EP2489588A1 - Unmanned submarine, interchangeable body that can be attached to it, system comprising the unmanned submarine and the interchangeable body and method for operating an unmanned submarine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an unmanned underwater vehicle with a vehicle pressure body which has a vehicle pressure envelope bounding this vehicle pressure body.
- a vehicle pressure body which has a vehicle pressure envelope bounding this vehicle pressure body.
- an energy storage device is arranged in the vehicle pressure body and thus within the vehicle pressure shell.
- the invention relates to a replacement body for fixing to the underwater vehicle according to the invention. Moreover, the invention relates to a system with the unmanned underwater vehicle according to the invention and with the exchange body according to the invention. Finally, the invention relates to a method for operating an unmanned underwater vehicle.
- Unmanned underwater vehicles are used, for example, as a cost-effective alternative to manned missions or in cases where dangerous missions are to be carried out where the underwater vehicle could be damaged or destroyed, or where the destruction of the submersible is part of the mission.
- Known unmanned underwater vehicles are designed differently depending on the tasks for which they are intended.
- Underwater vehicles are known, which are intended for object destruction and therefore carry explosives with them, which is brought in the vicinity of an object to be destroyed or directly on the object to detonation. If the explosive is previously deposited by the underwater vehicle with a cargo part, this charge part is also destroyed in the detonation, whereas the underwater vehicle remains undamaged. In general, however, the explosive is detonated on the underwater vehicle and destroyed the unmanned underwater vehicle thereby.
- the object device provided for unmanned underwater vehicle of the latter type has a non-rechargeable, but long-term storable battery as an energy storage device.
- a primary lithium battery battery LiSO 2
- battery LiSO 2 battery LiSO 2
- the state of charge of this battery hardly diminishes with long storage, so that the underwater vehicle equipped with this battery is still operational even after a long time.
- the invention is, after all, the object to improve the possibilities for unmanned underwater vehicles.
- the invention solves this problem with an unmanned underwater vehicle according to claim 1, with an exchange body according to claim 4, with a system according to claim 11 and with a method for operating an unmanned underwater vehicle according to claim 14.
- the unmanned underwater vehicle according to the invention is of the type mentioned.
- the unmanned underwater vehicle has fixing means for fixing a replacement body on the underwater vehicle.
- the underwater vehicle is either designed such that the vehicle pressure body is completely enclosed by the vehicle pressure shell.
- the fixing means for fixing the replacement body are formed outside the vehicle pressure body or outside the vehicle pressure shell.
- the underwater vehicle is designed such that the vehicle pressure body is enclosed only incompletely by the vehicle pressure shell.
- the fixing means for fixing the replacement body to the underwater vehicle are formed such that the vehicle pressure body together is completely enclosed by the vehicle pressure shell and the exchange body.
- the underwater vehicle has an energy supply terminal for providing electric power from the energy storage device to at least one electrical device in the case where a foreign supply variant of the replacement body having this electrical device is fixed to the underwater vehicle by the fixing means and electrically connected to the power supply terminal.
- This exchange body has a replacement body pressure shell, in the interior of which the electrical device is arranged. In the event that the vehicle body is completely enclosed with the replacement body, the vehicle pressure shell and the replacement body shell together may form a common pressure shell for the vehicle body and the electrical device.
- the intended use of the unmanned underwater vehicle according to the invention is determined by the exchange body.
- the invention allows a simple change of the exchange body and thus the use of the underwater vehicle for different purposes.
- the replacement body is not dependent on its own power supply or battery in a training as a third-party supply variant.
- the replacement body may therefore have an explosive charge, which is thus accommodated separately from a battery. This increases the safety when handling the explosive charge.
- the underwater vehicle can be equipped by means of the exchange body with an explosive charge without even having to have an explosive charge. Special transport and storage restrictions that are prescribed when handling explosives, therefore, need only be considered for the exchange body, but not for the underwater vehicle according to the invention. This significantly reduces the expense and thus the cost of transportation and storage of the underwater vehicle over an underwater vehicle having explosives.
- ROV Remotely Operated Vehicle
- UAV Autonomous Underwater Vehicle
- the underwater vehicle can autonomously navigate and operate while performing a mission.
- the unmanned underwater vehicle has an energy charging connection for charging the energy storage device via this energy charging connection.
- the energy storage device can be recharged after discharge of stored energy and / or after possible partial self-discharge.
- the energy charging connection is preferably arranged in such a way that, in the event that no replacement body is fixed to the underwater vehicle, this energy charging connection is accessible for charging for a connectable power supply connection.
- the energy charging connection is also accessible for charging when a replacement body, which has no explosive or is not intended to receive explosives, is fixed to the underwater vehicle.
- the underwater vehicle is further designed such that otherwise, namely in the event that a replacement body equipped with explosive, in particular an explosive charge, is fixed to the underwater vehicle, the energy charging connection is blocked or inaccessible. In this way, the invention provides protection against incorrect operation, namely a protection against charging the energy storage device, while an explosive having exchange body is fixed to the underwater vehicle, or to fix an explosive having exchange body during the charging process on the underwater vehicle.
- the energy storage device of the unmanned underwater vehicle is preferably an accumulator which can be charged repeatedly.
- the energy storage device is a lithium-ion battery.
- a rechargeable battery can be recharged repeatedly after a partial discharge without significantly reducing the storage capacity of the rechargeable battery.
- the energy storage device several years, during which it is held by repeated reloading at a state of charge of 60 to 80 percent, in particular about 70 percent.
- the energy storage device loses less than 10 percent of its charge capacity.
- Even in the case of multiple partial discharge and partial charge the cell voltage of the energy storage device is maintained. Possibly.
- maintenance and material maintenance measures such as complete or partial charging and / or discharging of the energy storage device, are to be carried out in cycles, in particular in order to maintain the state of charge of the energy storage device at approximately 70 percent.
- the underwater vehicle is therefore always ready for use even after several years of storage.
- the energy storage device is preferably rechargeable in less than 15 minutes from 70 percent to 100 percent or at least 99 percent of its charge capacity.
- the underwater vehicle can remain permanently equipped with the same energy storage device after all. An exchange of the energy storage device is not necessary. Therefore, the vehicle pressure shell or a pressure envelope surrounding the energy storage device does not need to be opened for replacement or battery replacement. Damage to vehicle parts that might otherwise occur when opening or closing the vehicle pressure shell for a battery change, in particular as a result of incorrect operation, are thus avoided.
- the vehicle pressure envelope or the energy storage device surrounding pressure envelope is thus not intended to open regularly or not at all to open.
- This also results in an improved compressive strength of this vehicle pressure sleeve or pressure sleeves against opening vehicle pressure sleeves or pressure sleeves, which are otherwise provided for the respective purpose.
- the improved compressive strength ultimately means that the unmanned underwater vehicle can be used in relatively larger water depths.
- the unmanned underwater vehicle preferably has a vent valve or blow-off valve for counteracting overpressure formation in the vehicle pressure body or in the pressure envelope surrounding the energy storage device.
- a vent valve or blow-off valve for counteracting overpressure formation in the vehicle pressure body or in the pressure envelope surrounding the energy storage device.
- gases can escape from the energy storage device and increase the pressure in the vehicle pressure body and eventually possibly rupture or blow up the vehicle pressure shell.
- the vent valve leads gases and / or liquids from the vehicle pressure body to the environment when the Pressure in the vehicle body pressure exceeds a certain value, in particular relative to the pressure in the environment of the underwater vehicle, and thus protects the vehicle body pressure from damage by overpressure formation.
- the unmanned underwater vehicle has a gas detector for detecting damage to the energy storage device associated with gas leakage. In this way, it can be determined early if the energy storage device is defective before the unmanned underwater vehicle is used and preferably even before an overpressure in the vehicle pressure body is formed or before the o.g. Bleed valve Gases and / or liquids from the vehicle body pressure dissipates to the environment.
- the fixing means advantageously comprise storage means for supporting the replacement body and exchange body attachment means for securing the stored exchange body to the underwater vehicle.
- the freedom of movement of the replacement body relative to the underwater vehicle by means of the storage means which are preferably immovable parts of the underwater vehicle, be restricted in certain directions.
- Thelast moments offest Trentsstoff therefore need only withstand forces that could move the stored exchange body from its storage.
- the storage means are designed as linear bearings.
- the replacement body therefore needs to be secured by means of the exchange body fastening means only against the release of the fixation in a direction of movement.
- the storage means are preferably arranged at the bow of the underwater vehicle for the storage of the replacement body at this bow of the underwater vehicle.
- the longitudinal axis of the linear bearing is preferably aligned parallel to the longitudinal axis of the underwater vehicle.
- the storage means are easily accessible in this way, especially since they are arranged on the drive of the underwater vehicle at the rear opposite side of this underwater vehicle.
- the replacement body attachment means are advantageously a click mechanism or a latching mechanism or parts thereof, wherein corresponding parts are associated with the replacement body.
- the unmanned underwater vehicle has computing means for calculating a usage indicator which is dependent on the operating time and / or on the number of missions performed by the underwater vehicle. Furthermore, the unmanned underwater vehicle preferably has storage means for storing this usage indicator.
- the usage indicator may be an operating time, a number of missions, or an amount derived from the operating time and / or number of missions performed.
- the operating time is preferably a total operating time calculated from several missions. Alternatively, however, the total operating time may also be determined externally after the end of the mission, using the operating time determined for the particular mission.
- further parameters such as the nature of the last mission, the number of times the energy storage device has been charged or times in which the underwater vehicle has been moved during the last mission, or other variables that can provide information about the wear or aging state of the underwater vehicle can also be provided , to be included in the calculation of the usage indicator.
- the usage indicator can be taken into account when selecting a suitable underwater vehicle for a pending mission, or when determining which mission with which replacement body the underwater vehicle is to carry out in the future.
- the underwater vehicle has an, in particular optical, display, which provides information about the usage indicator or a variable derived therefrom.
- a green indicator may suggest that you use the submersible for an inspection mission.
- the display may, for example, change from green to red, thereby indicating the use of the underwater vehicle in an object destruction mission for object destruction in which an explosive-loaded replacement body is attached to the underwater vehicle and the replacement body is eventually blasted together with the underwater vehicle.
- underwater vehicles can initially be used for multiple missions, before they are equipped for a final mission with an explosive-bearing replacement body.
- an optimized use of the underwater vehicle is possible without time-consuming bookkeeping.
- the hopefullyköper is designed for fixation on the underwater vehicle according to the invention.
- the replacement body can be designed as a third-party variant and as a non-external supply variant.
- the replacement body has a power receiving connection for supplying power to electrical devices of the replacement body.
- This energy receiving terminal may be coupled to the power supply terminal of the underwater vehicle or is coupled to this power supply terminal, particularly when the replacement body is fixed to the underwater vehicle.
- the replacement body may have electrical facilities that need to be supplied with energy, but it does not need to have its own energy storage device or its own accumulator.
- a separation of the energy storage device of electrical devices such as.
- the detonator of an explosive having exchange body possible.
- the non-external supply variant of the exchange body is, for example, designed as a training version, which has no electrical facilities in a particular embodiment.
- the replacement body can also have its own energy storage device.
- the exchange body is designed as personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel school as a personnel resume.
- the explosive charge is preferably a blast charge for the targeted generation of a high impact explosive effect.
- the object destruction version of the replacement body advantageously additionally comprises an igniter and a safety device.
- the igniter and preferably also the safety device are electrical devices that are supplied with electrical energy via the energy supply connection of the underwater vehicle.
- the object destruction version of the replacement body can be stored separately from electrical energy sources and thus safe and does not need to be equipped with separate batteries even before use.
- the replacement body may also have in the object destruction version of its own small battery or other energy storage device for supplying the electrical equipment of the exchange body.
- the replacement body in the object destruction version on a Wirk therapiesseinstellvorraum for adjusting the effective direction of the explosive charge.
- the explosive charge is positioned to destroy an object in such a way relative to this object that the direction of action points in the direction of the object to be destroyed.
- the explosive hollow charge generates an energy spike, which is purposefully directed to the object to be destroyed or targeted to a sensitive area of this object for its destruction can.
- the object to be destroyed for example a mine, or the sensitive area of this mine can be buried in the ground or partially buried with sediments.
- a frontal approach of the underwater vehicle to destroy a buried mine would be possible in this case only if the underwater vehicle with the replacement body would take an overall inclined position.
- an inclined position is an unstable position for an underwater vehicle, since the underwater vehicle is generally designed so that it automatically aligns horizontally in the water, if it does not take another position by means of its drives.
- the effective direction adjustment device therefore makes it possible, even in the case of a stable or horizontal orientation of the underwater vehicle in the water, to tilt the energy peak of the blasting cargo obliquely, in particular pivoted in the direction of the object, in particular with respect to the longitudinal axis of the replacement body or of the underwater vehicle. In this way, even partially buried mines can be cleared by means of the underwater vehicle, which is equipped with such a replacement body, cleared.
- the effective direction adjusting device preferably has a bearing device which provides at least one pivot axis for pivotally supporting the explosive charge.
- the pivot axis is preferably a transverse axis, which is preferably aligned horizontally aligned transversely to the longitudinal axis of the Austauch stressess or the underwater vehicle.
- a vertical axis or vertical axis is provided as the pivot axis, which allows pivoting sideways relative to the longitudinal axis of the replacement body or underwater vehicle.
- the bearing device has a ball joint or a gimbal bearing, so that pivoting in virtually any direction is possible.
- the pivot axis may also be a non-representational axis, which may possibly also be pivoted or moved.
- the pivoting of the explosive charge by means of the bearing device is limited to an angular range with respect to the longitudinal axis of the replacement body or of the underwater vehicle of up to 45 degrees. Even more preferably, only a pivoting of up to +/- 15 degrees, in particular of up to +/- 10 degrees with respect to this longitudinal axis is possible. Due to this restriction of the pivoting range, the explosive charge can be made longer than the exchangeable body, for example, is high and wide. The replacement body can therefore remain compact and yet a comparatively large explosive charge in its interior take up. The explosive charge can not rotate in this case, but only be adjusted in the described angle range in the inclination.
- the explosive charge is controlled by an electronic control device or device for control, which can be permanently connected to the explosive charge and therefore can be pivoted together with the explosive charge.
- this control electronics is arranged separately from the explosive charge in Austauch stresses such that this control electronics does not pivot. Thereby, the size or length of the pivoting part or the explosive charge can be further reduced, so that with the same dimensions of the exchange body either a larger explosive charge can be provided or the angle by which the explosive charge can be pivoted, can be increased, respectively opposite the embodiment in which the control electronics pivots.
- the effective direction adjusting device preferably has adjusting means for manually pivoting the explosive charge about the pivot axis.
- a manual pivoting means that this pivoting does not take place automatically by means of a drive, for example by means of a motor, in particular by remote control, but is performed by an operator who has access to the immersion body.
- the adjusting means is preferably a set screw or has an adjusting screw. In this way can cost manually before the underwater vehicle is left with the Austauch stresses water, by turning the adjusting screw, the effective direction of the explosive charge can be adjusted.
- the adjusting means or the screw is thus a cost-effective means to adjust the effective direction, especially since the exchange body is destroyed when igniting the explosive charge.
- the replacement body therefore preferably has no means for automatically pivoting the explosive charge.
- the replacement body preferably has no drive or no motor for automatically pivoting the explosive charge about the pivot axis.
- the adjusting means or the adjusting screw is preferably arranged accessible from the outside on the exchange body.
- the adjusting means or the adjusting screw is arranged on the replacement body such that a tool in the adjusting means or in the adjusting screw can intervene in order to adjust the effective direction by means of this tool, without having to open the exchange body pressure shell for this purpose.
- the adjustment means for example, behind a cover, such as a flap or a lid, hidden, this cover must first be removed or opened to make the adjustment means accessible.
- the adjusting means can be accessible only after opening the replacement body pressure shell and / or only when the replacement body is not fixed to the underwater vehicle.
- the effective direction adjustment device is designed such that a pivoting of the explosive charge and thus a pivoting of the effective direction only in steps with angles of, for example, 1 degree is possible.
- the invention enables a simple setting of defined effective directions, can be calculated for the advantageous positions and orientations of the underwater vehicle relative to the object to be destroyed when igniting the shaped charge.
- this makes it possible to precisely set the effective direction into one of a plurality of predetermined angles, so that the object to be destroyed can be hit with great precision.
- a design of the replacement body is provided as a non-object destruction version that has no explosives.
- the replacement body in the non-object destruction version is preferably the already mentioned training version or an inspection version of the replacement body.
- the volume and mass of the replacement body in the non-object destruction version are the same as the volume and mass of the replacement body in the object destruction version.
- the inspection version preferably has the same volume and mass as the object destruction version in order to obtain optimum maneuverability of the underwater vehicle together with the replacement body, regardless of the version used in each case.
- the exchange body in the non-object destruction version in particular in the training version, also has the same dimensions as the exchange body in the object destruction version.
- the replacement body has at least one acoustic sensor and / or at least one optical sensor and / or at least one orientation sensor.
- the replacement body has one or more additional sensors.
- the replacement body with sensor is preferably designed as an inspection version and can be used for reconnaissance missions or for examinations, for example, on lines, cables or foundations on the seabed, or for the investigation of ship hulls or harbor basin boundaries.
- the sensors are to be understood as electrical devices of the replacement body, which may possibly be wholly or partially supplied by the underwater vehicle with electrical energy.
- a side sonar or a so-called "side scan sonar" and / or a high-resolution gyroscope are provided as an acoustic sensor.
- the optical sensor is, for example, a camera.
- a magnetic sensor may be provided.
- the replacement body has an expansion energy storage device for the sole or supporting energy supply of electrical equipment of the replacement body and / or electrical equipment of the unmanned underwater vehicle.
- the said sensors can be supplied with electrical energy at the replacement body by means of the expansion energy storage device and thereby relieve the energy storage device of the underwater vehicle, which thus has more energy available to supply drives of the underwater vehicle.
- even the underwater vehicle is supplementarily supplied with electrical energy from the expansion energy storage device. This can increase the range of the underwater vehicle.
- the electrical energy is preferably transmitted in the opposite direction via the energy receiving connection and / or via the energy charging connection of the underwater vehicle to the underwater vehicle. In this way, no additional connections need to be provided.
- the exchange body has a receiver and an antenna for receiving satellite signals for the satellite-supported position determination.
- the satellite signals may be satellite signals of the so-called Global Positioning System (GPS), the receiver being a GPS receiver and the antenna being a GPS antenna.
- GPS Global Positioning System
- the unmanned underwater vehicle emerges in a region just below the surface of the water and his antenna as far as possibly extends beyond the surface of the water, that satellite signals are received by the antenna and fed to the receiver , Thereby a position determination becomes possible. Subsequent maneuvering may be accomplished by other sensors relative to that particular position or incorporating that particular position. In shallow waters, the satellite signals allow navigation, even if other sensors do not provide reliable information
- the exchange body has horizontal thrust means for generating a thrust in horizontal transverse direction to the underwater vehicle.
- the thrust is generated in the case that the replacement body is fixed to the underwater vehicle in horizontal transverse direction to this underwater vehicle.
- This improves the maneuverability of the underwater vehicle in a direction laterally to the main direction of movement of the underwater vehicle, in which the maneuverability of the underwater vehicle, especially during slow travel and strong side flow, would otherwise be limited.
- Lateral ocean currents can be compensated so far by means of the horizontal thrust that the underwater vehicle does not have to be inclined in the flow, but can maintain its orientation in the water and thus particularly well in training as an inspection version examinations using the thus stabilized underwater vehicle.
- the horizontal thrust means preferably have at least one propeller rotating about a vertical axis of rotation and are preferably designed as so-called "thrusters".
- the replacement body is designed for locating, following and / or investigating a pipeline or a submarine cable, for detecting gas and / or explosives and / or for detecting or investigating other objects in the water or the water itself and / or Manipulating or repairing objects in the water.
- the respective replacement body has a sensor equipment with corresponding sensors or actuators for this purpose.
- Sensors include sensors for locating and tracking, in particular tracking, measuring and tracking, a pipeline, such as sensors of a sonar device.
- gas detectors and / or explosives detectors in particular with neutron source for non-contact detection of explosives, the sensor equipment.
- Salinity sensors for determining the salt content of the surrounding water and / or temperature sensor for sensor equipment are also preferred.
- the sensor equipment preferably includes optical and / or acoustic sensors.
- the system with the at least one unmanned underwater vehicle and with the at least one exchange body preferably has at least one of the exchange bodies in the object destruction version and additionally at least one of the exchange bodies in a non-object destruction version.
- the replacement bodies in the different versions can be fixed at different times on the underwater vehicle, so that the underwater vehicle can be used for different missions.
- the system has at least one replacement body in the training version and / or at least one replacement body in the inspection version.
- the use of the object destruction version can be trained or the underwater vehicle can be used for inspection purposes with the inspection version, and a final mission can be carried out at the end of its estimated service life with the replacement object in the object destruction version.
- the system has a replacement body which is designed as an autonomous rapid charger.
- the replacement body preferably has charging connection means for charging the energy storage device by means of the replacement body in the event that the replacement body is fixed to the underwater vehicle and electrically connected to the charging port.
- the quick charger is thus not fixed during a mission or in the water on the underwater vehicle, but serves to be docked before performing a mission in place of a mission for replacement body to the submersible, thereby to load the energy storage device of the underwater vehicle in a short time or recharge and make the underwater vehicle operational in this way. After charging, the quick charger can then be removed and replaced with the replacement body intended for the mission.
- the autonomous rapid charger can be used mobile and make the underwater vehicle operational without access to energy sources or far from a mothership or fixed shore station within a short period of time, in particular less than 15 minutes.
- a Malawiautonomous variant of the rapid charger may be provided, the energy in turn by a cable, for example. From a mothership relates.
- a replacement body is fixed in a foreign supply variant outside the vehicle pressure body on the underwater vehicle and electrically connected to the energy supply connection. Via this energy supply connection, the energy storage device provides electrical energy to the electrical device inside the replacement body pressure shell.
- the method is further developed by method steps that can be carried out by means of at least one underwater vehicle according to the invention in conjunction with at least one replacement body or with the system according to the invention.
- the underwater vehicle first performs a mission with a replacement body fixed to the underwater vehicle.
- the energy storage device of the underwater vehicle is preferably charged again to about 70 percent or between 60 and 80 percent and held during storage, if necessary by repeated reloading in this state of charge.
- the replacement body is either removed prior to loading, especially if the fixed replacement body does not permit connection for recharging. Otherwise, the replacement body, especially in the inspection version, remain fixed even when charging the underwater vehicle.
- the energy storage device Before a further mission, the energy storage device is subsequently charged, in particular completely. Subsequently, the same exchange body from the previous mission or another similar exchange body or a differently designed exchange body is fixed to the underwater vehicle. With this replacement body, the underwater vehicle finally performs the further mission.
- the o.g. Usage Indicator updated as a function of operating time and / or depending on the number of missions performed. Further, environmental parameters (e.g., temperature) measured, in particular, may also affect the usage indicator.
- the underwater vehicle is then selected depending on this usage indicator.
- the underwater vehicle can display the usage indicator and / or a usage suggestion that is dependent on the usage indicator directly on the underwater vehicle.
- the usage indicator is transmitted to a central console or control unit.
- This control unit preferably receives usage indicators of several underwater vehicles. For a pending mission, it is preferably automatically proposed by means of this control unit which underwater vehicle should be used for this mission. The proposal is calculated as a function of the usage indicators of the available underwater vehicles.
- Fig. 1 and Fig. 2 show an unmanned underwater vehicle 2 according to an embodiment of the invention in a side view ( Fig. 1 ) and in a front view ( Fig. 2 ).
- This unmanned underwater vehicle 2 is designed as a wired underwater vehicle (ROV) or as an autonomous underwater vehicle (AUV), controlled with or without a wired connection to a controlling unit via the cable or independently a mission in a body of water such as a sea, lake or River can perform.
- the underwater vehicle 2 maneuvered by means of a sonar system 4.
- For propulsion in the water drives with propellers 6, 8, 10 and 12 are provided at the rear 14 of the underwater vehicle 2 at the end of rods 16, 18, 20 and 22 of the underwater vehicle 2 are arranged.
- rods 16 to 22 batteries are arranged as battery strings and electric motors for driving the propellers 6 to 12.
- the underwater vehicle 2 advantageously has a battery management system that ensures the same state of charge of the four battery strings.
- the unmanned underwater vehicle 2 further includes vertical thruster 24 having a propeller that rotates about a vertical axis of rotation.
- the vertical thruster 24 allow the underwater vehicle quickly and without horizontal movement to change its depth, in particular to submerge or emerge. Further, the unmanned underwater vehicle 2, rigid or movable elevator 26 and rudder 28 on.
- the present exemplary embodiment merely shows, by way of example, a possible embodiment of the underwater vehicle 2 according to the invention.
- the underwater vehicle can also be configured differently in a variety of ways without departing from the scope of the invention, for example having only two instead of four illustrated drives.
- All electric devices of the underwater vehicle 2, such as the sonar system 4, the propellers 6 to 12, the vertical thruster 24 and the elevators 26 and the rudder 28, if they are electrically controlled, are controlled by a control device 30 and at least partially by an energy storage device 32, eg a lithium-ion battery, supplied with electrical energy.
- an energy storage device 32 eg a lithium-ion battery, supplied with electrical energy.
- a supply in the case of the formation of the underwater vehicle as ROV can also be made via a cable.
- the above-mentioned, arranged in the rods 16 to 22 batteries or four battery strings can be regarded as part of the energy storage device or even form the energy storage device.
- the energy storage device 32 is arranged in a vehicle pressure body 34 of the underwater vehicle 2.
- the vehicle pressure body 34 is delimited by a vehicle pressure shell 36, wherein the vehicle pressure body is completely enclosed by the vehicle pressure shell 36 in this embodiment.
- the energy storage device 32 or the lithium-ion battery can be stored for a long time and recharged repeatedly, so that it is permanently installed in the underwater vehicle 2 and does not have to be replaced during the entire life of the underwater vehicle. Therefore, in particular when the vehicle pressure body 34 is completely closed by the vehicle pressure envelope 36, there are no openings for disassembling the energy storage device, in particular a part of the energy storage device which is not arranged in the rods 16 to 22 32, provided in the vehicle pressure shell 36.
- the vehicle pressure shell 36 is therefore very resistant to high pressures, so that the underwater vehicle 2 can also be used at great depths below the water surface, without having to fear that water enters the vehicle pressure body.
- a vent valve 38 is provided in the vehicle pressure shell 36.
- the vent valve 38 opens automatically when the pressure in the vehicle pressure body exceeds a certain value.
- the underwater vehicle 2 has a gas detector 40, which senses possibly emerging from the energy storage device 32 gases, so that a defect of the energy storage device 32 can be detected and displayed or an alarm can be triggered.
- the gas detector 40 may also be omitted in an alternative embodiment.
- the possible uses of the unmanned underwater vehicle 2 are essentially determined by a replacement body 42 fixed thereto.
- the unmanned underwater vehicle 2 can be used for different missions.
- the exchange body 42 shown in this embodiment is designed as object destruction version and has explosives.
- a mission with this object destruction version of the replacement body 42 is usually a final mission of the underwater vehicle 2, at least when the underwater vehicle 2 is destroyed by explosion of the exchange body 42 with.
- the replacement body 42 is separated from its underwater vehicle 2 prior to its explosion, which may be the case in particular embodiments, the unmanned underwater vehicle 2 may be used even more times after a mission with the replacement body 42 in the object destruction version.
- the replacement body 42 is fixed by fixing means 44 on the underwater vehicle 2.
- the fixing means 44 comprise storage means 46 and exchange body attachment means 48.
- the storage means 46 are partially formed by the rods 16 to 22, but in this embodiment at least by the rods 16 and 22. Furthermore, the replacement body 42 rests on a type of trough 50, which also forms part of the storage means 46.
- a support 52 serves only for supporting the rods 16 and 22.
- the replacement body attachment means 48 comprise a click mechanism that automatically engages the replacement body 42 for attachment to the underwater vehicle 2.
- the replacement body fasteners 48 secure the replacement bodies 42 against movement parallel to the main axis of the underwater vehicle or parallel to the rods 16 to 22. The movement in all other directions of movement is prevented by the storage means 46.
- the replacement body 42 is fixed in this embodiment, outside of the vehicle pressure body 34 and outside of the vehicle pressure shell 36 on the underwater vehicle. Alternatively, however, the replacement body 42 and the vehicle pressure shell 36 may also form a common pressure shell.
- the replacement body 42 also has at least one electrical device 56, namely an igniter.
- an igniter As a further electrical device or as a further part of the electrical device 56, a safety device is provided.
- the explosive of the exchange body 42 is disposed in an explosive charge 58, which may be formed as Sprenghohlladung.
- the blast hollow charge makes it possible to release the explosive force targeted to the bow 54 or in the main direction of movement or in the direction of the longitudinal axis of the underwater vehicle 2 and thereby to achieve a high penetrating force.
- the explosive charge 58 and the electrical devices 56 are arranged together in a notoresettahülle 60 of the exchange body 42.
- the replacement body pressure shell 60 is closed on its own, but in an alternative embodiment can also be closed only by the underwater vehicle 2 or together with the vehicle pressure shell 36 form a closed shell around the explosive charge 58 and the electrical devices 56 and optionally around the vehicle pressure body 34.
- the replacement body 42 in the object destruction version is instead as a third party variant formed, which derives its electrical energy for supplying the electrical device 56 from the underwater vehicle 2.
- the underwater vehicle 2 has an energy supply connection for providing electrical energy.
- the replacement body 42 is electrically connected to this energy supply connection 62.
- the replacement body 42 and each other exchange body in the alternative supply variant has a power receiving connection 64 which can be coupled to the energy supply connection 62 of the underwater vehicle 2.
- the replacement body 42 can also have an expansion energy storage device or battery in the object destruction version, for example a primary battery with a storage capacity that is small compared to the storage capacity of the energy storage device 32 of the underwater vehicle 2.
- the replacement body can have one or more capacitors or for safety reasons can do without them, preferably irrespective of whether the replacement body has an expansion energy storage device or not.
- the term energy storage device or expansion energy storage device is thus presently preferably an electrochemical system for storing electrical energy, but not a capacitor to understand.
- this underwater vehicle 2 For charging the energy storage device 32 of the underwater vehicle 2, this underwater vehicle 2 has an energy charging connection 66 in the case of the fixed exchange body 42 in the object destruction version according to FIG Fig. 1 is covered by this exchange body 42 such that the charging of the energy storage device 32 through the energy charging port 66 of facilities outside the underwater vehicle and outside the exchange body 42 is not possible. Characterized a charging process is prevented when the exchange body 42 and thus the explosive charge 58 is fixed to the underwater vehicle 2.
- other replacement bodies in a non-object destruction version in particular an inspection version, can be configured such that the energy charging connection 66 is accessible, even if such another replacement body is fixed to the underwater vehicle 2.
- Fig. 3 shows a system 68 with three unmanned underwater vehicles 2, 2 'and 2 "according to the embodiment of Fig. 1 in a simplified schematic representation, a replacement body 42 'in the object destruction version according to a second embodiment of the invention, together with further exchange bodies 70, 72, 74, 76 and 78 in non-object destruction versions, a mobile charger 80 and a central control panel 83.
- the underwater vehicle 2 ' is stored at a state of charge of its energy storage device 32 of about 70 percent of the capacity of this energy storage device 32, since in such a state of charge chemical processes that lead to aging of the energy storage device 32 and the lithium Ion accumulator could be largely suppressed.
- the so stored energy storage device 32 of the underwater vehicle 2 ' can be recharged within a short time to 100 percent or nearly 100 percent of their capacity and the underwater vehicle 2' thus be made ready for use.
- the underwater vehicle 2 "or its energy storage device 32 is shown in the illustration Fig. 3
- the energy storage device 32 is only recharged when it is charged to less than 70 percent, such as 65 or 60 percent, of its maximum storage capacity the power charging terminal 66 is therefore connected to a charging connection cable 84.
- a charging connection cable 84 ' is also connected to the power charging port 66 of the underwater vehicle 2.
- the recharging of the energy storage device 32 serves to achieve a state of charge of 100 percent or nearly 100 percent, thus making the unmanned underwater vehicle 2 operational for mission.
- Such reloading from 70 percent to 100 percent of the load capacity is possible in less than 15 minutes.
- the unmanned underwater vehicle 2 is further connected by means of a data cable 86 to the central control panel 82 and receives over this data cable 86 mission data for his upcoming mission.
- the respective returned underwater vehicle in particular if it is an AUV, connected by means of the data cable 86 to the central control panel 82 to read collected measurement data and the value or data of a utilization indicator of the respective underwater vehicle. 2 2 ', 2 "to the central operating console 82.
- data transmission takes place via a removable storage medium or by radio
- the operating times of the unmanned underwater vehicles 2, 2' and 2" are first of all as operating times of the last mission and / or as total operating times from the respective underwater vehicles 2, 2 ', 2 "and then from the console 82.
- the console 82 At the console 82, it is automatically or manually based on the total operating times or, on the basis of the usage indicators, it is decided which underwater vehicle 2, 2 ', 2 "is selected for an imminent mission.To calculate and store the usage indicator, the unmanned underwater vehicle has calculation means and storage means (not shown here).
- the replacement body 42 ' is substantially the same as the replacement body 42 of the embodiment Fig. 1 however, additionally includes an antenna 88 for receiving satellite signals from a global positioning system, such as GPS. Furthermore, the exchange body 42 'has a device for processing received satellite signals and for determining the position by means of these satellite signals. Alternatively, this device is arranged for processing the satellite signals or for determining the position in the underwater vehicle.
- a global positioning system such as GPS.
- the exchange body 42 ' has a device for processing received satellite signals and for determining the position by means of these satellite signals. Alternatively, this device is arranged for processing the satellite signals or for determining the position in the underwater vehicle.
- the replacement body 70 is a non-object destruction version, more specifically a training version substantially similar to the replacement body 42 'in the object destruction version, but having no explosive or explosive charge 78 as the replacement body 70 in the training version.
- the exchange body 72 is a training version, but has no power receiving terminal and no electrical equipment. Also, a pressure shell does not necessarily have to be provided in the exchange body 72 designed as a dummy body.
- the immersion body 74 is an exchange body in an inspection version 74, which therefore has a plurality of sensors, namely a so-called side scan sonar as acoustic sensor 90, a camera as optical sensor 92 and a gyroscope or gyro compass as orientation sensor 94 in this exemplary embodiment.
- the exchange body 76 has horizontal thrust means 96, which are formed like the vertical thrust means 24 of the underwater vehicle 2, but provide a thrust in horizontal transverse direction to the underwater vehicle, when the exchange body 76 is properly fixed to this underwater vehicle 2. As a result, the maneuverability of the underwater vehicle 2 is improved in the sideways direction, which is particularly helpful in lateral flow.
- the replacement body 76 may otherwise also be an inspection version and have sensors analogous to the exchange body 74.
- the replacement body 78 has an expansion energy storage device 98, which can support the energy storage device 32 and can be coupled to the energy charging connection 66 of the underwater vehicle 2 via a power supply connection 100. As a result, the range of the underwater vehicle 2 can be increased.
- the system may also have any other exchange body having features of the exchangeable body 70 to 78 in any combination, but an explosive-containing object destruction version preferably has no own energy storage device or expansion energy storage device.
- the system 68 still has the mobile charger 80, which is also to be regarded as a replacement body insofar as it can be fixed by means of the fixing means 44 on the underwater vehicle 2 or at least by means of the storage means 46 can be stored on the underwater vehicle 2.
- the mobile charger 80 has as a charging terminal connecting means the power supply terminal 100 which can be connected to the charging port 66 of the underwater vehicle 2 to charge the energy storage device 32 of the underwater vehicle 2.
- the mobile charger 80 has its own energy storage device 102, so that a charging of the energy storage device 32 of the underwater vehicle 2 without connection to a stationary power grid is possible.
- Fig. 4 shows a flowchart illustrating a method 104 for operating the unmanned underwater vehicle 2 according to an embodiment of the invention.
- the underwater vehicle 2 is initially stored with a charge state of about 70 percent of its charge capacity until it is used. Accordingly, it is queried in a query 108 during this storage, whether the state of charge of the energy storage device 32 exceeds a certain value, for example. 65 percent of the current charge capacity of the energy storage device 32. If so, query 110 continues. Otherwise, the energy storage device 32 is reloaded in a step 112 to a state of charge of, for example, 75 percent of the current charge capacity of the energy storage device 32.
- the query 110 continues.
- a query is made as to whether the underwater vehicle 2 has been selected for a mission. As long as this is not the case, the waiting time is continued and the method 104 thus continues with the query 108. Otherwise, this waiting loop is left and continued with step 114.
- the storage device 32 is charged to 100 percent of its charge capacity and the underwater vehicle 2 is made ready for use.
- mission data for the upcoming mission to underwater vehicle 2 transferred.
- the steps 114 and 116 can also take place at the same time or in the reverse order.
- the replacement body 42 required for the selected mission is fixed to the underwater vehicle 2 in a step 118 if it is not already fixed to the underwater vehicle 2.
- the underwater vehicle finally carries out its mission. It may be that the underwater vehicle 2 does not return from its mission, as it leads, for example, explosives with it and is destroyed using the explosives in this mission. This is clarified by a query 122, in which it is queried whether the underwater vehicle 2 returns from its mission. If the underwater vehicle 2 does not return, the method as well as for the underwater vehicle 2 is ended in a step 124.
- a step 126 the replacement body 70 - 78 is removed.
- the step 126 may also be omitted if the fixed replacement body 70-78 does not obscure the charging port 66.
- the updating of the usage indicator can also be done during the mission.
- the order of steps 126 and 128 is also interchangeable.
- step 130 if necessary, data collected during the mission from the underwater vehicle 2 or from the replacement body 70, 74 are transmitted to the central operating console 82 or another external device. Thereafter, the underwater vehicle 2 is stored again at a state of charge of about 70 percent of its charge capacity or continued with step 108.
- a destination according to a particular embodiment of the invention can be addressed.
- the underwater vehicle 2 is submerged in a step 132 and navigates, for example, by means of his gyroscope.
- a step 134 the underwater vehicle 2 reaches a shallow water zone in which the water depth is only a few, for example less than ten, meters.
- the underwater vehicle 2 or the replacement body 42 ', 70 having an antenna 88 receives Fig. 3 , which is fixed to underwater vehicle 2, GPS signals for satellite navigation. Possibly. the underwater vehicle 2 briefly emerges so far that the antenna sticks out of the water surface and, after receiving the satellite signals, dives back under the water surface. After that, the unmanned underwater vehicle sets in a step 138, continue its journey with updated position data. In particular, when deeper waters are reached again or when no satellite signals can be received, the underwater vehicle continues its travel controlled with measurements of the gyroscope.
- Fig. 6 shows a furtherandköper 42 "in the object destruction version, which is substantially the exchange body 42 of the embodiment according to Fig. 1 is similar, but in which the hollow charge 58 is arranged pivotably, in a side view.
- the explosive charge 58 is in turn disposed within the exchange body pressure shell 60.
- This unit with the explosive charge 58 is pivotally mounted about a pivot axis 144 by a bearing device 142.
- the pivot axis 144 may alternatively be a non-objective axis.
- the bearing device 142 belongs to a direction of action adjustment device 145, which also has at least one setting means 146 configured as a set screw.
- the hollow charge 58 can be ignited by means of the control electronics 140 and generates in the case of their ignition an energy spike, which is delivered in a targeted direction indicated by an arrow effective direction 148.
- an energy spike which is delivered in a targeted direction indicated by an arrow effective direction 148.
- Fig. 7 shows the underwater vehicle 2 of the embodiment according to Fig. 1 with the replacement body 42 "fixed thereto according to the embodiment Fig. 6 in a side view.
- the longitudinal axis 152 of the exchange body 42 " is shown, which coincides with the longitudinal axis of the underwater vehicle 2 and points in the direction of the bow 54 of the exchange body 42" or of the underwater vehicle 2.
- the pivotable part with the blasting hollow charge 58 and with the control electronics 140 is in the representation shown opposite to the illustration in FIG Fig. 6 pivoted about the pivot axis 144.
- the blast hollow charge 58 is pivoted downwards or inclined by 8 degrees with respect to the longitudinal axis 152.
- the pivot axis 144 is a transverse axis that does not allow pivoting sideways, but up and down in angular increments of 1 degree in an angular range of up to +/- 10 degrees.
- the underwater vehicle 2 can align the direction of action 148 of the shaped charge 58 and thus an energy spine on a mine, which is arranged lower than the underwater vehicle 2, for example in its own horizontal orientation or in the horizontal alignment of the longitudinal axis 152 partially sunk into the ocean floor.
- the invention can also be used for hard to reach mines.
- the invention provides a flexible underwater vehicle that can be used repeatedly with different exchange bodies and even after long storage is still operational within a very short time.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug mit einem Fahrzeugdruckkörper der eine diesen Fahrzeugdruckkörper begrenzende Fahrzeugdruckhülle aufweist. Im Fahrzeugdruckkörper und somit innerhalb der Fahrzeugdruckhülle ist eine Energiespeichereinrichtung angeordnet.The invention relates to an unmanned underwater vehicle with a vehicle pressure body which has a vehicle pressure envelope bounding this vehicle pressure body. In the vehicle pressure body and thus within the vehicle pressure shell, an energy storage device is arranged.
Ferner betrifft die Erfindung einen Austauschkörper zur Fixierung am erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein System mit dem erfindungsgemäßen unbemannten Unterwasserfahrzeug und mit dem erfindungsgemäßen Austauschkörper. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs.Furthermore, the invention relates to a replacement body for fixing to the underwater vehicle according to the invention. Moreover, the invention relates to a system with the unmanned underwater vehicle according to the invention and with the exchange body according to the invention. Finally, the invention relates to a method for operating an unmanned underwater vehicle.
Unbemannte Unterwasserfahrzeuge werden bspw. eingesetzt als kostengünstige Alternative zu bemannten Missionen oder in Fällen, in denen gefährliche Missionen durchgeführt werden sollen, bei denen das Unterwasserfahrzeug beschädigt oder zerstört werden könnte oder bei denen die Zerstörung des Unterwasserfahrzeugs Teil der Mission ist. Bekannte unbemannte Unterwasserfahrzeuge sind dabei in Abhängigkeit von den Aufgaben, für die sie vorgesehen sind, unterschiedlich ausgebildet. Es sind Unterwasserfahrzeuge bekannt, die zur Objektvernichtung vorgesehen sind und daher Sprengstoff mit sich führen, der in der Nähe eines zu zerstörenden Objektes oder direkt am Objekt zur Detonation gebracht wird. Wenn der Sprengstoff zuvor vom Unterwasserfahrzeug mit einem Ladungsteil abgelegt wird, wird dieser Ladungsteil bei der Detonation ebenfalls zerstört, wohingegen das Unterwasserfahrzeug unbeschädigt bleibt. In der Regel wird jedoch der Sprengstoff am Unterwasserfahrzeug zur Detonation gebracht und das unbemannte Unterwasserfahrzeug dabei zerstört.Unmanned underwater vehicles are used, for example, as a cost-effective alternative to manned missions or in cases where dangerous missions are to be carried out where the underwater vehicle could be damaged or destroyed, or where the destruction of the submersible is part of the mission. Known unmanned underwater vehicles are designed differently depending on the tasks for which they are intended. Underwater vehicles are known, which are intended for object destruction and therefore carry explosives with them, which is brought in the vicinity of an object to be destroyed or directly on the object to detonation. If the explosive is previously deposited by the underwater vehicle with a cargo part, this charge part is also destroyed in the detonation, whereas the underwater vehicle remains undamaged. In general, however, the explosive is detonated on the underwater vehicle and destroyed the unmanned underwater vehicle thereby.
Das zur Objektvorrichtung vorgesehene unbemannte Unterwasserfahrzeug der zuletzt genannten Art weist eine nicht aufladbare, jedoch lange Zeit lagerbare Batterie als Energiespeichereinrichtung auf. Insbesondere wird nach dem Stand der Technik bspw. eine primäre Lithiumbatterie (LiSO2-Batterie) eingesetzt. Der Ladezustand dieser Batterie vermindert sich mit langer Lagerung kaum, so dass das mit dieser Batterie ausgestattete Unterwasserfahrzeug auch nach langer Zeit noch einsatzfähig ist.The object device provided for unmanned underwater vehicle of the latter type has a non-rechargeable, but long-term storable battery as an energy storage device. In particular, a primary lithium battery (battery LiSO 2) is, for example, according to the prior art. Employed. The state of charge of this battery hardly diminishes with long storage, so that the underwater vehicle equipped with this battery is still operational even after a long time.
Demgegenüber andere und anders ausgebildete Unterwasserfahrzeuge sind für Inspektionsaufgaben vorgesehen und weisen Sensoren, wie bspw. eine Kamera auf. Diese Unterwasserfahrzeuge weisen im Allgemeinen eine aufladbare Energiespeichereinrichtung auf. Insbesondere wird nach dem Stand der Technik hier eine Nickelmetallhydrid (NiMh)-Batterie eingesetzt. Derartige Batterien können wiederholt aufgeladen werden, so dass das Unterwasserfahrzeug mehrere Missionen mit den selben Batterien durchführen kann.In contrast, other and differently designed underwater vehicles are provided for inspection tasks and have sensors, such as, for example, a camera. These underwater vehicles generally have a rechargeable energy storage device. In particular, according to the prior art, a nickel-metal hydride (NiMh) battery is used here. Such batteries can be recharged repeatedly so that the underwater vehicle can perform multiple missions with the same batteries.
Für vielfältige spezielle Aufgaben sind viele unterschiedliche Unterwasserfahrzeuge bekannt, die alle angeschafft, gelagert und einsatzfähig gehalten werden müssen. In dem Fall, dass diese unbemannten Unterwasserfahrzeuge zur Objektvernichtung vorgesehen sind, werden sie, wenn überhaupt, in der Regel lediglich ein einziges Mal eingesetzt.For a variety of special tasks many different underwater vehicles are known, all of which must be purchased, stored and kept operational. In the event that these unmanned underwater vehicles are intended for object destruction, they are usually used only once, if at all.
Der Erfindung liegt nach alledem die Aufgabe zugrunde, Einsatzmöglichkeiten für unbemannte Unterwasserfahrzeuge zu verbessern.The invention is, after all, the object to improve the possibilities for unmanned underwater vehicles.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem unbemannten Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, mit einem Austauschkörper nach Anspruch 4, mit einem System nach Anspruch 11 und mit einem Verfahren zum Betreiben eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs nach Anspruch 14.The invention solves this problem with an unmanned underwater vehicle according to claim 1, with an exchange body according to
Das erfindungsgemäße unbemannte Unterwasserfahrzeug ist von der eingangs genannten Art. Das unbemannte Unterwasserfahrzeug weist Fixiermittel zum Fixieren eines Austauschkörpers am Unterwasserfahrzeug auf. Dabei ist das Unterwasserfahrzeug entweder derart ausgebildet, dass der Fahrzeugdruckkörper durch die Fahrzeugdruckhülle vollständig eingeschlossen ist. In diesem Fall sind die Fixiermittel zum Fixieren des Austauschkörpers außerhalb des Fahrzeugdruckkörpers bzw. außerhalb der Fahrzeugdruckhülle ausgebildet. Alternativ ist das Unterwasserfahrzeug derart ausgebildet, dass der Fahrzeugdruckkörper durch die Fahrzeugdruckhülle nur unvollständig eingeschlossen ist. In diesem Fall sind die Fixiermittel zum Fixieren des Austauschkörpers am Unterwasserfahrzeug derart ausgebildet, dass der Fahrzeugdruckkörper zusammen durch die Fahrzeugdruckhülle und den Austauschkörper vollständig eingeschlossen ist.The unmanned underwater vehicle according to the invention is of the type mentioned. The unmanned underwater vehicle has fixing means for fixing a replacement body on the underwater vehicle. In this case, the underwater vehicle is either designed such that the vehicle pressure body is completely enclosed by the vehicle pressure shell. In this case, the fixing means for fixing the replacement body are formed outside the vehicle pressure body or outside the vehicle pressure shell. Alternatively, the underwater vehicle is designed such that the vehicle pressure body is enclosed only incompletely by the vehicle pressure shell. In this case, the fixing means for fixing the replacement body to the underwater vehicle are formed such that the vehicle pressure body together is completely enclosed by the vehicle pressure shell and the exchange body.
Ferner weist das Unterwasserfahrzeug einen Energiebereitstellungsanschluss zum Bereitstellen elektrischer Energie von der Energiespeichereinrichtung an wenigstens eine elektrische Einrichtung in dem Fall auf, dass eine Fremdversorgungsvariante des Austauschkörpers, die diese elektrische Einrichtung aufweist, mittels der Fixiermittel am Unterwasserfahrzeug fixiert und elektrisch mit dem Energiebereitstellungsanschluss verbunden ist. Dieser Austauschkörper weist dabei eine Austauschkörperdruckhülle auf, in deren Inneren die elektrische Einrichtung angeordnet ist. In dem Fall, dass der Fahrzeugdruckkörper erst mit dem Austauschkörper vollständig eingeschlossen ist, können die Fahrzeugdruckhülle und die Austauschkörperdruckhülle zusammen eine gemeinsame Druckhülle für den Fahrzeugdruckkörper und die elektrische Einrichtung bilden.Further, the underwater vehicle has an energy supply terminal for providing electric power from the energy storage device to at least one electrical device in the case where a foreign supply variant of the replacement body having this electrical device is fixed to the underwater vehicle by the fixing means and electrically connected to the power supply terminal. This exchange body has a replacement body pressure shell, in the interior of which the electrical device is arranged. In the event that the vehicle body is completely enclosed with the replacement body, the vehicle pressure shell and the replacement body shell together may form a common pressure shell for the vehicle body and the electrical device.
Der Einsatzzweck des erfindungsgemäßen unbemannten Unterwasserfahrzeugs wird durch den Austauschkörper bestimmt. Die Erfindung ermöglicht ein einfaches Wechseln des Austauschkörpers und somit den Einsatz des Unterwasserfahrzeugs für unterschiedliche Zwecke.The intended use of the unmanned underwater vehicle according to the invention is determined by the exchange body. The invention allows a simple change of the exchange body and thus the use of the underwater vehicle for different purposes.
Darüber hinaus ist der Austauschkörper in einer Ausbildung als Fremdversorgungsvariante nicht auf eine eigene Energieversorgung bzw. Batterie angewiesen. Der Austauschkörper kann daher eine Sprengladung aufweisen, die somit separat von einer Batterie untergebracht ist. Dies erhöht die Sicherheit beim Umgang mit der Sprengladung. Entsprechend kann das Unterwasserfahrzeug mittels des Austauschkörpers mit einer Sprengladung bestückt werden, ohne selbst eine Sprengladung aufweisen zu müssen. Besondere Transport- und Lagerbeschränkungen, die beim Umgang mit Sprengstoffen vorgeschrieben sind, brauchen daher lediglich für den Austauschkörper, nicht jedoch für das erfindungsgemäße Unterwasserfahrzeug beachtet zu werden. Dies reduziert beträchtlich den Aufwand und damit die Kosten beim Transport und bei der Lagerung des Unterwasserfahrzeugs gegenüber einem Unterwasserfahrzeug, das Sprengstoff aufweist.In addition, the replacement body is not dependent on its own power supply or battery in a training as a third-party supply variant. The replacement body may therefore have an explosive charge, which is thus accommodated separately from a battery. This increases the safety when handling the explosive charge. Accordingly, the underwater vehicle can be equipped by means of the exchange body with an explosive charge without even having to have an explosive charge. Special transport and storage restrictions that are prescribed when handling explosives, therefore, need only be considered for the exchange body, but not for the underwater vehicle according to the invention. This significantly reduces the expense and thus the cost of transportation and storage of the underwater vehicle over an underwater vehicle having explosives.
Verschieden Varianten bzw. Versionen des Austauschkörpers ermöglichen verschiedene Einsatzzwecke für das Unterwasserfahrzeug auch im Wechsel. Dadurch wird eine gute Auslastung des Unterwasserfahrzeugs ermöglicht.Different variants or versions of the replacement body allow different uses for the underwater vehicle even in alternation. This allows a good utilization of the underwater vehicle.
Das unbemannte Unterwasserfahrzeug ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein kabelgebunden operierendes Unterwasserfahrzeug (ROV = Remotely Operated Vehicle), das über ein Kabel bspw. von einem Mutterschiff mit elektrischer Energie und/oder Steuerbefehlen versorgt wird und/oder Messdaten, bspw. Bilder einer Kamera, an das Mutterschiff überträgt.The unmanned underwater vehicle is in a preferred embodiment, a wired operating underwater vehicle (ROV = Remotely Operated Vehicle), via a Cable, for example, is supplied by a mothership with electrical energy and / or control commands and / or transmits measurement data, such as images of a camera to the mothership.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das unbemannte Unterwasserfahrzeug ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV = Autonomous Underwater Vehicle). Derart ausgebildet kann das Unterwasserfahrzeugs während des Durchführens einer Mission selbstständig navigieren und operieren.In another preferred embodiment, the unmanned underwater vehicle is an autonomous underwater vehicle (AUV = Autonomous Underwater Vehicle). Thus trained, the underwater vehicle can autonomously navigate and operate while performing a mission.
In einer vorteilhaften Ausführungsform verfügt das unbemannte Unterwasserfahrzeug über einen Energieladeanschluss zum Laden der Energiespeichereinrichtung über diesen Energieladeanschluss. Dadurch kann der Energiespeichereinrichtung nach Abgabe gespeicherter Energie und/oder nach evtl. Teilselbstentladung wieder geladen werden.In an advantageous embodiment, the unmanned underwater vehicle has an energy charging connection for charging the energy storage device via this energy charging connection. As a result, the energy storage device can be recharged after discharge of stored energy and / or after possible partial self-discharge.
Der Energieladeanschluss ist vorzugsweise derart angeordnet, dass dieser Energieladeanschluss in dem Fall, dass kein Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert ist, zum Laden für einen daran anschließbaren Energieversorgungsanschluss zugänglich ist. Bevorzugt ist der Energieladeanschluss auch dann zum Laden zugänglich, wenn ein Austauschkörper, der keinen Sprengstoff aufweist bzw. nicht zur Aufnahme von Sprengstoff vorgesehen ist, am Unterwasserfahrzeug fixiert ist. Das Unterwasserfahrzeug ist dabei ferner derart ausgebildet, dass andernfalls, nämlich insbesondere in dem Fall, dass ein mit Sprengstoff, insbesondere einer Sprenghohlladung, ausgerüsteter Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert ist, der Energieladeanschluss blockiert bzw. unzugänglich ist. Auf diese Weise schafft die Erfindung einen Schutz vor Fehlbedienung, nämlich einen Schutz davor, die Energiespeichereinrichtung aufzuladen, während ein Sprengstoff aufweisender Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert ist, oder einen Sprengstoff aufweisenden Austauschkörper während des Ladevorgangs am Unterwasserfahrzeug zu fixieren. Dadurch wird dem entgegengewirkt, dass Risiken, die von der Energiespeichereinrichtung bzw. Batterie im Fehlerfall beim Laden ausgehen, durch den Sprengstoff bzw. die Wirkladung noch weiter erhöht werden. Aus Sicherheitsgründen muss somit zwangsläufig ein evtl. am Unterwasserfahrzeug fixierter mit Sprengstoff bestückter Austauschkörper vor dem Laden der Energiespeichereinrichtung demontiert werden.The energy charging connection is preferably arranged in such a way that, in the event that no replacement body is fixed to the underwater vehicle, this energy charging connection is accessible for charging for a connectable power supply connection. Preferably, the energy charging connection is also accessible for charging when a replacement body, which has no explosive or is not intended to receive explosives, is fixed to the underwater vehicle. The underwater vehicle is further designed such that otherwise, namely in the event that a replacement body equipped with explosive, in particular an explosive charge, is fixed to the underwater vehicle, the energy charging connection is blocked or inaccessible. In this way, the invention provides protection against incorrect operation, namely a protection against charging the energy storage device, while an explosive having exchange body is fixed to the underwater vehicle, or to fix an explosive having exchange body during the charging process on the underwater vehicle. This counteracts the fact that risks emanating from the energy storage device or battery in the event of an error during charging, are further increased by the explosive or the active charge. For safety reasons, it is therefore inevitable that a replacement body fitted with explosives and fixed to the underwater vehicle must be dismantled before the energy storage device is charged.
Die Energiespeichereinrichtung des unbemannten Unterwasserfahrzeugs ist vorzugsweise ein Akkumulator, der wiederholt aufgeladen werden kann. Insbesondere ist die Energiespeichereinrichtung ein Lithium-Ionen-Akkumulator. Ein derartiger Akkumulator kann nämlich wiederholt nach einer Teilentladung wieder aufgeladen werden, ohne dass sich dadurch die Speicherkapazität des Akkumulators wesentlich verringert. Dadurch ist es möglich, die Energiespeichereinrichtung mehrere Jahre zu lagern, während derer sie durch wiederholtes Nachladen bei einem Ladungszustand von 60 bis 80 Prozent, insbesondere bei etwa 70 Prozent, gehalten wird. Im Falle einer bspw. zweijährigen Lagerung, bei dem der Ladungszustand der Energiespeichereinrichtung bei 60 bis 80 Prozent gehalten wird, verliert die Energiespeichereinrichtung weniger als 10 Prozent ihrer Ladekapazität. Auch im Falle mehrfacher Teilentladung und Teilladung wird die Zellenspannung der Energiespeichereinrichtung beibehalten. Ggf. sind jedoch während der Lagerzeit regelmäßig Pflege- und Materialerhaltungsmaßnahmen, wie ein vollständiges oder teilweises Laden und/oder Entladen der Energiespeichereinrichtung in Zyklen durchzuführen, insbesondere, um den Ladezustand der Energiespeichereinrichtung bei etwa 70 Prozent zu halten.The energy storage device of the unmanned underwater vehicle is preferably an accumulator which can be charged repeatedly. In particular, the energy storage device is a lithium-ion battery. Namely, such a rechargeable battery can be recharged repeatedly after a partial discharge without significantly reducing the storage capacity of the rechargeable battery. This makes it possible, the energy storage device several years, during which it is held by repeated reloading at a state of charge of 60 to 80 percent, in particular about 70 percent. In the case of, for example, two-year storage, in which the state of charge of the energy storage device is kept at 60 to 80 percent, the energy storage device loses less than 10 percent of its charge capacity. Even in the case of multiple partial discharge and partial charge, the cell voltage of the energy storage device is maintained. Possibly. However, during the storage period, maintenance and material maintenance measures, such as complete or partial charging and / or discharging of the energy storage device, are to be carried out in cycles, in particular in order to maintain the state of charge of the energy storage device at approximately 70 percent.
Das Unterwasserfahrzeug ist somit auch nach mehrjähriger Lagerung immer in kurzer Zeit einsatzbereit. Die Energiespeichereinrichtung ist vorzugsweise in weniger als 15 Minuten von 70 Prozent auf 100 Prozent oder zumindest 99 Prozent ihrer Ladekapazität aufladbar. Das Unterwasserfahrzeug kann nach alledem dauerhaft mit derselben Energiespeichereinrichtung ausgerüstet bleiben. Ein Austausch der Energiespeichereinrichtung ist nicht notwendig. Daher muss die Fahrzeugdruckhülle bzw. eine die Energiespeichereinrichtung umgebende Druckhülle nicht für einen Austausch bzw. Batteriewechsel geöffnet werden. Beschädigungen von Fahrzeugteilen, die sonst beim Öffnen oder Schließen der Fahrzeugdruckhülle für einen Batteriewechsel, insbesondere als Folge einer Fehlbedienung, auftreten könnten, werden somit vermieden.The underwater vehicle is therefore always ready for use even after several years of storage. The energy storage device is preferably rechargeable in less than 15 minutes from 70 percent to 100 percent or at least 99 percent of its charge capacity. The underwater vehicle can remain permanently equipped with the same energy storage device after all. An exchange of the energy storage device is not necessary. Therefore, the vehicle pressure shell or a pressure envelope surrounding the energy storage device does not need to be opened for replacement or battery replacement. Damage to vehicle parts that might otherwise occur when opening or closing the vehicle pressure shell for a battery change, in particular as a result of incorrect operation, are thus avoided.
Bevorzugt ist die Fahrzeugdruckhülle bzw. die Energiespeichereinrichtung umgebende Druckhülle somit nicht zum regelmäßigen Öffnen oder überhaupt nicht zum Öffnen vorgesehen. Dadurch ergibt sich auch eine verbesserte Druckfestigkeit dieser Fahrzeugdruckhülle bzw. Druckhüllen gegenüber zu öffnenden Fahrzeugdruckhüllen bzw. Druckhüllen, die sonst für den jeweiligen Zweck vorgesehen sind. Die verbesserte Druckfestigkeit führt schließlich dazu, dass das unbemannte Unterwasserfahrzeug in vergleichsweise größeren Wassertiefen eingesetzt werden kann.Preferably, the vehicle pressure envelope or the energy storage device surrounding pressure envelope is thus not intended to open regularly or not at all to open. This also results in an improved compressive strength of this vehicle pressure sleeve or pressure sleeves against opening vehicle pressure sleeves or pressure sleeves, which are otherwise provided for the respective purpose. The improved compressive strength ultimately means that the unmanned underwater vehicle can be used in relatively larger water depths.
Das unbemannte Unterwasserfahrzeug verfügt vorzugsweise über ein Entlüftungsventil bzw. Abblasventil zum Entgegenwirken gegen eine Überdruckbildung im Fahrzeugdruckkörper bzw. in der die Energiespeichereinrichtung umgebenden Druckhülle. Im Falle eines Defekts der Energiespeichereinrichtung können nämlich Gase aus der Energiespeichereinrichtung entweichen und den Druck im Fahrzeugdruckkörper erhöhen und schließlich möglicherweise die Fahrzeugdruckhülle aufreißen lassen bzw. sprengen. Das Entlüftungsventil führt demgegenüber Gase und/oder Flüssigkeiten aus dem Fahrzeugdruckkörper an die Umgebung ab, wenn der Druck im Fahrzeugdruckkörper einen bestimmten Wert, insbesondere relativ zum Druck in der Umgebung des Unterwasserfahrzeugs, übersteigt, und schützt den Fahrzeugdruckkörper daher vor Beschädigung durch Überdruckbildung.The unmanned underwater vehicle preferably has a vent valve or blow-off valve for counteracting overpressure formation in the vehicle pressure body or in the pressure envelope surrounding the energy storage device. In the event of a defect in the energy storage device, namely, gases can escape from the energy storage device and increase the pressure in the vehicle pressure body and eventually possibly rupture or blow up the vehicle pressure shell. In contrast, the vent valve leads gases and / or liquids from the vehicle pressure body to the environment when the Pressure in the vehicle body pressure exceeds a certain value, in particular relative to the pressure in the environment of the underwater vehicle, and thus protects the vehicle body pressure from damage by overpressure formation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung weist das unbemannte Unterwasserfahrzeug einen Gas-Detektor zum Erkennen eines mit Gasaustritt verbundenen Schadens der Energiespeichereinrichtung auf. Auf diese Weise kann frühzeitig festgestellt werden, wenn die Energiespeichereinrichtung defekt ist, bevor das unbemannte Unterwasserfahrzeug zum Einsatz kommt und vorzugsweise sogar bevor ein Überdruck im Fahrzeugdruckkörper entsteht bzw. bevor das o.g. Entlüftungsventil Gase und/oder Flüssigkeiten aus dem Fahrzeugdruckkörper an die Umgebung abführt.In a further advantageous embodiment, the unmanned underwater vehicle has a gas detector for detecting damage to the energy storage device associated with gas leakage. In this way, it can be determined early if the energy storage device is defective before the unmanned underwater vehicle is used and preferably even before an overpressure in the vehicle pressure body is formed or before the o.g. Bleed valve Gases and / or liquids from the vehicle body pressure dissipates to the environment.
Die Fixiermittel weisen vorteilhafterweise Lagerungsmittel zum Lagern des Austauschkörpers und Austauschkörperbefestigungsmittel zum Befestigen des gelagerten Austauschkörpers am Unterwasserfahrzeug auf. Auf diese Weise kann die Bewegungsfreiheit des Austauschkörpers relativ zum Unterwasserfahrzeug mittels der Lagerungsmittel, die vorzugsweise unbewegliche Teile des Unterwasserfahrzeugs sind, in bestimmten Richtungen eingeschränkt werden. Die Austauschkörperbefestigungsmittel brauchen daher nur Kräften standzuhalten, die den gelagerten Austauschkörper aus seiner Lagerung herausbewegen könnten.The fixing means advantageously comprise storage means for supporting the replacement body and exchange body attachment means for securing the stored exchange body to the underwater vehicle. In this way, the freedom of movement of the replacement body relative to the underwater vehicle by means of the storage means, which are preferably immovable parts of the underwater vehicle, be restricted in certain directions. The Austauschkörperbefestigungsmittel therefore need only withstand forces that could move the stored exchange body from its storage.
Vorzugsweise sind die Lagerungsmittel als Linearlager ausgebildet. Der Austauschkörper braucht daher mittels der Austauschkörperbefestigungsmittel nur noch gegen das Lösen aus der Fixierung in einer Bewegungsrichtung gesichert zu werden.Preferably, the storage means are designed as linear bearings. The replacement body therefore needs to be secured by means of the exchange body fastening means only against the release of the fixation in a direction of movement.
Die Lagerungsmittel sind vorzugsweise am Bug des Unterwasserfahrzeugs zur Lagerung des Austauschkörpers an diesem Bug des Unterwasserfahrzeugs angeordnet. Die Längsachse des Linearlagers ist dabei vorzugsweise parallel zur Längsachse des Unterwasserfahrzeugs ausgerichtet. Die Lagerungsmittel sind auf diese Weise leicht zugänglich, insbesondere da sie auf der einem Antrieb des Unterwasserfahrzeugs am Heck gegenüberliegenden Seite dieses Unterwasserfahrzeugs angeordnet sind. Der derart am Bug des Unterwasserfahrzeugs fixierte Austauschkörper, der dabei vorzugsweise über den Bug des Unterwasserfahrzeugs hinausragt, hat somit eine freie Sicht in die Hauptbewegungsrichtung des Unterwasserfahrzeugs. Dies ist sowohl dann von Vorteil, wenn es sich bei dem Austauschkörper um eine mit Sensoren bestückte Aufklärungsversion handelt, als auch, wenn es sich um eine mit Sprengstoff bestückte Objektvernichtungsversion handelt.The storage means are preferably arranged at the bow of the underwater vehicle for the storage of the replacement body at this bow of the underwater vehicle. The longitudinal axis of the linear bearing is preferably aligned parallel to the longitudinal axis of the underwater vehicle. The storage means are easily accessible in this way, especially since they are arranged on the drive of the underwater vehicle at the rear opposite side of this underwater vehicle. The thus fixed to the bow of the underwater vehicle exchange body, which preferably protrudes beyond the bow of the underwater vehicle, thus has a clear view in the main direction of movement of the underwater vehicle. This is advantageous both when the replacement body is a reconnaissance version equipped with sensors and when it is an explosive-equipped object destruction version.
Die Austauschkörperbefestigungsmittel sind vorteilhafterweise ein Klickmechanismus oder ein Rastmechanismus bzw. Teile davon, wobei korrespondierende Teile dem Austauschkörper zugeordnet sind.The replacement body attachment means are advantageously a click mechanism or a latching mechanism or parts thereof, wherein corresponding parts are associated with the replacement body.
Das unbemannte Unterwasserfahrzeug weist in einer vorteilhaften Ausführungsform Rechenmittel zum Berechnen eines von der Betriebszeit und/oder von der Anzahl der durchgeführten Missionen des Unterwasserfahrzeugs abhängigen Nutzungsindikators auf. Ferner weist das unbemannte Unterwasserfahrzeug vorzugsweise Speichermittel zum Speichern dieses Nutzungsindikators auf. Der Nutzungsindikator kann eine Betriebszeit, eine Anzahl von Missionen oder eine von der Betriebszeit und/oder Anzahl der durchgeführten Missionen abgeleitete Grö-βe sein. Die Betriebszeit ist vorzugsweise eine aus mehreren Missionen berechnete Gesamtbetriebszeit. Alternativ kann die Gesamtbetriebszeit jedoch auch extern nach Missionsende unter Heranziehung der für die jeweilige Mission bestimmten Betriebszeit bestimmt werden.In an advantageous embodiment, the unmanned underwater vehicle has computing means for calculating a usage indicator which is dependent on the operating time and / or on the number of missions performed by the underwater vehicle. Furthermore, the unmanned underwater vehicle preferably has storage means for storing this usage indicator. The usage indicator may be an operating time, a number of missions, or an amount derived from the operating time and / or number of missions performed. The operating time is preferably a total operating time calculated from several missions. Alternatively, however, the total operating time may also be determined externally after the end of the mission, using the operating time determined for the particular mission.
In einer Weiterbildung können auch weitere Parameter wie die Art der letzten Mission, die Anzahl von Ladevorgängen der Energiespeichereinrichtung oder Zeitanteile, in denen das Unterwasserfahrzeug während der letzten Mission bewegt wurde, oder weitere Größen, die Aufschluss über den Verschleiß bzw. Alterungszustand des Unterwasserfahrzeugs geben können, in die Berechnung des Nutzungsindikators einfließen. Der Nutzungsindikator kann berücksichtigt werden, wenn es darum geht, für eine anstehende Mission ein geeignetes Unterwasserfahrzeug auszuwählen, bzw. wenn bestimmt werden soll, welche Mission mit welchem Austauschkörper das Unterwasserfahrzeug zukünftig durchführen soll.In a development, further parameters such as the nature of the last mission, the number of times the energy storage device has been charged or times in which the underwater vehicle has been moved during the last mission, or other variables that can provide information about the wear or aging state of the underwater vehicle can also be provided , to be included in the calculation of the usage indicator. The usage indicator can be taken into account when selecting a suitable underwater vehicle for a pending mission, or when determining which mission with which replacement body the underwater vehicle is to carry out in the future.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Unterwasserfahrzeug eine, insbesondere optische, Anzeige auf, die Aufschluss über den Nutzungsindikator bzw. eine davon abgeleitete Größe gibt. Bspw. kann eine grüne Anzeige die Empfehlung geben, das Unterwasserfahrzeug für eine Inspektionsmission einzusetzen. Nach einer Mehrzahl von Missionen kann die Anzeige bspw. von grün auf rot wechseln und dadurch die Empfehlung angeben, das Unterwasserfahrzeug in einer Objektvernichtungsmission zur Objektvernichtung einzusetzen, in der ein mit Sprengstoff bestückter Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug befestigt und der Austauschkörper schließlich mitsamt des Unterwasserfahrzeugs gesprengt wird. Auf diese Weise können Unterwasserfahrzeuge zunächst für mehrere Missionen genutzt werden, bevor sie für eine letzte Mission mit einem Sprengstoff tragenden Austauschkörper bestückt werden. Somit ist ohne aufwändige Buchführung eine optimierte Nutzung des Unterwasserfahrzeugs möglich.In an advantageous development, the underwater vehicle has an, in particular optical, display, which provides information about the usage indicator or a variable derived therefrom. For example. For example, a green indicator may suggest that you use the submersible for an inspection mission. After a plurality of missions, the display may, for example, change from green to red, thereby indicating the use of the underwater vehicle in an object destruction mission for object destruction in which an explosive-loaded replacement body is attached to the underwater vehicle and the replacement body is eventually blasted together with the underwater vehicle. In this way, underwater vehicles can initially be used for multiple missions, before they are equipped for a final mission with an explosive-bearing replacement body. Thus, an optimized use of the underwater vehicle is possible without time-consuming bookkeeping.
Der Austauschköper ist zur Fixierung am erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeug ausgebildet. Der Austauschkörper kann dabei als Fremdversorgungsvariante und als Nicht-Fremdversorgungsvariante ausgebildet sein. In der Fremdversorgungsvariante weist der Austauschkörper einen Energieempfangsanschluss zur Energieversorgung elektrischer Einrichtungen des Austauschkörpers auf. Dieser Energieempfangsanschluss kann mit dem Energiebereitstellungsanschluss des Unterwasserfahrzeugs gekoppelt werden bzw. ist mit diesem Energiebereitstellungsanschluss gekoppelt, insbesondere dann, wenn der Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert ist. Dies hat den Vorteil, dass der Austauschkörper elektrische Einrichtungen aufweisen kann, die mit Energie versorgt werden müssen, dabei jedoch über keine eigene Energiespeichereinrichtung bzw. keinen eigenen Akkumulator verfügen muss. Somit ist eine Trennung der Energiespeichereinrichtung von elektrischen Einrichtungen, wie bspw. dem Zünder eines Sprengstoff aufweisenden Austauschkörpers, möglich. In der Nicht-Fremdversorgungsvariante ist der Austauschkörper bspw. als Trainingsversion ausgebildet, die in einer besonderen Ausführungsform über keine elektrischen Einrichtungen verfügt. Alternativ kann der Austauschkörper jedoch auch über eine eigene Energiespeichereinrichtung verfügen.The Austauschköper is designed for fixation on the underwater vehicle according to the invention. The replacement body can be designed as a third-party variant and as a non-external supply variant. In the alternative supply variant, the replacement body has a power receiving connection for supplying power to electrical devices of the replacement body. This energy receiving terminal may be coupled to the power supply terminal of the underwater vehicle or is coupled to this power supply terminal, particularly when the replacement body is fixed to the underwater vehicle. This has the advantage that the replacement body may have electrical facilities that need to be supplied with energy, but it does not need to have its own energy storage device or its own accumulator. Thus, a separation of the energy storage device of electrical devices, such as. The detonator of an explosive having exchange body possible. In the non-external supply variant of the exchange body is, for example, designed as a training version, which has no electrical facilities in a particular embodiment. Alternatively, however, the replacement body can also have its own energy storage device.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Austauschkörper als Objektvernichtungsversion mit einer Sprengladung ausgebildet. Die Sprengladung ist vorzugsweise eine Sprenghohlladung für das zielgerichtete Erzeugen einer Sprengwirkung mit hoher Durchschlagskraft. Ferner weist die Objektvernichtungsversion des Austauschkörpers vorteilhafterweise zusätzlich einen Zünder und eine Sicherheitseinrichtung auf. Der Zünder und vorzugsweise auch die Sicherheitseinrichtung sind dabei elektrische Einrichtungen, die über den Energiebereitstellungsanschluss des Unterwasserfahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Objektvernichtungsversion des Austauschkörpers kann getrennt von elektrischen Energiequellen und somit sicher gelagert werden und braucht auch vor einem Einsatz nicht mit separaten Batterien ausgestattet werden.In an advantageous embodiment of the exchange body is designed as Objektvernichtungsversion with an explosive charge. The explosive charge is preferably a blast charge for the targeted generation of a high impact explosive effect. Furthermore, the object destruction version of the replacement body advantageously additionally comprises an igniter and a safety device. The igniter and preferably also the safety device are electrical devices that are supplied with electrical energy via the energy supply connection of the underwater vehicle. The object destruction version of the replacement body can be stored separately from electrical energy sources and thus safe and does not need to be equipped with separate batteries even before use.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Austauschkörper jedoch auch in der Objektvernichtungsversion über eine eigene kleine Batterie oder eine andere Energiespeichereinrichtung zur Versorgung der elektrischen Einrichtungen der Austauschkörper verfügen.However, in an alternative embodiment, the replacement body may also have in the object destruction version of its own small battery or other energy storage device for supplying the electrical equipment of the exchange body.
In einer Weiterbildung weist der Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion eine Wirkrichtungseinstellvorrichtung zum Einstellen der Wirkrichtung der Sprengladung auf. Die Sprengladung wird zum Zerstören eines Objekts derart relativ zu diesem Objekt positioniert, dass die Wirkrichtung in Richtung des zu zerstörenden Objekts weist. Insbesondere die Sprenghohlladung erzeugt einen Energiestachel, der zielgerichtet auf das zu zerstörenden Objekt bzw. zielgerichtet auf einen sensiblen Bereich dieses Objekts zu dessen Zerstörung gerichtet werden kann. Das zu zerstörenden Objekt, bspw. eine Mine, bzw. der sensible Bereich dieser Mine kann in den Untergrund eingegraben bzw. zum Teil mit Sedimenten verschüttet sein. Eine frontale Annäherung des Unterwasserfahrzeugs zum Zerstören einer eingegrabenen Mine wäre in diesem Fall nur dann möglich, wenn das Unterwasserfahrzeug mit dem Austauschkörper insgesamt eine Schräglage einnehmen würde. Eine Schräglage ist jedoch für ein Unterwasserfahrzeug eine instabile Lage, da das Unterwasserfahrzeug im Allgemeinen derart konstruiert ist, dass es sich selbsttätig horizontal im Wasser ausrichtet, wenn es nicht mittels seiner Antriebe eine andere Lage einnimmt.In a further development, the replacement body in the object destruction version on a Wirkrichtungseinstellvorrichtung for adjusting the effective direction of the explosive charge. The explosive charge is positioned to destroy an object in such a way relative to this object that the direction of action points in the direction of the object to be destroyed. In particular, the explosive hollow charge generates an energy spike, which is purposefully directed to the object to be destroyed or targeted to a sensitive area of this object for its destruction can. The object to be destroyed, for example a mine, or the sensitive area of this mine can be buried in the ground or partially buried with sediments. A frontal approach of the underwater vehicle to destroy a buried mine would be possible in this case only if the underwater vehicle with the replacement body would take an overall inclined position. However, an inclined position is an unstable position for an underwater vehicle, since the underwater vehicle is generally designed so that it automatically aligns horizontally in the water, if it does not take another position by means of its drives.
Die Wirkrichtungseinstellvorrichtung ermöglicht es daher, auch bei stabiler bzw. horizontaler Ausrichtung des Unterwasserfahrzeugs im Wasser den Energiestachel der Sprenghohlladung schräg, insbesondere gegenüber der Längsachse des Austauschkörpers bzw. des Unterwasserfahrzeugs verschwenkt, in Richtung des Objekts abzugeben. Auf diese Weise können zuverlässig auch teilweise eingegrabene Minen mittels des Unterwasserfahrzeugs, das mit einem derartigen Austauschkörper bestückt ist, geräumt werden.The effective direction adjustment device therefore makes it possible, even in the case of a stable or horizontal orientation of the underwater vehicle in the water, to tilt the energy peak of the blasting cargo obliquely, in particular pivoted in the direction of the object, in particular with respect to the longitudinal axis of the replacement body or of the underwater vehicle. In this way, even partially buried mines can be cleared by means of the underwater vehicle, which is equipped with such a replacement body, cleared.
Die Wirkrichtungseinstellvorrichtung weist vorzugsweise eine Lagervorrichtung auf, die wenigstens eine Schwenkachse bereitstellt zum schwenkbaren Lagern der Sprengladung. Die Schwenkachse ist vorzugsweise eine Querachse, die vorzugsweise horizontal ausgerichtet quer zur Längsachse des Austauchkörpers bzw. des Unterwasserfahrzeugs ausgerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich ist als Schwenkachse eine Hochachse bzw. vertikale Achse vorgesehen, die ein Schwenken seitwärts gegenüber der Längsachse des Austauschkörpers bzw. Unterwasserfahrzeugs ermöglicht.The effective direction adjusting device preferably has a bearing device which provides at least one pivot axis for pivotally supporting the explosive charge. The pivot axis is preferably a transverse axis, which is preferably aligned horizontally aligned transversely to the longitudinal axis of the Austauchkörpers or the underwater vehicle. Alternatively or additionally, a vertical axis or vertical axis is provided as the pivot axis, which allows pivoting sideways relative to the longitudinal axis of the replacement body or underwater vehicle.
In einer besonderen Ausführungsform weist die Lagervorrichtung ein Kugelgelenk oder eine kardanische Lagerung auf, so dass ein Verschwenken in praktisch jede Richtung möglich ist. Die Schwenkachse kann auch eine nicht gegenständliche Achse sein, die ggf. auch selbst verschwenkt bzw. verschoben werden kann.In a particular embodiment, the bearing device has a ball joint or a gimbal bearing, so that pivoting in virtually any direction is possible. The pivot axis may also be a non-representational axis, which may possibly also be pivoted or moved.
Vorzugsweise ist das Schwenken der Sprengladung mittels der Lagervorrichtung auf einen Winkelbereich gegenüber der Längsachse des Austauschkörpers bzw. des Unterwasserfahrzeugs von bis zu 45 Grad beschränkt. Besonders bevorzugt ist sogar lediglich ein Schwenken von bis zu +/- 15 Grad, insbesondere von bis zu +/- 10 Grad gegenüber dieser Längsachse möglich. Durch diese Einschränkung des Schwenkbereichs kann die Sprengladung länger ausgebildet sein, als der Austauschkörper bspw. hoch und breit ist. Der Austauschkörper kann deshalb kompakt bleiben und dennoch eine vergleichsweise große Sprengladung in seinem Inneren aufnehmen. Die Sprengladung kann in diesem Fall nicht rotieren, sondern lediglich in dem beschriebenen Winkelbereich in der Neigung eingestellt werden.Preferably, the pivoting of the explosive charge by means of the bearing device is limited to an angular range with respect to the longitudinal axis of the replacement body or of the underwater vehicle of up to 45 degrees. Even more preferably, only a pivoting of up to +/- 15 degrees, in particular of up to +/- 10 degrees with respect to this longitudinal axis is possible. Due to this restriction of the pivoting range, the explosive charge can be made longer than the exchangeable body, for example, is high and wide. The replacement body can therefore remain compact and yet a comparatively large explosive charge in its interior take up. The explosive charge can not rotate in this case, but only be adjusted in the described angle range in the inclination.
Die Sprengladung wird von einer Steuerelektronik bzw. Einrichtung zur Steuerung angesteuert, die fest mit der Sprengladung verbunden sein kann und daher zusammen mit der Sprengladung verschwenkt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist diese Steuerelektronik jedoch separat von der Sprengladung im Austauchkörper derart angeordnet, dass diese Steuerelektronik nicht mitschwenkt. Dadurch kann die Größe bzw. Länge des schwenkenden Teils bzw. der Sprengladung weiter reduziert werden, so dass bei gleichen Abmessungen des Austauschkörpers entweder eine größere Sprengladung vorgesehen werden kann oder der Winkel, um den die Sprengladung verschwenkt werden kann, vergrößert werden kann, jeweils gegenüber der Ausführungsform, in dem die Steuerelektronik mitschwenkt.The explosive charge is controlled by an electronic control device or device for control, which can be permanently connected to the explosive charge and therefore can be pivoted together with the explosive charge. In an alternative embodiment, however, this control electronics is arranged separately from the explosive charge in Austauchkörper such that this control electronics does not pivot. Thereby, the size or length of the pivoting part or the explosive charge can be further reduced, so that with the same dimensions of the exchange body either a larger explosive charge can be provided or the angle by which the explosive charge can be pivoted, can be increased, respectively opposite the embodiment in which the control electronics pivots.
Die Wirkrichtungseinstellvorrichtung weist vorzugsweise Einstellmittel zum manuellen Schwenken der Sprengladung um die Schwenkachse auf. Ein manuelles Schwenken meint dabei, dass dieses Schwenken nicht automatisch mittels eines Antriebs, bspw. mittels eines Motors, insbesondere durch Steuerung aus der Ferne, erfolgt, sondern durch einen Bediener, der Zugang zum Austauchkörper hat, durchgeführt wird.The effective direction adjusting device preferably has adjusting means for manually pivoting the explosive charge about the pivot axis. A manual pivoting means that this pivoting does not take place automatically by means of a drive, for example by means of a motor, in particular by remote control, but is performed by an operator who has access to the immersion body.
Das Einstellmittel ist vorzugsweise eine Stellschraube bzw. weist eine Stellschraube auf. Auf diese Weise kann kostengünstig manuell bevor das Unterwasserfahrzeug mit dem Austauchkörper zu Wasser gelassen wird, durch Drehen an der Stellschraube die Wirkrichtung der Sprengladung eingestellt werden. Im Allgemeinen ist nämlich vor Durchführung der Mission zur Sprengung einer aufgeklärten Mine bekannt, wo sich diese Mine befindet, wo eine vorteilhafte Abschussposition für das Unterwasserfahrzeug liegt und in welchem Winkel der Energiestachel vom Unterwasserfahrzeug bzw. vom Austauschkörper abgegeben werden muss, um die Mine vorteilhaft zu treffen. Das Einstellmittel bzw. die Stellschraube ist somit ein kostengünstiges Mittel, um die Wirkrichtung einzustellen, zumal der Austauschkörper beim Zünden der Sprengladung zerstört wird. Der Austauschkörper weist daher vorzugsweise keine Mittel zum automatischen Schwenken der Sprengladung auf. Insbesondere weist der Austauschkörper vorzugsweise keinen Antrieb bzw. keinen Motor zum automatischen Schwenken der Sprengladung um die Schwenkachse auf.The adjusting means is preferably a set screw or has an adjusting screw. In this way can cost manually before the underwater vehicle is left with the Austauchkörper water, by turning the adjusting screw, the effective direction of the explosive charge can be adjusted. In general, prior to the mission to detonate an enlightened mine, it is generally known where this mine is located, where there is an advantageous launch position for the submersible, and at what angle the energy sting must be delivered by the submersible or body to favor the mine to meet. The adjusting means or the screw is thus a cost-effective means to adjust the effective direction, especially since the exchange body is destroyed when igniting the explosive charge. The replacement body therefore preferably has no means for automatically pivoting the explosive charge. In particular, the replacement body preferably has no drive or no motor for automatically pivoting the explosive charge about the pivot axis.
Das Einstellmittel bzw. die Stellschraube ist bevorzugt von außen zugänglich am Austauschkörper angeordnet. Insbesondere ist das Einstellmittel bzw. die Stellschraube derart am Austauschkörper angeordnet, dass ein Werkzeug in das Einstellmittel bzw. in die Stellschraube eingreifen kann, um mittels dieses Werkzeugs die Wirkrichtung einstellen zu können, ohne hierfür die Austauschkörperdruckhülle öffnen zu müssen. Alternativ ist das Einstellmittel bspw. hinter einer Abdeckung, wie einer Klappe oder einem Deckel, verborgen, wobei diese Abdeckung erst entfernt bzw. geöffnet werden muss, um das Einstellmittel zugänglich zu machen.The adjusting means or the adjusting screw is preferably arranged accessible from the outside on the exchange body. In particular, the adjusting means or the adjusting screw is arranged on the replacement body such that a tool in the adjusting means or in the adjusting screw can intervene in order to adjust the effective direction by means of this tool, without having to open the exchange body pressure shell for this purpose. Alternatively, the adjustment means, for example, behind a cover, such as a flap or a lid, hidden, this cover must first be removed or opened to make the adjustment means accessible.
Ferner ist es möglich, dass das Einstellmittel lediglich nach Öffnen der Austauschkörperdruckhülle und/oder lediglich dann zugänglich ist, wenn der Austauschkörper nicht am Unterwasserfahrzeug fixiert ist.Furthermore, it is possible for the adjusting means to be accessible only after opening the replacement body pressure shell and / or only when the replacement body is not fixed to the underwater vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wirkrichtungseinstellvorrichtung derart ausgebildet, dass ein Verschwenken der Sprengladung und somit ein Verschwenken der Wirkrichtung lediglich in Schritten mit Winkeln von bspw. 1 Grad möglich ist. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung ein einfaches Einstellen von definierten Wirkrichtungen, für die vorteilhafte Positionen und Ausrichtungen des Unterwasserfahrzeugs gegenüber dem zu zerstörenden Objekt beim Zünden der Hohlladung berechnet werden können. Insbesondere wird dadurch ein präzises Einstellen der Wirkrichtung in einen von mehreren vorgegebenen Winkeln möglich, so dass das zu zerstörenden Objekt mit großer Präzision getroffen werden kann.According to a preferred embodiment, the effective direction adjustment device is designed such that a pivoting of the explosive charge and thus a pivoting of the effective direction only in steps with angles of, for example, 1 degree is possible. In this way, the invention enables a simple setting of defined effective directions, can be calculated for the advantageous positions and orientations of the underwater vehicle relative to the object to be destroyed when igniting the shaped charge. In particular, this makes it possible to precisely set the effective direction into one of a plurality of predetermined angles, so that the object to be destroyed can be hit with great precision.
Vorzugsweise ist auch eine Ausbildung des Austauschkörpers als Nicht-Objektvernichtungsversion vorgesehen, die keinen Sprengstoff aufweist. Der Austauschkörper in der Nicht-Objektvernichtungsversion ist vorzugsweise die bereits genannte Trainingsversion oder ein Inspektionsversion des Austauschkörpers. Vorzugsweise stimmen das Volumen und die Masse des Austauschkörpers in der Nicht-Objektvernichtungsversion mit dem Volumen und der Masse des Austauschkörpers in der Objektvernichtungsversion überein. Auf diese Weise ist es möglich, als Trainingsversion einen keinen Sprengstoff aufweisenden, ansonsten jedoch der Objektvernichtungsversion entsprechenden Austauschkörper oder einen Dummy-Körper einzusetzen, mit dem sich das Unterwasserfahrzeug zumindest annährend wie das Unterwasserfahrzeug mit dem Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion im Wasser verhält und daher gut zu Übungszwecken geeignet ist. Auch die Inspektionsversion weist vorzugsweise gleiches Volumen und gleiche Masse wie die Objektvernichtungsversion auf, um eine optimale Manövrierbarkeit des Unterwasserfahrzeugs zusammen mit dem Austauschkörper unabhängig von der jeweils eingesetzten Version zu erhalten.Preferably, a design of the replacement body is provided as a non-object destruction version that has no explosives. The replacement body in the non-object destruction version is preferably the already mentioned training version or an inspection version of the replacement body. Preferably, the volume and mass of the replacement body in the non-object destruction version are the same as the volume and mass of the replacement body in the object destruction version. In this way, it is possible to use as a training version a non-explosive, but otherwise the object destruction version corresponding exchange body or a dummy body with which the underwater vehicle at least approximately like the underwater vehicle with the exchange body in the object destruction version in the water behaves well and therefore Exercise is suitable. Also, the inspection version preferably has the same volume and mass as the object destruction version in order to obtain optimum maneuverability of the underwater vehicle together with the replacement body, regardless of the version used in each case.
Vorzugsweise weist der Austauschkörper in der Nicht-Objektvernichtungsversion, insbesondere in der Trainingsversion, auch gleiche Abmessungen wie der Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion auf.Preferably, the exchange body in the non-object destruction version, in particular in the training version, also has the same dimensions as the exchange body in the object destruction version.
In einer Ausführungsform weist der Austauschkörper wenigstens einen akustischen Sensor und/oder wenigstens einen optischen Sensor und/oder wenigstens einen Orientierungssensor auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Austauschkörper einen oder mehrere weitere Sensoren auf. Der Austauschkörper mit Sensor ist vorzugsweise als Inspektionsversion ausgebildet und kann für Aufklärungsmissionen bzw. für Untersuchungen, bspw. an Leitungen, Kabeln oder Fundamenten am Meeresgrund, oder zur Untersuchung von Schiffsrümpfen oder Hafenbeckenbegrenzungen eingesetzt werden. Die Sensoren sind dabei als elektrische Einrichtungen des Austauschkörpers zu verstehen, die ggf. ganz oder teilweise vom Unterwasserfahrzeug mit elektrischer Energie versorgt werden können. Als akustischer Sensor ist dabei bspw. ein Seitensonar bzw. ein sog. "Side Scan Sonar" und/oder als Orientierungssensor ein hochauflösendes Gyroskop vorgesehen. Der optische Sensor ist bspw. eine Kamera. Als weiterer Sensor kann ein Magnetsensor vorgesehen sein.In one embodiment, the replacement body has at least one acoustic sensor and / or at least one optical sensor and / or at least one orientation sensor. Alternatively or additionally, the replacement body has one or more additional sensors. The replacement body with sensor is preferably designed as an inspection version and can be used for reconnaissance missions or for examinations, for example, on lines, cables or foundations on the seabed, or for the investigation of ship hulls or harbor basin boundaries. The sensors are to be understood as electrical devices of the replacement body, which may possibly be wholly or partially supplied by the underwater vehicle with electrical energy. For example, a side sonar or a so-called "side scan sonar" and / or a high-resolution gyroscope are provided as an acoustic sensor. The optical sensor is, for example, a camera. As a further sensor, a magnetic sensor may be provided.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Austauschkörpers weist der Austauschkörper eine Erweiterungsenergiespeichereinrichtung zur alleinigen oder unterstützenden Energieversorgung elektrischer Einrichtungen des Austauschkörpers und/oder elektrischer Einrichtungen des unbemannten Unterwasserfahrzeugs auf. Bspw. können die genannten Sensoren am Austauschkörper mittels der Erweiterungsenergiespeichereinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden und dadurch die Energiespeichereinrichtung des Unterwasserfahrzeugs entlasten, die somit mehr Energie zur Versorgung von Antrieben des Unterwasserfahrzeugs zur Verfügung hat. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird sogar das Unterwasserfahrzeug ergänzend mit elektrischer Energie von der Erweiterungsenergiespeichereinrichtung versorgt. Dadurch kann die Reichweite des Unterwasserfahrzeugs erhöht werden. Die elektrische Energie wird dabei vorzugsweise in Gegenrichtung über den Energieempfangsanschluss und/oder über den Energieladeanschluss des Unterwasserfahrzeugs zum Unterwasserfahrzeug übertragen. Auf diese Weise brauchen keine zusätzlichen Anschlüsse vorgesehen werden.In an advantageous embodiment of the replacement body, the replacement body has an expansion energy storage device for the sole or supporting energy supply of electrical equipment of the replacement body and / or electrical equipment of the unmanned underwater vehicle. For example. The said sensors can be supplied with electrical energy at the replacement body by means of the expansion energy storage device and thereby relieve the energy storage device of the underwater vehicle, which thus has more energy available to supply drives of the underwater vehicle. In an advantageous embodiment, even the underwater vehicle is supplementarily supplied with electrical energy from the expansion energy storage device. This can increase the range of the underwater vehicle. In this case, the electrical energy is preferably transmitted in the opposite direction via the energy receiving connection and / or via the energy charging connection of the underwater vehicle to the underwater vehicle. In this way, no additional connections need to be provided.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Austauschkörper einen Empfänger und eine Antenne zum Empfang von Satellitensignalen für die satellitengestütze Positionsbestimmung auf. Bspw. kann es sich bei den Satellitensignalen um Satellitensignale des sog. Global Positioning Systems (GPS) handeln, wobei der Empfänger ein GPS-Empfänger und die Antenne eine GPS-Antenne ist. Zur Bestimmung der aktuellen Position ist vorgesehen, dass das unbemannte Unterwasserfahrzeug in einen Bereich dicht unterhalb der Oberfläche des Wassers auftaucht und seine Antenne soweit, ggf. auch über die Oberfläche des Wassers hinaus, ausfährt, dass Satellitensignale mittels der Antenne empfangen und dem Empfänger zugeleitet werden. Dadurch wird eine Positionsbestimmung möglich. Ein anschließendes Manövrieren kann mittels anderer Sensoren relativ zu dieser bestimmten Position bzw. unter Einbeziehung dieser bestimmten Position erfolgen. In flachen Gewässern ermöglichen die Satellitensignale ein Navigieren, auch wenn andere Sensoren keine verlässlichen Informationen liefernIn an advantageous embodiment, the exchange body has a receiver and an antenna for receiving satellite signals for the satellite-supported position determination. For example. the satellite signals may be satellite signals of the so-called Global Positioning System (GPS), the receiver being a GPS receiver and the antenna being a GPS antenna. To determine the current position is provided that the unmanned underwater vehicle emerges in a region just below the surface of the water and his antenna as far as possibly extends beyond the surface of the water, that satellite signals are received by the antenna and fed to the receiver , Thereby a position determination becomes possible. Subsequent maneuvering may be accomplished by other sensors relative to that particular position or incorporating that particular position. In shallow waters, the satellite signals allow navigation, even if other sensors do not provide reliable information
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Austauschkörper Horizontalschubmittel zum Erzeugen eines Schubs in horizontaler Querabrichtung zum Unterwasserfahrzeug auf. Der Schub wird dabei in dem Fall, dass der Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert ist, in horizontaler Querabrichtung zu diesem Unterwasserfahrzeug erzeugt. Dadurch verbessert sich die Manövrierbarkeit des Unterwasserfahrzeugs in einer Richtung seitlich zur Hauptbewegungsrichtung des Unterwasserfahrzeugs, in welche die Manövrierbarkeit des Unterwasserfahrzeugs, insbesondere bei langsamer Fahrt und starker Seitenströmung, ansonsten eingeschränkt wäre. Seitliche Meeresströmungen können mittels der Horizontalschubmittel soweit ausgeglichen werden, dass das Unterwasserfahrzeug sich deshalb nicht schräg in die Strömung stellen muss, sondern seine Ausrichtung im Wasser beibehalten kann und dadurch insbesondere in der Ausbildung als Inspektionsversion Untersuchungen mittels des somit stabilisierten Unterwasserfahrzeugs besonders gut durchführen kann. Die Horizontalschubmittel weisen vorzugsweise wenigstens einen um eine vertikale Drehachse drehenden Propeller auf und sind dabei vorzugsweise als sog. "Thruster" ausgebildet.In an advantageous embodiment, the exchange body has horizontal thrust means for generating a thrust in horizontal transverse direction to the underwater vehicle. The thrust is generated in the case that the replacement body is fixed to the underwater vehicle in horizontal transverse direction to this underwater vehicle. This improves the maneuverability of the underwater vehicle in a direction laterally to the main direction of movement of the underwater vehicle, in which the maneuverability of the underwater vehicle, especially during slow travel and strong side flow, would otherwise be limited. Lateral ocean currents can be compensated so far by means of the horizontal thrust that the underwater vehicle does not have to be inclined in the flow, but can maintain its orientation in the water and thus particularly well in training as an inspection version examinations using the thus stabilized underwater vehicle. The horizontal thrust means preferably have at least one propeller rotating about a vertical axis of rotation and are preferably designed as so-called "thrusters".
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist der Austauschkörper ausgebildet zum Auffinden, Folgen und/oder Untersuchen einer Pipeline oder eines Seekabels, zum Aufspüren von Gas und/oder Sprengstoff und/oder zum Aufspüren bzw. Untersuchen anderer Objekte im Wasser oder des Wassers selbst und/oder zum Manipulieren bzw. Reparieren von Objekten im Wasser. Der jeweilige Austauschkörper weist eine Sensorausstattung mit entsprechenden Sensoren bzw. Aktuatoren hierfür auf. Bspw. gehören zur Sensorausstattung Sensoren zum Lokalisieren und Verfolgen, insbesondere Aufspüren, Vermessen und Tracken, einer Pipeline, wie bspw. Sensoren einer Sonareinrichtung. Ferner gehören bevorzugt Gasdetektoren und/oder Sprengstoffdetektoren, insbesondere mit Neutronenquelle zur berührungslosen Detektion von Sprengstoff, zur Sensorausstattung. Weiter gehören bevorzugt Salinitätssensoren zum Ermitteln des Salzgehalts des umgebenden Wassers und/oder Temperaturfühler zur Sensorausstattung. Schließlich beinhaltet die Sensorausstattung vorzugsweise optische und/oder akustische Sensoren.In further advantageous embodiments, the replacement body is designed for locating, following and / or investigating a pipeline or a submarine cable, for detecting gas and / or explosives and / or for detecting or investigating other objects in the water or the water itself and / or Manipulating or repairing objects in the water. The respective replacement body has a sensor equipment with corresponding sensors or actuators for this purpose. For example. Sensors include sensors for locating and tracking, in particular tracking, measuring and tracking, a pipeline, such as sensors of a sonar device. Furthermore, preferably include gas detectors and / or explosives detectors, in particular with neutron source for non-contact detection of explosives, the sensor equipment. Salinity sensors for determining the salt content of the surrounding water and / or temperature sensor for sensor equipment are also preferred. Finally, the sensor equipment preferably includes optical and / or acoustic sensors.
Das System mit dem wenigstens einen unbemannten Unterwasserfahrzeug und mit dem wenigstens einen Austauschkörper weist vorzugsweise wenigstens einen der Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion und zusätzlich wenigstens einen der Austauschkörper in einer Nicht-Objektvernichtungsversion auf. Die Austauschkörper in den unterschiedlichen Versionen können zu unterschiedlichen Zeiten am Unterwasserfahrzeug fixiert werden, so dass das Unterwasserfahrzeug für unterschiedliche Missionen eingesetzt werden kann. Insbesondere weist das System neben dem Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion wenigstens einen Austauchkörper in der Trainingsversion und/oder wenigstens einen Austauschkörper in der Inspektionsversion auf. Somit kann zunächst mit der Trainingsversion der Einsatz der Objektvernichtungsversion trainiert bzw. mit der Inspektionsversion das Unterwasserfahrzeug zu Inspektionszwecken eingesetzt werden und zum Ende seiner veranschlagten Lebensdauer mit dem Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion eine letzte Mission durchgeführt werden.The system with the at least one unmanned underwater vehicle and with the at least one exchange body preferably has at least one of the exchange bodies in the object destruction version and additionally at least one of the exchange bodies in a non-object destruction version. The replacement bodies in the different versions can be fixed at different times on the underwater vehicle, so that the underwater vehicle can be used for different missions. In particular, in addition to the replacement body in the object destruction version, the system has at least one replacement body in the training version and / or at least one replacement body in the inspection version. Thus, with the training version, the use of the object destruction version can be trained or the underwater vehicle can be used for inspection purposes with the inspection version, and a final mission can be carried out at the end of its estimated service life with the replacement object in the object destruction version.
Vorzugsweise weist das System einen Austauschkörper auf, der als autonomes Schnellladegerät ausgebildet ist. Hierfür weist der Austauschkörper vorzugsweise Ladeanschlussverbindungsmittel auf zum Laden der Energiespeichereinrichtung mittels des Austauschkörpers in dem Fall, dass der Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert und mit dem Ladeanschluss elektrisch verbunden ist. Das Schnellladegerät ist somit nicht während einer Mission bzw. im Wasser am Unterwasserfahrzeug fixiert, sondern dient dazu, vor Durchführung einer Mission anstelle eines für eine Mission vorgesehenen Austauschkörpers am Unterwasserfahrzeug angedockt zu werden, um dadurch die Energiespeichereinrichtung des Unterwasserfahrzeugs in kurzer Zeit zu laden bzw. nachzuladen und das Unterwasserfahrzeug auf diese Weise einsatzfähig zu machen. Nach dem Ladevorgang kann das Schnellladegerät dann entfernt und gegen den für die Mission vorgesehen Austauschkörper ausgetauscht werden. Das autonome Schnellladegerät kann mobil eingesetzt werden und das Unterwasserfahrzeug auch ohne Zugang zu Energieerzeugungsquellen bzw. fernab von einem Mutterschiff oder einer festen Station an Land innerhalb einer kurzen Zeitdauer, insbesondere von weniger als 15 Minuten, einsatzfähig machen. Alternativ kann jedoch auch eine nichtautonome Variante des Schnellladegeräts vorgesehen sein, die Energie ihrerseits durch ein Kabel, bspw. von einem Mutterschiff, bezieht.Preferably, the system has a replacement body which is designed as an autonomous rapid charger. For this purpose, the replacement body preferably has charging connection means for charging the energy storage device by means of the replacement body in the event that the replacement body is fixed to the underwater vehicle and electrically connected to the charging port. The quick charger is thus not fixed during a mission or in the water on the underwater vehicle, but serves to be docked before performing a mission in place of a mission for replacement body to the submersible, thereby to load the energy storage device of the underwater vehicle in a short time or recharge and make the underwater vehicle operational in this way. After charging, the quick charger can then be removed and replaced with the replacement body intended for the mission. The autonomous rapid charger can be used mobile and make the underwater vehicle operational without access to energy sources or far from a mothership or fixed shore station within a short period of time, in particular less than 15 minutes. Alternatively, however, a nichtautonomous variant of the rapid charger may be provided, the energy in turn by a cable, for example. From a mothership relates.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Austauschkörper in einer Fremdversorgungsvariante außerhalb des Fahrzeugdruckkörpers am Unterwasserfahrzeug fixiert und mit dem Energiebereitstellungsanschluss elektrisch verbunden. Über diesen Energiebereitstellungsanschluss stellt die Energiespeichereinrichtung der elektrischen Einrichtung im Inneren der Austauschkörperdruckhülle elektrische Energie bereit.According to the inventive method, a replacement body is fixed in a foreign supply variant outside the vehicle pressure body on the underwater vehicle and electrically connected to the energy supply connection. Via this energy supply connection, the energy storage device provides electrical energy to the electrical device inside the replacement body pressure shell.
Das Verfahren wird fortgebildet durch Verfahrensschritte, die mittels wenigstens einem erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeug in Verbindung mit wenigstens einem Austauschkörper bzw. die mit dem erfindungsgemäßen System durchführbar sind.The method is further developed by method steps that can be carried out by means of at least one underwater vehicle according to the invention in conjunction with at least one replacement body or with the system according to the invention.
Vorteilhafterweise führt das Unterwasserfahrzeug zunächst mit einem am Unterwasserfahrzeug fixierten Austauschkörper eine Mission durch. Nachfolgend wird die Energiespeichereinrichtung des Unterwasserfahrzeugs vorzugsweise wieder zu etwa 70 Prozent bzw. zwischen 60 und 80 Prozent aufgeladen und während der Lagerung ggf. durch wiederholtes Nachladen in diesem Ladezustand gehalten. Der Austauschkörper wird entweder vor dem Laden entfernt, insbesondere dann, wenn der fixierte Austauschkörper das Anschließen zum Nachladen nicht zulässt. Ansonsten kann der Austauschkörper, insbesondere in der Inspektionsversion, auch beim Laden am Unterwasserfahrzeug fixiert bleiben.Advantageously, the underwater vehicle first performs a mission with a replacement body fixed to the underwater vehicle. Subsequently, the energy storage device of the underwater vehicle is preferably charged again to about 70 percent or between 60 and 80 percent and held during storage, if necessary by repeated reloading in this state of charge. The replacement body is either removed prior to loading, especially if the fixed replacement body does not permit connection for recharging. Otherwise, the replacement body, especially in the inspection version, remain fixed even when charging the underwater vehicle.
Vor einer weiteren Mission wird nachfolgend die Energiespeichereinrichtung, insbesondere vollständig, geladen. Nachfolgend wird derselbe Austauschkörper aus der vorherigen Mission oder ein anderer gleichartiger Austauschkörper oder ein anders ausgebildeter Austauschkörper am Unterwasserfahrzeug fixiert. Mit diesem Austauschkörper führt das Unterwasserfahrzeug schließlich die weitere Mission durch.Before a further mission, the energy storage device is subsequently charged, in particular completely. Subsequently, the same exchange body from the previous mission or another similar exchange body or a differently designed exchange body is fixed to the underwater vehicle. With this replacement body, the underwater vehicle finally performs the further mission.
Vorteilhafterweise wird bei oder nach Durchführung der Mission der o.g. Nutzungsindikator in Abhängigkeit von der Betriebszeit und/oder in Abhängigkeit von der Anzahl durchgeführter Missionen aktualisiert. Weiter können auch, insbesondere gemessene, Umweltparameter (z.B. Temperatur) den Nutzungsindikator beeinflussen. Für die weitere Mission wird das Unterwasserfahrzeug dann in Abhängigkeit dieses Nutzungsindikators ausgewählt. Dabei kann das Unterwasserfahrzeug in einer Ausführungsform den Nutzungsindikator und/oder einen vom Nutzungsindikator abhängigen Verwendungsvorschlag direkt am Unterwasserfahrzeug anzeigen. Alternativ oder zusätzlich wird der Nutzungsindikator an eine zentrale Konsole bzw. Steuereinheit übermittelt. Diese Steuereinheit erhält vorzugsweise Nutzungsindikatoren von mehreren Unterwasserfahrzeugen. Für eine anstehende Mission wird vorzugsweise automatisch mittels dieser Steuereinheit vorgeschlagen, welches Unterwasserfahrzeug für diese Mission verwendet werden sollte. Der Vorschlag wird dabei in Abhängigkeit von den Nutzungsindikatoren der zur Verfügung stehenden Unterwasserfahrzeuge errechnet.Advantageously, during or after the mission, the o.g. Usage Indicator updated as a function of operating time and / or depending on the number of missions performed. Further, environmental parameters (e.g., temperature) measured, in particular, may also affect the usage indicator. For the further mission, the underwater vehicle is then selected depending on this usage indicator. In one embodiment, the underwater vehicle can display the usage indicator and / or a usage suggestion that is dependent on the usage indicator directly on the underwater vehicle. Alternatively or additionally, the usage indicator is transmitted to a central console or control unit. This control unit preferably receives usage indicators of several underwater vehicles. For a pending mission, it is preferably automatically proposed by means of this control unit which underwater vehicle should be used for this mission. The proposal is calculated as a function of the usage indicators of the available underwater vehicles.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem daran fixierten Austauschkörper gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht;
- Fig. 2
- das unbemannte Unterwasserfahrzeug und der darin fixierte Austauschkörper gemäß dem Ausführungsbeispiel von
Fig. 1 in einer Frontansicht; - Fig. 3
- ein System mit drei unbemannten Unterwasserfahrzeugen gemäß dem Ausführungsbeispiel von
Fig. 1 , mit dem Austauschkörper gemäß dem Ausführungsbeispiel vonFig. 1 und mit weiteren Austauschkörpern gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und mit einer zentralen Bedienkonsole; - Fig. 4
- ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 5
- ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung von Verfahrensschritten, die das Unterwasserfahrzeug während einer Mission ausführen kann, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 6
- einen Austauschkörper in der Objektvernichtungsversion gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer darin angeordneten verschwenkbaren Sprenghohlladung in einer Seitenansicht und
- Fig. 7
- den Austauschkörper des Ausführungsbeispiels gemäß
Fig. 6 fixiert am Unterwasserfahrzeug des Ausführungsbeispiels vonFig. 1 mit der gegenüber der Anordnung inFig. 6 verschwenkten Sprenghohlladung in einer Seitenansicht.
- Fig. 1
- an unmanned underwater vehicle according to an embodiment with a fixed thereto exchange body according to an embodiment in a side view;
- Fig. 2
- the unmanned underwater vehicle and the fixed therein exchange body according to the embodiment of
Fig. 1 in a front view; - Fig. 3
- a system with three unmanned underwater vehicles according to the embodiment of
Fig. 1 , with the exchange body according to the embodiment ofFig. 1 and with further exchange bodies according to further embodiments and with a central control panel; - Fig. 4
- a flowchart for illustrating a method for operating an unmanned underwater vehicle according to an embodiment of the invention;
- Fig. 5
- a flowchart for illustrating steps that the underwater vehicle can perform during a mission, according to an embodiment of the invention;
- Fig. 6
- a replacement body in the object destruction version according to a further embodiment with a pivotable explosive charge charge disposed therein in a side view and
- Fig. 7
- the exchange body of the embodiment according to
Fig. 6 fixed to the underwater vehicle of the embodiment ofFig. 1 with the opposite of the arrangement inFig. 6 pivoted explosive charge in a side view.
Das unbemannte Unterwasserfahrzeug 2 weist ferner Vertikalschubmittel 24 mit einem Propeller, der sich um eine vertikale Drehachse dreht, auf. Die Vertikalschubmittel 24 ermöglichen es dem Unterwasserfahrzeug schnell und auch ohne horizontale Fortbewegung seine Tauchtiefe zu ändern, insbesondere abzutauchen oder aufzutauchen. Weiter weist das unbemannte Unterwasserfahrzeug 2, starre oder bewegliche Höhenruder 26 und Seitenruder 28 auf.The unmanned
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt lediglich beispielhaft eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs 2. Selbstverständlich kann das Unterwasserfahrzeug auch auf vielfältige Weise abweichend hiervon ausgestaltet sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, bspw. lediglich zwei statt der dargestellten vier Antriebe aufweisen.The present exemplary embodiment merely shows, by way of example, a possible embodiment of the
Alle elektrischen Einrichtungen des Unterwasserfahrzeugs 2, wie das Sonarsystem 4, die Propeller 6 bis 12, die Vertikalschubmittel 24 sowie die Höhenruder 26 und die Seitenruder 28, sofern sie elektrisch steuerbar sind, werden von einer Steuereinrichtung 30 gesteuert und zumindest teilweise von einer Energiespeichereinrichtung 32, z.B. einem Lithium-Ionen-Akkumulator, mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ kann eine Versorgung im Falle der Ausbildung des Unterwasserfahrzeugs als ROV auch über ein Kabel erfolgen. Die o.g., in den Stangen 16 bis 22 angeordneten Batterien bzw. vier Batteriestränge können als Teil der Energiespeichereinrichtung angesehen werden oder auch gänzlich die Energiespeichereinrichtung bilden. In jedem Fall ist die Energiespeichereinrichtung 32 in einem Fahrzeugdruckkörper 34 des Unterwasserfahrzeugs 2 angeordnet. Der Fahrzeugdruckkörper 34 wird von einer Fahrzeugdruckhülle 36 begrenzt, wobei der Fahrzeugdruckkörper in diesem Ausführungsbeispiel vollständig durch die Fahrzeugdruckhülle 36 eingeschlossen ist.All electric devices of the
Die Energiespeichereinrichtung 32 bzw. der Lithium-Ionen-Akkumulator kann lange Zeit gelagert und wiederholt aufgeladen werden, so dass er fest in das Unterwasserfahrzeug 2 eingebaut ist und während der gesamten Lebensdauer des Unterwasserfahrzeugs nicht ersetzt werden muss. Daher sind, insbesondere bei vollständig durch die Fahrzeugdruckhülle 36 geschlossenem Fahrzeugdruckkörper 34, keine Öffnungen zur Demontage der Energiespeichereinrichtung, insbesondere eines nicht in den Stangen 16 bis 22 angeordneten Teils der Energiespeichereinrichtung 32, in der Fahrzeugdruckhülle 36 vorgesehen. Die Fahrzeugdruckhülle 36 ist daher sehr widerstandsfähig gegenüber hohen Drücken, so dass das Unterwasserfahrzeug 2 auch in großen Tiefen unterhalb der Wasseroberfläche eingesetzt werden kann, ohne dass ein Eintritt von Wasser in den Fahrzeugdruckkörper zu befürchten sein müsste.The
Für den Fall, dass aufgrund eines Defekts der Energiespeichereinrichtung 32 der Druck im Fahrzeugdruckkörper 34 aufgrund von Gasen, die aus der Energiespeichereinrichtung 32 austreten, erhöht wird, ist ein Entlüftungsventil 38 in der Fahrzeugdruckhülle 36 vorgesehen. Das Entlüftungsventil 38 öffnet automatisch, wenn der Druck im Fahrzeugdruckkörper einen bestimmten Wert überschreitet. Ferner weist das Unterwasserfahrzeug 2 einen Gasdetektor 40 auf, der evtl. aus der Energiespeichereinrichtung 32 austretende Gase sensiert, so dass ein Defekt der Energiespeichereinrichtung 32 erkannt und angezeigt bzw. ein Alarm ausgelöst werden kann. Der Gasdetektor 40 kann in einer alternativen Ausführungsform jedoch auch entfallen.In the event that due to a failure of the
Die Einsatzmöglichkeiten des unbemannten Unterwasserfahrzeugs 2 werden wesentlich durch einen daran fixierten Austauschkörper 42 bestimmt. Je nach Variante oder Version des Austauschkörpers 42 kann das unbemannte Unterwasserfahrzeug 2 für unterschiedliche Missionen eingesetzt werden. Der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Austauschkörper 42 ist als Objektvernichtungsversion ausgebildet und weist Sprengstoff auf. Eine Mission mit dieser Objektvernichtungsversion des Austauschkörpers 42 ist in der Regel eine letzte Mission des Unterwasserfahrzeugs 2, zumindest dann, wenn das Unterwasserfahrzeug 2 durch Explosion des Austauschkörpers 42 mit zerstört wird. Wenn der Austauschkörper 42 hingegen vor seine Explosion vom Unterwasserfahrzeug 2 getrennt wird, was in besonderen Ausführungsformen der Fall sein mag, kann das unbemannte Unterwasserfahrzeug 2 auch nach einer Mission mit dem Austauschkörper 42 in der Objektvernichtungsversion noch weitere Male eingesetzt werden.The possible uses of the unmanned
Der Austauschkörper 42 ist mittels Fixiermitteln 44 am Unterwasserfahrzeug 2 fixiert. Die Fixiermittel 44 umfassen Lagerungsmittel 46 und Austauschkörperbefestigungsmittel 48. Die Lagerungsmittel 46 werden teilweise von den Stangen 16 bis 22, in diesem Ausführungsbeispiel zumindest jedoch von den Stangen 16 und 22 gebildet. Ferner liegt der Austauschkörper 42 auf einer Art Wanne 50 auf, die ebenfalls einen Teil der Lagerungsmittel 46 bildet. Eine Stütze 52 dient lediglich zum Stützen der Stangen 16 und 22.The
Zum Fixieren bzw. zum Befestigen des Austauschkörpers 42 am Unterwasserfahrzeug 2 am Bug 54 des Unterwasserfahrzeugs 2 wird dieser Austauschkörper 42 vom Bug 54 in Richtung einer Längsachse des Unterwasserfahrzeugs 2 bzw. parallel zu den Stangen 16 bis 22 in Richtung des Hecks 14 soweit in die Lagerungsmittel 46 eingeschoben, bis der Austauschkörper 42 mittels der Austauschkörperbefestigungsmittel 48 am Unterwasserfahrzeug 2 befestigt werden kann bzw. automatisch befestigt wird. Für ein automatisches Befestigen weisen die Austauschkörperbefestigungsmittel 48 einen Klickmechanismus bzw. Rastmechanismus auf, der den Austauschkörper 42 automatisch zur Befestigung am Unterwasserfahrzeug 2 einrasten lässt. Die Austauschkörperbefestigungsmittel 48 sichern den Austauschkörpern 42 dabei gegen eine Bewegung parallel zur Hauptachse des Unterwasserfahrzeugs bzw. parallel zu den Stangen 16 bis 22. Die Bewegung in alle übrigen Bewegungsrichtungen wird durch die Lagerungsmittel 46 verhindert.For fixing or for securing the
Der Austauschkörper 42 ist in diesem Ausführungsbeispiel außerhalb des Fahrzeugdruckkörpers 34 bzw. außerhalb der Fahrzeugdruckhülle 36 am Unterwasserfahrzeug fixiert. Alternativ können der Austauschkörper 42 und die Fahrzeugdruckhülle 36 jedoch auch eine gemeinsame Druckhülle bilden.The
Der Austauschkörper 42 weist neben Sprengstoff zumindest auch eine elektrische Einrichtung 56, nämlich einen Zünder auf. Als weitere elektrische Einrichtung bzw. als weiterer Teil der elektrischen Einrichtung 56 ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen.In addition to explosive, the
Der Sprengstoff des Austauschkörpers 42 ist in einer Sprengladung 58 angeordnet, die als Sprenghohlladung ausgebildet sein kann. Die Sprenghohlladung ermöglicht es, die Sprengkraft zielgerichtet zum Bug 54 bzw. in die Hauptbewegungsrichtung bzw. in Richtung der Längsachse des Unterwasserfahrzeugs 2 freizusetzen und dabei eine hohe Durchschlagskraft zu erzielen.The explosive of the
Die Sprengladung 58 und die elektrischen Einrichtungen 56 sind zusammen in einer Austauschkörperdruckhülle 60 des Austauschkörpers 42 angeordnet. Die Austauschkörperdruckhülle 60 ist für sich geschlossen, kann in einer alternativen Ausführungsform jedoch auch erst durch das Unterwasserfahrzeug 2 geschlossen sein bzw. mit der Fahrzeugdruckhülle 36 zusammen eine geschlossene Hülle um die Sprengladung 58 und die elektrischen Einrichtungen 56 sowie ggf. um den Fahrzeugdruckkörper 34 bilden.The
Aus Sicherheitsgründen ist vorliegend keine Batterie bzw. Energiespeichereinrichtung in der Austauschkörperdruckhülle 60 des Austauschkörpers 42 in der Objektvernichtungsversion angeordnet. Der Austauschkörper 42 in der Objektvernichtungsversion ist stattdessen als Fremdversorgungsvariante ausgebildet, die ihre elektrische Energie zur Versorgung der elektrischen Einrichtung 56 vom Unterwasserfahrzeug 2 bezieht. Hierfür weist das Unterwasserfahrzeug 2 einen Energiebereitstellungsanschluss zum Bereitstellen elektrischer Energie auf. Bei dem ordnungsgemäß am Unterwasserfahrzeug 2 fixierten Austauschkörper 42 in der Objektvernichtungsversion und bei jedem anderen Austauschkörper in einer Fremdversorgungsvariante ist der Austauschkörper 42 elektrisch mit diesem Energiebereitstellungsanschluss 62 verbunden. Insbesondere verfügt der Austauschkörper 42 und jeder andere Austauschkörper in der Fremdversorgungsvariante über einen Energieempfangsanschluss 64, der mit dem Energiebereitstellungsanschluss 62 des Unterwasserfahrzeugs 2 koppelbar ist.For safety reasons, in the present case no battery or energy storage device is arranged in the replacement
In Abweichung von diesem Ausführungsbeispiel kann der Austauschkörper 42 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel auch in der Objektvernichtungsversion eine Erweiterungsenergiespeichereinrichtung bzw. Batterie, bspw. eine Primärbatterie mit einer gegenüber der Speicherkapazität der Energiespeichereinrichtung 32 des Unterwasserfahrzeugs 2 geringen Speicherkapazität, aufweisen. Ferner kann der Austauschkörper einen oder mehrere Kondensatoren aufweisen oder aus Sicherheitsgründen auch auf diese verzichten, vorzugsweise unabhängig davon, ob der Austauschkörper eine Erweiterungsenergiespeichereinrichtung aufweist oder nicht. Unter dem Begriff Energiespeichereinrichtung bzw. Erweiterungsenergiespeichereinrichtung ist vorliegend somit vorzugsweise ein elektrochemisches System zum Speichern elektrischer Energie, nicht jedoch ein Kondensator zu verstehen.In a departure from this exemplary embodiment, the
Zum Laden der Energiespeichereinrichtung 32 des Unterwasserfahrzeugs 2 verfügt dieses Unterwasserfahrzeug 2 über einen Energieladeanschluss 66 der im Falle des fixierten Austauschkörpers 42 in der Objektvernichtungsversion gemäß
Das Unterwasserfahrzeug 2" bzw. seine Energiespeichereinrichtung 32 wird in der Darstellung gemäß
An den Energieladeanschluss 66 des Unterwasserfahrzeugs 2 ist ebenfalls ein Ladeanschlussverbindungskabel 84' angeschlossen. In diesem Fall dient das Nachladen der Energiespeichereinrichtung 32 jedoch dazu, um einen Ladezustand von 100 Prozent oder nahezu 100 Prozent zu erreichen und das unbemannte Unterwasserfahrzeug 2 somit für eine Mission einsatzbereit zu machen. Ein derartiges Nachladen von 70 Prozent auf 100 Prozent der Ladekapazität ist innerhalb von weniger als 15 Minuten möglich.To the
In der gezeigten Darstellung ist das unbemannte Unterwasserfahrzeug 2 ferner mittels eines Datenkabels 86 mit der zentralen Bedienkonsole 82 verbunden und erhält über dieses Datenkabel 86 Missionsdaten für seine bevorstehende Mission.In the illustration shown, the unmanned
Auch nach der Rückkehr von einer Mission wird das jeweils zurückgekehrte Unterwasserfahrzeug, insbesondere wenn es sich um ein AUV handelt, mittels des Datenkabels 86 mit der zentralen Bedienkonsole 82 verbunden, um gesammelte Messdaten auszulesen und um den Wert bzw. Daten eines Nutzungsindikators vom jeweiligen Unterwasserfahrzeug 2, 2', 2" an die zentrale Bedienkonsole 82 zu übertragen. Alternativ erfolgt eine Datenübertragung über ein entnehmbares Speichermedium oder über Funk. Die Betriebszeiten der unbemannten Unterwasserfahrzeuge 2, 2' und 2" werden als Betriebszeiten der letzten Mission und/oder als Gesamtbetriebszeiten zunächst von den jeweiligen Unterwasserfahrzeugen 2, 2', 2" und dann von der Konsole 82 erfasst. An der Konsole 82 wird automatisch oder manuell anhand der Gesamtbetriebszeiten bzw. anhand der Nutzungsindikatoren entschieden, welches Unterwasserfahrzeug 2, 2', 2" für eine bevorstehende Mission ausgewählt wird. Zur Berechnung und Speicherung des Nutzungsindikators weist das unbemannte Unterwasserfahrzeug hier nicht dargestellte Berechnungsmittel und Speichermittel auf.Even after returning from a mission, the respective returned underwater vehicle, in particular if it is an AUV, connected by means of the
Der Austauschkörper 42' gleicht im Wesentlichen dem Austauschkörper 42 des Ausführungsbeispiels gemäß
Bei dem Austauschkörper 70 handelt es sich um eine Nicht- Objektvernichtungsversion, genauer um eine Trainingsversion, die im Wesentlichen dem Austauschköper 42' in der Objektvernichtungsversion gleicht, jedoch als Austauschkörper 70 in der Trainingsversion keinen Sprengstoff bzw. nicht die Sprengladung 78 aufweist.The
Auch der Austauschkörper 72 ist eine Trainingsversion, die jedoch über keinen Energieempfangsanschluss und keine elektrischen Einrichtungen verfügt. Auch eine Druckhülle muss bei dem als Dummy-Körper ausgebildeten Austauschkörper 72 nicht zwingend vorgesehen sein.Also, the
Der Austauchkörper 74 ist ein Austauschkörper in einer Inspektionsversion 74, der daher mehrere Sensoren, nämlich in diesem Ausführungsbeispiel ein sog. Side Scan Sonar als akustischen Sensor 90, eine Kamera als optischen Sensor 92 und ein Gyroskop bzw. einen Kreiselkompass als Orientierungssensor 94 aufweist.The immersion body 74 is an exchange body in an inspection version 74, which therefore has a plurality of sensors, namely a so-called side scan sonar as
Der Austauschkörper 76 weist Horizontalschubmittel 96 auf, die wie die Vertikalschubmittel 24 des Unterwasserfahrzeugs 2 ausgebildet sind, jedoch einen Schub in horizontaler Querabrichtung zum Unterwasserfahrzeug bereitstellen, wenn der Austauschkörper 76 ordnungsgemäß an diesem Unterwasserfahrzeug 2 fixiert ist. Dadurch wird die Manövrierbarkeit des Unterwasserfahrzeugs 2 in Seitwärtsrichtung verbessert, was insbesondere bei seitlicher Strömung hilfreich ist. Der Austauschkörper 76 kann ansonsten auch eine Inspektionsversion sein und Sensoren analog zum Austauschkörper 74 aufweisen.The
Der Austauschkörper 78 weist eine Erweiterungsenergiespeichereinrichtung 98 auf, welche die Energiespeichereinrichtung 32 unterstützen kann und über einen Energieversorgungsanschluss 100 mit dem Energieladeanschluss 66 des Unterwasserfahrzeugs 2 gekoppelt werden kann. Dadurch lässt sich die Reichweite des Unterwasserfahrzeugs 2 erhöhen. Selbstverständlich kann das System auch beliebige andere Austauschkörper aufweisen, welche Merkmale der Austauschkörper 70 bis 78 in beliebigen Kombinationen aufweisen, wobei jedoch eine Sprengstoff aufweisende Objektvernichtungsversion vorzugsweise über keine eigene Energiespeichereinrichtung bzw. Erweiterungsenergiespeichereinrichtung verfügt.The
Schließlich weist das System 68 noch das mobile Ladegerät 80 auf, das zumindest insoweit auch als Austauschkörper anzusehen ist, als es mittels der Fixiermittel 44 am Unterwasserfahrzeug 2 fixiert werden kann oder zumindest mittels der Lagerungsmittel 46 am Unterwasserfahrzeug 2 gelagert werden kann. Das mobile Ladegerät 80 weist als Ladeanschlussverbindungsmittel den Energieversorgungsanschluss 100 auf, der mit dem Ladeanschluss 66 des Unterwasserfahrzeugs 2 verbunden werden kann, um die Energiespeichereinrichtung 32 des Unterwasserfahrzeug 2 aufzuladen. Das mobile Ladegerät 80 verfügt über eine eigene Energiespeichereinrichtung 102, so dass ein Aufladen der Energiespeichereinrichtung 32 des Unterwasserfahrzeugs 2 ohne Verbindung zu einem stationären Stromnetz möglich ist.Finally, the
Es wird mit der Abfrage 110 fortgefahren. Gemäß dieser Abfrage 110 wird abgefragt, ob das Unterwasserfahrzeug 2 für eine Mission ausgewählt wurde. Solange dies nicht der Fall ist, wird die Wartezeit fortgesetzt und das Verfahren 104 folglich mit der Abfrage 108 fortgesetzt. Andernfalls wird diese Warteschleife verlassen und mit Schritt 114 fortgefahren. Gemäß diesem Schritt 114 wird die Speichereinrichtung 32 zu 100 Prozent ihrer Ladekapazität aufgeladen und das Unterwasserfahrzeug 2 damit einsatzbereit gemacht. Des Weiteren werden in einem Schritt 116 Missionsdaten für die bevorstehende Mission zum Unterwasserfahrzeug 2 übertragen. Die Schritte 114 und 116 können dabei auch zeitgleich oder in umgekehrter Reihenfolge erfolgen.The
Zumindest nach dem Schritt 114 wird der für die ausgewählte Mission erforderliche Austauschkörper 42 in einem Schritt 118 am Unterwasserfahrzeug 2 fixiert, wenn er nicht schon am Unterwasserfahrzeug 2 fixiert ist. In einem Schritt 120 führt das Unterwasserfahrzeug schließlich seine Mission durch. Dabei kann es sein, dass das Unterwasserfahrzeug 2 nicht von seiner Mission zurückkehrt, da es bspw. Sprengstoff mit sich führt und unter Einsatz des Sprengstoffs bei dieser Mission zerstört wird. Dies wird durch eine Abfrage 122 verdeutlicht, gemäß der abgefragt wird, ob das Unterwasserfahrzeug 2 von seiner Mission zurückkehrt. Wenn das Unterwasserfahrzeug 2 nicht zurückkehrt, ist das Verfahren sowie für das Unterwasserfahrzeug 2 in einem Schritt 124 beendet. Andernfalls, insbesondere dann, wenn das Unterwasserfahrzeug keinen Sprengstoff mit sich führt, wird nach Durchführung der Mission gemäß Schritt 120 in einem Schritt 126 der Austauschkörper 70 - 78 entfernt. Der Schritt 126 kann jedoch auch entfallen, wenn der fixierte Austauschkörper 70 - 78 den Ladeanschluss 66 nicht verdeckt.At least after
In einem Schritt 128 wird ferner der Nutzungsindikator für das Unterwasserfahrzeug 2 aktualisiert und ggf. an die zentrale Bedienkonsole 82 übertragen oder anderweitig ausgelesen. Das Aktualisieren des Nutzungsindikators kann abweichend auch bereits während der Mission erfolgen. Ferner ist auch die Reihenfolge der Schritte 126 und 128 vertauschbar. Schließlich werden in einem Schritt 130 ggf. während der Mission gesammelte Daten vom Unterwasserfahrzeug 2 bzw. von dem Austauschkörper 70, 74 an die zentrale Bedienkonsole 82 oder eine andere externe Einrichtung übertragen. Danach wird das Unterwasserfahrzeug 2 wieder bei einem Ladezustand von etwa 70 Prozent seiner Ladekapazität gelagert bzw. mit Schritt 108 fortgefahren.In a
In dieser flachen Gewässerzone empfängt das Unterwasserfahrzeug 2 bzw. der eine Antenne 88 aufweisende Austauschkörper 42', 70 gemäß
Die Hohlladung 58 kann mittels der Steuerelektronik 140 gezündet werden und erzeugt im Falle ihrer Zündung einen Energiestachel, der zielgerichtet in eine durch einen Pfeil angedeutete Wirkrichtung 148 abgegeben wird. Durch Drehen an der Stellschraube 146 wird der Teil mit der Hohlladung 58 bzw. die Hohlladung und somit die Wirkrichtung 48 gemäß einem mittels der Schraube 146 einstellbaren Schwenkwinkel 150 geschwenkt bzw. geneigt, was durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.The
Der schwenkbare Teil mit der Sprenghohlladung 58 und mit der Steuerelektronik 140 ist in der gezeigten Darstellung gegenüber der Darstellung in
Aufgrund der Neigung der Wirkrichtung 148 gegenüber der Längsachse 152 kann das Unterwasserfahrzeug 2 bei eigener horizontale Ausrichtung bzw. bei horizontaler Ausrichtung der Längsachse 152 die Wirkrichtung 148 der Hohlladung 58 und damit einen Energiestachel auf eine Mine ausrichten, die tiefer als das Unterwasserfahrzeug 2 angeordnet, bspw. teilweise in den Meeresgrund eingesunken ist. Somit kann die Erfindung zum auch von schwer zugänglichen Minen eingesetzt werden.Due to the inclination of the direction of
Die Erfindung stellt ein flexibel einsetzbares Unterwasserfahrzeug bereit, das mit unterschiedlichen Austauschkörpern wiederholt eingesetzt werden kann und auch nach langer Lagerung noch binnen kürzester Zeit einsatzbereit ist.The invention provides a flexible underwater vehicle that can be used repeatedly with different exchange bodies and even after long storage is still operational within a very short time.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.All mentioned in the foregoing description and in the claims features are used individually as well as in any combination with each other. The disclosure of the invention is therefore not limited to the described or claimed feature combinations. Rather, all feature combinations are to be regarded as disclosed.
Claims (15)
gekennzeichnet durch
Fixiermittel (44) zum Fixieren eines Austauschkörpers (42, 70 - 80) entweder außerhalb des Fahrzeugdruckkörpers (34) am Unterwasserfahrzeug (2), wobei der Fahrzeugdruckkörper (34) durch die Fahrzeugdruckhülle (36) vollständig eingeschlossen ist, oder derart am Unterwasserfahrzeug (2), dass der Fahrzeugdruckkörper (34) zusammen durch die Fahrzeugdruckhülle (36) und den Austauschkörper (42, 70 - 80) vollständig eingeschlossen ist, wobei der Fahrzeugdruckkörper (34) durch die Fahrzeugdruckhülle (36) nur unvollständig eingeschlossen ist, und einen Energiebereitstellungsanschluss (62) zum Bereitstellen elektrischer Energie von der Energiespeichereinrichtung (32) an wenigstens eine elektrische Einrichtung (56), die im Inneren einer Austauschkörperdruckhülle (60) einer Fremdversorgungsvariante des Austauschkörpers (42, 70, 74, 76) angeordnet ist, in dem Fall, dass die Fremdversorgungsvariante des Austauschkörpers (42, 70, 74, 76) mittels der Fixiermittel (44) am Unterwasserfahrzeug (2) fixiert und mit dem Energiebereitstellungsanschluss (62) elektrisch verbunden ist.Unmanned underwater vehicle (2) having a vehicle pressure body (34) having a vehicle pressure envelope (36) and bounded by the vehicle pressure envelope (36) and having an energy storage device (32) arranged in the vehicle pressure body (34),
marked by
Fixing means (44) for fixing a replacement body (42, 70 - 80) either outside the vehicle pressure body (34) on the underwater vehicle (2), wherein the vehicle pressure body (34) by the vehicle pressure shell (36) is completely enclosed, or such on the underwater vehicle (2 in that the vehicle compression body (34) is completely enclosed together by the vehicle pressure shell (36) and the replacement body (42, 70-80), the vehicle pressure body (34) being incompletely enclosed by the vehicle pressure shell (36), and an energy supply port (34). 62) for providing electrical energy from the energy storage device (32) to at least one electrical device (56) disposed inside a replacement body pressure shell (60) of a third party variant of the replacement body (42, 70, 74, 76) in the event that the Fremdversorgungsvariante of the exchange body (42, 70, 74, 76) by means of fixing means (44) on Unterwasserfa fixed (2) and electrically connected to the power supply terminal (62).
gekennzeichnet durch
Speichermittel zum Speichern eines von der Betriebszeit und/oder der Anzahl der durchgeführten Missionen des Unterwasserfahrzeugs (2) abhängigen Nutzungsindikators, insbesondere für einen Verwendungsvorschlag, ob das Unterwasserfahrzeug (2) in einer nachfolgenden Mission in Verbindung mit einem am Unterwasserfahrzeug (2) fixierten Austauschkörper (70 - 78) in einer Nicht-Objektvernichtungsversion oder in Verbindung mit einem am Unterwasserfahrzeug (2) fixierten Austauschkörper (42) in einer Objektvernichtungsversion eingesetzt werden sollte, und Rechenmittel zum Berechnen dieses Nutzungsindikators.Unmanned underwater vehicle according to claim 1,
marked by
Storage means for storing a usage indicator dependent on the operating time and / or the number of missions of the underwater vehicle (2), in particular for a suggestion as to whether the underwater vehicle (2) is in a subsequent mission in conjunction with a replacement body fixed to the underwater vehicle (2) ( 70-78) in a non-object destruction version or in conjunction with a replacement body (42) fixed to the underwater vehicle (2) in an object destruction version, and calculation means for calculating this usage indicator.
gekennzeichnet durch
einen Energieladeanschluss (66) zum Laden der Energiespeichereinrichtung (32) über diesen Energieladeanschluss (66), wobei dieser Energieladeanschluss (66) derart angeordnet ist, dass er in dem Fall, dass kein, insbesondere kein oder ein keinen Sprengstoff aufweisender, Austauschkörper (42, 70 - 78) am Unterwasserfahrzeug (2) fixiert ist, zum Laden für einen an den Energieladeanschluss (66) anschließbaren Energieversorgungsanschluss (160) zugänglich ist, und wenn ein Sprengstoff, insbesondere eine Sprenghohlladung, aufweisender Austauschkörper (42) am Unterwasserfahrzeug (2) fixiert ist, mittels des Austauschkörpers (42) unzugänglich ist.Unmanned underwater vehicle according to claim 1 or 2,
marked by
a power charging port (66) for charging the energy storage device (32) via said energy charging port (66), said energy charging port (66) being arranged to be in the event of no, particularly no or no explosive having, exchange body (42, 70-78) is fixed to the underwater vehicle (2), for charging for a connectable to the energy charging port (66) power supply terminal (160) is accessible, and when an explosive, in particular a blast charge, having exchange body (42) is fixed to the underwater vehicle (2), by means of the exchange body (42) is inaccessible.
gekennzeichnet durch
eine Ausbildung als Objektvernichtungsversion mit einer Sprengladung (58), insbesondere Sprenghohlladung, und einem Zünder (56) und einer Sicherheitseinrichtung (56).Exchange body according to claim 4,
marked by
a training as object destruction version with an explosive charge (58), in particular explosive charge, and an igniter (56) and a safety device (56).
gekennzeichnet durch
eine Wirkrichtungseinstellvorrichtung (145) zum Einstellen der Wirkrichtung (148) der Sprengladung (58), insbesondere Sprenghohlladung, wobei die Wirkrichtungseinstellvorrichtung (145) aufweist:
marked by
an effective direction setting device (145) for setting the effective direction (148) of the explosive charge (58), in particular blast charge, wherein the effective direction adjustment device (145) comprises:
gekennzeichnet durch
eine Ausbildung als Nicht-Objektvernichtungsversion, insbesondere Trainingsversion, dessen Volumen und Masse mit dem Austauschkörper (42) in der Objektvernichtungsversion nach Anspruch 5 oder 6 im Wesentlichen übereinstimmen, die jedoch sprengladungslos ist.Exchange body according to claim 4,
marked by
a training as non-object destruction version, in particular training version whose volume and mass with the exchange body (42) in the object destruction version according to claim 5 or 6 substantially coincide, but which is without charge.
gekennzeichnet durch
Horizontalschubmittel (96) zum Erzeugen eines Schubs in horizontaler Querabrichtung zum Unterwasserfahrzeug (2) in dem Fall, dass der Austauschkörper (42) am Unterwasserfahrzeug (2) fixiert ist.Exchange body according to one of claims 4 to 7,
marked by
Horizontal thrust means (96) for generating a thrust in horizontal transverse direction to the underwater vehicle (2) in the event that the exchange body (42) is fixed to the underwater vehicle (2).
gekennzeichnet durch
wenigstens einen akustischen Sensor (56) und/oder wenigstens einen optischen Sensor (56) und/oder wenigstens einen Orientierungssensor (56)
und/oder wenigstens einen Sensor zur Sprengstoffdetektion, insbesondere in Verbindung mit einer Neutronenquelle, und/oder wenigstens einen Salinitätssensor und/oder wenigstens einen Temperaturfühler und/oder wenigstens einen Gasdetektor und/oder wenigstens eine Lichtquelle und/oder eine Sensorausstattung zum Auffinden, Verfolgen und/oder Untersuchen einer Pipeline, eines Seekabels oder einer Mine.Exchange body according to one of claims 4 to 8,
marked by
at least one acoustic sensor (56) and / or at least one optical sensor (56) and / or at least one orientation sensor (56)
and / or at least one sensor for explosive detection, in particular in conjunction with a neutron source, and / or at least one salinity sensor and / or at least one temperature sensor and / or at least one gas detector and / or at least one light source and / or sensor equipment for locating, tracking and / or examining a pipeline, a submarine cable, or a mine.
gekennzeichnet durch
eine Erweiterungsenergiespeichereinrichtung (98) zur alleinigen oder unterstützenden Energieversorgung elektrischer Einrichtungen (56) des Austauschkörpers (42) und/oder elektrischer Einrichtungen des unbemannten Unterwasserfahrzeugs.Exchange body according to one of claims 4 to 9,
marked by
an expansion energy storage device (98) for solely or assisting powering electrical devices (56) of the replacement body (42) and / or electrical equipment of the unmanned underwater vehicle.
gekennzeichnet durch
einen Austauschkörper (80) nach Anspruch 4, der als autonomes Schnellladegerät ausgebildet ist und Ladeanschlussverbindungsmittel (100) aufweist zum Laden der Energiespeichereinrichtung (32) mittels des Austauschkörpers (80) in dem Fall, dass der Austauschkörper (80) am Unterwasserfahrzeug (2) fixiert und mit dem Energieladeanschluss (66) elektrisch verbunden ist.System according to claim 11 or 12,
marked by
an exchange body (80) according to claim 4, which is formed as autonomous rapid charger and charging connection means (100) for charging the energy storage device (32) by means of the exchange body (80) in the case that the exchange body (80) fixed to the underwater vehicle (2) and electrically connected to the power charging port (66).
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Austauschkörper (42, 70, 74, 76) in einer Fremdversorgungsvariante, insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 10, mit einer Austauschkörperdruckhülle (60) und wenigstens einer im Inneren der Austauschkörperdruckhülle (60) angeordneten elektrischen Einrichtung (56) außerhalb des Fahrzeugdruckkörpers (34) am Unterwasserfahrzeug (2) fixiert und mit dem Energiebereitstellungsanschluss (62) elektrisch verbunden wird und die Energiespeichereinrichtung (32) der elektrischen Einrichtung (56) über den Energiebereitstellungsanschluss (62) elektrische Energie bereitstellt.Method for operating an unmanned underwater vehicle (2), in particular according to one of claims 1 to 3, comprising a vehicle pressure body (34) with the vehicle pressure body (34) limiting vehicle pressure shell (36) and in the vehicle pressure body (34) arranged energy storage device (32) .
characterized in that
a replacement body (42, 70, 74, 76) in a third-party variant, in particular according to one of claims 4 to 10, with a replacement body pressure shell (60) and at least one in the interior of the exchange body pressure shell (60) arranged electrical means (56) outside of the vehicle pressure body ( 34) is fixed to the underwater vehicle (2) and is electrically connected to the power-supply terminal (62), and the energy storage device (32) provides electrical energy to the electrical device (56) via the power-supply terminal (62).
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