DE978020C - Akustisches Abstandszündgerät für Grund- und Ankertauminen und Torpedos - Google Patents

Description

Es sind Abstandszündgeräte bekannt, die das Echolotverfahren zur Anwendung bringen, indem vom Grunde aus laufend zur Wasseroberfläche gelotet und die Entfernung mit Hilfe mechanischer oder elektrischer Kurzzeitmesser bestimmt wird. Überläuft ein Schiff diese Echoloteinrichtung, so erfolgt durch die Schiffsbodenechos eine plötzliche Entfernungsänderung, die bei diesen Geräten eine Zündung auslöst. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens des Tiefensprungs beim Überlaufen durch Schiffe besteht darin, daß Schiffe, die einen schallschluckenden Belag haben, oder solche, die durch eine spezielle Formgebung die Echos wegspiegeln, nicht sicher erfaßt werden. Ferner können Störimpulse, die zum Zwecke der Räumung in das Wasser gegeben werden, von diesen Geräten unter Umständen als Tiefensprang gedeutet werden, wodurch Fehlzündungen entstehen können.

Es ist ferner bekannt, bei sinkenden Wasserbomben, die mit einer Echoloteinrichtung ausgerüstet sind, dafür Sorge zu tragen, daß nur Echos, die aus einer bestimmten Entfernung einfallen, welche für die Vernichtung des Zieles die günstigste ist, eine Zündung bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein akustisches Abstandszündgerät zu schaffen, das durch akustische Störsignale nicht zur Auslösung gebracht werden kann. Der Grundgedanke besteht dabei darin, daß das Zündgerät nicht auf einfallende Signale, sondern auf das Ausbleiben von Echosignalen von der Meeresoberfläche anspricht. Systematisch durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß die Echos von der Oberfläche bei genügender Verstärkung und ausreichender Senderleistung regelmäßig wiederkehren. Wenn starker Seegang herrscht, kann zwar das eine oder andere Echo ausfallen, es wurde aber festgestellt, daß in der Praxis die Ausfälle hintereinander niemals die Zahl sieben erreichen. Ein solches Gerät ist daher auch bei stärkstem Seegang sicher gegen Fehlzündungen. Es ist auch völlig sicher gegen jedes akustische Räumgerät, denn zusätzlich empfangene Schallimpulse haben auf das Zündgerät nach der Erfindung keinen Einfluß, solange noch Oberflächenechos vorhanden sind. Diese Oberflächenechos können nur beseitigt werden, wenn ein Schiff direkt über das Zündgerät hinwegfährt, und hierauf spricht das Zündgerät an.

Die Erfindung betrifft ein akustisches Abstandszündgerät für Grund- und Ankertauminen und Torpedos mit einem Echolotsender und -empfänger, mit denen die Wasseroberfläche von unten angelotet wird, und einer Einrichtung im Empfänger, die nur Echosignale aus einer vorgesehenen Entfernung passieren läßt. Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe wird dabei darin gesehen, daß die vorgegebene Entfernung gleich dem Abstand des Zündgerätes von der Wasseroberfläche ist, daß die Echoimpulse und die den Sender auslösenden Taktimpulse einem elektronischen Zähler zugeführt werden, der die Taktimpulse zählt und durch die Echoimpulse jeweils zurückgestellt wird, und daß an den Zähler die Auslösevorrichtung für das Zündgerät derart angeschlossen ist, daß der Zähler bei Ausfall von η Echos .hintereinander bis zu einer vorgegebenen Stellung weiterzählt, in der die angeschlossene Auslösevorrichtung erregt wird, wobei η größer als 1 und vorzugsweise gleich 7 ist.

Es ist zwar bekannt, in Magnetminen Zählkontakte einzubauen, welche die Minen erst nach einer einstellbaren Anzahl von Überläufen scharf machen, um die Räumung zu erschweren. Im Falle der Erfindung hat der Zähler jedoch eine andere Aufgabe, nämlich die Echoimpulse zu zählen, die bei einem Überlaufen der Mine hintereinander ausfallen, so daß die Zündung bereits beim ersten Überlaufen e^rfolgt.

3 4

Um festzustellen, ob die empfangenen Echos wirk- Der Impulsformer 11 erhält seine Echos aus der

lieh Oberflächenechos sind, muß das Gerät auch lau- Entfernungsmeßstufe 7, die bereits beschrieben

fend die Tiefe bestimmen, die durch die Wassertiefe wurde. Ein hinter 9 geschalteter Zeitkreis 10 sperrt

am Auslegeort gegeben ist. Dieses erfolgt bei der Er- nach Ablauf einer einstellbaren Zeit den Impulsfindung ebenso wie bei bekannten Geräten mit Hilfe 5 former und Taktgeber, wodurch das Loten beendet

einer Sägezahnspannung, jedoch auf solche Weise, wird.

daß vom Schiffsboden wiederkehrende Echos »Echo- Der Zähler 12 besteht aus drei Multivibratorstufen.

ausfällen« gleichzusetzen sind. Die Taktgeberimpulse werden gezählt, und die Echos

An Hand des Blockschaltbildes der A b b. 1 soll aus der Impulsformerstufe wirken als Rückstellzunächst die Funktion eines kompletten einsatz- ίο impulse. Kommen diese regelmäßig, so zählt nur die fähigen Zündgerätes nach der Erfindung erläutert erste Stufe, fallen sie aus, so zählen die weiteren werden, das mit einer automatischen Einschaltung Stufen die Taktgebersignale. Nach Ausfall von sieben durch sich nähernde Schiffsgeräusche kombiniert ist. Echos erfolgt dann in der Auslösestufe 13 das Um-Der Schwinger 1 gibt die Schiffsgeräusche über die schlagen eines Multivibrators, der über einen Tran-Weiche 2, die auch den Ausgangstransformator für 15 sistor das Endrelais 14 betätigt,
den Lotsender enthält, an den Horchverstärker 3 Das Zündgerät prüft also die Regelmäßigkeit der weiter, der über einen Einschalttransistor nach Er- Wiederkehr der Echos von der Wasseroberfläche, reichen einer festgelegten Spannung den Taktgeber 4 Fallen mehrere Echos aufeinanderfolgender Lotperider Lotapparatur anlaufen läßt. Der Taktgeber be- öden hintereinander aus, so prüft der elektronische stimmt die Lotfolge und legt damit den Lotbereich 20 Zähler, wieviele Ausfälle auftreten. Der Zähler wird und damit den Einsatzbereich auf z.B. 60m fest. zweckmäßig so aufgebaut, daß das Gerät umschalt-DerTaktgeber tastet denSenderS, so daß dieser über bar auf eine wählbare Zahl von Ausfällen z.B. 3, 4, die Weiche 2 Hochfrequenzimpulse an den Schwin- 5, 6, 7 oder mehr ausgebildet ist.
ger 1 abgibt. Der Schwinger wird also in der beschrie- Durch den Aufbau der Entfernungsmeßstufe benen Ausführung des Gerätes gleichzeitig zum 25 werden die beim Überlauf am Schiffsboden erzeugten Horchen und Loten benutzt. Im Moment des Sendens Echos in Echoausfälle umgewandelt, die ebenfalls wird der Horchverstärker über eine Austastschaltung gezählt werden. Die Ansprechbedingung für das blockiert. Die empfangenen Echos gelangen von 1 Zündgerät nach der Erfindung ist also:
über 2 an den Lotverstärker 6, der ebenfalls während des Sendens vom Taktgeber her blockiert wird. 30 EO (Zahl der Echoausfälle der Oberflache)
Die Ausgangsamplitude des Lotverstärkers ist kon- + ES (Zahl der wiederkehrenden Schiffsbodenstant. Alle Echos sind also gleich groß und werden echos) = n,
der Entfernungsmessung 7 zugeführt, die aus einer

Sägezahnspannung besteht, der die Echos überlagert ^wobei « ^ 3 ist (theoretisch genügt ;> 1). werden. Ein Kondensator wird, vom Taktgeber ge- 35

steuert, im Moment des Sendens entladen und wäh- Ist EO = 0, so bewirken nur die Schiffsbodenrend der Lotperiode wieder langsam aufgeladen. Die echos die Auslösung, ist ES = 0, so bewirken nur Echos konstanter Amplitude und die Sägezahnspan- die Echoausfälle der Oberfläche die Auslösung,
nung werden an die Basis eines Transistors gegeben. A b b. 2 zeigt im Prinzip eine Möglichkeit der Dabei sind die Spannungen so gewählt, daß alle 40 praktischen Anwendung des beschriebenen Zünd-Echos immer etwas größer als die maximale Säge- gerätes. Im Grundgefäß 1 ist das volltransistorisierte zahnspannung sind. Vom Kollektor dieses Transistors Gerät 2 und die benötigte Batterie 3 untergebracht, gelangen die Echos und der Sägezahn an eine drei- Ein kleiner Schwimmkörper 4, der auch kugelförmig stufige Regelkette, die mit großer Zeitkonstante rück- sein kann, mit einem oben eingebauten Schwinger 5 wärts die Transistorstufe immer so weit herunter- 45 ist über ein zugfestes Kabel, am besten ein Koaxialregelt, daß gerade das Echo über den weggeregelten kabel, mit dem Gerät 2 verbunden. Der Schwimm-Sägezahn noch etwas hinausragt. Dieses ist der körper steht etwa 1 bis 2 Meter über dem Grund eigentliche Arbeitszustand des Geräts. Kommt jetzt immer nahezu senkrecht. Der Schwinger5 kann z.B. ein Echo etwas früher als das von der Wasserober- ein Bariumtitanatkristall sein mit 5 bis 30° Richtfläche, so bedeutet dieses für die Apparatur einen 50 wirkung zur Wasseroberfläche oder auch jeder andere Echoausfall. elektroakustische Wandler. Er kann gleichzeitig zum

Vom Lotverstärker 6 gelangen die Echos auch an Horchen der Schiffsgeräusche, als Einschaltempfändie Mehrfachechounterdrückung 8, die aus einem ger für tiefere Frequenzen um 2 kHz herum und als Multivibrator besteht, der vom Taktgebersignal in Lotsenderempfänger für Frequenzen um 100 kHz und die eine Endlage und vom Echo in die andere End- 55 mehr benutzt werden. Es können aber auch zum lage geschaltet wird. Alle nach dem ersten einfallen- Horchen und Loten getrennte Sender und Empfänger den Echo jeder Lotperiode kommenden Mehrfach- Verwendung finden, die zusammen in den Schwimmechos werden im Lotverstärker ausgetastet, d. h., der körper eingebaut werden. Soll bei der Anwendung Lotverstärker ist nach dem ersten Echo bis zum Be- des erfindungsgemäßen Geräts auf einen Schwimmginn der neuen Lotperiode blockiert. Weiter werden 60 körper verzichtet werden, so lassen sich Horch- und die Echos aus dem Lotverstärker dem Entsicherungs- Lotschwinger, kardanisch aufgehängt, auch in dem schalter 9 zugeführt. Erst wenn das erste Echo nach Grundgefäß unterbringen, eventuell mehrere rund-Einschalten durch den Horchverstärker empfangen um verteilt. Auch kann das beschriebene Zündgerät und eine bestimmte Spannung an einigen Zener- mit anderen magnetischen oder sonstigen Systemen dioden erreicht ist, wird der Impulsformer 11 freige- 65 der Zündung und Einschaltung kombiniert werden, geben, der seine Impulse an den Zähler 12 weiter- Bei Torpedos werden der oder die Schwinger in begibt, kannter Weise in den Torpedokopf bündig eingebaut.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Akustisches Abstandszündgerät für Grund- und Ankertauminen und Torpedos mit einem Echolotsender und -empfänger, mit denen die Wasseroberfläche von unten angelotet wird, und einer Einrichtung im Empfänger, die nur Echosignale aus einer vorgegebenen Entfernung passieren läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Entfernung gleich dem Abstand des Zündgerätes von der Wasseroberfläche ist, daß die Echoimpulse und die den Sender auslösenden Taktimpulse einem elektronischen Zähler zugeführt werden, der die Taktimpulse zählt und durch die Echoimpulse jeweils zurückgestellt wird, und daß an den Zähler die Auslösevorrichtung für das Zündgerät derart angeschlossen ist, daß der Zähler bei Ausfall von η Echos hintereinander bis zu einer vorgegebenen Stellung weiterzählt, in der die angeschlossene Auslösevorrichtung erregt wird, wobei η größer als 1 und vorzugsweise gleich 7 ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Loten benötigte elektroakustische Wandler gleichzeitig zum Empfangen der Schiffsgeräusche bzw. bei Torpedos zum Empfang der Eigengeräusche dient, um die Lotapparatur aus- und einzuschalten.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die Mehrfachechos in der Lotapparatur zu unterdrücken.

4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmessung in der Lotapparatur mit Hilfe einer im Augenblick des Sendens beginnenden Sägezahnspannung durchgeführt wird, der die Echos konstanter Amplitude, die etwas größer ist als das Maximum der Sägezahnspannung, überlagert werden, und daß eine Regelstufe vorhanden ist, die derart arbeitet, daß die Sägezahnspannung sich selbst so weit herunterregelt, daß nur noch das überlagerte Echo wirksam und als Impuls einem Zähler zugeführt wird, wobei die Regelung mit genügend großer Zeitkonstante erfolgt.

5. Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Entfernungsmessung und Zählstufen eine Impulsformerstufe zwischengeschaltet ist, die Rückstellimpulse an die zum Zählen benutzten Multivibratoren abgibt, die im Moment des Sendens durch ein Taktgebersignal in eine ihrer bistabilen Lagen gekippt werden.

6. Gerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählstufen einer Auslöseschaltung zugeführt werden und daß diese erst dann entsichert wird, wenn ein erstes Echo nach dem Einschalten empfangen ist.