DE977914C

DE977914C - Verfahren zum Schutze von Schiffen vor Sprengkoerpern, z. B. Minen oder Torpedos, mit magnetischer Zuendung

Info

Publication number: DE977914C
Application number: DEJ15426A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr Phil Foerster
Original assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Priority date: 1958-09-21
Filing date: 1958-09-21
Publication date: 1972-11-23

Description

Verfahren zum Schutze von Schiffen vor Sprengkörpern, z. B. Minen oder Torpedos, mit magnetischer Zündung Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Schutze von Schiffen vor Sprengkörpern., z. B. Minen oder Torpedos, die magnetisch gezündet werden.
Zum Schutze vor magnetischen Minen sind Anordnungen bekannt, bei denen die durch das Schiff oder magnetisierbare Teile des Schiffes verursachten Störungen des magnetischen Erdfeldes kompensiert werden. Bei diesen Anordnungen werden durch entsprechend angeordnete stromdurchflossene Spulen die Störungen des magnetischen Erdfeldes unter dem Schiff so weit aufgehoben, daß der verbleibende Rest nicht mehr zur Zündung der magnetischen Mine ausreicht. Außer diesen Gleichfeldstörungen verursacht ein Schiff jedoch auch magnetische Wechselfelder. Die Ursachen für die Entstehung dieser magnetischen Wechselfelder sind sehr zahlreich. Es seien daher im folgenden nur drei der wichtigsten erwähnt: 1. Die bei den bisher bekannten magnetischen Eigenschutzanlagen (MES) durch die Kompensationswicklungen fließenden Gleichströme besitzen eine Reihe von Wechselstromkomponenten.
2. Die Bewegung von Eisenteilen mit permanenten oder induzierten magnetischen Momenten verursacht magnetische Wechselfelder.
3. Die Bewegung von Metallmassen im magnetischen Erdfeld ruft in diesen Metallmassen Wirbelströme hervor, die ihrerseits zur Ausbildung magnetischer Wechselfelder Anlaß geben.
Da sich die Frequenzen dieser magnetischen Wechselfelder in einem Frequenzbereich von etwa 30 bis 5000 Hz bewegen, ist ihre Reichweite selbst in Salzwasser, wie es das Meerwasser darstellt, noch außerordentlich groß. Eine auf die Störung des magnetischen Erdfeldes, also auf Gleichfeldgradienten ansprechende Mine benötigt einen wesentlich größeren magnetischen Feldstärkebetrag zur Auslösung der Zündvorrichtung als eine auf magnetische Wechselfelder ansprechende Mine.
Trotz dieser Tatsache und obgleich Wechselspannungen wesentlich einfacher und mit noch tragbaren Mitteln wesentlich höher verstärkt werden können als Gleichspannungen, hat man bei den bisher bekannten magnetischen Eigenschutzanlagen von Schiffen, den von diesen verursachten magnetischen Wechselfeldern keine Rechnung getragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schutze von Schiffen vor Sprengkörpern, z. B. Minen oder Torpedos mit magnetischer Zündung, besteht nun darin, daß nicht nur die durch das Schiff verursachten Störungen des magnetischen Erdfeldes, sondern auch die durch das Schiff hervorgerufenen, dem Störgleichfeld überlagerten magnetischen Wechselfeldanteile kompensiert werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden erstmalig auch die von einem Schiff verursachten Störwechselfelder berücksichtigt. Alle bisher bekannten Verfahren schützten die Schiffe lediglich vor Minen, welche auf magnetische Gleichfeldstörungen ansprechen. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es die sogenannte »Gefährdungstiefe« des Schiffes für das Zünden von Minen und anderen Sprengkörpern, welche auf Gleich- und Wechselfeldstörungen ansprechen, vermindert.
Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß vorgesehen, in geeigneter Entfernung vom Schiff oder von solchen Schiffsteilen, welche magnetische Wechselfelder erzeugen, Fühler anzuordnen, die auf magnetische Wechselfelder ansprechen und diesen magnetischen Wechselfeldern entsprechende Spannungen abgeben.
Als Fühler werden erfindungsgemäß alle die Anordnungen betrachtet, die eine der Größe des magnetischen Wechselfeldes proportionale Spannung abgeben, und zwar 1. solche Fühler, bei denen die abgegebene Spannung von der Frequenz des magnetischen - Wechselfeldes unabhängig ist (z. B. Hallgeneratoren) ; 2. solche Fühler, die sowohl eine frequenz- wie feldstärkeproportionale Spannung abgeben (z. B. Induktionsspulen).
Entsprechend den in den Fühlern erzeugten Spannungen werden nun durch besondere Kompensationsspulen oder durch die bisher gebräuchlichen MES-Wicklungen des Schiffes: und/oder der Schiffsteile gegenphasige Ströme geschickt.
Durch geeignete Wahl der Größe dieser Ströme wird erreicht, daß die von. dem Schiff und/oder den Schiffsteilen hervorgerufenen magnetischen Störwechselfelder kompensiert werden.
Im folgenden sei nun an Hand des Ausführungsbeispieles der schematischen Zeichnung die Erfindung näher erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Fühler für die magnetischen Wechselfelder eine Induktionsspule 1 verwendet. Die an dieser Induktionsspule 1 durch die magnetischen Störwechselfelder erzeugten Spannungen werden über den Verstärker 2 (vorzugsweise linearen Verstärker) und das Regelglied 3 (z. B. einem variablen Widerstand) dem Eingang eines Integrators 4 (z. B. RC-Integrator oder Miller-Integrator) zugeführt. Der Integator 4 bewirkt, daß die von ihm abgegebene Spannung unabhängig von der Frequenz der magnetischen Störwechselfelder feldproportional- ist, obgleich von der Induktionsspule 1 eine feld- und frefrenzproportionale Spannung geliefert wird.
Wird an Stelle der Induktionsspule 1 ein Fühler verwendet, der eine von den Frequenzen der magnetischen Störwechselfelder unabhängige Spannung liefert (z. B. Hallgenerator), so wird der Integrator 4 nicht benötigt.
Der Ausgang des Integrators 4 wird über einen Phasenschieber (nicht gezeigt, z. B. RC-Glieder) einem Verstärker 5 zugeführt. Obgleich als Verstärker ein Röhrenverstärker verwendet werden kann, wird erfindungsgemäß ein Transistorverstärker vorgesehen. Der vom Verstärker 5 abgegebene Strom speist die Kompensationswicklung bzw. Wicklungen 6. Die in der Kompensationswicklung 6 erzeugten magnetischen Felder kompensieren die vors der Induktionsspule 1 wahrgenommenen magnetischen Störwechselfelder.
Werden zur Kompensation der magnetischen Störwechselfelder die gleichen Wicklungen herangezogen, die zur Kompensation der von dem Schiff und/oder den Schiffsteilen hervorgerufenen Gleichfeldstörungen dienen, so wird in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dem Verstärker 5 die manuell oder automatisch (mittels feldempfindlicher Sonden) entsprechend den Störungen des magnetischen -Erdfeldes durch das Schiff und/oder Schiffsteile eingestellte Gleichspannung gleichzeitig zuzuführen.
Mit Hilfe des Meßinstrumentes 7, welches am Eingang des Verstärkers 5 liegt, wird die Größe der dem Verstärker 5 zugeführten Spannung gemessen. Bei bekanntem Verstärkungsfaktor des Verstärkers 5 schließt man auf die Größe des in der Kompensationswicklung 6 fließenden Stromes und damit auf die Kompensationswirkung des Gegenfeldes in einer bestimmten Tiefe unter dem Schiff.
Mit Hilfe des Phasenschiebers und des Regelgliedes 3 wird die Größe des von der Kompensationsspule 6 erzeugten Gegenfeldes so eingestellt, daß die magnetischen Störwechselfelder am Ort der Induktionsspule 1 ein Minimum erreichen, d. h., das Meßinstrument 7 zeigt ein Minimum an.
Es ist jedoch auch möglich, durch eine einmalige Ermittlung des Zusammenhanges zwischen der am Ort der Induktionsspule 1 herrschenden bzw. nach dem Abgleich noch herrschenden Störfeldstärke und der Größe des Stromes in der Kompensationsspule 6 auf die Kompensationswirkung in bestimmten Abständen vom Schiff und/oder den Schiffsteilen zu schließen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Schutze von Schiffen vor Sprengkörpern, z. B. Minen oder Torpedos mit magnetischer Zündung, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur die durch das Schiff verursachten Störungen des magnetischen Erdfeldes, sondern auch die durch das Schiff hervorgerufenen, dem Störgleichfeld überlagerten magnetischen Wechselfeldanteile kompensiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Spulen oder Wicklungsanordnungen (6) um das Schiff und/oder Schiffsteile Kompensationsströme geschickt werden, deren Größe und Richtung auch durch an geeigneten Orten angebrachte, in bekannter Weise auf magnetische Wechselfelder ansprechende Fühler (1) bestimmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühler für die magnetischen Wechselfelder (1) in bekannter Weise Anordnungen verwendet werden, z. B. Hallgeneratoren, die eine von der Größe der magnetischen Wechselfelder abhängige und der Frequenz dieser Felder unabhängige Spannung abgeben.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühler für die magnetischen Wechselfelder (1) in bekannter Weise Anordnungen verwendet werden, z. B. Induktionsspulen, die eine sowohl von der Größe als auch der Frequenz der magnetischen Wechselfelder abhängige Spannung abgeben.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Fühlern (1) durch die magnetischen Wechselfelder erzeugten Spannungen in bekannter Weise über ein Regelglied (3), z. B. einen variablen Widerstand, einem Verstärker (5), vorzugsweise einem Transistorverstärker, zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fühler (1) und dem Regelglied (3) ein Verstärker (2), vorzugsweise ein linearer Verstärker, angeordnet ist.
7. Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (5) in bekannter Weise die Kompensationswicklungen (6) speist. B.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kompensationswicklungen (6) auch zur Kompensation der durch das Schiff hervorgerufenen Störungen des magnetischen Erdfeldes benutzt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, da,ß die entsprechend den Störungen des Erdfeldes manuell oder automatisch eingestellten Gleichspannungen dem Verstärker (5) zugeführt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Fühlers (1), der sowohl eine von der Größe als auch der Frequenz der magnetischen Wechselfelder abhängige Spannung abgibt, zwischen dem Regelglied (3) und dem Verstärker (5) ein Integrator (4), z. B. ein Miller-Integrator, angeordnet ist.