EP1897799B1 - Einrichtung für die dynamische Stabilisierung eines U-Bootes - Google Patents

Einrichtung für die dynamische Stabilisierung eines U-Bootes Download PDF

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Claims (18)

  1. Verfahren zum Steuern der Navigation beim Abtauchen eines Unterwassergerätes unter Fortbewegung in einer Richtung, bei welchem wenigstens ein Flügel (7c 7c2, 7c4 ..) und/oder eine Steuerfläche (915, 933) montiert ist, der/die um eine Achse (13c, 915a, 933a) quer zu einer Längsachse (5a) des Gerätes schwenken kann, wobei dieses im Wesentlichen in dieser Richtung vorwärts bewegt wird, wobei das Gerät in Bezug zu seiner Längsachse eine Bezugs-Winkelposition aufweist, die einer Rollbewegung von im Wesentlichen Null entspricht,
    dadurch gekennzeichnet, dass:
    - der Schwenkflügel (7c, 7c2, 7c4..) und/oder die schwenkende Steuerfläche (915, 933) drehbar um die Querachse (13c, 915a, 933a) montiert ist, und
    - dieser Flügel (7c 7c2, 7c4 ..) und/oder diese Steuerfläche 915, 933) vor bzw. hinter seiner/ihrer Drehachse mit Ballast versehen wird und/oder das Moment des hydrostatischen Auftriebs an diesem Flügel bzw. dieser Steuerfläche genutzt wird, indem im Wesentlichen sein Volumen hinter bzw. vor der Drehachse in Bezug zur Vortriebsrichtung angeordnet wird, derart, dass, wenn sich das Gerät um die Längsachse (5a) neigt, das durch den Ballast und/oder durch die hydrostatische Auftriebskraft erzeugte Moment dazu führt, dass sich der Flügel und/oder die Steuerfläche um ihre Drehachse (13c, 915a, 933a) dreht, wobei die Anströmkante dann natürlich nach unten bzw. nach oben gerichtet ist und eine Einstech- bzw. Hochziehtrimmung hervorruft, die dazu führt, diesen Flügel und/oder diese Steuerfläche in die Bezugs-Winkelposition des Gerätes zurückzubringen.
  2. Verfahren zum Steuern der Navigation beim Abtauchen eines Unterwassergerätes bei einer Vorwärtsbewegung in einer Richtung und mit, in Bezug zu seiner Längsachse, einer Bezugs-Winkelposition, die einer Rollbewegung von im Wesentlichen Null entspricht, an welcher wenigstens ein Flügel (7c 7c2, 7c4 ..) und/oder eine Steuerfläche (915, 933) montiert wird, die um eine Achse quer zu einer Längsachse des Gerätes, in welcher dieses in die Richtung vorangetrieben wird, schwenkbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass:
    - wobei der schwenkbare Flügel (7c, 7c2, 7c4 ..) und/oder die schwenkbare Steuerfläche (915, 933) drehbar um die Querachse (13c 915a, 933a) montiert wird, und
    - dieser Flügel und/oder diese Steuerfläche durch eine Steuereinrichtung funktional mit einem Ballast (90, 900, 910, 920, 930) verbunden wird, der drehbar um eine Achse parallel zu der die Längsachse (5a) und eine Gier-Achse enthaltenden Ebene ist, derart, dass, wenn sich das Gerät um die Längsachse neigt, die relative Winkelbewegung zwischen dem Ballast und dem Körper des Gerätes eine Wirkung auf die Steuereinrichtung erzeugt, die den Flügel (7c 7c2,7c4 ..) oder die Steuerfläche (915, 933) um ihre Rotationsachse (13c, 915a, 933a) zu einer Drehung antreibt, wobei die Richtung der Kupplung zwischen der Bewegung des Ballastes und derjenigen Flügels oder der Steuerfläche derart ist, dass eine Neigung, die durch den Flügel oder die Steuerfläche eingenommen wird, ein Moment erzeugt, das diesen wieder in die Bezugs-Winkelposition des Gerätes zurückbringt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballast sowohl (920, 930) in Abstand vom Flügel angeordnet wird als auch (910) schwenkbar am Flügel um eine Achse angebracht wird, die im Wesentlichen durch die Anström- und Abströmkanten des Flügels und der Steuerfläche hindurchgeht.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - der Ballast (90, 90', 900, 910) an dem Flügel (7c 7c2,) angeordnet wird,
    - dieser Flügel frei schwenkend um die Rotationsachse (13c) mit einem Körper (5) verbunden wird, an welchem das Gerät vorgesehen ist,
    - der Körper mit mehreren weiteren Flügeln (7a, 7b) ausgestattet wird, die jeweils schwenkbar in Bezug zum Körper um eine Rotationsachse quer zur Längsachse (5c) montiert sind, unter der Wirkung der durch ein Stellglied (19, 31, 39...) gesteuerten Antriebseinrichtung, und
    - das zu einer Bewegung angetriebene, eingetauchte Gerät mithilfe des mit Ballast (7c) versehenen Flügels im Wesentlichen gegen ein Rollen stabilisiert wird und/oder dieser Flügel an seiner Lageregelung beteiligt wird, wobei sich der Flügel in natürlicher Weise ausrichtet, wird bedingt durch das induzierte Krängen durch das Drehmoment beim Rollvorgang, das durch die weiteren Flügel unter Wirkung der Stellglieder erzeugt wird.
  5. Unterwassergerät mit :
    - einem Körper (5, 50, 51), der eine Bewegungsrichtung aufweist, die im Wesentlichen mit einer Längsachse (5c) des Gerätes zusammenfällt und in Bezug zu dieser Längsachse eine Bezugs-Winkelposition aufweist, die einer Rollbewegung im Wesentlichen Null entspricht,
    - wenigstens einem Flügel (7c 7c2, 7c4 ..), der schwenkbar in Bezug zu dem Körper um eine Achse quer zur Längsachse montiert ist, oder der, an dem Körper fest montiert, mit einer Steuerfläche (915, 933) versehen ist, die schwenkbar in Bezug zu dieser um eine Achse quer zur Längsachse angebracht ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner einen fest am Flügel (7c 7c2, 7c4 ..) oder der Steuerfläche (915, 933) montierten Ballast aufweist oder an welchen dieser Flügel oder diese Steuerfläche funktional verbunden ist, derart, dass sich das Gerät in seiner Bewegungsachse voranbewegend eine Schrägstellung beim Rollen des Gerätes ein Moment provoziert, das durch den Ballast erzeugt wird, was eine Veränderung des Neigungswinkels dieses Flügels oder dieser Steuerfläche hervorruft, die über eine hydrodynamische Kraft dazu führt, das Gerät in seine Bezugs-Winkelposition zurückzubringen.
  6. Unterwassergerät nach Anspruch 5 und/oder angepasst an die Durchführung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses umfasst
    - eine Ausrichtungseinrichtung (7a, 7b..), die durch Stellglieder (39, 39') zum Lenken des Gerätes bewegt werden kann,
    derart, dass, das Gerät in Richtung Bewegungsachse voranbewegend, gesteuert durch die Stellglieder, der Ballast unter der Wirkung einer Rollbewegung den Flügel und/oder die Steuerfläche schwenkt, bis ein Moment erzeugt wird, das sich dem Moment der Ausrichtungseinrichtung (7a, 7b) und somit einer Kraft in einer Achse quer zur Bewegungsachse des Gerätes entgegensetzt, wobei sich das Gerät dann in einer Position nahe der vertikalen Position stabilisiert und der Flügel oder die Steuerfläche eine Querkraft ausübt, um so die Bewegungsbahn des Gerätes zu modifizieren.
  7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - der Flügel in Bezug zu dem Körper fest montiert ist und eine Steuerfläche (915, 933) vorgesehen ist, die schwenkbar in Bezug zu diesem um die Querachse der Längsachse schwenkbar montiert ist,
    - und der Ballast funktional mit dem Flügel oder der Steuerfläche verbunden ist.
  8. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - dieses eine Ausrichtungseinrichtung (7a, 7b..) umfasst, welche durch Stellglieder (39, 39') zum Lenken des Gerätes bewegt werden können, und
    - der Flügel (7c, 7c1, 7c2, 7c3, 7c4 ..) schwenkbar in Bezug zu dem Körper um eine Querachse zur Längsachse schwenkbar montiert ist.
  9. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - dieses eine Ausrichtungseinrichtung (7a, 7b..) umfasst, die durch Stellglieder (39, 39') zum Lenken des Gerätes bewegt werden kann, und
    - der Flügel (7c, 7c1, 7c2, 7c3, 7c4..) schwenkbar in Bezug zu dem Körper um eine Querachse zur Längsachse montiert ist und mit einer Steuerfläche (915, 933) versehen ist, die in Bezug zu diesem schwenkbar um eine Querachse zur Längsachse montiert ist.
  10. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - dieses eine Ausrichtungseinrichtung /7a, 7b..) aufweist, die durch Stellglieder (39, 39') zum Lenken des Gerätes bewegt werden kann, und
    - der Flügel (7c2, 7c3..) fest in Bezug zu dem Körper montiert ist und eine Steuerfläche (915, 933) vorgesehen ist, die schwenkbar in Bezug zu diesem um eine Querachse zur Längsachse montiert ist.
  11. Gerät nach einem der Ansprüche 5, 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lenken des Gerätes und/oder zur Stabilisierung einer Rollbewegung:
    - der mit dem Ballast verbundene Flügel (7c, 7c2, 7c4 ..) frei drehbar in Bezug zum Körper montiert ist, und
    - die Ausrichtungseinrichtung mehrere weitere Flügel (7a, 7b) umfasst, die durch die Stellglieder bewegt werden können und in Bezug zu dem Körper jeweils um eine Querachse zur Längsachse schwenkbar montiert sind.
  12. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (13c, 13c2) des Flügels und/oder der Steuerfläche, die mit dem Ballast versehen sind, oder funktional mit dieser verbunden sind, in einem von 90° unterschiedlichen Winkel in Bezug zur Längsachse (5a) des Körpers (5, 51...) geneigt ist und/oder nach vorne in Richtung dieser Längsachse geneigt ist.
  13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - der Ballast (90, 900) an dem Flügel angeordnet ist und nach vorne oder nach hinten in Bezug zur Schwenkachse (13c) desselben abnimmt, und
    - die Anströmkante (70c) dieses Flügels (7c, 7c1) mehr geneigt ist (Winkel A') in Bezug zur Längsachse (5a) als derjenige (Winkel β') der Schwenkachse (13, 15c) des Flügels.
  14. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballast (90, 900) an dem Flügel angeordnet ist und nach vorne oder nach hinten in Bezug zu der Schwenkachse (13c) desselben abnimmt und dieser Flügel (7c, 7c1) einen Schaum beinhaltet, dessen Schwimmfähigkeit durch des hydrostatischen Auftrieb die auf diesen durch den Ballast (90, 90', 900) ausgeübte Kraft verstärkt.
  15. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen ersten und zweiten Verbindungsansatz (53, 55) für eine Verbindung mit Abschnitten gezogener Objekte aufweist.
  16. Verwendung eines Unterwassergeräts, das versehen ist mit wenigstens einem Flügel oder einer Steuerfläche, mit einem Körper und mit einer Bewegungsrichtung, die im Wesentlichen mit der Längsachse zusammenfällt, wobei der Flügel oder die Steuerfläche schwenkbar quer zu dieser Bewegungsachse montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Flügel oder diese Steuerfläche dazu genutzt werden, dieses durch einen Ballast (90, 90', 900, 910, 920, 930) in Bewegung zu versetzen, der einem gleichzeitig als Neigungsmesser eines Rollvorgangs und als mechanische Regelungsquelle beim Rollvorgang dient.
  17. Verwendung eines Geräts nach Anspruch 16, eingetaucht und in Bewegung, um die Position eines oder mehrerer abgeschleppter Objekte, an welchen dieses verbunden ist, zu stabilisieren.
  18. Verwendung eines Geräts nach Anspruch 17, in welcher das abgeschleppte Objekt eine akustische Linearantenne ist.
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