DK154128B - Minestrygningsarrangement til brug ved magnetisk minestrygning. - Google Patents

Description

i

DK 154128 B

Opfindelsen angår minestrygning og specielt udløsning af magnetiske miner.

Magnetisk minestrygning kan udføres ved at slæbe en magnetisk genstand efter et ikke-magnetisk skib, hvor 5 genstandens magnetiske felt er således, at en hvilken som helst magnetisk mine i det område, som stryges, vil blive antændt. Tidligere forsøg med magnetisk minestrygning omfattede slæbning af en lang homogen blok af metal, der var magnetiseret før brugen, og sædvanligvis havde 10 metalblokken form som en meget lang tynd stang. Et andet forslag benyttet af USA's marine er det, der er kendt som det såkaldte Magnetic Orange Pipe, (jf. US-A-3.826.215) nemlig et stålrør med en diameter på omkring 25 cm, som blev magnetiseret før brugen og derefter slæbt efter et fartøj.

15 Disse kendte arrangementer har imidlertid den man gel, at der sker afmagnetisering af metallet under brugen, og at en daglig opmagnetisering sædvanligvis er påkrævet. Derfor har en simpel genstand, som et magnetiseret stålrør eller stålstang, begrænset værdi i betragt-20 ning af det begrænsede magnetiske moment i forhold til massen (M.M.R.), og magnetens forholdsvise mangel på permanens.

En anden kendt teknik til magnetisk minestrygning omfatter brugen af minestrygere, der slæber kabler og/ 25 eller elektroder og tilfører disse strøm, hvorved der dannes et magnetisk felt i vandet. En sådan teknik er imidlertid ikke praktisk på meget lavt vand på grund af risikoen for beskadigelse af strygegrejet.

Grundkravene for magnetisk minestrygning omfatter 30 tilvejebringelsen af en genstand, der er holdbar og ikke kostbar, men som ikke desto mindre effektivt kan frembringe et godt magnetisk felt til udløsning af miner, medens den endvidere kan flyttes, afskibes og håndteres under minestrygningsoperationer.

35 Det er ligeledes velkendt, at permanente magneter kan fremstilles af ferriter og med større omkostninger af Alnico. Skønt Alnico kan give meget høje M.M.R.-værdi-

DK 154128 B

2 er, er udgiften til dette materiale stor og derfor ikke attraktiv med henblik på minestrygningsoperationer, fordi der er en meget reel fare for, at minestrygningsarrangementet, hvis en mine sprænges, kan blive beskadiget, 5 således at det ikke kan anvendes mere. Det er ønskeligt, at minestrygningsarrangementet skal være modstandsdygtigt over for beskadigelse og ligeledes have en form, der letter håndteringen i et lille minestrygningshjælpe-fartøj.

1 0 Kendte teknikker såsom arrangementet med Magnetic

Orange Pipe er baseret på meget lange, tynde konstruktioner af minestrygningsarrangementet, hvilket er nødvendigt for at tilvejebringe en rimelig grad af magnetisme.

Denne konstruktionsform giver imidlertid praktiske van-15 skeligheder med henblik på håndtering, afskibning og oplagring.

Fra beskrivelsen til US patent nr. 4.220.108 kender man et minestrygningsarrangement af den i indledningen til krav 1 angivne art, hvor en permanent magnet er 20 anbragt bevægeligt i arrangementets hus for at frembringe et intermitterende magnetfelt. I denne kendte konstruktion er der imidlertid ingen mulighed for direkte at lede magnetflux'en til huset.

Arrangementet ifølge opfindelsen adskiller sig 25 fra denne kendte teknik ved, at fordelingselementer af et materiale med stor magnetisk permeabilitet og højt mætningsniveau er således anbragt, at de står i intim kontakt med polfladerne for med ringe tab af magnetomotorisk kraft at lede flux*en, at de til den pågældende blok 30 knyttede fordelingselementer strækker sig i indbyrdes modsatte retninger bort fra polfladerne og i flydelege-mets længderetning for at fordele magnetflux'en til dannelse af et magnetfelt til minestrygning i vandet, og at arrangementet har langvarig driftstid mellem nymagneti-35 seringer og har et højt magnetisk moment/masse-forhold.

I denne beskrivelse betragtes et minestrygningsarrangement som "modstandsdygtigt" over for beskadigelse

DK 154128 B

3 ved minedetonation, selv om det kan blive beskadiget i en sådan grad, at det ikke kan repareres, såfremt en mine detoneres tilstrækkeligt tæt ved det, og såfremt minen har tilstrækkelig sprængkraft.

5 Ferritmateriale kan med fordel anvendes til den eller de permanente magneter. Når der anvendes to eller flere sådanne blokke, skal de fordeles langs legemet, der fortrinsvis har en i hovedsagen cylindrisk form med en mellemsektion anbragt mellem hvert par af tilstødende 10 ender på blokkene, og endesektioner, der er anbragt uden for de fjerne ender af nævnte blokke af ferritmateriale, og hvor mellem- og endesektionerne er indrettet til at udgøre fordelingselementer for nævnte blokke.

Fordelagtigst kan såvel flydeevne som konstrukti-15 onsstyrke for minestrygningsarrangementet opnås på enkel og effektiv møde ved passende udformning af nævnte fordelingselementer, der hver for sig kan være hule og tæt lukkede. I en foretrukket og væsentlig udførelsesform for opfindelsen findes stift plastskum inde i hver af 20 fordelingselementerne, hvorved er opnået forøget modstandsevne over for sprængkrafter fra en detoneret mine.

Til minestrygningsformål kan minestrygningsarrangementet hensigtsmæssigt være cylindrisk med en diameter i størrelsesordenen 500 mm og en længde i størrelsesor-25 denen 6 m. Konstruktionen kan let udformes således, at den er stiv og holdbar med passende beslag svejst på ydersiden til håndtering og slæbning. Yderligere kan der opnås et meget fordelagtigt magnetisk felt til minestrygningsformål på en omkostningsbevidst måde.

30 Bedst er det, at blokken eller blokkene af perma nent magnetisk materiale har skiveform og holdes på plads af en passende ikke-magnetisk konstruktion. Med henblik på økonomisk fabrikation kan hver blok have polygonform.

En fabrikationsmetode omfatter montering af den 35 eller de permanent magnetiske blokke ved hjælp af et ikke-magnetisk bånd til en udragende ende med formindsket diameter på et rør, der danner en del af legemet og udgør et af fordelingselementerne. En del af røret ved det 4

DK 154128B

sted, hvor diameteren er formindsket, er forsynet med gevind, hvorpå kan skrues en ikke-magnetisk tætningskrave, hvis ydre diameter svarer til det nævnte rørs ydre diameter. For at sikre den tætte lukning er der sørget 5 for en ringformet pakning ved sammenføjningen. Alle de nævnte rør har endeflader, der er formet således, at de kan presses i tæt kontakt med den permanente magnetstruktur med et minimalt luftgab til fluxoverføring og fordelingsformål .

10 Det skal bemærkes, at den foreliggende opfindelse stort set kan betragtes som baseret på den erkendelse, at en effektiv løsning til minestrygning kan opnås med en konstruktion med passende størrelsesforhold' og dimensioner indbefattende i det mindste en blok af permanent 15 magnetisk materiale i kombination med passende fluxfordel ingselementer, hvorved der økonomisk kan konstrueres et hensigtsmæssigt håndterbart robust, flydende legeme, der kan give et effektivt magnetisk felt til minestrygningsformål .

20 Ved udformningen af en særlig udførelsesform for et minestrygningsarrangeraent er det taget i betragtning, at der kan drages nytte af arbejder offentliggjort af opfinderen angående en i laboratoriemålestok udført magnet af sammensat konstruktion, men som hidtil ikke tid-25 ligere er erkendt eller foreslået udnyttet i praktisk målestok eller til minestrygningsformå1.

Til forklaring af de teoretiske principper, der knytter sig til den foreliggende opfindelse, kan henvises til artiklen "Composite Ferrite/Steel Bar Magnet" af 30 J. Warren Hill, offentliggjort i I.E.E.E. Transactions on Magnetics, Volume Mag-14, No. 5, September, 1978, side 1054-1058, og, artiklen "Two-Domain Analysis of Field-Producing Bodies, Using Fictitious Poles" af J. Warren Hill, offentliggjort i J.Phys.D:Appl.Phys, Volumen 11, 35 1978, side 509-530.

Ikke mindst med de foretrukne udførelsesformer for opfindelsen kan opnås et minestrygningsarrangement med stor magnetisk stabilitet, god M.M.R.-værdi og egnet til

DK 154128 B

5 større produktion på en hensigtsmæssig og effektiv måde med lave omkostninger. Det skønnes, at et sådant minestrygningsarrangement vil være meget bedre end kendte arrangementer og især meget bedre end det tidligere anførte 5 Magnetic Orange Pipe. Udførelsesformer ifølge opfindelsen kan måske på ubestemt tid opretholde de magnetiske egenskaber, der til at begynde med blev tilvejebragt, og derfor kan der foregå pålidelig minestrygning. Muligheden for at kunne konstruere et minestrygningsarrangement, 10 således at' det vil være holdbart selv under barske krigstjenesteforhold, men som ikke desto mindre er pålideligt, og som er prisbilligt i anskaffelse, er meget væsentlige faktorer. Det er endvidere ønskeligt at tilvejebringe det maksimalt mulige magnetiske moment i et magnetisk 15 minestrygningsarrangement.

Opfindelsen angår også en kombination af minestrygningsarrangementer af ovennævnte art, hvilken kombination er egnet til oplagring eller afskibning, og giver et lavt resulterende ydre magnetisk felt, hvorved for-20 styrrelser f.eks. af magnetiske kompasser på skibe og luftfartøjer i alt væsentligt er forhindret. En i denne henseende egnet pakning til afskibning omfatter flere aflange minestrygningsarrangementer, som fortrinsvis er anbragt parallelle med hinanden i en sådan orden, at po-25 lerne på nabominestrygningsarrangementer har modsat fortegn.

En meget hensigtsmæssig og foretrukket udførelsesform for dette aspekt af opfindelsen omfatter en konfiguration af minestrygningsarrangementer, hvor fire minestrygningsarrangementer er arrangeret i en kvadratisk 30 opstilling med deres længdeakser i alt væsentligt parallelle.

Udførelsesformer for opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningerne, hvor fig. 1 viser et skematisk aksialt snitbillede gen-35 nem en første udførelsesform for et magnetisk minestrygningsarrangement, fig. 2 et aksialt snitbillede i forstørret målestok af en del af konstruktionen i området ved en perma

DK 154128 B

6 nent magnetisk ferritskive i minestrygningsarrangementet i fig. 1, fig. 3 et planbillede af en konfiguration med fire minestrygningsarrangementer i kvadratisk orden til mini-5 mering af det ydre magnetiske felt, således at der undgås forstyrrelse af skibets kompasser og lignende, fig. 4 konfigurationen i fig. 3 set fraoven, fig. 5 konfigurationen set fra enden, fig. 6 et aksialt snitbillede gennem en anden udfø-10 relsesform for et minestrygningsarrangement, fig. 7 et forstørret billede af et aksialt tværsnit, der viser monteringen af en permanent magnetisk ferritskivestruktur i udførelsesformen i fig. 6, og fig. 8 et billede set fra enden af ferritskiveele-15 mentet i ferritskivestrukturen i fig. 6 og 7.

De udførelsesformer, der beskrives i det følgende under henvisning til tegningerne, har vist sig at give et meget stort magnetisk moment i forhold til massen (M.M.R.), som er meget fordelagtigt i sammenligning med 20 kostbare konventionelle Alnico magneter, når man tager det fartøj (f.eks. en lille båd, pram eller tømmerflåde), der er nødvendigt for at„bære sådanne magneter, i betragtning. De viste udførelsesformer omfatter hver i alt væsentligt en hul flyder af blødt stål indeholdende en 25 permanent magnetisk struktur.

Idet der henvises til fig. 1 og 2 er det magnetiske minestrygningsarrangement af cylindrisk form og omfatter et centralt stållegeme 1, en permanent magnetisk ferritskivestruktur 2 og endestålrørsenheder 3 med 30 buede endekapper 4 forsynet med slæbeøjer 5.

Det centrale stållegeme 1 og endestålrørene 3 er af blødt stål med lavt kulindhold, f.eks. mindre end 0,25%. For at give modstandskraft over for beskadigelse på grund af sprængkraft fra en detoneret mine og for at 35 opretholde flydeevnen i tilfælde af lækage, er der i alle stållegemerne indsprøjtet stift polyurethanskum (udeladt på tegningen af tydelighedshensyn), der dannes på 3 stedet og med stor tæthed, f.eks. 65 kg pr. m . Man har

DK 154128B

7 fundet, at dette giver en meget lav vandabsorptionsevne og tilvejebringer en væsentlig stivhed af konstruktionen, som derved modstår bukning under udsættelse for sprængkrafter .

5 Ved centret af det centrale stållegeme 1 er løfte hanke 6 svejset på hver side af legemet, hvorved der også opnås passende indre stivhed.

Pig. 2 viser detaljer af hver forbindelse af en ferritskivestruktur 2 med rørelementerne 1 og 3. En-10 derne af det centrale stållegeme 1 og stålrørsenheden 3 er ens og omfatter hver en endedel 7 med formindsket diameter,' som udvendigt har gevind 8 samt en ansats 9, mod hvilken en gummiring 10 kan støde imod med henblik på tætning. Hver af endedelene 7 har en 15 flad endeflade 11, hvorpå enderne af et ferritskive-element 12 kan placeres i tæt kontakt.

Mellem stålcylinderdelene findes en ikke-magnetisk forbindelse ved hjælp af en ydre aluminiumlegerings forbindelsesring 13, som indvendigt har gevind ved ender-20 ne, og endvidere findes indvendigt en reces til optagelse af hver pakningsring 10. Til at holde ferritskive-elementerne 12 på plads findes en aluminiumlegeringskrave 14, som er fastgjort til en ringformet ansats på enden af det centrale stålrør 1 ved hjælp af rust-25 fri stålskruer 15.

Der er taget passende forholdsregler for at sikre tæt fast kontakt mellem de flade endeflader af stålrørs-sektionerne og ferritskiveelementerne 12 til opnåelse af maksimal fluxoverføring. De flade ender på endedelene 30 7 skal være tykke nok til at samle magnetisk flux og overføre den til legemets vægge, der også må være tykke nok til at undgå tab af magnetomotorisk kraft.

På fig. 3, 4 og 5 er vist en samling af fire minestrygningsarrangementer. Det skal bemærkes, at nord- og 35 sydpolerne alternerer, og det er klart, at denne konfiguration resulterer i et meget svagt ydre magnetisk felt, hvorved forstyrrelse af magnetiske kompasser i luftfartøjer og lignende undgås.

DK 154128 B

8 I udførelsesformen på fig. 6 til 8 er benyttet de samme henvisningsbetegnelser for de samme dele, og derfor skal der her kun omtales forskelle i konstruktionen.

Udførelsesformen i fig. 6 til 8 er af økonomiske 5 grunde udformet som en forholdsvis enkel konstruktion dannet ved sammensvejsning af komponenter af materiale med ens tykkelse, hvorved undgås kostbar støbning og ma-skinbearbejdningsoperationer, medens der ikke desto mindre bevares en tilstrækkelig virkning med hensyn til 10 fordeling af magnetisk flux til minestrygningsformål. X betragtning af, at et minestrygningsarrangement har en væsentlig risiko for at blive beskadiget, skal det være et udstyr, der eventuelt må kunne ofres, og derfor vejer økonomisk fremstilling stærkere end optimale præstations-15 faktorer, forudsat, at der kan opnås et tilstrækkeligt præstationsniveau.

Udførelsesformen i fig. 6 til 8 omfatter en samlet cylindrisk form med hule rørformede blødtstålsendesekti-oner 3A svejset med cirkulære svejsninger 20 til en 20 central ferritskivestruktur 2.

Skivestrukturen 2 omfatter en ottekantet central blok af ferrit 12 ' med flader endeflader 11 i tæt kontakt med fluxfordelingselementer bestående af blødtståls-endeplader 7A, der på steder inden for deres respektive 25 periferier er svejset til koniske elementer 7B af blødt stål, hvilke elementer er svejset omkring deres periferi til forbindelseskraver 7C af blødt stål. Detaljerne af strukturen og placeringen af svejsningerne ses bedst på figi 7, hvor en ikke-magnetisk holdekappe 14A til at 30 holde ferritblokken 12 på plads ses tydeligt.

Endvidere danner en kappe 13A af ikke-magnetisk, rustfrit stål en del af det samlede cylindriske legeme på minestrygningsarrangementet og udgør en central del af skivestrukturen 2. Kappen 13A er som vist i fig. 7 35 svejset til de respektive ender på kraverne 7C.

Claims (12)

1. Minestrygningsarrangement til brug ved magnetisk minestrygning og af den art, der omfatter æt aflangt, stift flydelegeme (1), og som er modstandsdygtigt over 5 for de sprængkrafter, der udløses af en magnetisk mine, når den aktiveres af minestrygningsarrangementet, og hvor flydelegemet omfatter mindst én blok (12) af permanent magnetisk materiale med polflader '(11), kendetegnet ved, at fordelingselementer 17, 1 og 3 el-10 ler (7A, 7B, 7C og 3A) af et materiale med stor imagnetisk permeabilitet og ihøjt mætningsniveau er således anbragt, at de står i intim kontakt med polfladerne for med ringe tab af magnetomotorisk kraft at lede fluxr,en, at de til den pågældende blok knyttede fordelingselementer stræk-15 ker sig i indbyrdes modsatte retninger bort fra polfladerne og i flydelegemets længderetning for at fordele magnetflux'en til dannelse af et magnetfelt til minestrygning i vandet, og at arrangementet har langvarig driftstid mellem nymagnetiseringer ©g har et 20 højt magnetisk moment/masse-forhold.

2. Minestrygningsarrangement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fordelingselementerne er af blødt stål.

3. Minestrygningsarrangement ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at hvert af nævnte fordelingselementer er en tæt lukket hul konstruktion, der giver flydeevne til minestrygningsarrangementet,, og som har en væg (1 og 3 eller 3A), der tilvejebringer et aflangt hus, som strækker sig bort fra den tilhørende Iblok (12) af magnetisk materiale.

4. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetægnet ved, at i det mindste ét tæt lukket hulrum er Æyldt med stift plastskum, der giver stivhed og reserveflydeevne. 35

5. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetægnet ved, DK 154128 B at blokken eller blokkene (12) af permanent magnetisk materiale har skiveform og holdes på plads af en ikke-magnetisk konstruktion (13, 14, 15 eller 13A og 14A)..

6. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som 5 helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at blokken eller blokkene af permanent magnetisk materiale har polygonalt tværsnit set vinkelret på polaksen.

7. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, 10 at en kappe af ikke-magnetisk materiale (13 eller 13A) findes rundt om blokken eller blokkene af permanent magnetisk materiale pg danner en ydre væg på legemet samt er forbundet til fordelingselementerne på hver side af blokken (12) af permanent magnetisk materiale.

8. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at hvert fordelingselement omfatter en flad stålplade (7A) i magnetisk fluxledende forbindelse med den tilsvarende polflade (H) på den tilhørende blok (12) af permanent 20 magnetisk materiale og en stålforbindelsesvæg (7B), der er svejset til og i en vinkel i forhold til legemets ak-sej strækker sig fra nævnte flade plade til en stålkrave (7C) for legemet og er svejst til denne.

9. Minestrygningsarrangement ifølge krav 8, k e n-25 detegnet ved, at forbindelsesvæggen (7B) i det væsentlige har konisk form udgående fra en del af den flade plade (7A), som befinder sig radialt inden for periferien af den flade plade.

10. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som 30 helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at det indbefatter mindst to blokke (12) af permanent magnetisk materiale forskudt langs minestrygningsarrangementet, og som har respektive fordelingselementer i til knytning hermed, at legemet indbefatter en hul cylindrisk 35 stålmel lemsektion (1) og endesektioner (3)., der udgør dele af fordelingselementerne og danner tæt lukkede hulrum. DK 154128 B

11. Minestrygningsarrangement ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at legemet i hovedsagen har cylindrisk form med diameter og længde i størrelsesordenen henholdsvis 500 mm og 6 m, 5

12, Kombination af minestrygningsarrangementer, hvert ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at minestrygningsarrangementerne er anbragt side om side med nabopoler af modsat fortegn.