EP3250877B1 - Waffenausstossvorrichtung - Google Patents

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EP3250877B1
EP3250877B1 EP15788433.9A EP15788433A EP3250877B1 EP 3250877 B1 EP3250877 B1 EP 3250877B1 EP 15788433 A EP15788433 A EP 15788433A EP 3250877 B1 EP3250877 B1 EP 3250877B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weapon
ejecting device
elongate
tube
elastomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15788433.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3250877A1 (de
Inventor
Werner Toobe
Dirk Dobrindt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Marine Systems GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3250877A1 publication Critical patent/EP3250877A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3250877B1 publication Critical patent/EP3250877B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B3/00—Sling weapons
    • F41B3/02—Catapults, e.g. slingshots
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
    • F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
    • F41F3/08—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes
    • F41F3/10—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes from below the surface of the water

Definitions

  • the invention relates to a weapon ejection device.
  • the weapon ejection device comprises a weapon barrel and at least one elongate elastomer, wherein the at least one elongated elastomer is for ejecting a weapon from the barrel.
  • the at least one elongated elastomer is stretched exclusively in a straight line.
  • the weapon barrel has an acceleration section, the weapon being accelerated over the acceleration section when a weapon is ejected.
  • weapon tubes which are used on weapon carriers.
  • weapons can leave a weapon barrel on their own. This is known from self-running torpedoes or missiles. Often, however, there are gun barrels that actively launch the weapon. As a result, the weapon is already actively accelerated within the barrel, the energy does not have to come from the weapon. As a result, for example, the range of the weapon is increased.
  • weapons are ejected by air pressure or hydraulically. These systems are reliable but have a number of disadvantages. On the one hand there is the danger, in particular when ejecting by means of air pressure, that air bubbles can be ejected with the weapon, which represents a great risk for the submarine, especially in the case of a submerged submarine, since a comparatively simple locating of the submarine is thus possible.
  • an air pressure or a hydraulic output are comparatively loud, which also makes it possible to locate the submarine in the event of a submerged submarine.
  • the functioning of the weapon tubes is coupled to the functioning of the ship systems, for example for the production of compressed air or hydraulic pressure. In case of a system failure, the weapon can no longer be ejected from the barrel.
  • the gun barrel must be comparatively long, which is very difficult especially on submarines.
  • the object of the invention is to provide a weapons ejection device which accelerates the weapon with efficient use of space with the greatest possible force to the necessary final speed and is as independent as possible of other systems of the weapon carrier.
  • Weapons according to the invention include torpedoes, decoys, mines and missiles.
  • vessels include in particular corvettes, frigates, destroyers, cruisers and submarines.
  • Weapons carriers can be manned and unmanned.
  • the weapon ejection device has a weapon barrel and at least one elongated elastomer.
  • the at least one elongated elastomer is used to eject a weapon from the barrel, wherein the at least one elongated elastomer is stretched exclusively in a straight line.
  • the weapon barrel has an acceleration section, the weapon being accelerated over the acceleration section when a weapon is ejected.
  • the acceleration section extends in the longitudinal direction of the weapon barrel.
  • the weapon barrel has an inner tube which can be moved in the longitudinal direction of the weapon barrel and a weapon acceleration device.
  • each hollow body To understand with round cross-section and also includes structures that identify holes in the outer wall of the inner tube and annular elements and annular structures.
  • the inner tube can also consist, for example, of annular elements which are connected by rod-shaped elements.
  • the inner tube may also consist of a single annular element.
  • a weapon acceleration device is understood to be any device which can be movably arranged inside the inner tube and can exert force on a weapon arranged in the weapon barrel.
  • the weapon acceleration device is circular.
  • the weapon accelerator device has through holes in the direction of movement along the longitudinal axis of the gun barrel to reduce the flow resistance.
  • the inner tube can be accelerated by the at least one elongated elastomer a first part of the acceleration section relative to the gun barrel.
  • the weapon acceleration device can be accelerated by the at least one elongated elastomer a second part of the acceleration section relative to the inner tube. This results in that the acceleration of the weapon acceleration device resulting from the relative acceleration to the inner tube and the acceleration of the inner tube to the gun barrel.
  • the weapon acceleration device and thus accelerated by the weapon acceleration device weapon is accelerated over the entire acceleration distance and thus ejected the weapon at maximum speed.
  • elastomers are natural rubber (cis-1,4-polyisoprene), synthetic rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene copolymer, polypropylene, ethylene-propylene-diene rubber, silicone rubber, polyurethane and styrene block copolymers.
  • the device according to the invention has the advantage that in a compact device, a high acceleration of a weapon is possible, wherein the weapon can be stored in a discharge device, wherein the elongated elastomers are stretched. If the weapon should be ejected, only a lock must be solved, which keeps the weapon and thus the elongated elastomers in a stretched state. This makes the system independent of other weapon carrier systems, especially hydraulic or pneumatic systems.
  • the weapon ejection device When a weapon is loaded into the weapon barrel, the weapon ejection device may be cocked, for example, by pulling the weapon accelerator toward the inside of the weapon barrel opposite the ejection side.
  • This can be done by machine, for example by means of an electric motor, or manually, for example with the help of a pulley, done.
  • the electric motor is arranged so that a plurality of adjacent weapon tubes can be loaded by this.
  • the connection between the electric motor and the weapon acceleration device can be made for example with a rod or a rope.
  • the at least one elongate elastomer is an elastomeric rope.
  • rope means all ropes twisted from fibers, threads, yarns or wires, as well as individual fibers, threads or yarns which have sufficient thickness and length.
  • the sum of the first part of the acceleration section and of the second part of the acceleration section yields the entire acceleration section.
  • the weapon acceleration device thus moves back the entire acceleration section and accelerates the weapon over the entire length of the acceleration section.
  • three to 60 elongated elastomers are arranged around the inner tube.
  • Commercially available elongated elastomers are preferably used, for example rubber parts as used for tensioning cargo or as bungee ropes.
  • Advantage of using a plurality of commercially available ropes is on the one hand the easy availability, on the other hand, the adaptability to the weapon. From a gun barrel different weapons are usually ejected, which have different masses. When using a lighter weapon, less elongated elastomers can be used, more for heavier weapons.
  • the use of three to 60 elongated elastomers covers a comparatively large range of different masses.
  • commercial rubber cord with a tensile force of 100 to 1,000 N can be used at a elongation of 100%. It is also possible to use rubber cables with significantly higher tensile forces.
  • At least 3 elongated elastomers are arranged annularly around the inner tube.
  • the inner tube is connected to the at least one elongated elastomer via at least one first inelastic rope.
  • an inelastic rope for example, a steel cable can be used. The advantage of the inelastic rope is that, when deflecting an inelastic rope, the loss of power is comparatively low compared with the deflection of an elongate elastomer.
  • the inner tube and the weapon acceleration device are connected by at least one second inelastic rope, wherein the at least one second inelastic rope is deflected via at least one first deflection device and wherein the at least one first inelastic rope and the inner tube with the at least one first deflecting device is connected.
  • the inner tube is thus not directly connected via the at least one second inelastic rope to the weapon acceleration device, but indirectly via the first deflection device.
  • Advantage of this embodiment is that accelerated by the first deflecting the least one elongated elastomer on the at least one first inelastic rope both the inner tube relative to the gun barrel and the weapons acceleration relative to the inner tube. As a result, the weapon acceleration device is effectively accelerated over the entire acceleration distance.
  • the at least one first inelastic rope is deflected via at least one second deflection device.
  • the at least one second deflection device is preferably arranged on the ejection side of the weapon barrel.
  • the at least one elongated elastomer can be arranged either inside or outside the weapon barrel. Although the at least one elongated elastomer may be exposed to seawater during the discharge of the weapon, this does not alter the tensile force nor the life of the at least one elongate elastomer.
  • the at least one elongated elastomer can also be arranged outside the weapon barrel. In this case, the at least one elongated elastomer is protected from environmental influences. In this case, the at least one second inelastic rope must be sealingly carried out of the weapon barrel. This is especially true when The weapon barrel is part of a submarine, since in this case the gun barrel must be pressure-tight.
  • the at least one first inelastic rope is a steel cable.
  • the at least one second inelastic rope is a steel cable.
  • the disc has holes.
  • the disc has a diameter which is approximately equal to the diameter of the weapon to be ejected in a first approximation. The holes are used to reduce the flow resistance of the disc. A gun barrel of a submerged submarine is flooded before a weapon is fired. Thus, each flow resistance leads to a reduction of the ejection speed.
  • the disc in the first approximation has the same diameter as the weapon to be ejected, since then the force can be transmitted to the weapon particularly efficient and the emergence of a torque can be largely avoided.
  • the at least one elongated elastomer is arranged parallel to the longitudinal direction of the weapon barrel. The advantage is that, as a result, the at least one elongated elastomer can extend in a straight line over the entire length of the weapon barrel. Preferably, the at least one elongated elastomer about half the length of the barrel in the relaxed and almost the entire length of the gun barrel in the tensioned state.
  • the at least one elongated elastomer can be arranged inside the weapon barrel. Although the at least one elongated elastomer may be exposed to seawater during the discharge of the weapon, this does not alter the tensile force nor the life of the at least one elongate elastomer.
  • the at least one elongated elastomer can also be arranged outside the weapon barrel. In this case, the at least one elongated elastomer is protected from environmental influences.
  • the at least one elongated elastomer is disposed within the weapon barrel.
  • the at least one elongate elastomer is arranged outside the weapon barrel.
  • the device comprises at least two elongated elastomers, wherein the at least two elongate elastomers have an angle deviating from 0 ° to the longitudinal direction of the weapon barrel and wherein the at least two elongate elastomers are arranged on a cone surface around the weapon barrel.
  • longer elongate elastomers can be used, optimally adapting the region in which the elongated elastomers are stretched to the properties, in particular the dependence of the tensile force on elongation, on the elongate elastomers.
  • By arranging on a conical surface it can be ensured that the resulting total force acts in a straight line parallel to the weapon barrel on the weapon acceleration device and thus on the weapon, and the emergence of a torque is avoided.
  • the at least one elongated elastomer in the tensioned state has twice the length compared to the relaxed state.
  • the tensile force as a function of the elongation of an elongated elastomer runs linearly between 10 and 100% elongation in a first approximation. With an elongation of more than 100%, ie more than twice the length of the relaxed state, non-linear forces occur. In this area, the durability for long-term storage in the tensioned state is not reliably guaranteed over a long period of time.
  • the at least one elongated elastomer remains elongated after ejection of a weapon of at least 10%.
  • the advantage of this embodiment is the dependence of the tensile force of the at least one elongated elastomer as a function of the elongation. At an elongation of less than 10%, the tensile force drops rapidly until it reaches 0 N at an elongation of 0%, the relaxed state. This results in a complete relaxation of the at least one elongated elastomer in the last phase of acceleration only a very small force on the weapon.
  • the fact that the at least one elongated elastomer remains stretched to at least 10% is also in the final phase the acceleration achieved a greater force on the weapon and thus a higher top speed.
  • two or more elongated elastomers are connected to a second inelastic rope.
  • Advantage of the embodiment is similar to an expander, the tensile force of several elongated elastomers adds, but only a second inelastic rope must be integrated for the further mechanical structure in the gun barrel.
  • two or more elongated elastomers are connected via an annular member to two or more second inelastic ropes.
  • the invention relates to a watercraft with an inventive weapon ejection device.
  • vessels include in particular corvettes, frigates, destroyers, cruisers and submarines.
  • it is a submarine.
  • FIG. 1 a schematic cross-section through a loaded weapon ejector 10 is shown.
  • the weapon ejector 10 has a gun barrel 20.
  • Elongated elastomers 30, for example rubber ropes, are arranged along the weapon barrel.
  • the elongated elastomers 30 are connected at the end of the weapon barrel 20 facing away from the ejection side via first holders 110 to the weapon barrel 20. These are stretched in the charged state of the Kumarausrichvorraum 10 to twice the length, which would have the elongated elastomers 30 in the relaxed state.
  • a weapon 40 for example a torpedo or a decoy
  • the inner tube 50 is arranged.
  • the weapon accelerator 60 is disposed.
  • the weapon 40 can be accelerated during ejection.
  • the weapon ejector 10 includes first inelastic ropes 70 and second inelastic ropes 80.
  • the first inelastic ropes 70 and the second inelastic ropes 80 are designed as steel ropes with a diameter of 5 mm.
  • the first inelastic ropes 70 are connected directly to the elongated elastomers 30 and to the first deflection devices 90.
  • the first deflection devices 90 are connected directly to the inner tube 50.
  • the inner tube 50 is accelerated in terms of amount during the expansion of the elongated elastomers 30 by the distance around which the elongated elastomers 30 relax.
  • the second inelastic ropes 80 are guided.
  • the second inelastic ropes 80 are connected on one side to the weapon accelerator 60 and on the other side via the second brackets 120 to the gun barrel 20.
  • the weapon accelerating device 60 can be effectively accelerated over twice the distance over which the inner tube 50 is accelerated. As a result, the space in the barrel 20 is optimally utilized and the weapon 40 is maximally accelerated.
  • the weapon barrel 20 has an orifice flap 130, which must be opened before ejecting the weapon 40.
  • the ejected weapon 40 may open the orifice flap 130 when ejected.
  • this is not preferred in torpedoes, but only in decoys to avoid damage to the weapon 40.
  • the weapon ejection device 10 has a tensioning device 140, which holds the weapon acceleration device 60 in the tensioned state of the weapon ejection device 10.
  • FIG. 2 is the in FIG. 1 shown weapon ejection device 10 during the ejection of the weapon 40 shown. It can be clearly seen that the elongated elastomers 30 to half of in FIG. 1 shortened length shown and thus are in a relaxed state. Via the first inelastic ropes 70 and the first deflection device stubs 90, the inner tube 50 has been moved to the discharge end of the weapon barrel 20. Due to the movement of the first Umlenkvorrichtronne 90, the second inelastic ropes 80 due to the second brackets 120 now mainly outside the inner tube 50, whereby the weapon accelerator 60 has also been moved to the discharge end of the gun barrel 20.
  • FIG. 3 shows the curve of the tensile force in N on the ordinate as a function of the elongation in% on the abscissa on the example of a polypropylene rope with 10 mm diameter. It can be clearly seen that the relationship is in the first approximation linear for strains between 10% and 100% elongation. Such rubber cables are therefore very suitable as elongated elastomers 30.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Waffenausstoßvorrichtung. Die Waffenausstoßvorrichtung weist ein Waffenrohr und wenigstens ein längliches Elastomer auf, wobei das wenigstens eine längliche Elastomer zum Ausstoß einer Waffe aus dem Waffenrohr dient. Das wenigstens eine längliche Elastomer wird ausschließlich geradlinig gestreckt. Das Waffenrohr weist eine Beschleunigungsstrecke auf, wobei beim Ausstoß einer Waffe die Waffe über die Beschleunigungsstrecke beschleunigt wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl an Waffenrohren bekannt, welche auf Waffenträgern eingesetzt werden. Zum einen können Waffen ein Waffenrohr aus eigener Kraft verlassen. Dieses ist von selbst ablaufenden Torpedos oder Flugkörpern bekannt. Oft sind jedoch Waffenrohre anzutreffen, die die Waffe aktiv ausstoßen. Hierdurch wird die Waffe bereits innerhalb des Waffenrohres aktiv beschleunigt, wobei die Energie hierzu nicht aus der Waffe kommen muss. Hierdurch wird beispielsweise die Reichweite der Waffe erhöht.
  • Üblicherweise werden Waffen mittels Luftdruck oder hydraulisch ausgestoßen. Diese Systeme sind zuverlässig, haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zum einen besteht insbesondere beim Ausstoß mittels Luftdruck die Gefahr, dass Luftblasen mit der Waffe ausgestoßen werden können, was insbesondere bei einem getauchten Unterseeboot ein großes Risiko für das Unterseeboot darstellt, da so eine vergleichsweise einfache Ortung des Unterseeboots möglich ist. Ein Ausstoß mittels Luftdruck oder ein hydraulischer Ausstoß sind zudem vergleichsweise laut, was ebenfalls im Falle eines getauchten Unterseeboots die Ortbarkeit des Unterseeboots ermöglicht. Zudem ist das Funktionieren der Waffenrohre an das Funktionieren der Schiffssysteme, beispielsweise zur Erzeugung von Druckluft oder hydraulischem Druck, gekoppelt. Bei einem Systemausfall kann die Waffe aus dem Waffenrohr nicht mehr ausgestoßen werden.
  • Es wurden daher Systeme entwickelt, welche weniger Geräusch beim Ausstoß der Waffe erzeugen und möglichst unabhängig von den Systemen des Waffenträgers sind.
  • Aus der US 6,672,239 B1 ist ein Waffenrohr mit elastomeren Stäben bekannt. Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass lediglich über die halbe Strecke des Waffenrohrs eine Beschleunigung der Waffe erfolgt. Hierdurch wird die notwendige Ausstoßgeschwindigkeit im Regelfall nicht erreicht.
  • Alternativ muss das Waffenrohr vergleichsweise lang sein, was insbesondere auf Unterseebooten sehr schwierig ist.
  • Aus der US 5,671,722 offenbart eine Waffenausstoßvorrichtung mit einem länglichen elastomeren Material und Umlenkvorrichtungen, wobei das längliche elastomere Material umgelenkt wird. Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass ein Umlenken des elastomeren Materials eine vergleichsweise große Reibung erzeugt und so zu einem deutlichen Kraftverlust führt, sodass mit einer vergleichsweise geringeren Kraft nur eine geringere Endgeschwindigkeit der Waffe erzielt werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Waffenausstoßvorrichtung zu schaffen, welche die Waffe unter effizienter Ausnutzung des Platzes mit größtmöglicher Kraft auf die notwendige Endgeschwindigkeit beschleunigt und dabei möglichst unabhängig von weiteren Systemen des Waffenträgers ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Waffenausstoßvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Waffen im Sinne der Erfindung umfassen Torpedos, Täuschkörper, Minen und Flugkörper.
  • Waffenträger im Sinne der Erfindung umfassen insbesondere Wasserfahrzeuge. Wasserfahrzeuge im Sinne der Erfindung umfassen insbesondere Korvetten, Fregatten, Zerstörer, Kreuzer und Unterseeboote. Waffenträger können bemannt und unbemannt sein.
  • Die erfindungsgemäße Waffenausstoßvorrichtung weist ein Waffenrohr und wenigstens ein längliches Elastomer auf. Das wenigstens eine längliche Elastomer dient zum Ausstoß einer Waffe aus dem Waffenrohr, wobei das wenigstens eine längliche Elastomer ausschließlich geradlinig gestreckt wird. Hierdurch wird ein Kraftverlust, welcher durch Umlenken eines länglichen Elastomers entstehen würde, vermieden. Das Waffenrohr weist eine Beschleunigungsstrecke auf, wobei beim Ausstoß einer Waffe die Waffe über die Beschleunigungsstrecke beschleunigt wird. Die Beschleunigungsstrecke erstreckt sich in Längsrichtung der Waffenrohrs. Das Waffenrohr weist ein in Längsrichtung des Waffenrohres bewegliches Innenrohr und eine Waffenbeschleunigungsvorrichtung auf. Unter Innenrohr ist im Sinne der Erfindung jeder Hohlkörper mit rundem Querschnitt zu verstehen und umfasst auch Strukturen, welche Löcher in der Außenwand des Innenrohres ausweisen sowie ringförmige Elemente und ringförmige Strukturen. Das Innenrohr kann auch beispielsweise aus ringförmigen Elementen bestehen, welche über stabförmige Elemente verbunden sind. Das Innenrohr kann auch aus einem einzelnen ringförmigen Element bestehen. Unter einer Waffenbeschleunigungsvorrichtung ist im Sinne der Erfindung jede Vorrichtung zu verstehen, welche innerhalb des Innenrohrs bewegbar angeordnet werden kann und Kraft auf eine in dem Waffenrohr angeordnete Waffe ausüben kann. Vorzugsweise ist die Waffenbeschleunigungsvorrichtung kreisförmig ausgeführt. Vorzugsweise weist die Waffenbeschleunigungsvorrichtung Durchgangslöcher in Bewegungsrichtung längs der Längsachse des Waffenrohres auf, um den Strömungswiderstand zu verringern. Das Innenrohr kann durch das wenigstens eine längliche Elastomer einen ersten Teil der Beschleunigungsstrecke relativ zum Waffenrohr beschleunigt werden. Die Waffenbeschleunigungsvorrichtung kann durch das wenigstens eine längliche Elastomer einen zweiten Teil der Beschleunigungsstrecke relativ zum Innenrohr beschleunigt werden. Hierdurch ergibt sich, dass die Beschleunigung der Waffenbeschleunigungsvorrichtung sich aus der relativen Beschleunigung zum Innenrohr sowie der Beschleunigung des Innenrohrs zum Waffenrohr ergibt. Somit wird die Waffenbeschleunigungsvorrichtung und somit die von der Waffenbeschleunigungsvorrichtung beschleunigte Waffe über die gesamte Beschleunigungsstrecke beschleunigt und somit die Waffe mit maximaler Geschwindigkeit ausgestoßen.
  • Beispiele für Elastomere sind Naturkautschuk (cis-1,4-Polyisopren), Synthesekautschuk, StyrolButadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Copolymer, Polypropylen, Ethylen-Propylen-DienKautschuk, Silikonkautschuk, Polyurethan und Styrol-Blockcopolymere.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass in einer kompakten Vorrichtung eine hohe Beschleunigung einer Waffe möglich ist, wobei die Waffe in einer Ausstoßvorrichtung gelagert werden kann, wobei die länglichen Elastomere gespannt sind. Soll die Waffe ausgestoßen werden, muss lediglich eine Verriegelung gelöst werden, welche die Waffe und damit auch die länglichen Elastomere in gespanntem Zustand hält. Dadurch ist das System von anderen Systemen des Waffenträgers unabhängig, insbesondere von hydraulischen oder pneumatischen Systemen.
  • Wird eine Waffe in das Waffenrohr geladen, so kann die Waffenausstoßvorrichtung beispielsweise dadurch gespannt werden, dass die Waffenbeschleunigungsvorrichtung in Richtung der Innenseite des Waffenrohrs, welches der Ausstoßseite gegenüberliegend ist, gezogen wird. Dieses kann maschinell, beispielsweise mit Hilfe eines Elektromotors, oder manuell, beispielsweise mit Hilfe eines Flaschenzuges, erfolgen. Vorzugsweise ist der Elektromotor so anordbar, dass eine Mehrzahl von benachbarten Waffenrohren durch diesen geladen werden kann. Die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Waffenbeschleunigungsvorrichtung kann beispielsweise mit einem Stab oder einem Seil erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine längliche Elastomer ein Elastomer-Seil. Unter Seil sind im Sinne der Erfindung alle aus Fasern, Fäden, Garnen oder Drähten gedrehten Seile zu verstehen, ebenso aber auch einzelne Fasern, Fäden oder Garne, welche eine ausreichende Dicke und Länge aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ergeben die Summe des ersten Teils der Beschleunigungsstrecke und des zweiten Teils der Beschleunigungsstrecke die gesamte Beschleunigungsstrecke. Durch die Überlagerung der beiden Bewegungen des Innenrohrs und der Waffenbeschleunigungsvorrichtung legt die Waffenbeschleunigungsvorrichtung somit die gesamte Beschleunigungsstrecke zurück und beschleunigt die Waffe über die gesamte Länge der Beschleunigungsstrecke.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind drei bis 60 längliche Elastomere um das Innenrohr angeordnet. Vorzugsweise werden handelsübliche längliche Elastomere verwendet, beispielsweise Gummiseile, wie diese zum Verspannen von Ladung oder als Bungee-Seile eingesetzt werden. Vorteil der Verwendung einer Mehrzahl an handelsüblichen Seilen ist zum einen die leichte Verfügbarkeit, zum anderen die Anpassbarkeit an die Waffe. Aus einem Waffenrohr werden üblicherweise verschiedene Waffen ausgestoßen, welche unterschiedliche Massen aufweisen. Beim Ausstoß einer leichteren Waffe können weniger längliche Elastomere verwendet werden, bei schwereren Waffen mehr. Die Verwendung von drei bis 60 länglichen Elastomeren deckt einen vergleichsweise großen Bereich an unterschiedlichen Massen ab. Zusätzlich können beispielsweise handelsübliche Gummiseile mit einer Zugkraft von 100 bis 1.000 N bei einer Längendehnung von 100 % verwendet werden. Es können auch Gummiseile mit deutlich höheren Zugkräften eingesetzt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens 3 längliche Elastomere ringförmig um das Innenrohr angeordnet. Durch die ringförmige Anordnung ist eine effiziente Kraftübertragung auf die Waffe möglich, das Entstehen eines Drehmoments kann so auf vergleichsweise einfache Art vermieden werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Innenrohr über wenigstens ein erstes inelastisches Seil mit dem wenigstens einen länglichen Elastomer verbunden. Als inelastisches Seil kann beispielsweise ein Stahlseil verwendet werden. Vorteil des inelastischen Seils ist es, dass beim Umlenken eines inelastischen Seils der Kraftverlust im Vergleich zur Umlenkung eines länglichen Elastomers vergleichsweise gering ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Innenrohr und die Waffenbeschleunigungsvorrichtung durch wenigstens ein zweites inelastisches Seil verbunden, wobei das wenigstens eine zweite inelastische Seil über wenigstens eine erste Umlenkvorrichtung umgelenkt wird und wobei das wenigstens eine erste inelastische Seil und das Innenrohr mit der wenigstens einen ersten Umlenkvorrichtung verbunden ist. Das Innenrohr ist somit nicht direkt über das wenigstens eine zweite inelastische Seil mit der Waffenbeschleunigungsvorrichtung verbunden, sondern indirekt über die erste Umlenkvorrichtung. Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass durch die eine erste Umlenkvorrichtung das wenigstes eine längliche Elastomer über das wenigstens eine erste inelastische Seil sowohl das Innenrohr relativ zum Waffenrohr als auch die Waffenbeschleunigungsvorrichtung relativ zum Innenrohr beschleunigt. Hierdurch wird effektiv die Waffenbeschleunigungsvorrichtung über die gesamte Beschleunigungsstrecke beschleunigt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das wenigstens eine erste inelastische Seil über wenigstes eine zweite Umlenkvorrichtung umgelenkt. Die wenigstens eine zweite Umlenkvorrichtung ist vorzugsweise an der Ausstoßseite des Waffenrohrs angeordnet. Vorteil ist, dass hierdurch das wenigstens eine längliche Elastomer über die gesamte Länge des Waffenrohrs geradlinig verlaufen kann. Vorzugsweise weist das wenigstens eine längliche Elastomer etwa die die halbe Länge des Waffenrohrs im entspannten und fast die gesamte Länge des Waffenrohrs im gespannten Zustand auf. Durch diese parallele Anordnung des wenigstens einen länglichen Elastomers kann eine platzsparende Waffenausstoßvorrichtung realisiert werden. Das wenigstens eine längliche Elastomer kann dabei entweder innerhalb oder außerhalb des Waffenrohrs angeordnet sein. Zwar kann das wenigstens eine längliche Elastomer dann beim Ausstoß der Waffe Meerwasser ausgesetzt sein, dieses verändert jedoch weder die Zugkraft noch die Lebensdauer des wenigstens einen länglichen Elastomers. Das wenigstens eine längliche Elastomer kann auch außerhalb des Waffenrohrs angeordnet sein. In diesem Fall ist das wenigstens eine längliche Elastomer vor Umwelteinflüssen geschützt. In diesem Fall muss das wenigstens eine zweite inelastische Seile dichtend aus dem Waffenrohr ausgeführt werden. Dieses gilt besonders, wenn das Waffenrohr Bestandteil eines Unterseeboots ist, da in diesem Fall das Waffenrohr druckdicht ausgeführt sein muss.
    In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine erste inelatische Seil ein Stahlseil.
    In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine zweite inelatische Seil ein Stahlseil.
    In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,wobei die Waffenbeschleunigungsvorrichtung eine Scheibe ist, weist die Scheibe Löcher auf. Vorzugsweise hat die Scheibe einen Durchmesser welcher in erster Näherung gleich dem Durchmesser der auszustoßenden Waffe ist. Die Löcher dienen zur Reduktion des Strömungswiderstandes der Scheibe. Ein Waffenrohr eines getauchten Unterseeboots wird vor dem Ausstoß einer Waffe geflutet. Somit führt jeder Strömungswiderstand zu einer Verringerung der Ausstoßgeschwindigkeit. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Scheibe in erster Näherung den gleichen Durchmesser wie die auszustoßende Waffe hat, da dann die Kraft besonders effizient auf die Waffe übertragen werden kann und das Entstehen eines Drehmoments weitgehend vermieden werden kann.
    In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine längliche Elastomer parallel zur Längsrichtung des Waffenrohrs angeordnet. Vorteil ist, dass hierdurch das wenigstens eine längliche Elastomer über die gesamte Länge des Waffenrohrs geradlinig verlaufen kann. Vorzugsweise weist das wenigstens eine längliche Elastomer etwa die halbe Länge des Waffenrohrs im entspannten und fast die gesamte Länge des Waffenrohrs im gespannten Zustand auf. Durch diese parallele Anordnung des wenigstens einen länglichen Elastomers kann eine platzsparende Waffenausstoßvorrichtung realisiert werden. Das wenigstens eine längliche Elastomer kann dabei innerhalb des Waffenrohrs angeordnet sein. Zwar kann das wenigstens eine längliche Elastomer dann beim Ausstoß der Waffe Meerwasser ausgesetzt sein, dieses verändert jedoch weder die Zugkraft noch die Lebensdauer des wenigstens einen länglichen Elastomers. Das wenigstens eine längliche Elastomer kann auch außerhalb des Waffenrohrs angeordnet sein. In diesem Fall ist das wenigstens eine längliche Elastomer vor Umwelteinflüssen geschützt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine längliche Elastomer innerhalb des Waffenrohrs angeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine längliche Elastomer außerhalb des Waffenrohrs angeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens zwei längliche Elastomere auf, wobei die wenigstens zwei länglichen Elastomere einen von 0 ° abweichenden Winkel zur Längsrichtung des Waffenrohrs aufweisen und wobei die wenigstens zwei länglichen Elastomere auf einer Kegeloberfläche um das Waffenrohr angeordnet sind. Durch eine von der parallelen Anordnung abweichende Anordnung können längere längliche Elastomere verwendet werden, wodurch der Bereich, in welchem die länglichen Elastomere gedehnt werden, optimal an die Eigenschaften, insbesondere an die Abhängigkeit der Zugkraft von der Dehnung, der länglichen Elastomere angepasst werden. Durch die Anordnung auf einer Kegeloberfläche kann sichergestellt werden, dass die resultierende Gesamtkraft parallel zum Waffenrohr geradlinig auf die Waffenbeschleunigungsvorrichtung und somit auf die Waffe einwirkt und das Entstehen eines Drehmoments vermieden wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine längliche Elastomer im gespannten Zustand die doppelte Länge im Vergleich zum entspannten Zustand auf. Die Zugkraft in Abhängigkeit von der Dehnung eines länglichen Elastomers verläuft zwischen 10 und 100 % Dehnung in erster Näherung linear. Bei einer Dehnung von mehr als 100 %, also auf mehr als die doppelte Länge des entspannten Zustands, treten nichtlineare Kräfte auf. In diesem Bereich ist die Haltbarkeit bei langfristiger Lagerung im gespannten Zustand nicht zuverlässig über einen langen Zeitraum mehr gewährleistet.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bleibt das wenigstens eine längliche Elastomer nach dem Ausstoß einer Waffe zu wenigstens 10 % gestreckt. Vorteil dieser Ausführungsform ist die Abhängigkeit der Zugkraft des wenigstens einen länglichen Elastomers in Abhängigkeit von der Dehnung. Bei einer Dehnung von weniger als 10 % sinkt die Zugkraft rapide ab, bis diese bei einer Dehnung von 0 %, dem entspannten Zustand, den Wert 0 N annimmt. Hierdurch erfolgt bei einer vollständigen Entspannung des wenigstens einen länglichen Elastomers in der letzten Phase der Beschleunigung nur noch eine sehr geringe Krafteinwirkung auf die Waffe. Dadurch, dass das wenigstens eine längliche Elastomer zu wenigstens 10 % gedehnt bleibt, wird auch in der Endphase der Beschleunigung eine größere Krafteinwirkung auf die Waffe und somit eine höhere Endgeschwindigkeit erzielt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zwei oder mehr längliche Elastomere mit einem zweiten inelastischen Seil verbunden. Vorteil der Ausführungsform ist, das ähnlich wie bei einem Expander, die Zugkraft mehrerer länglicher Elastomere sich addiert, für den weiteren mechanischen Aufbau im Waffenrohr jedoch nur ein zweites inelastisches Seil integriert werden muss.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zwei oder mehr längliche Elastomere über ein ringförmiges Element mit zwei oder mehr zweiten inelastischen Seilen verbunden. Durch die ringförmige Anordnung können ungleichmäßige Kräfte vermieden und somit die Entstehung von Drehmomenten vermieden werden.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Wasserfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Waffenausstoßvorrichtung. Wasserfahrzeuge im Sinne der Erfindung umfassen insbesondere Korvetten, Fregatten, Zerstörer, Kreuzer und Unterseeboote. Bevorzugt handelt es sich um ein Unterseeboot.
  • Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Waffenausstoßvorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    • Figur 1:
    Schematischer Querschnitt durch eine geladene Waffenausstoßvorrichtung
    Figur 2:
    Schematischer Querschnitt durch eine Waffenausstoßvorrichtung während des Ausstoßes der Waffe
    Figur 3:
    Beispiel für einen Dehnung-Zugkraft-Verlauf eines länglichen Elastomers
  • In Figur 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine geladene Waffenausstoßvorrichtung 10 gezeigt. Die Waffenausstoßvorrichtung 10 weist ein Waffenrohr 20 auf. Entlang des Waffenrohrs sind längliche Elastomere 30, beispielsweise Gummiseile, angeordnet. Beispielsweise sind 40 Polypropylen-Seile mit einem Durchmesser von 10 mm kreisförmig um das Waffenrohr 20 angeordnet. Die länglichen Elastomere 30 sind am der Ausstoßseite abgewandten Ende des Waffenrohrs 20 über erste Halterungen 110 mit dem Waffenrohr 20 verbunden. Diese sind im geladenen Zustand der Waffenausstoßvorrichtung 10 auf die doppelte Länge gedehnt, welche die länglichen Elastomere 30 im entspannten Zustand hätten. Mit Hilfe der länglichen Elastomere 30 kann eine Waffe 40, beispielsweise ein Torpedo oder einen Täuschkörper, ausgestoßen werden. Innerhalb des Waffenrohrs 20 ist das Innenrohr 50 angeordnet. Innerhalb des Innenrohrs 50 ist die Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 angeordnet. Über die Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 kann die Waffe 40 beim Ausstoß beschleunigt werden. Zur Verbindung der länglichen Elastomere 30 mit dem Innenrohr 50 und der Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 weist die Waffenausstoßvorrichtung 10 erste inelastische Seile 70 und zweite inelastische Seile 80 auf. Die ersten inelastischen Seile 70 und die zweiten inelastischen Seile 80 sind als Stahlseile mit einem Durchmesser von 5 mm ausgeführt. Hierbei sind die ersten inelastischen Seile 70 direkt mit den länglichen Elastomeren 30 sowie mit den ersten Umlenkvorrichtungen 90 verbunden. Die ersten Umlenkvorrichtungen 90 sind direkt mit dem Innenrohr 50 verbunden. Hierdurch wird das Innenrohr 50 beim Entspannen der länglichen Elastomere 30 betragsmäßig um die Strecke beschleunigt, um welche sich die länglichen Elastomere 30 entspannen. Über die ersten Umlenkvorrichtungen 90 werden die zweiten inelastischen Seile 80 geführt. Die zweiten inelastischen Seile 80 sind auf der einen Seite mit der Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 und auf der anderen Seite über die zweiten Halterungen 120 mit dem Waffenrohr 20 verbunden. Da die zweiten inelastischen Seile 80 über die ersten Umlenkvorrichtungen 90 geführt werden, kann die Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 effektiv über die doppelte Strecke, über welche das Innenrohr 50 beschleunigt wird, beschleunigt werden. Hierdurch wird der Platz im Waffenrohr 20 optimal ausgenutzt und die Waffe 40 maximal beschleunigt.
  • Das Waffenrohr 20 weist eine Mündungsklappe 130 auf, welche vor dem Ausstoßen der Waffe 40 geöffnet werden muss. Alternativ kann die ausgestoßene Waffe 40 bei Ausstoßen die Mündungsklappe 130 öffnen. Dieses ist jedoch nicht bei Torpedos, sondern nur bei Täuschkörpern bevorzugt, um eine Beschädigung der Waffe 40 zu vermeiden.
  • Zusätzlich weist die Waffenausstoßvorrichtung 10 eine Spannvorrichtung 140 auf, welche die Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 im gespannten Zustand der Waffenausstoßvorrichtung 10 hält.
  • In Figur 2 ist die in Figur 1 gezeigte Waffenausstoßvorrichtung 10 beim Ausstoß der Waffe 40 gezeigt. Deutlich zu erkennen ist, dass die länglichen Elastomere 30 sich auf die Hälfte der in Figur 1 gezeigten Länge verkürzt haben und somit im entspannten Zustand sind. Über die ersten inelastischen Seile 70 und die ersten Umlenkvorrichtrungen 90 ist das Innenrohr 50 bis an das Ausstoßende des Waffenrohrs 20 bewegt worden. Durch die Bewegung der ersten Umlenkvorrichtrungen 90 sind die zweiten inelastischen Seile 80 aufgrund der zweiten Halterungen 120 jetzt hauptsächlich außerhalb des Innenrohrs 50, wodurch die Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 ebenfalls bis an das Ausstoßende des Waffenrohrs 20 bewegt worden ist. Hierdurch hat die Waffenbeschleunigungsvorrichtung 60 die Waffe 40 über die gesamte Beschleunigungsstrecke beschleunigt, die Waffe 40 ist mit maximaler Geschwindigkeit ausgestoßen worden.
    Figur 3 zeigt den Verlauf der Zugkraft in N auf der Ordinate als Funktion der Dehnung in % auf der Abszisse am Beispiel eines Polypropylen-Seils mit 10 mm Durchmesser. Gut erkennbar ist, dass der Zusammenhang in erster Näherung linear für Dehnungen zwischen 10 % und 100 % Dehnung liegt. Solche Gummiseile eignen sich daher sehr gut als längliche Elastomere 30.
    • Bezugszeichen:
    • 10
    Waffenausstoßvorrichtung
    20
    Waffenrohr
    30
    längliches Elastomer
    40
    Waffe
    50
    Innenrohr
    60
    Waffenbeschleunigungsvorrichtung
    70
    erstes inelastisches Seil
    80
    zweites inelastisches Seil
    90
    erste Umlenkvorrichtung
    100
    zweite Umlenkvorrichtung
    110
    erste Halterung
    120
    zweite Halterung
    130
    Mündungsklappe
    140
    Spannvorrichtung

Claims (19)

  1. Waffenausstoßvorrichtung (10), wobei die Waffenausstoßvorrichtung ein Waffenrohr (20) und wenigstens ein längliches Elastomer (30) aufweist, wobei das wenigstens eine längliche Elastomer zum Ausstoß einer Waffe (40) aus dem Waffenrohr dient, wobei das wenigstens eine längliche Elastomer ausschließlich geradlinig gestreckt wird, wobei das Waffenrohr eine Beschleunigungsstrecke aufweist, wobei beim Ausstoß einer Waffe die Waffe über die Beschleunigungsstrecke beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Waffenrohr ein in Längsrichtung des Waffenrohres bewegliches Innenrohr (50) und eine Waffenbeschleunigungsvorrichtung (60) aufweist, wobei das Innenrohr durch das wenigstens eine längliche Elastomer einen ersten Teil der Beschleunigungsstrecke relativ zum Waffenrohr beschleunigt werden kann und die Waffenbeschleunigungsvorrichtung durch das wenigstens eine längliche Elastomer einen zweiten Teil der Beschleunigungsstrecke relativ zum Innenrohr beschleunigt wird.
  2. Waffenausstoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine längliche Elastomer (30) ein Elastomer-Seil ist.
  3. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe des ersten Teils der Beschleunigungsstrecke und des zweiten Teils der Beschleunigungsstrecke die gesamte Beschleunigungsstrecke ergeben.
  4. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis 60 längliche Elastomere (30) um das Innenrohr (50) angeordnet sind.
  5. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 3 längliche Elastomere (30) ringförmig um das Innenrohr (50) angeordnet sind.
  6. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (50) über wenigstens ein erstes inelastisches Seil (70) mit dem wenigstens einen länglichen Elastomer (30) verbunden ist.
  7. Waffenausstoßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (50) und die Waffenbeschleunigungsvorrichtung (60) durch wenigstens ein zweites inelastisches Seil (80) verbunden sind, wobei das wenigstens eine zweite inelastische Seil über weniges eine erste Umlenkvorrichtung (90) umgelenkt wird und wobei das wenigstens eine erste inelastische Seil (70) mit der wenigstens einen ersten Umlenkvorrichtung verbunden ist.
  8. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste inelastische Seil (70) über wenigstes eine zweite Umlenkvorrichtung (100) umgelenkt wird.
  9. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste inelastische Seil (70) ein Stahlseil ist.
  10. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite inelastische Seil (80) ein Stahlseil ist.
  11. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffenbeschleunigungsvorrichtung (60) eine Scheibe ist, wobei die Scheibe Löcher aufweist.
  12. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine längliche Elastomer (30) parallel zur Längsrichtung des Waffenrohrs (20) angeordnet ist.
  13. Waffenausstoßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine längliche Elastomer (30) innerhalb des Waffenrohrs (20) angeordnet ist.
  14. Waffenausstoßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine längliche Elastomer (30) außerhalb des Waffenrohrs (20) angeordnet ist.
  15. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens zwei längliche Elastomere (30) aufweist, wobei die wenigstens zwei länglichen Elastomere einen von 0 ° abweichenden Winkel zur Längsrichtung des Waffenrohrs (20) aufweisen und wobei die wenigstens zwei länglichen Elastomere auf einer Kegeloberfläche um das Waffenrohr angeordnet sind.
  16. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine längliche Elastomer (30) im gespannten Zustand die doppelte Länge im Vergleich zum entspannten Zustand aufweist.
  17. Waffenausstoßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine längliche Elastomer (30) nach dem Ausstoß einer Waffe (40) zu wenigstens 10 % gestreckt bleibt.
  18. Wasserfahrzeug mit einer Waffenausstoßvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  19. Wasserfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug ein Unterseeboot ist.
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