiten Frequenzspektrum 33b, das nun stark verbrei
tert und in der Amplitude entsprechend vermindert ist, weil
sich die abgestrahlte Schalleistung nunmehr auf einen breiten
Frequenzbereich verteilt.
Wie man deutlich aus Fig. 8 erkennt, ist die Unterscheidung
des zweiten Frequenzspektrums 33b von der Umgebung des ersten
Frequenzspektrums 30 bereits recht schwierig und wohl nur
dann möglich, wenn zuvor das ungestörte erste Frequenzspek
trum 30 gemäß Fig. 2 betrachtet wurde und nun bei der Frequenz
f2 plötzlich eine Amplitudenerhöhung auftritt.
Fig. 9 zeigt nun, daß bei unverändert stochastisch amplituden
moduliertem ersten Schallsignal 32c jetzt dessen Frequenz
erhöht wurde und zwar derart, daß die Trägerfrequenz mit der
Frequenz f1 des ersten Maximums 31 übereinstimmt.
Im Frequenzbereich der Fig. 10 äußerst sich sich dies dadurch,
daß das erste Maximum 31 durch das zweite Frequenzspektrum
33c lediglich geringfügig überhöht wurde. Eine grundsätzliche
Formänderung des ersten Frequenzspektrums 30 liegt damit jedoch
nicht vor, weil nicht - wie im vorstehenden Fall der Fig. 8 -
an einer Position, an der zuvor kein Maximum vorhanden war,
ein Maximum auftritt, sondern weil nunmehr lediglich ein bereits
vorhandenes Maximum lediglich in seiner Amplitude etwas erhöht
wird.
Es liegt auf der Hand, daß diese geringfügige Veränderung des
ersten Frequenzspektrums 30 besonders schwierig, wenn überhaupt,
erkennbar ist.
Fig. 11 zeigt in einem äußerst schematisierten Blockschaltbild
einen Antriebsstrang des Unterseeboots 20.
Eine Antriebsschraube 40 wird von einem Elektromotor 41 an
getrieben, der seinerseits über eine Thyristorstufe 42 aus
Batterien 44 gespeist wird. Die Thyristorstufe 42 wird von
einer Stellstufe 43 gesteuert, die es gestattet, die Drehzahl
des Elektromotors 41 entweder stochastisch zu variieren oder
aber auch von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert zu
verschieben, wie dies mit der Verschiebung von f2 auf f1 in
Fig. 10 erläutert wurde.
Betrachtet man den Elektromotor 41 in Fig. 11 als Gebilde mit
monochromatischer Schallerzeugung, so wird leicht erkennbar,
daß mittels der Stellstufe 43 eine Frequenzverschiebung bzw.
eine Frequenzmodulation der Drehzahl n erzielt werden kann,
so daß sich die Situation einstellt, wie sie anhand der Fig. 2
bis 10 für den Fall der Amplitudenmodulation dargestellt wurde.
In den Fig. 12 bis 17 sind Varianten des Blockschaltbilds
gemäß Fig. 11 dargestellt, wobei übereinstimmende Elemente
mit denselben Bezugszeichen, jedoch jeweils unter Hinzufügung
eines kleinen Buchstabens bezeichnet sind.
Fig. 12 zeigt eine erste Variante, bei der zwischen Elektromotor
41a und Antriebsschraube 40a eine erste Kupplung 45 angeordnet ist.
Die Stellstufe 43a steuert in diesem Falle die erste Kupplung
45 an.
Durch Öffnen und Schließen der ersten Kupplung 45 kann die
Drehzahl der Antriebsschraube 40a pulsmoduliert werden, so
daß sich ebenfalls die gewünschten Seitenbänder, und bei
stochastischer Pulsmodulation die gewünschte stochastische
Verteilung der Seitenbänder einstellt.
Bei der in Fig. 13 gezeigten weiteren Variante ist neben der
ersten Kupplung 45b eine zweite Kupplung 46 angeordnet, mit
der ein Schwungrad 47 oder ein anderer Bewegungsenergiespeicher
über ein bei 48 lediglich angedeutetes Summiergetriebe in den
Antriebsstrang geschaltet werden kann.
Die Kupplungen 45b, 46 werden von der Stellstufe 43b ange
steuert, so daß durch selektives Öffnen und Schließen dieser
Kupplungen 45b, 46 entweder der Elektromotor 41b bei geschlos
senen Kupplungen 45b und 46 sowohl auf die Antriebsschraube
40b wie auch auf das Schwungrad 47 arbeitet oder bei geöffneter
erster Kupplung 45b und geschlossener zweiter Kupplung 46
lediglich das Schwungrad 47 auf die Antriebsschraube 40b
arbeitet oder bei geschlossener erster Kupplung 45b und geöff
neter zweiter Kupplung 46 lediglich der Elektromotor 41b die
Antriebsschraube 40b antreibt.
Auch auf diese Weise ist ersichtlich eine Modulation der
Antriebsdrehzahl und damit der schallerzeugenden Antriebsele
mente möglich.
Bei der nächsten Variante der Fig. 14 ist ein stufenloses
Getriebe 49 zwischen Elektromotor 41c und Antriebsschraube
40c geschaltet. Die Stellstufe 43c steuert das stufenlose
Getriebe 49 an, so daß das Übersetzungsverhältnis ü stochastisch
variiert wird, was ebenfalls zu einer stochastischen Variation
der Drehzahl der Antriebsschraube 40c führt.
Bei der weiteren Variante der Fig. 15 ist zwischen Elektromotor
41d und Antriebsschraube 40d ein elastisches Übertragungselement
51 angeordnet, das mittels einer dritten Kupplung 50 überbrück
bar ist. Die dritte Kupplung 50 wird von der Stellstufe 43d
angesteuert.
Bei geöffneter dritter Kupplung 50 ist der Antriebsstrang
durch das jetzt eingeschaltete elastische Übertragungselement
51 relativ weich, während bei geschlossener dritter Kupplung
50 der Antriebsstrang entsprechend steif ist. Durch stochasti
sches Hin- und Herschalten zwischen diesen beiden Zuständen
kann ebenfalls der gewünschte Effekt erzielt werden.
Bei der weiteren Variante der Fig. 16 ist zwischen Elektromotor
41e und Antriebsschraube 40e ein Differential 42 geschaltet,
bei dem die beiden direkt im Antriebsstrang liegenden Kegel-
Zahnräder mit derselben Drehzahl, jedoch gegenläufig umlaufen,
während das dritte, mit seiner Achse rechtwinklig dazu an
geordnete Kegelzahnrad in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene
der Fig. 16 um die Achse des Antriebsstrangs verschwenkbar
ist. Durch diese Verschwenkbewegung wird eine Phasenverschiebung
zwischen der Drehbewegung am Eingang und am Ausgang des Dif
ferentials 52 erzeugt. Die Stellstufe 43e verstellt nun das
dritte Kegelzahnrad stochastisch in dieser Ebene, so daß der
Antrieb der Antriebsschraube 40e phasenmoduliert wird.
Bei der Variante der Fig. 17 ist schließlich eine Betätigungs
einheit 53 für den Anstellwinkel 54 der Antriebsschraube 40f
vorgesehen und die Betätigungseinheit 53 wird von der Stellstufe
43f angesteuert.
In diesem Falle wird somit der Anstellwinkel 54 stochastisch
moduliert, was ebenfalls zur Ausprägung von Seitenbändern führt.
Fig. 18 zeigt in schematisierter Weise einen Kernreaktor 60,
der ein Teil des kerntechnischen Antriebes 21 des Unterseeboots
20 ist.
Der Kernreaktor 60 weist ein Reaktorgefäß 61 auf, in dem in
bekannter Weise Regelstäbe 62 axial mittels einer Betätigungs
einheit 63 verfahrbar sind, um die vom Kernreaktor 60 abgegebene
Leistung einstellen zu können.
Die Betätigungseinheit 63 wird durch die Stellstufe 43e stocha
stisch beaufschlagt, so daß die Regelstäbe 62 in regelloser
Weise im Reaktorgefäß 61 axial verschoben werden. Es versteht
sich, daß dabei die Anordnung so getroffen werden kann, daß
das zeitliche Integral des eingetauchten Zustandes der Regel
stäbe 62 dennoch z.B. konstant gehalten werden kann, um die
Ausgangsleistung des Kernreaktors 60 konstant zu halten.
Während die vorstehend anhand der Fig. 11 bis 18 beschriebenen
Ausführungsbeispiele sämtlich einen Einfluß auf den Bewegungs
ablauf von makroskopisch bewegten Elementen an Bord eines
Unterseeboots betrafen, sind in den Fig. 19 und 20 äußerst
schematisch Situationen dargestellt, bei denen nicht der
Bewegungsablauf sondern vielmehr die Eigenfrequenz von eigen
resonanten Elementen beeinflußt wird.
In Fig. 19 bezeichnen 70, 71 zwei raumfeste Punkte, beispiels
weise gegenüberliegende Wände der Außenhülle des Unterseeboots
20 oder eine Kabine an Bord des Unterseeboots 20. Eine Masse
72 ist über Federn 73 und 74 mit den raumfesten Punkten 70,
71 verbunden. Die Masse 72 kann dabei z.B. einen Gefechtsstand
oder einen Gang im Unterseeboot 20 symbolisieren, der von
Mannschaften des Unterseeboots 20 begangen wird. Der Gang
bzw. der Kommandostand, symbolisiert durch die Masse 72, ist
jedoch aufgrund der federnden Aufhängung resonanzfähig, so
daß durch die Gehbewegung von Mannschaften infolge von Resonanz
überhöhung des Systems eine Schwingung an die raumfesten Punkte
70, 71 abgegeben werden kann.
Um die Eigenresonanz des in Fig. 19 dargestellten Systems
beeinflussen zu können, ist die Ankopplung der Feder 74 an
den zweiten raumfesten Punkt 71 durch ein Piezoelement 75
unterbrochen, das von der Stellstufe 43h beaufschlagt wird.
Auf diese Weise kann die Steifigkeit des in Fig. 19 darge
stellten Systems und damit dessen Eigenresonanz beeinflußt
werden. Dies bedeutet, daß bei unveränderter Anregung des
Systems, z.B. durch gehende Mannschaften, die Frequenz des
abgestrahlten Schallsignals mit der Eigenresonanz verschoben
wird.
Fig. 20 zeigt eine Variante hierzu, bei der eine zweite Masse
80 zusätzlich vorgesehen ist, so daß zwei schwingungsfähige
Gebilde 72/73 und 74/80 zwischen den raumfesten Punkten 70,
71 angeordnet sind. Das Piezoelement 75i symbolisiert in diesem
Falle die Kopplung zwischen den beiden schwingungsfähigen
Systemen 72/73 und 74/80 und wird von der Stellstufe 43i
beaufschlagt.
Durch Variation der Kopplung wird auch in diesem Falle die
Eigenresonanz des Gesamtsystems beeinflußt, so daß sich die
bereits zuvor geschilderte Wirkung einstellt.
Claims (28)
1. Verfahren zum Beeinflussen einer durch ein Fahrzeug gebildeten Schallquelle, insbesondere
eines getauchten Unterseebootes (20), wobei
die Schallquelle ein Schallsignal (S; 24, 25, 26) mit
einem ersten Frequenzspektrum (33) mit mindestens einem
ersten Intensitätsmaximum abstrahlt, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Beeinflussen der Schallquelle das
erste Frequenzspektrum (33) in der Weise moduliert wird,
daß die von der Schallquelle abgestrahlte
Schallenergie zusätzlich auf Seitenbänder (35)
verteilt wird, so daß die Amplitude des
Intensitätsmaximums sich entsprechend
vermindert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Frequenzspektrum (33) stochastisch moduliert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bewegungsablauf von die Schallquelle bildenden
mechanischen Elementen moduliert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
bei makroskopisch bewegten mechanischen Elementen die
Bewegungsfrequenz (f) moduliert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
bei makroskopisch bewegten mechanischen Elementen die
Bewegungsamplitude moduliert wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Tarnen eines getauch
ten Unterseeboots (20) der Bewegungsablauf von Antriebs
elementen des Unterseeboots (20) moduliert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl (n) einer Antriebswelle (22) des
Unterseeboots (20) moduliert wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz von
die Schallquelle bildenden eigenresonanten mechanischen
Elementen moduliert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Tarnen eines getauchten Unterseeboots (20) die
Eigenfrequenz von eigenresonanten Bauteilen des Unter
seeboots (20) moduliert wird.
10. Verfahren insbesondere nach einem oder mehreren der
Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fahrzeug sich in einer Umgebung mit Fremdschall
befindet, daß ein zweites Frequenzspektrum (30) des
Fremdschalls aufgenommen wird, daß zweite Intensitäts
maxima (31) des zweiten Frequenzspektrums (30) bestimmt
werden und daß durch Beeinflussen der Schallquelle das
erste Frequenzspektrum (30) mit seinem ersten Inten
sitätsmaximum auf die Frequenz (f1) eines der zweiten
Intensitätsmaxima (31) des zweiten Frequenzspektrums
(30) verschoben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Tarnen eines getauchten Unterseeboots (20) das
zweite Frequenzspektrum (30) des das Unterseeboot
(20) umgebenden Meeres (10) aufgenommen wird und daß
die Frequenz (f2) des Bewegungsablaufs von Antriebs
elementen des Unterseeboots (20) auf die Frequenz (f1)
eines der zweiten Intensitätsmaxima (31) verschoben
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Tarnen eines getauchten Unterseeboots (20) das
zweite Frequenzspektrum (30) des das Unterseeboot (20)
umgebenden Meeres (10) aufgenommen wird und daß die
Eigenfrequenz von eigenresonanten Bauteilen des Unter
seeboots (20) auf die Frequenz (f1) eines der zweiten
Intensitätsmaxima (31) verschoben wird.
13. Unterseeboot mit schallabstrahlenden mechanischen
Elementen (21, 22, 23) und Mitteln zum Tarnen der
abgestrahlten Schallsignale (S), dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zum Beeinflussen der mechanischen Elemente
(21, 22, 23) vorgesehen sind, derart, daß ein von den
mechanischen Elementen (21, 22, 23) abgestrahltes erstes
Frequenzspektrum (33) moduliert wird.
14. Unterseeboot nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Frequenzspektrum (33) stochastisch modu
liert wird.
15. Unterseeboot, insbesondere nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Beeinflussen
der mechanischen Elemente (21, 22, 23) das erste Fre
quenzspektrum (33) in seiner Frequenzlage (f2) verschie
ben.
16. Unterseeboot nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanischen Elemente (21, 22, 23) bewegte
Antriebselemente des Unterseeboots (20) sind und daß
im Antrieb Mittel zum Einstellen der Bewegungsfrequenz
der Antriebselemente vorgesehen sind.
17. Unterseeboot nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Stellstufe (43) in einer Versorgungseinheit
(42, 44) eines Antriebsmotors (41) vorgesehen ist.
18. Unterseeboot nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Antriebsstrang des Unterseeboots (20)
eine einstellbare Kupplung (45, 45b) angeordnet ist.
19. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 16
bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Antriebs
strang des Unterseeboots (20) Hilfsenergie in Abhängig
keit von der Stellstufe (43b) einspeisbar ist.
20. Unterseeboot nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Hilfsenergie-Speicher (47) über eine einstellbare
Kupplung (46) an den Antriebsstrang anschließbar ist.
21. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 16
bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Antriebs
strang des Unterseeboots (20) ein im Übersetzungsver
hältnis (ü) einstellbares Getriebe (49) angeordnet ist.
22. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 16
bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Antriebs
strang des Unterseeboots (20) ein federndes Übertragungs
element (51) angeordnet ist, das mittels einer einstell
baren Kupplung (50) überbrückbar ist.
23. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 16
bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Antriebs
strang des Unterseeboots ein Übertragungselement (52)
angeordnet ist, bei dem die Phasenlage einer Antriebs
bewegung am Ausgang gegenüber der Antriebsbewegung am
Eingang einstellbar ist.
24. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 16
bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einstellen
eines Anstellwinkels (54) einer Antriebsschraube (40f)
des Unterseeboots (20) vorgesehen sind.
25. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 16
bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem kerntech
nischen Antrieb (21) mit periodischer Auslenkung von
Regelstäben (62) eines Kernreaktors (60) eine Bewegungs
einheit (63) für die Regelstäbe (62) einstellbar ist.
26. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 13
bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß an eigenresonanten
Elementen (72, 73, 74) einstellbare mechanische Spann
mittel angeordnet sind.
27. Unterseeboot nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannmittel Piezoelemente (75) sind.
28. Unterseeboot nach einem oder mehreren der Ansprüche 13
bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eigen
resonanten Elementen (72, 73; 74, 80) einstellbare
mechanische Kopplungsmittel (43i, 75i) angeordnet sind.
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