EP0269893A1 - Ausfahrbarer Antennenmast für insbesondere U-Boote - Google Patents

Ausfahrbarer Antennenmast für insbesondere U-Boote Download PDF

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EP0269893A1
EP0269893A1 EP87116193A EP87116193A EP0269893A1 EP 0269893 A1 EP0269893 A1 EP 0269893A1 EP 87116193 A EP87116193 A EP 87116193A EP 87116193 A EP87116193 A EP 87116193A EP 0269893 A1 EP0269893 A1 EP 0269893A1
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EP
European Patent Office
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housing
mast
antenna
cross
antenna mast
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87116193A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Dipl.-Ing. Wäntig
Dieter Schmiedl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gabler Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Gabler Maschinenbau GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Definitions

  • the invention relates to an extendable antenna mast for, in particular, submarines, comprising an extendable, flow-profiled mast that can be mounted on the submarine body, an attached housing at the upper end of the mast and an antenna device arranged in the housing for at least the ultra-high frequency range.
  • the known extendable submarine antenna masts which are provided, inter alia, at least with a UHF antenna or comparable antennas, have a non-metallic protective housing for the antennas mentioned on their upper end.
  • this protective housing which is smaller in diameter than the small diameter of the generally oval cross section, that is to say with a streamlined profile, has a circular cross section.
  • the submarine is slightly below the water surface with the mast extended from the air when diving It can be seen optically, since the housing visibly swirls the water surface, possibly with the formation of a trailing, white-appearing swirl streak.
  • the mast is subject to higher strength requirements due to the higher inflow load on the housing and must therefore be dimensioned accordingly strong.
  • the extended mast is in a vibrating state when the submarine is moving, whereby the vibrations can be transmitted through the water and are therefore perceptible.
  • the object of the invention is to improve an extendable mast of the type mentioned in such a way that the possibility of perception of the submarine attributable to the mast is at least greatly reduced.
  • the solution to the problem is based on the introductory mast and is characterized in that the housing housing the antenna device has a streamlined cross-sectional shape.
  • a preferred embodiment is that the streamlined cross-sectional shape on the inflow side by an arcuate profile cross section of the housing and on the outflow side by two additional, opposite, spaced, converging in the outflow direction, extending at least over part of the housing height and attached to the housing Flow areas is formed.
  • the flow surfaces can be formed by an elongated plastic body which is essentially V-shaped in cross section and open at at least one end.
  • the inventive design of the housing in question makes it much more difficult to locate the submarine when the antenna mast is extended. Localization from the air is made considerably more difficult by the fact that the swirling of the water is significantly reduced due to the favorable flow around the housing, and the visible signs on the water surface are greatly reduced. Furthermore, it has surprisingly been found that the mast vibrations are also significantly reduced, so that the vibrations caused thereby in the water are also significantly reduced or even avoided to an insignificant residual value, whereby the perceptibility of the submarine is at least greatly reduced by listening devices. Furthermore, the mast is mechanically less stressed because the water inflow load on the mast is reduced.
  • the embodiment according to Figures 1 and 2 shows a generally designated 1 housing, which consists of an all-round closed-walled, usually made of plastic housing part 2 and a special, provided on the downstream side, connected to it, streamlined profile 3.
  • the housing part 2 has, for example, a circular cross section and accommodates in its interior one or more antennas (not shown) which are to be protected from external environmental influences, in particular water influences, such as UHF, VHF and / or IFF antennas.
  • the ends of the V-shaped body 3 facing away from the apex are fastened to the housing part 2.
  • the body 3 can have the same length as the housing part 2; however, as a rule, it will be shorter, as will be explained.
  • the housing part 2 is usually a water-pressure-resistant hollow body, this is not necessary in the case of the body 3 explained above, since it has at least one opening 6 at one end through which water can enter.
  • the aerodynamic profile shape of the housing is thus determined by the upstream, convergent and by the arcuate curvature section 2a of the housing part 2 on its inflow side formed.
  • the upstream curvature section 2a of the housing part 2 is circular, which is sufficient for a number of applications.
  • it can also be provided on the inflow side of the housing part 2 such a profile shape, as described for example in connection with the downstream side of the housing part, that is, the profile shape can be V-shaped, semi-oval or the like.
  • downstream component 3 its rear upper longitudinal section is provided with a bevel 7 indicated by dash-dotted lines, which makes it possible for an additional antenna, such as that indicated in FIG. 5, to be able to oscillate freely due to its flexibility when it is curved is in the extended state without thereby damaging the antenna itself or the component 3.
  • the component for the profiling 3 on the downstream side can also consist of a semi-oval or of an ogival or one or more aerodynamic components.
  • Figures 3 and 4 show a further embodiment.
  • the entire housing 8 consists of a one-piece component, that is to say in addition to the cross-sectional profile 9 that is streamlined on the inflow side, the cross-sectional profile 10 that is streamlined on the downstream side is also formed as a wall part of the water-resistant, hollow and closed housing 8.
  • this has the further advantage that there is more space for the antennas and their parts to be accommodated in the housing.
  • the housing 8 is designed as the housing 1 is explained in accordance with FIGS. 1 and 2. This applies in particular to the upstream and downstream cross-sectional profiling of the housing.
  • FIGS. 5 and 6 show the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in the assembled state at the upper end of an extended antenna mast 11 of a submarine (not shown).
  • the housing 1 is arranged with the antenna or antennas provided therein on the upstream side of the mast, and behind it is another antenna 12, e.g. an HF antenna that does not need to be encapsulated in a protective housing.
  • the further antenna 12 consists of an insulator 13 fastened on the mast 11 and of an antenna rod 14 which slides and extends in the insulator.
  • the rod 14 is not impeded in its oscillating movements due to the bevel 7 of the rear airfoil 3 of the housing 1.
  • a housing 1 or 8 can also be mounted without the bevel 7.
  • the insulator 13 takes up corresponding space due to its dimensions, the flow profile 3 does not extend over the entire length of the housing part 2, so that there is space for the insulator in its lower region 2b or 9a.
  • the construction of the antenna mast according to the invention is also applicable to other underwater vehicles, e.g. at mobile research stations.

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Abstract

Der Antennenmast weist einen an dem U-Bootkörper montierbaren, ausfahrbaren, strömungsprofilierten Mast (11), ein am Oberende des Mastes befestigtes Gehäuse (2) und eine in dem Gehäuse angeordnete Antenneneinrichtung für wenigstens den Ultrahochfrequenzbereich auf. Um eine Lokalisierung des U-Bootes bei ausgefahrenem Mast und entsprechender Tauchfahrt zu vermeiden, ist das vorgenannte Gehäuse in seiner Querschnittsform strömungsgünstig profiliert (3-5).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen ausfahrbaren Antennenmast für insbesondere U-Boote, enthaltend einen an dem U-Boot­körper montierbaren, ausfahrbaren, strömungsprofilierten Mast, ein am Oberende des Mastes befestigtes Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Antenneneinrichtung für wenigstens den Ultrahochfrequenzbereich.
  • Die bekannten ausfahrbaren U-Boot-Antennenmasten, die u.a. wenigstens mit einer UHF-Antenne oder vergleichbaren An­tennen versehen sind, weisen an ihrem Oberende ein nicht­metallisches Schutzgehäuse für die genannten Antennen auf. Dieses Schutzgehäuse, das im Durchmesser kleiner ist als der kleine Durchmesser des im Querschnitt allgemein oval, das heißt strömungsgünstig profilierten Mastes, besitzt jedoch einen kreisförmigen Querschnitt. Dies hat den Nach­teil, daß das U-Boot bei Tauchfahrt knapp unterhalb der Wasseroberfläche mit ausgefahrenem Mast aus der Luft optisch auszumachen ist, da das Gehäuse die Wasserober­fläche sichtbar verwirbelt, gegebenenfalls unter Bil­dung eines nachlaufenden, weiß erscheinenden Wirbel­streifens. Weiterhin wird der Mast aufgrund der höheren Anströmbelastung des Gehäuses festigkeitsmäßig höher be­ansprucht und muß daher entsprechend stark dimensioniert sein. Außerdem befindet sich der ausgefahrene Mast bei fahrendem U-Boot im Vibrationszustand, wobei die Vibra­tionen durch das Wasser übertragbar und daher wahrnehmbar sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines ausfahrbaren Mastes der einleitend angeführten Art dahingehend, daß die auf den Mast zurückzuführende Wahr­nehmungsmöglichkeit des U-Bootes zumindest stark ver­ringert ist.
  • Die Lösung der Aufgabe geht von dem einleitend angeführten Mast aus und kennzeichnet sich dadurch, daß das die An­tenneneinrichtung beherbergende Gehäuse eine strömungs­günstige Querschnittsform aufweist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die strömungsgünstige Querschnittsform auf der Zuströmseite durch einen bogenförmigen Profilquerschnitt des Gehäuses und auf der Abströmseite durch zwei zusätzliche, sich mit Abstand gegenüberliegende, in Abströmrichtung konvergent verlaufende, sich wenigstens über einen Teil der Gehäuse­höhe erstreckende und an dem Gehäuse befestigte Strömungs­flächen gebildet ist. Die Strömungsflächen können durch einen länglichen, im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen und an wenigstens einem Ende offenen Kunststoffkörperge­bildet sein.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des fraglichen Gehäuses kann das U-Boot bei ausgefahrenem Antennenmast erheblich schwerer lokalisiert werden. Eine Lokalisierung aus der Luft ist dadurch beträchtlich erschwert, daß die Wasserverwirbelung aufgrund der günstigen Umströmung des Gehäuses wesentlich herabgesetzt und somit die sicht­baren Zeichen an der Wasseroberfläche stark vermindert sind. Ferner hat sich überraschenderweise gezeigt, daß ebenfalls die Mastvibrationen wesentlich herabgesetzt sind, so daß die dadurch hervorgerufenen Schwingungen im Wasser gleichfalls erheblich reduziert oder sogar bis auf einen unerheblichen Restwert vermieden sind, wodurch die Wahrnehmbarkeit des U-Bootes durch Horchgeräte zumindest stark herabgesetzt ist. Weiterhin wird der Mast mechanisch weniger beansprucht, weil die Wasseranströmbelastung des Mastes vermindert ist.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den an­liegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungs­form,
    • Figur 2 eine Aufsicht auf die Ausführungsform nach Figur 1,
    • Figuren 3 und 4 eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform,
    • Figur 5 eine Seitenansicht auf das Oberende des Mastes, der mit der Ausführungsform nach Figur 1 ausgestattet ist,
    • Figur 6 eine Aufsicht auf die Darstellung nach Figur 5.
  • Die Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 zeigt ein allgemein mit 1 bezeichnetes Gehäuse, das aus einem all­seitig geschlossenwandigen, in der Regel aus Kunststoff gefertigten Gehäuseteil 2 und aus einer besonderen, auf dessen Abströmseite vorgesehenen, mit ihm verbundenen, strömungsgünstigen Profilierung 3 besteht. Das Gehäuseteil 2 weist beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf und beherbergt in seinem Inneren eine oder mehrere Antennen (nicht gezeigt), die vor äußeren Umgebungseinflüssen, ins­besondere Wassereinflüssen, zu schützen sind, wie z.B. UHF-, VHF- und/oder IFF-Antennen.
  • Die strömungsgünstige Profilierung 3, die ebenfalls aus Nichtmetall, vorzugsweise aus Kunststoff, gefertigt ist, besteht vorzugsweise aus einem länglichen, im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Körper, dessen Schenkel 4 und 5 zwei sich mit Abstand gegenüberliegende, in Abström­richtung konvergent verlaufende Strömungsflächen bilden. Demzufolge sind die scheitelabgewandten Enden des V-för­migen Körpers 3 an dem Gehäuseteil 2 befestigt. Ferner kann der Körper 3 die gleiche Länge aufweisen wie das Ge­häuseteil 2; in der Regel wird er jedoch kürzer sein, wie noch erläutert ist.
  • Während das Gehäuseteil 2 üblicherweise ein wasserdruck­fester Hohlkörper ist, ist dies bei dem vorstehend er­läuterten Körper 3 nicht erforderlich, da er wenigstens an einem Ende eine Öffnung 6 aufweist, durch diese Wasser eintreten kann.
  • Bei dem erläuterten Gehäuse 1 wird somit die strömungs­günstige Profilform des Gehäuses durch die abströmseitigen, konvergent verlaufenden und durch den bogenförmigen Krum­mungsabschnitt 2a des Gehäuseteils 2 auf dessen Zuström­ seite gebildet. Im dargestellten Fall ist der zuström­seitige Krimmungsabschnitt 2a des Gehäuseteiles 2 kreis­förmig ausgebildet, was für eine Reihe von Anwendungs­fällen ausreicht. Es kann aber auf der Zuströmseite des Gehäuseteils 2 auch eine solche Profilform vorgesehen sein, wie sie in Verbindung mit der Abströmseite des Gehäuseteils beispielsweise beschrieben ist, das heißt, daß die Profilform V-förmig, halboval oder dergleichen ausgebildet sein kann.
  • In einer Abänderung des abströmseitigen Bauteils 3 ist dessen hinterer oberer Längenabschnitt mit einer strich­punktiert angedeuteten Abschrägung 7 versehen, die es ermöglicht, daß eine gegebenenfalls zusätzlich vorhandene Antenne, wie sie etwa in Figur 5 angedeutet ist, auf­grund ihrer Biegsamkeit frei pendeln kann, wenn sie sich in ausgefahrenem Zustand befindet, ohne daß hierdurch die Antenne selbst oder das Bauteil 3 beschädigt wird.
  • In weiterer Abänderung kann das Bauteil für die abström­seitige Profilierung 3 auch aus einem halbovalen oder aus einem spitzbogenförmigen oder einem oder mehreren strömungsgünstigen Bauteilen bestehen.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform. In diesem Fall besteht das gesamte Gehäuse 8 aus einem einstückigen Bauteil, das heißt neben der zuströmseitig strömungsgünstigen Querschnitssprofilierung 9 ist auch die abströmseitig strömungsgünstige Querschnitsspro­filierung 10 als Wandungsteil des wasserdruckfesten, hohlen und geschlossenen Gehäuses 8 ausgebildet. Dies hat neben den strömungsgünstigen Verhältnissen den wei­teren Vorteil, daß für die in dem Gehäuse unterzubringen­den Antennen und deren Teile mehr Platz vorhanden ist.
  • Im übrigen ist das Gehäuse 8 so gestaltet, wie das Gehäuse 1 nach den Figuren 1 und 2 erläutert ist. Dies gilt ins­besondere auch für die zuströmseitige und abströmseitige Querschnittsprofilierung des Gehäuses.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen die Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 in montiertem Zustand am Oberende eines ausgefahrenen Antennenmastes 11 eines U-Bootes (nicht gezeigt). Das Gehäuse 1 ist mit der oder den darin vor­gesehenen Antennen auf der Zuströmseite des Mastes ange­ordnet, und dahinter befindet sich eine weitere Antenne 12, z.B. eine HF-Antenne, die nicht durch ein Schutz­gehäuse gekapselt zu sein braucht. Die weitere Antenne 12 besteht aus einem auf dem Mast 11 befestigten Isolator 13 und aus einem in dem Isolator gleitenden und ausfahr­baren Antennenstab 14. Der Stab 14 ist in seinen Pendel­bewegungungen aufgrund der Abschrägung 7 der hinteren Strömungsprofilierung 3 des Gehäuses 1 nicht behindert. Bei einigen Anwendungsfällen kann auch ein Gehäuse 1 bzw. 8 ohne die Abschrägung 7 montiert sein. Da ferner der Isolator 13 aufgrund seiner Abmessungen entsprechenden Platz beansprucht, erstreckt sich die Strömungsprofi­lierung 3 nicht über die gesamt Länge des Gehäuseteils 2, so daß in dessen unterem Bereich 2b bzw. 9a Platz für den Isolator ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung des An­tennenmastes ist auch bei anderen Unterwasserfahrzeugen anwendbar, z.B. bei mobilen Forschungsstationen.

Claims (4)

1. Ausfahrbahrer Antennenmast für insbesondere U-Boote, enthaltend einen an dem U-Bootkörper montierbaren, aus­fahrbaren, strömungsprofilierten Mast, ein am Oberende des Mastes befestigtes Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Antenneneinrichtung für wenigstens den Ultra­hochfrequenzbereich, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine strömungsgünstige Querschnitssform auf­weist.
2. Antennenmast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsgünstige Querschnittsform auf der Zuström­seite durch einen bogenförmigen Profilabschnitt (2a) des Gehäuses (1) und auf der Abströmseite durch zwei zusätz­liche, sich mit Abstand gegenüberliegende, in Abström­richtung konvergent verlaufende, sich wenigstens über einen Teil der Gehäusehöhe erstreckende und an den Ge­häuse befestigte Strömungsflächen (4,5) gebildet ist.
3. Antennenmast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Strömungsflächen (4,5) durch einen läng­lichen, im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen und an wenigstens einem Ende offenen Kunststoffkörper (3) ge­bildet sind.
4. Antennenmast nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (3) im oberen Abschnitt seines Scheitelbereichs mit einer zurückspringenden Abschrägung (7) versehen ist.
EP87116193A 1986-11-05 1987-11-04 Ausfahrbarer Antennenmast für insbesondere U-Boote Withdrawn EP0269893A1 (de)

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DE19863637618 DE3637618A1 (de) 1986-11-05 1986-11-05 Ausfahrbarer antennenmast fuer insbesondere u-boote

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Inventor name: WAENTIG, ULRICH, DIPL.-ING.