EP3652063A1 - Unterwasserfahrzeug, das einen antrieb beim eintauchen in ein gewässer verschwenkt - Google Patents

Unterwasserfahrzeug, das einen antrieb beim eintauchen in ein gewässer verschwenkt

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Publication number
EP3652063A1
EP3652063A1 EP18740206.0A EP18740206A EP3652063A1 EP 3652063 A1 EP3652063 A1 EP 3652063A1 EP 18740206 A EP18740206 A EP 18740206A EP 3652063 A1 EP3652063 A1 EP 3652063A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
underwater vehicle
pivot
pivot holder
pivoted
holder
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.)
Pending
Application number
EP18740206.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dennis Meyer
Detlef Lambertus
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.)
Atlas Elektronik GmbH
Original Assignee
Atlas Elektronik 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 Atlas Elektronik GmbH filed Critical Atlas Elektronik GmbH
Publication of EP3652063A1 publication Critical patent/EP3652063A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/16—Control of attitude or depth by direct use of propellers or jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G7/00—Mine-sweeping; Vessels characterised thereby
    • B63G2007/005—Unmanned autonomously operating mine sweeping vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • B63G2008/004—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned autonomously operating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • B63G2008/008—Docking stations for unmanned underwater vessels, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08—Propulsion

Definitions

  • Underwater vehicle which pivots a drive when submerged in a body of water
  • the invention relates to an underwater vehicle with an outer shell and a pivot holder which is movable relative to the outer shell between a pivoted-in and a pivoted-out position.
  • the underwater vehicle In the pivoted position, the underwater vehicle can be transported.
  • a propulsion element on the swivel mount moves the underwater vehicle through the water.
  • an unmanned underwater vehicle (unmanned, autonomous, undersea platform 10) is described which can be dropped by a ship (surface vessel 50) or an aircraft (airborne vessel 60) and can travel through the water.
  • This underwater vehicle 10 has an outer shell (outer hull 10a) and its own drive, namely outlets (thruster outlet ports 30 and 32) for nozzles and batteries.
  • GB 2281538 A shows an unmanned submersible mine clearing vehicle 1 with two propellers 4A and 4B, each mounted on a pivotally mounted arm (outrigger arms 5A and 5B).
  • an actuator actuators 9 is able to rotate a shaft (1 1 A, 1 1 B) and thereby an arm 5A, 5B together with the propeller 4A, 4B relative to the shell of the underwater vehicle 1 between a retracted and an extended position and to move, see Figure 1A and Figure 1 B.
  • the object of the invention is to provide an underwater vehicle with the features of the preamble of claim 1 and a method having the features of the preamble of claim 21, which can be transported with reduced risk of damage and which automatically after exposure to a body of water a predetermined task to carry out.
  • the underwater vehicle according to the invention comprises
  • the outer shell extends along a longitudinal axis.
  • the first propulsion element is able to move the underwater vehicle through the water and is arranged on the first pivot holder.
  • the first drive motor is able to drive the first drive element.
  • the first pivot holder is movable relative to the outer shell, between a pivoted and a swung-out position. These two positions can also be referred to as collapsed or unfolded state. Between the driving element and the longitudinal axis of the outer shell occurs at a distance. This distance depends on the position of the first pivot holder. When the first pivot holder is in the pivoted position, this distance is greater than when the first pivot holder is in the pivoted position.
  • the pivoting mechanism is capable of moving the first pivoting bracket from the pivoted-in pivoted position, at least when the underwater vehicle is underwater.
  • the underwater vehicle can automatically detect underwater a given event. In response to the discovery of this predetermined event, the underwater vehicle can automatically and underwater activate the swivel mechanism. Activation of the pivot mechanism causes the first pivot bracket to be moved from the pivoted to the pivoted position.
  • a solution underwater vehicle can be operated.
  • the method comprises the following steps:
  • the underwater vehicle is transported outside the water to a predetermined location. During this transport, the first pivot holder is in the pivoted position.
  • the submersible automatically detects a predetermined event.
  • the underwater vehicle automatically and underwater activates the swivel mechanism.
  • the activated swivel mechanism moves the first swivel holder to the swung-out position.
  • the distance between the first drive element and the longitudinal axis is less in the pivoted-in position than in the swung-out position.
  • the underwater vehicle takes up less space in the pivoted-in position than in the pivoted-in position. This makes it easier to transport the underwater vehicle to a job site. In particular, on board an aircraft or surface vehicle, which is used for transport, often only little space is available.
  • the pivoted position also reduces the risk that the first propulsion element protrudes far beyond the outer shell and therefore injures a living being during transport or collides with an object outside the submersible.
  • the submersible with an aircraft such as a helicopter, an airplane, an airship or a balloon
  • an aircraft such as a helicopter, an airplane, an airship or a balloon
  • This is particularly necessary when a coast is poorly accessible both from land and from water, a land-based plow can not be installed and a floating transport platform can not be used, for example due to waves or rocks.
  • the underwater vehicle according to the invention with the first pivoting holder in the pivoted-in position takes up less space on board the aircraft and therefore facilitates transport through the air.
  • the invention further makes it possible for the first pivot holder to remain in the pivoted-in position and therefore for the first drive element to have the smaller distance to the longitudinal axis when the underwater vehicle is lowered into the water.
  • the first pivot holder to remain in the pivoted-in position and therefore for the first drive element to have the smaller distance to the longitudinal axis when the underwater vehicle is lowered into the water.
  • considerable forces can occur when the dropped underwater vehicle from above impinges on the water surface.
  • a propeller or other component of the first propulsion element is bent or otherwise damaged or even destroyed on impact with the water surface.
  • the pivoted position reduces the risk of damaging the first drive element or the first drive motor or the first pivot holder. The attack surface when hitting the water surface and thus the risk of damage is reduced because of the pivoted position.
  • the underwater vehicle can detect a given event automatically and underwater.
  • the underwater vehicle activates in response to the underwater vehicle detecting this event automatically the pivoting mechanism and moves the first pivot bracket together with the first propelling element in the pivoted position. Thanks to this configuration, the underwater vehicle can operate fully autonomously after being exposed to water.
  • the invention eliminates the need to provide a data link between the underwater vehicle and a remote platform, such as the aircraft or surface vehicle, which transports the underwater vehicle of the present invention to the jobsite.
  • a data connection via a cable can limit the use of the underwater vehicle under water or even the remote platform.
  • Underwater wireless communication often only achieves a limited data transfer rate and can be disturbed.
  • the underwater vehicle according to the solution is able to activate the swivel mechanism even without such a data connection.
  • the invention makes it possible to adapt the predetermined event to be discovered to a desired use of the underwater vehicle.
  • the swivel mechanism is allowed to move the first swivel holder to the swung-out position in response to the event that the underwater vehicle has reached or has sunk to a certain depth of water. It is not necessary to adjust the height from which the underwater vehicle is dropped to a desired use of the underwater vehicle.
  • the pivoting mechanism is capable of moving the first pivoting holder from the swiveled-in position to the swung-out position, thereby increasing the distance between the first driving element and the longitudinal axis. It is possible that the longitudinal axis extends through the first drive element when the first pivot holder is in the pivoted position.
  • the first pivot holder can be rotated about an axis or otherwise pivot, this pivot axis is preferably perpendicular to the longitudinal axis of the outer shell.
  • the length of the first pivot holder can be changed.
  • the pivot mechanism is configured in this embodiment to increase the length of the first pivot holder and thereby move the first pivot holder in the pivoted position.
  • the pivoting mechanism is able to move the first pivoting holder from the swiveled-in position to the swung-out position.
  • the pivoting mechanism may again move the first pivoting holder from the pivoted-out position to the pivoted-in position.
  • the pivot mechanism is only able to move the first pivot holder into the pivoted position only once.
  • the pivoting mechanism comprises an expansion means and a mechanical transmission device.
  • the underwater vehicle automatically activates the expansion agent.
  • the expansion means causes a movement of the transmission device.
  • the movement of the transmission means causes the first pivot holder to be moved from the pivoted to the pivoted position.
  • This embodiment divides the pivoting mechanism into two components, namely the activatable expansion means and the mechanical transmission device.
  • the activatable expansion means can be designed so that it occupies little space before activation and is arranged completely inside the outer shell. This reduces the risk that the expansion agent is already activated during transport or when the underwater vehicle is put into the water, which is undesirable.
  • the outer shell also protects the expansion agent from mechanical damage. It is possible to design the expansion means for a single use, so that the expansion means once causes a movement of the transmission device.
  • the transmission device can be designed as a purely passive mechanical transmission device which, in particular, does not need to be actively activated and can be configured exclusively for converting a movement of the activated expansion means into a movement of the first pivoting holder.
  • the transmission device is linearly movable relative to the outer shell or comprises a linearly movable component.
  • This embodiment makes it particularly well to guide the transmission device, for example by guide rails or other guide device, and thereby to cause with greater certainty that the first pivot holder is actually moved into the swung-out position.
  • the transmission device comprises, for example, a piston which is linearly movable in an inside hollow cylinder. The cylinder guides the piston.
  • a movement of the transfer device is transferred to the first pivot holder as follows: A guide surface of the transfer device is perpendicular or oblique on the longitudinal axis of the underwater vehicle and / or obliquely to the direction of movement, in which the transfer device is moved after activation of the expansion means. A component of the first pivot holder is in mechanical contact with this guide surface. A movement of the transmission means causes the first pivot holder to be moved to the pivoted position. The component of the first pivot holder, which is in contact with the guide surface, can move relative to the inclined guide surface. This will prevent the component from moving, causing the first pivot bracket to jam or jam.
  • the transmission device comprises a piston which is linearly movable relative to the outer shell.
  • a conical or conical incision is formed in the surface of the piston facing the first pivoting holder. This incision provides the oblique guide surface.
  • the transmission device is arranged in a cavity. This cavity is surrounded by a hollow body.
  • the hollow body is located inside the outer shell. This embodiment protects the transmission device particularly well against mechanical damage.
  • the expansion means may be an actuator, in particular a linear motor or a servomotor.
  • a linear motor can cause a linear movement of a driven component, here the transmission device.
  • a servomotor can effect a controlled rotational movement.
  • the expansion means may comprise a propellant charge, for example a powdered propellant charge. This propellant charge is ignited to activate the expansion agent. The propellant takes up little space.
  • the expansion means causes a fluid to flow into a cavity.
  • This cavity is surrounded by a hollow body, which is arranged in the interior of the outer shell.
  • This fluid is preferably in operative connection with the transfer device and causes the movement of the transfer device.
  • the water surrounding the underwater vehicle after insertion into the water is used as the or a fluid.
  • a flap in the outer shell of the underwater vehicle is opened, and the Water pressure and in one embodiment additionally a pump press the penetrating water into a cavity.
  • the penetrating water moves the transmission device. It is also possible that the inflowing water triggers a chemical process, which moves the transmission device. This configuration eliminates the need to provide the fluid aboard the underwater vehicle.
  • the fluid is provided in a container aboard the underwater vehicle.
  • the container stores this fluid, preferably under pressure.
  • the fluid is a chemical substance or a composition of several chemical substances.
  • Activation of the expansion agent causes a process to be initiated which produces heat and / or results in a volumetric expansion of the fluid.
  • a closure for an outlet of the container is opened. This outlet leads into the cavity. When the closure is open, the fluid flows into the cavity, where it causes the displacement or other movement of the transmission device.
  • the fluid may be a gas which is stored under positive pressure in the container and expands as it flows into the cavity.
  • the fluid cures in the cavity, so it is mechanically stable only after a curing time in the cavity.
  • the fluid is a mounting foam, which may comprise polyurethane.
  • the transfer device is held in an end position.
  • the first pivot holder is held in the swung-out position. It is prevented that the first pivot holder, for example due to the flow of the surrounding water is again moved away from the swung-out position.
  • the cured fluid produces this desired effect without the need for an additional locking unit. So the fluid has two effects: It moves the transmission device.
  • the fluid After curing, the fluid is mechanically stable in the cavity according to this embodiment. At least prior to curing, the fluid includes, for example, isocyanate and polyol in an aerosol mixture. Once the fluid has left the container and has been let into the cavity, the fluid foams up and reacts with the moisture of the air or with the moisture on the interior walls of the cavity. It is also possible that the liquid fluid in the container comprises two different components which react with each other in the cavity, wherein the one component acts as a crosslinker and / or as a hardener. These two components can be stored in two different containers and only react with each other in the cavity.
  • the pivoting mechanism comprises an expansion means and a transmission device.
  • the expansion means comprises a cavity that is in fluid communication with the outer shell and can be closed by a closure.
  • the expanding agent further comprises a substance that is in the cavity and expands or otherwise chemically reacts when it comes into contact with water. Therefore, the expanding means moves the transfer means when water comes in contact with the substance in the cavity.
  • the closure for the fluid connection is opened. When the underwater vehicle is then in the water, the surrounding water enters the cavity through the opened fluid connection and triggers the chemical reactions.
  • the underwater vehicle comprises a locking unit, which can be moved from a release position to a locking position.
  • the locking unit allows the first pivot bracket to be moved.
  • the locking unit mechanically locks the first pivot holder and thus prevents movement of the first pivot holder.
  • the locking unit can act directly on the first pivot holder or on a part of the pivoting mechanism, for example on the transmission device.
  • the locking unit comprises a movable locking body, for example a Wedge element, a detent, a safety pin, a folding element, a clamping unit or a clamping unit.
  • this locking unit is able to lock the first pivot holder in the pivoted position. In order for the locking unit prevents the first pivot holder is unintentionally moved from the pivoted position during transport or when exposing the underwater vehicle. In another development, the locking unit is able to lock the first pivot holder in the swung-out position. Thus, the locking unit ensures that the first pivot holder remains in the pivoted position when the first drive element moves the underwater vehicle through the water.
  • the first propelling element may comprise a propeller or a water nozzle.
  • the first drive element is preferably a machine which absorbs mechanical work and delivers it at least partially in the form of flow energy to a surrounding fluid.
  • the first drive element is preferably rotatably arranged on the first pivot holder.
  • the axis of rotation of the first drive element may coincide with a longitudinal axis of the first pivot holder or be obliquely on this pivot holder longitudinal axis.
  • the first drive motor is preferably a machine which converts electrical, chemical or thermal energy into kinetic energy and thereby drives the first drive element.
  • the first drive motor and the first drive motor is mounted on the first pivot holder in addition to the first drive element.
  • the first drive element and the first drive motor are moved together with the first pivot holder in the pivoted position.
  • This embodiment avoids the need to arrange a motor outside the first pivot bracket and to make a drive connection between this motor outside the first pivot bracket and the first drive element on the first pivot bracket. This drive connection could often not follow a movement of the first pivot holder.
  • the first drive motor on the first pivot holder is an electric motor.
  • a voltage source for supplying this electric motor is located in an embodiment outside of the first pivot holder, for example in the outer shell, and does not need to be pivoted with.
  • a flexible electrical connection between the voltage source and the first drive motor is able to follow a movement of the first pivot holder.
  • the voltage source for supplying this electric motor is arranged on the first pivot holder. This embodiment saves a connection between a voltage source outside the first pivot holder and the first drive motor on the pivot holder.
  • the first propulsion element is arranged at the stern of the underwater vehicle and pushes the underwater vehicle in front of him. Seen in a line of sight parallel to the longitudinal axis to the rear to the first drive element is completely or at least partially within the contour of the outer shell, even if the first pivot holder is in the pivoted position. The first drive element is therefore not at all or only partially over the outer contour of the underwater vehicle laterally over. This embodiment leads to a low hydrodynamic resistance of the underwater vehicle under water.
  • the underwater vehicle comprises at least one second pivot holder in addition to the first pivot holder.
  • a second driving element is mounted on the second pivot holder.
  • the pivoting mechanism is capable of moving both pivot holders from the pivoted to the pivoted position, preferably simultaneously and synchronized.
  • Both pivot holders in the pivoted position or both pivot holders in the pivoted position are able to keep the underwater vehicle better on course than just a single propulsion element.
  • a driving element is available, if the other Propulsion element has failed.
  • the two propulsion elements can be configured differently.
  • a total of three movable pivot holder carry three different propulsion elements. These three pivot holders are preferably arranged such that in the pivoted-out position of all three pivot holders an angle of 120 degrees occurs between each two adjacent drive elements. This embodiment gives the generated flow energy particularly well to the surrounding water.
  • the first pivot holder is mounted so that it can be pivoted about a first pivot axis.
  • the first pivot axis is perpendicular to the longitudinal axis.
  • the first pivot holder comprises a first arm and a second arm, which are preferably fixedly connected to each other. These two arms extend in two different directions in the manner of a rocker away from the first pivot axis.
  • the first arm is in operative connection with the swivel mechanism.
  • the second arm carries the first driving element.
  • lever arms can be realized, namely one lever arm per arm of the first pivot holder.
  • the length of each lever arm can be adapted to a desired and achievable power transmission as well as to the available space.
  • the underwater vehicle automatically detects under water a predetermined event.
  • the detection of this event triggers the step that the underwater vehicle automatically activates the pan mechanism.
  • a sensor aboard the underwater vehicle may automatically discover a predetermined environmental condition under water. The discovery of this environmental condition triggers the step to activate the pan mechanism.
  • the sensor can automatically detect at least one of the following events:
  • the underwater vehicle is submerged in a body of water. Thanks to this configuration, the swing mechanism is activated as soon as the underwater vehicle has reached the water, regardless of the height from which it was dropped.
  • the underwater vehicle has reached a given depth of water.
  • This embodiment makes it possible to lower the underwater vehicle with the first pivot holder in the pivoted position in the water and to activate the pivoting mechanism when the sinking underwater vehicle has reached a predetermined depth of water. Thanks to this configuration, the underwater vehicle quickly reaches a given water depth and then starts.
  • the sensor detects underwater an object outside the underwater vehicle with predetermined characteristics, such as a marine mine to be neutralized or a pipeline under investigation.
  • predetermined characteristics such as a marine mine to be neutralized or a pipeline under investigation.
  • the sensor detects that the underwater vehicle has sunk so far that the distance between the underwater vehicle and a body of water, such as the seabed, has fallen below a predetermined barrier.
  • This embodiment makes it possible to drive the underwater vehicle near the bottom of the river without the underwater vehicle touching the water bottom. It is not necessary to measure the depth of the water to the bottom before exposing the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle includes a timer.
  • This timer is activated, for example, by a human if that Underwater vehicle is exposed to the water.
  • the timer measures the event that a predetermined amount of time has elapsed since the timer was activated. Thereafter, the timer triggers the step of activating the swing mechanism.
  • the first drive motor which is able to drive the first drive element, remains switched off as long as the first pivot holder is in the pivoted-in position. This configuration makes it possible to save electrical energy or another drive medium, while the underwater vehicle is transported to a place of use.
  • the first drive motor is first switched on under water.
  • the two steps of activating the pivot mechanism and turning on the first drive motor are performed independently.
  • the step of the first pivoting holder having the first driving element reaching the pivoted-out position or an intermediate position triggers the step of switching on the first drive motor.
  • This embodiment saves a separate power-up mechanism for the first drive motor. In many cases, a contact switch is sufficient. It is ensured that the first drive motor is switched on as late as possible and as early as necessary. It is prevented on the one hand, that the first drive motor already drives the first propulsion unit, while the first pivot holder is still in the pivoted position. On the other hand, it is ensured that the first drive element is driven when the first pivot holder is in the swung-out position.
  • the underwater vehicle may be, for example, a manned or unmanned submarine, an unmanned autonomous unmanned vehicle (AUV), a remote controlled underwater vehicle (ROV, remotely operated vehicle), an underwater robot, an underwater glider or an underwater running body, such as a torpedo ,
  • UAV unmanned autonomous unmanned vehicle
  • ROV remote controlled underwater vehicle
  • underwater robot an underwater glider or an underwater running body, such as a torpedo
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention, in which mounting foam is used as the expansion means, with the two pivot holders in the pivoted position.
  • Fig. 2 shows the first embodiment of Figure 1 with the two pivot holders in the pivoted position.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the invention, in which a linear motor is used as the expansion means, with the two pivot holders in the pivoted position;
  • Fig. 4 shows the second embodiment of Fig. 3 with the two pivot holders in the pivoted position.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show the first embodiment, Fig. 3 and Fig. 4, the second embodiment.
  • the invention is used in an autonomous underwater vehicle (AUV) 101.
  • the underwater vehicle 101 extends along a longitudinal axis 133 and has a cylindrical outer shell 102 and two drive devices 103 and 104 which are mounted at the rear.
  • the outer shell 102 is rotationally symmetrical to the longitudinal axis 133.
  • the first drive device 103 includes a first pivot holder 1 17, a first electric drive motor 1 15 and a first propeller 1 1 1.
  • the second drive device 104 comprises a second pivot holder 1 19, a second electric drive motor 1 16 and a second propeller 1 13.
  • a voltage source is arranged in the interior of the outer shell 102, which is able to supply the two electric drive motors 15 and 116 with electrical energy. In each case a cable is led from this voltage source to the drive motors 1 15 and 1 16. In another embodiment, an electrical voltage source for the drive motor 1 15 or 1 16 is additionally arranged on each pivot holder 1 17, 1 19.
  • Each drive device 103, 104 can be pivoted from a pivoted position into a swung-out position.
  • the cable from the voltage source to the drive motor 1 15 or 1 16 follows this movement of the drive device 103, 104. If the power source is mounted on the pivot holder 1 17, 1 19, it is pivoted with.
  • FIGS. 1 and 3 show the two drive devices 103 and 104 in the swung-in position, FIGS. 2 and 4 in the swung-out position.
  • a drive device 103, 104 is in the pivoted-in position, a smaller distance d1, d2 occurs between the propeller 11 1 or 13 and the longitudinal axis 133.
  • a greater distance D1, D2 occurs.
  • the first pivot holder 1 17 is pivotable relative to the outer shell 102 about a first pivot axis 121, the second pivot bracket 1 19 about a second pivot axis 122.
  • the respective pivot axis 121, 122 is perpendicular to the longitudinal axis 133 and divides the associated pivot holder 1 17, 1 19 in two arms 1 17.1 and 1 17.2 or 1 19.1 and 1 19.2, which are firmly connected.
  • the rear arm 1 17.2, 1 19.2 points to the stern of the underwater vehicle 101 and carries the drive motor 1 15, 1 16 and the propeller 1 1 1, 1 13.
  • the front arm 1 17.1, 1 19.1 points to the bow of the underwater vehicle 101 and wears each a sequence of guide rollers 135, 136.
  • each propeller 1 1 1, 1 13 and each drive motor 1 15, 1 16 has a smaller distance d1, d2 to the longitudinal axis 133 compared to the pivoted position.
  • each drive device 103, 104 is completely within an imaginary tube, which is from the outer shell 102 is defined. It is possible that even in the pivoted position each drive device 103, 104 is completely within this imaginary tube. As a result, the underwater vehicle 101 has a comparatively low flow resistance when driving through the water.
  • each drive device 103, 104 protrudes laterally beyond the imaginary tube in the pivoted-out position. As a result, achieve the propeller 1 1 1, 1 13 in many cases better propulsion.
  • a tubular and inside hollow cylinder 105 and a piston 109 are arranged inside the outer shell 102.
  • the piston 109 can be moved in cylinder 105 along the longitudinal axis 133 to the rear, ie on the pivot axes 121 and 122 to.
  • the rear piston surface of the piston 109 has a cone-shaped recess. Thanks to the conical recess, the piston 109 provides an upper inclined guide surface 123 and a lower inclined guide surface 124.
  • the guide rollers 135 abut on the upper guide surface 123, the lower guide rollers 136 on the lower guide surface 124.
  • a cavity 107 in the cylinder 105 adjoins the piston 109 at the front piston surface of the piston 109.
  • a front end wall closes this cavity 107.
  • the guide rollers 135 and 136 When the drive device 103, 104 is in the pivoted position, the guide rollers 135 and 136 have a greater distance from the longitudinal axis 133 and are located close to the wall of the cylinder 105, see FIGS. 1 and 3. If the piston 109 is in the cylinder 105 is moved toward the rear on the pivot axes 121 and 122, so roll or slide the guide rollers 135, 136 via the respective guide surface 123, 124 on the longitudinal axis 133 and thus to the top of the cone-shaped recess. This movement forces the pivot holder 1 17, 1 19 to rotate about the respective pivot axis 121, 122.
  • the front arm 1 17.1, 1 19.1 is rotated to the longitudinal axis 133, the rear arm 1 17.2, 1 19.2 moved away from the longitudinal axis 133.
  • the drive motor 1 15, 1 16 and the propeller 1 1 1, 1 13 are moved away from the longitudinal axis 133.
  • the two drive devices 103 and 104 are simultaneously and synchronously pivoted when the piston 109 is moved backwards.
  • the two embodiments differ by the mechanism that moves the piston 109 in cylinder 105 rearward, that is, on the pivot axes 121 and 122 to.
  • a cartridge 125 is mounted in front of the cylinder 105, which contains a mounting foam under pressure.
  • An outlet 126 of this cartridge 125 leads into the cavity 107.
  • a closure, not shown, for this outlet 126 can be moved from a closed position, in which the closure closes the outlet 126, to an open position, in which the closure releases the outlet 126 ,
  • the drive devices 103 and 104 are in the pivoted position and the closure closes the outlet 126.
  • the outlet 126 is released, mounting foam 128 flows from the cartridge 125 into the cavity 107 and expands.
  • the cavity 107 is closed at the front by an end wall. Therefore, the volume expansion of the mounting foam 128 in the cavity 107 causes the piston 109 to be displaced rearwardly. This forced displacement of the piston 109 to the rear causes the drive device 103 and 104 are pivoted from the pivoted to the pivoted position.
  • the mounting foam 128 cures it cavity 107 and holds after curing the piston 109 in a rear end position. As a result, the two drive devices 103 and 104 are held in the swung-out position. Since the mounting foam 128 is cured in the cavity 107, it is usually not possible to spend the drive device 103 and 104 again in the pivoted position. In one embodiment, in addition, the guide rollers 135 and 136 or the piston 109 are locked when the drive device 103 and 10 have reached swung-out position.
  • a linear motor 131 is capable of displacing the piston 109 in the cylinder 105 rearward. In one embodiment, the linear motor 131 is additionally configured to move the piston 109 in the cylinder 105 forward again.
  • a suitable unit for example a plurality of spring elements or strut units, ensures that the guide rollers 135 and 136 remain in contact with the guide surfaces 123 and 124. As a result, the drive device 103 and 104 are synchronized again pivoted into the pivoted position.
  • a locking wedge 127 is pivotally mounted in the cylinder 105 .
  • This locking wedge 127 can be pivoted back and forth between a locking position (FIG. 4) and a release position (FIG. 3).
  • a servomotor 129 is able to pivot the locking wedge 127 relative to the cylinder 105.
  • the actuator 129 moves the locking wedge 127 in the locked position. This ensures that the drive devices 103 and 104 remain in the swung-out position.
  • the actuator 129 moves the locking key 127 back to the release position.
  • the underwater vehicle 101 is transported to a jobsite.
  • the two drive devices 103 and 104 are in the pivoted position. This reduces the risk that a component of a drive device 103 or 104 will be damaged during transport or a living being injured or an object is damaged.
  • the transportation is performed, for example, by an aircraft or a surface vehicle (not shown).
  • the drive motors 15, 16 of the drive devices 103 and 104 are switched off.
  • the underwater vehicle 101 is put into the water, for example thrown into the water by the aircraft or the surface vehicle.
  • the underwater vehicle 101 sinks in the water.
  • the drive devices 103 and 104 initially remain in the pivoted position, and the drive motors 15 and 16 remain off while the underwater vehicle 101 is dropped, hits the water surface and sinks in the water. Thanks to the pivoted-in position, the risk of a drive device 103 or 104 colliding with a living being or an object outside of the underwater vehicle 101 or a component of a drive device 103 or 104 being damaged is reduced.
  • the piston 109 is displaced in the cylinder 105 to the rear and pivots synchronized, the two drive devices 103 and 104 from the pivoted to the pivoted position.
  • the two drive motors 1 15 and 1 16 are turned on, preferably at the same time, and rotate the two propellers 1 1 1 and 1 13th
  • the process is initially triggered to move the piston 109 to the rear.
  • the event is detected that the two drive devices 103, 104 have reached a predetermined position, for example, the swung-out position or an intermediate position between the swung-in and the swung-out position.
  • a contact switch is activated.
  • the discovery of this event triggers the process of turning on both drive motors 1 15 and 1 16.
  • This embodiment eliminates the undesirable event that the drive motors 1 15 and 1 16 are turned on too early and touch, for example, the propellers 1 1 1 and 1 13.
  • a timer is activated as soon as the underwater vehicle 101 is dropped, ie even before reaching the water.
  • the timer automatically detects the event that a predetermined amount of time has passed after the timer has been activated. Once this predetermined time has elapsed, the timer - or an unillustrated controller of the underwater vehicle 101 - automatically activates the expansion means 125, 131 which displaces the piston 109 rearwardly.
  • This embodiment leads to a particularly simple implementation.
  • a sensor 140 which measures a value correlated with the sinking of the underwater vehicle 101 in the water and / or with an environmental condition. For example, the sensor 140 measures the event that the underwater vehicle 101 has reached the water, a measure of the current water depth in which the underwater vehicle 101 is located, or a measure of the distance of the sinking underwater vehicle 101 to the bottom of the water. Or, the sensor 140 detects an object near the sinking submersible 101. Once this sensor 140 has detected that a predetermined event has occurred, the sensor 140 or underwater vehicle controller 101 activates the expansion means, which displaces the piston 109 rearwardly. It is possible that a plurality of sensors are arranged on board the underwater vehicle 101, wherein each sensor is able to detect a given event in each case. As soon as at least one predefined event has occurred, the expansion means is activated.
  • first drive device comprises the first pivot holder 117, the first drive motor 115 and the first propeller 111th
  • second drive device includes the second pivot holder 119, the second drive motor 116 and the second propeller 112th
  • first drive motor rotates the first propeller 111
  • first pivot bracket carries the first drive motor 115 and the first
  • Propeller 111 includes arms 117.1, 117.2
  • second pivot bracket carries the second drive motor 116 and the second propeller 113, includes the arms 119.1, 119.2
  • linear motor is able to move the piston 109 in the cylinder 105

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug (101) sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Unterwasserfahrzeugs (101). Auf einem ersten Schwenkhalter (117, 119) ist ein erstes Vortriebselement (111, 113) angeordnet. Ein erster Antriebsmotor (115, 116) vermag das erste Vortriebselement (111, 113) anzutreiben. Ein Schwenk-Mechanismus (109, 123, 124, 131) vermag den ersten Schwenkhalter (117, 119) relativ zu einer Außenhülle (102) des Unterwasserfahrzeugs (101) von einer eingeschwenkten in eine ausgeschwenkte Position zu bewegen. Das Unterwasserfahrzeug (101) vermag automatisch unter Wasser ein vorgegebenes Ereignis zu entdecken. Als Reaktion auf die Entdeckung dieses Ereignisses aktiviert das Unterwasserfahrzeug (101) den Schwenk-Mechanismus (109, 123, 124, 131). Der aktivierte Schwenk-Mechanismus (109, 123, 124, 131) bewegt den ersten Schwenkhalter (117, 119) in die ausgeschwenkte Position.

Description

Unterwasserfahrzeug, das einen Antrieb beim Eintauchen in ein Gewässer verschwenkt
Die Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit einer Außenhülle sowie einem Schwenkhalter, der relativ zur Außenhülle zwischen einer eingeschwenkten und einer ausgeschwenkten Position beweglich ist. In der eingeschwenkten Position lässt das Unterwasserfahrzeug sich transportieren. In der ausgeschwenkten Position bewegt ein Vortriebselement auf dem Schwenkhalter das Unterwasserfahrzeug durchs Wasser.
In US 61 18066 wird ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug (unmanned, autonomous, undersea platform 10) beschrieben, das von einem Schiff (surface vessel 50) oder von einem Luftfahrzeug (airborne vessel 60) abgeworfen werden kann und durch das Wasser fahren kann. Dieses Unterwasserfahrzeug 10 besitzt eine Außenhülle (outer hull 10a) und einen eigenen Antrieb, nämlich Auslässe (thruster outlet ports 30 and 32) für Düsen und Batterien.
Aus der US 20170137101 A1 ist ebenfalls ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug (submersible craft 90) bekannt, das eine Hülle (hull of the vessel) sowie einen Antrieb (thruster assembly 12) mit einem Propeller (propeller shroud 22) und einem Motor (motor section 20) aufweist. Der Antrieb lässt sich relativ zur Hülle zwischen einer eingeschwenkten und eine ausgeschwenkten Position hin und her bewegen. Ein Verschwenk-Mechanismus bewegt entsprechend den Antrieb, siehe Figur 4 und Figur 10.
GB 2281538 A zeigt ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug (submersible mineclearing vehicle 1 ) mit zwei Propellern 4A und 4B, die an jeweils einem schwenkbar gelagerten Arm (outrigger arms 5A and 5B) montiert sind. Jeweils ein Stellglied (actuators 9) vermag eine Welle (1 1 A, 1 1 B) zu drehen und dadurch einen Arm 5A, 5B mit samt den Propeller 4A, 4B relativ zur Hülle des Unterwasserfahrzeugs 1 zwischen einer eingezogenen und einer ausgefahrenen Position hin und her zu bewegen, siehe Figur 1A und Figur 1 B. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Unterwasserfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 21 bereitzustellen, welches sich mit verringertem Risiko einer Beschädigung transportieren lässt und welches automatisch nach dem Aussetzen in einem Gewässer eine vorgegebene Aufgabe auszuführen vermag.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Unterwasserfahrzeug mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren mit den in Anspruch 21 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäße Unterwasserfahrzeug umfasst
- eine Außenhülle,
- einen ersten Schwenkhalter,
- ein erstes Vortriebselement,
- einen ersten Antriebsmotor und
- einen Schwenk-Mechanismus.
Die Außenhülle erstreckt sich entlang einer Längsachse. Das erste Vortriebselement vermag das Unterwasserfahrzeug durch das Wasser zu bewegen und ist auf dem ersten Schwenkhalter angeordnet. Der erste Antriebsmotor vermag das erste Vortriebselement anzutreiben.
Der erste Schwenkhalter ist relativ zu der Außenhülle beweglich, und zwar zwischen einer eingeschwenkten und eine ausgeschwenkten Position. Diese beiden Positionen lassen sich auch als eingeklappter bzw. ausgeklappter Zustand bezeichnet. Zwischen dem Vortriebselement und der Längsachse der Außenhülle tritt ein Abstand auf. Dieser Abstand hängt von der Position des ersten Schwenkhalters ab. Wenn der erste Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position ist, so ist dieser Abstand größer, als wenn der erste Schwenkhalter sich in der eingeschwenkten Position befindet. Der Schwenk-Mechanismus vermag den ersten Schwenkhalter von der eingeschwenkten die ausgeschwenkte Position zu bewegen, und zwar mindestens dann, wenn das Unterwasserfahrzeug sich unter Wasser befindet.
Das Unterwasserfahrzeug vermag automatisch unter Wasser ein vorgegebenes Ereignis zu entdecken. Als Reaktion auf die Entdeckung dieses vorgegebenen Ereignisses vermag das Unterwasserfahrzeug automatisch und unter Wasser den Schwenk-Mechanismus zu aktivieren. Eine Aktivierung des Schwenk-Mechanismus bewirkt, dass der erste Schwenkhalter aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position bewegt wird.
Durch das lösungsgemäße Verfahren lässt sich ein lösungsgemäßes Unterwasserfahrzeug betreiben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Das Unterwasserfahrzeug wird außerhalb des Wassers zu einem vorgegebenen Einsatzort transportiert. Während dieses Transports befindet sich der erste Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position.
- Das Unterwasserfahrzeug wird ins Wasser eingesetzt. Während dieses Schritts verbleibt der erste Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position.
- Während oder nachdem das Unterwasserfahrzeug ins Wasser eingesetzt wurde, entdeckt das Unterwasserfahrzeug automatisch ein vorgegebenes Ereignis.
- Als Reaktion auf die Entdeckung dieses Ereignisses aktiviert das Unterwasserfahrzeug automatisch und unter Wasser den Schwenk-Mechanismus.
- Der aktivierte Schwenk-Mechanismus bewegt den ersten Schwenkhalter in die ausgeschwenkte Position.
Lösungsgemäß ist in der eingeschwenkten Position der Abstand zwischen dem ersten Vortriebselement und der Längsachse geringer als in der ausgeschwenkten Position. Dadurch nimmt das Unterwasserfahrzeug in der eingeschwenkten Position weniger Platz in Anspruch als in der eingeschwenkten Position. Dies erleichtert es, das Unterwasserfahrzeug zu einem Einsatzort zu transportieren. Insbesondere an Bord eines Luftfahrzeugs oder Überwasserfahrzeug, welches zum Transport verwendet wird, ist häufig nur wenig Platz vorhanden. Die eingeschwenkte Position reduziert außerdem das Risiko, dass das erste Vortriebselement weit über die Außenhülle übersteht und daher beim Transport ein Lebewesen verletzt oder mit einem Gegenstand außerhalb des Unterwasserfahrzeugs kollidiert.
In manchen Anwendungen ist es erforderlich, das Unterwasserfahrzeug mit einem Luftfahrzeug, beispielsweise mit einem Helikopter, einem Flugzeug, einem Luftschiff oder einem Ballon, zu einem Einsatzort zu transportieren und dort abzuwerfen. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn eine Küste sowohl von Land als auch von Wasser aus schlecht zugänglich ist, eine Einbringvorrichtung an Land nicht installiert werden kann und eine schwimmende Transportplattform nicht verwendet werden kann, beispielsweise aufgrund von Wellengang oder von Felsen. Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug mit dem ersten Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position nimmt weniger Platz an Bord des Luftfahrzeugs ein und erleichtert daher einen Transport durch die Luft.
Die Erfindung ermöglicht es weiterhin, dass der erste Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position verbleibt und daher das erste Vortriebselement den geringeren Abstand zur Längsachse aufweist, wenn das Unterwasserfahrzeug ins Wasser abgesetzt wird. Insbesondere dann, wenn das Unterwasserfahrzeug aus einer größeren Höhe ins Wasser abgeworfen wird, können erhebliche Kräfte auftreten, wenn das abgeworfene Unterwasserfahrzeug von oben auf die Wasseroberfläche auftrifft. Insbesondere besteht die Gefahr, dass ein Propeller oder ein sonstiger Bestandteil des ersten Vortriebselements beim Aufprall auf die Wasseroberfläche verbogen oder anderweitig beschädigt oder gar zerstört wird. Die eingeschwenkte Position reduziert das Risiko, dass das erste Vortriebselement oder der erste Antriebsmotor oder der erste Schwenkhalter beschädigt werden. Die Angriffsfläche beim Auftreffen auf die Wasseroberfläche und somit die Gefahr einer Beschädigung ist wegen der eingeschwenkten Position reduziert.
Lösungsgemäß vermag das Unterwasserfahrzeug automatisch und unter Wasser ein vorgegebenes Ereignis zu erkennen. Als Reaktion darauf, dass das Unterwasserfahrzeug dieses Ereignis entdeckt hat, aktiviert das Unterwasserfahrzeug automatisch den Schwenk-Mechanismus und bewegt den ersten Schwenkhalter mitsamt dem ersten Vortriebselement in die ausgeschwenkte Position. Dank dieser Ausgestaltung kann das Unterwasserfahrzeug vollständig autonom operieren, nachdem es im Wasser ausgesetzt worden ist. Die Erfindung spart die Notwendigkeit ein, eine Datenverbindung zwischen dem Unterwasserfahrzeug und einer räumlich entfernten Plattform vorzusehen, beispielsweise dem Luftfahrzeug oder dem Überwasserfahrzeug, welches das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug zum Einsatzort transportiert. Eine Datenverbindung über ein Kabel kann den Einsatz des Unterwasserfahrzeugs unter Wasser oder auch den der räumlich entfernten Plattform begrenzen. Eine drahtlose Kommunikation unter Wasser erzielt oft nur eine begrenzte Datenübertragungsrate und kann gestört werden. Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug vermag auch ohne eine solche Datenverbindung den Schwenk-Mechanismus zu aktivieren.
Die Erfindung ermöglicht es, das vorgegebene und zu entdeckende Ereignis an einen gewünschten Einsatz des Unterwasserfahrzeugs anzupassen. Beispielsweise wird ermöglicht, dass der Schwenk-Mechanismus den ersten Schwenkhalter als Reaktion auf das Ereignis, dass das Unterwasserfahrzeug das Wasser erreicht hat oder in eine bestimmte Wassertiefe abgesunken ist, in die ausgeschwenkte Position bewegt. Nicht erforderlich ist, die Höhe, aus der das Unterwasserfahrzeug abgeworfen wird, an einen gewünschten Einsatz des Unterwasserfahrzeugs anzupassen. Außerdem ist es nicht erforderlich, vorab eine Umgebungsbedingung zu messen, die unter Wasser in einem vorgegebenen Einsatzgebiet für das Unterwasserfahrzeug auftritt, und diese gemessene Umgebungsbedingung für den Abwurf des Unterwasserfahrzeugs zu verwenden oder das Unterwasserfahrzeug entsprechend zu programmieren. Vielmehr stellt das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug automatisch fest, wann der Schwenk- Mechanismus zu aktivieren ist, und aktiviert ihn dann.
Der Schwenk-Mechanismus vermag den ersten Schwenkhalter aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position zu bewegen und dadurch den Abstand des ersten Vortriebselements zur Längsachse zu vergrößern. Möglich ist, dass die Längsachse durch das erste Vortriebselement verläuft, wenn der erste Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position ist. In einer Ausgestaltung lässt sich der erste Schwenkhalter um eine Achse drehen oder anderweitig verschwenken, wobei dieser Schwenkachse bevorzugt senkrecht auf der Längsachse der Außenhülle steht. In einer anderen Ausgestaltung lässt sich die Länge des ersten Schwenkhalters verändern. Der Schwenk-Mechanismus ist in dieser Ausgestaltung dazu ausgestaltet, die Länge des ersten Schwenkhalters zu vergrößern und dadurch den ersten Schwenkhalter in die ausgeschwenkte Position zu bewegen. Diese beiden Ausgestaltungen lassen sich kombinieren.
Lösungsgemäß vermag der Schwenk-Mechanismus den ersten Schwenkhalter aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position zu bewegen. In einer Ausgestaltung kann der Schwenk-Mechanismus den ersten Schwenkhalter wieder aus der ausgeschwenkten in die eingeschwenkte Position bewegen. In einer anderen Ausgestaltung vermag der Schwenk-Mechanismus nur einmal den ersten Schwenkhalter in die ausgeschwenkte Position zu bewegen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Schwenk-Mechanismus ein Expansionsmittel und eine mechanische Übertragungseinrichtung. Als Reaktion auf die Entdeckung des Ereignisses aktiviert das Unterwasserfahrzeug automatisch das Expansionsmittel. Das Expansionsmittel bewirkt eine Bewegung der Übertragungseinrichtung. Die Bewegung der Übertragungseinrichtung bewirkt, dass der erste Schwenkhalter aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position bewegt wird.
Diese Ausgestaltung teilt den Schwenk-Mechanismus auf zwei Bestandteile auf, nämlich auf das aktivierbare Expansionsmittel und die mechanische Übertragungseinrichtung.
Das aktivierbare Expansionsmittel lässt sich so ausgestalten, dass es vor dem Aktivieren wenig Platz einnimmt und vollständig im Inneren der Außenhülle angeordnet ist. Dadurch wird das Risiko verringert, dass das Expansionsmittel bereits während des Transports oder beim Aussetzen des Unterwasserfahrzeugs ins Wasser aktiviert wird, was unerwünscht ist. Die Außenhülle schützt das Expansionsmittel außerdem vor mechanischen Beschädigungen. Möglich ist, das Expansionsmittel für eine einmalige Verwendung auszulegen, also dazu, dass das Expansionsmittel einmal eine Bewegung der Übertragungseinrichtung bewirkt.
Die Übertragungseinrichtung kann als eine rein passive mechanische Übertragungseinrichtung ausgestaltet sein, die insbesondere nicht aktiv zu aktiviert werden braucht und ausschließlich dazu ausgestaltet sein kann, eine Bewegung des aktivierten Expansionsmittels in eine Bewegung des ersten Schwenkhalters umzusetzen.
In einer Ausgestaltung ist die Übertragungseinrichtung relativ zur Außenhülle linear beweglich oder umfasst einen linear beweglichen Bestandteil. Diese Ausgestaltung ermöglicht es besonders gut, die Übertragungseinrichtung zu führen, beispielsweise durch Führungsschienen oder eine sonstige Führungs-Einrichtung, und dadurch mit größerer Sicherheit zu bewirken, dass der erste Schwenkhalter tatsächlich in die ausgeschwenkte Position bewegt wird. Die Übertragungseinrichtung umfasst beispielsweise einen Kolben, der linear in einem innen hohlen Zylinder beweglich ist. Der Zylinder führt den Kolben.
In einer Ausgestaltung wird eine Bewegung der Übertragungseinrichtung wie folgt auf den ersten Schwenkhalter übertragen: Eine Führungsfläche der Übertragungseinrichtung steht senkrecht oder schräg auf der Längsachse des Unterwasserfahrzeugs und / oder schräg auf die Bewegungsrichtung, in welche die Übertragungseinrichtung nach dem Aktivieren des Expansionsmittels bewegt wird. Eine Komponente des ersten Schwenkhalters steht in mechanischem Kontakt mit dieser Führungsfläche. Eine Bewegung der Übertragungseinrichtung bewirkt, dass der erste Schwenkhalter in die ausgeschwenkte Position bewegt wird. Die Komponente des ersten Schwenkhalters, die in Kontakt mit der Führungsfläche steht, kann sich relativ zur schrägen Führungsfläche bewegen. Dadurch wird verhindert, dass die Komponente bewegt und dadurch der erste Schwenkhalter sich verkantet oder blockiert. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine lineare Bewegung der Übertragungseinrichtung in eine Schwenkbewegung des ersten Schwenkhalters zu übertragen.
In einer Ausgestaltung umfasst die Übertragungseinrichtung einen Kolben, der relativ zur Außenhülle linear beweglich ist. In diejenige Fläche des Kolbens, die zum ersten Schwenkhalter hin zeigt, ist ein konusförmiger oder kegelförmiger Einschnitt ausgebildet. Dieser Einschnitt stellt die schräge Führungsfläche bereit.
In einer Ausgestaltung ist die Übertragungseinrichtung in einem Hohlraum angeordnet. Dieser Hohlraum wird von einem Hohlkörper umgeben. Der Hohlkörper befindet sich im Inneren der Außenhülle. Diese Ausgestaltung schützt die Übertragungseinrichtung besonders gut vor mechanischen Beschädigungen.
Das Expansionsmittel kann ein Stellantrieb sein, insbesondere ein Linearmotor oder ein Servomotor. Ein Linearmotor vermag eine lineare Bewegung eines angetriebenen Bestandteils, hier der Übertragungseinrichtung, zu bewirken. Ein Servomotor vermag eine gesteuerte Drehbewegung zu bewirken.
Das Expansionsmittel kann eine Treibladung umfassen, beispielsweise eine pulverförmige Treibladung. Diese Treibladung wird gezündet, um das Expansionsmittel zu aktivieren. Die Treibladung nimmt wenig Platz ein.
In einer Ausgestaltung bewirkt das Expansionsmittel, dass ein Fluid in einen Hohlraum strömt. Dieser Hohlraum wird von einem Hohlkörper umgeben, der im Inneren der Außenhülle angeordnet ist. Dieses Fluid steht bevorzugt in einer Wirkverbindung mit der Übertragungseinrichtung und bewirkt die Bewegung der Übertragungseinrichtung. Die Verwendung eines Fluid ermöglicht in vielen Anwendungen, das Expansionsmittel besonders platzsparend im Inneren des Unterwasserfahrzeugs anzuordnen.
In einer Ausgestaltung wird das Wasser, welches das Unterwasserfahrzeug nach dem Einsetzen in das Wasser umgibt, als das oder ein Fluid verwendet. Beispielsweise wird eine Klappe in der Außenhülle des Unterwasserfahrzeugs geöffnet, und der Wasserdruck und in einer Ausgestaltung zusätzlich eine Pumpe pressen das eindringende Wasser in einen Hohlraum. Das eindringende Wasser bewegt die Übertragungseinrichtung. Möglich ist auch, dass das einströmende Wasser einen chemischen Prozess auslöst, welcher die Übertragungseinrichtung bewegt. Diese Ausgestaltung erspart die Notwendigkeit, das Fluid an Bord des Unterwasserfahrzeugs bereitzustellen.
In einer anderen Ausgestaltung wird das Fluid in einem Behälter an Bord des Unterwasserfahrzeugs bereitgestellt. Der Behälter speichert dieses Fluid, bevorzugt unter Überdruck. Möglich ist auch, dass das Fluid eine chemischer Substanz oder eine Zusammensetzung von mehreren chemischen Substanzen ist. Die Aktivierung des Expansionsmittels bewirkt, dass ein Prozess in Gang gesetzt wird, der Wärme produziert und / oder zu einer Volumenausdehnung des Fluid führt. Um das Expansionsmittel zu aktivieren, wird ein Verschluss für einen Auslass des Behälters geöffnet. Dieser Auslass führt in den Hohlraum. Bei geöffnetem Verschluss strömt das Fluid in den Hohlraum und bewirkt dort die Verschiebung oder sonstige Bewegung der Übertragungseinrichtung.
Das Fluid kann ein Gas sein, welches unter Überdruck im Behälter gelagert wird und sich ausdehnt, wenn es in den Hohlraum strömt. In einer Ausgestaltung härtet das Fluid im Hohlraum aus, wird also erst nach einer Aushärte-Zeit im Hohlraum mechanisch stabil. Beispielsweise ist das Fluid ein Montageschaum, der Polyurethan umfassen kann. Durch diese Ausgestaltung mit dem aushärtenden Fluid wird die Übertragungseinrichtung in einer Endposition gehalten. Dadurch wird der erste Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position gehalten. Verhindert wird, dass der erste Schwenkhalter beispielsweise aufgrund der Strömung des umgebenden Wassers wieder aus der ausgeschwenkten Position weg bewegt wird. Das ausgehärtete Fluid erzeugt diese gewünschte Wirkung, ohne dass eine zusätzliche Arretiereinheit erforderlich ist. Das Fluid hat also zwei Wirkungen: Es bewegt die Übertragungseinrichtung. Es hält den ersten Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position. Nach dem Aushärten ist gemäß dieser Ausgestaltung das Fluid im Hohlraum mechanisch stabil. Wenigstens vor dem Aushärten umfasst das Fluid beispielsweise Isocyanat und Polyol in einem Aerosol-Gemisch. Sobald das Fluid den Behälter verlassen hat und in den Hohlraum eingelassen wurde, schäumt das Fluid auf und reagiert mit der Feuchtigkeit der Luft oder mit der Feuchtigkeit an den Innenwänden des Hohlraums. Möglich ist auch, dass das flüssige Fluid im Behälter zwei verschiedene Komponenten umfasst, die im Hohlraum miteinander reagieren, wobei die eine Komponente als Vernetzer und / oder als Härter fungiert. Diese beiden Komponenten können in zwei verschiedenen Behältern gelagert sein und erst im Hohlraum miteinander reagieren.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Schwenk-Mechanismus ein Expansionsmittel und eine Übertragungseinrichtung. Das Expansionsmittel umfasst einen Hohlraum, der in Fluidverbindung mit der Außenhülle steht und sich von einem Verschluss verschließen lässt. Das Expansionsmittel umfasst weiterhin eine Substanz, die sich im Hohlraum befindet und sich ausdehnt oder auf andere Weise chemisch reagiert, wenn sie mit Wasser in Verbindung kommt. Daher bewegt das Expansionsmittel die Übertragungseinrichtung, wenn Wasser mit der Substanz im Hohlraum in Berührung kommt. Um das Expansionsmittel zu aktivieren, wird der Verschluss für die Fluidverbindung geöffnet. Wenn das Unterwasserfahrzeug sich dann im Wasser befindet, so dringt das umgebende Wasser durch die die geöffnete Fluidverbindung in den Hohlraum ein und löst die chemische Reaktionen aus.
In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug eine Arretiereinheit, die sich von einer Freigabe-Position in eine Arretier-Position bewegen lässt. In der Freigabe- Position ermöglicht die Arretiereinheit, dass der erste Schwenkhalter bewegt wird. In der Arretier-Position arretiert die Arretiereinheit mechanisch den ersten Schwenkhalter und verhindert damit eine Bewegung des ersten Schwenkhalters. Die Arretiereinheit kann direkt auf den ersten Schwenkhalter wirken oder auch auf einen Bestandteil des Schwenk-Mechanismus, beispielsweise auf die Übertragungseinrichtung. Die Arretiereinheit umfasst einen beweglichen Arretierkörper, beispielsweise ein Keilelement, eine Raste, einen Sicherungsbolzen, ein Klappelement, eine Klemmeinheit oder eine Spanneinheit.
In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung vermag diese Arretiereinheit den ersten Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position zu arretieren. Damit verhindert die Arretiereinheit, dass der erste Schwenkhalter beim Transport oder beim Aussetzen des Unterwasserfahrzeugs ungewollt aus der eingeschwenkten Position bewegt wird. In einer anderen Fortbildung vermag die Arretiereinheit den ersten Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position zu arretieren. Damit stellt die Arretiereinheit sicher, dass der erste Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position bleibt, wenn das erste Vortriebselement das Unterwasserfahrzeug durch das Wasser bewegt.
Das erste Vortriebselement kann einen Propeller umfassen oder auch eine Wasserdüse. Das erste Vortriebselement ist bevorzugt eine Maschine, welche mechanische Arbeit aufnimmt und diese wenigstens teilweise in Form von Strömungsenergie an ein umgebendes Fluid abgibt. Das erste Vortriebselement ist bevorzugt drehbar an dem ersten Schwenkhalter angeordnet. Die Drehachse des ersten Vortriebselements kann mit einer Längsachse des ersten Schwenkhalters übereinstimmen oder schräg auf dieser Schwenkhalter-Längsachse stehen.
Der erste Antriebsmotor ist bevorzugt eine Maschine, welche elektrische, chemische oder thermische Energie in Bewegungsenergie umwandelt und dadurch das erste Vortriebselement antreibt.
In einer Ausgestaltung ist außer dem ersten Vortriebselement auch der erste Antriebsmotor auf dem ersten Schwenkhalter montiert. Das erste Vortriebselement und der erste Antriebsmotor werden mitsamt dem ersten Schwenkhalter in die ausgeschwenkte Position bewegt. Diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit, einen Motor außerhalb des ersten Schwenkhalters anzuordnen und zwischen diesem Motor außerhalb des ersten Schwenkhalters und dem ersten Vortriebselement auf dem ersten Schwenkhalter eine Antriebsverbindung herstellen zu müssen. Diese Antriebsverbindung könnte oft einer Bewegung des ersten Schwenkhalters nicht folgen. In einer Ausgestaltung ist der erste Antriebsmotor auf dem ersten Schwenkhalter ein Elektromotor. Eine Spannungsquelle zur Versorgung dieses Elektromotos befindet sich in einer Ausführungsform außerhalb des ersten Schwenkhalters, beispielsweise in der Außenhülle, und braucht nicht mit verschwenkt zu werden. Eine biegsame elektrische Verbindung zwischen der Spannungsquelle und dem ersten Antriebsmotor vermag einer Bewegung des ersten Schwenkhalters zu folgen. In einer Abweichung ist auch die Spannungsquelle zur Versorgung dieses Elektromotors auf dem ersten Schwenkhalter angeordnet. Diese Ausgestaltung spart eine Verbindung zwischen einer Spannungsquelle außerhalb des ersten Schwenkhalters und dem ersten Antriebsmotor auf dem Schwenkhalters ein.
In einer Ausgestaltung ist das erste Vortriebselement am Heck des Unterwasserfahrzeugs angeordnet und schiebt das Unterwasserfahrzeug vor sich her. Gesehen in eine Blickrichtung parallel zur Längsachse auf das Heck zu befindet sich das erste Vortriebselement vollständig oder wenigstens teilweise innerhalb der Kontur der Außenhülle, und zwar auch dann, wenn der erste Schwenkhalter sich in der ausgeschwenkten Position befindet. Das erste Vortriebselement steht also überhaupt nicht oder nur teilweise über die Außenkontur des Unterwasserfahrzeugs seitlich über. Diese Ausgestaltung führt zu einem geringen hydrodynamischen Widerstand des Unterwasserfahrzeugs unter Wasser.
In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug zusätzlich zum ersten Schwenkhalter mindestens einen zweiten Schwenkhalter. Auf dem zweiten Schwenkhalter ist ein zweites Vortriebselement montiert. Der Schwenk-Mechanismus vermag beide Schwenkhalter aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position zu bewegen, und zwar vorzugsweise gleichzeitig und synchronisiert. Somit sind zu jedem Zeitpunkt entweder beide Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position oder beide Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position. Zwei angetriebene Vortriebselemente mit jeweils einem seitlichen Versatz zur Längsachse vermögen das Unterwasserfahrzeug besser auf Kurs zu halten als nur ein einziges Vortriebselement. Außerdem steht auch dann noch ein Vortriebselement zur Verfügung, wenn das andere Vortriebselement ausgefallen ist. Die beiden Vortriebselemente können unterschiedlich ausgestaltet sein.
Möglich ist, dass insgesamt drei bewegliche Schwenkhalter drei verschiedene Vortriebselemente tragen. Diese drei Schwenkhalter sind bevorzugt so angeordnet, dass in der ausgeschwenkten Position aller drei Schwenkhalter zwischen zwei benachbarten Vortriebselementen einen Winkel von jeweils 120 Grad auftritt. Diese Ausgestaltung gibt die erzeugte Strömungsenergie besonders gut an das umgebende Wasser ab.
In einer Ausgestaltung ist der erste Schwenkhalter so gelagert, dass er um eine erste Schwenkachse verschwenkt werden kann. Vorzugsweise steht die erste Schwenkachse senkrecht auf der Längsachse. Der erste Schwenkhalter umfasst einen ersten Arm und einen zweiten Arm, die bevorzugt fest miteinander verbunden sind. Diese beiden Arme erstrecken sich in zwei verschiedenen Richtungen nach Art einer Wippe weg von der ersten Schwenkachse. Der erste Arm steht in Wirkverbindung mit dem Schwenk- Mechanismus. Der zweite Arm trägt das erste Vortriebselement.
Dank dieser Ausgestaltungen lassen sich zwei Hebelarme realisieren, nämlich jeweils ein Hebelarm pro Arm des ersten Schwenkhalters. Die Länge jedes Hebelarms lässt sich an eine gewünschte und erzielbare Kraftübertragung sowie an den zur Verfügung stehende Platz anpassen.
Lösungsgemäß detektiert das Unterwasserfahrzeug automatisch unter Wasser ein vorgegebenes Ereignis. Die Detektion dieses Ereignisses löst den Schritt aus, dass das Unterwasserfahrzeug automatisch den Schwenk-Mechanismus aktiviert. In einer Ausgestaltung vermag ein Sensor an Bord des Unterwasserfahrzeugs automatisch unter Wasser eine vorgegebene Umgebungsbedingung zu entdecken. Die Entdeckung dieser Umgebungsbedingung löst den Schritt aus, den Schwenk-Mechanismus zu aktivieren. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Einsatz des Unterwasserfahrzeugs an eine vorgegebene Bedingung anzupassen, nämlich indem der Sensor entsprechend ausgestaltet wird. Der Sensor braucht ausschließlich für den Einsatz unter Wasser ausgestaltet zu sein.
Beispielsweise vermag der Sensor automatisch mindestens eines der folgenden Ereignisse zu entdecken:
- Das Unterwasserfahrzeug ist in ein Gewässer eingetaucht. Dank dieser Ausgestaltung wird der Schwenk-Mechanismus aktiviert, sobald das Unterwasserfahrzeug das Wasser erreicht hat, egal aus welcher Höhe es abgeworfen wurde.
- Das Unterwasserfahrzeug hat eine vorgegebene Wassertiefe erreicht. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Unterwasserfahrzeug mit dem ersten Schwenkhalter in der eingeschwenkten Position im Wasser abzusinken zu lassen und den Schwenk-Mechanismus zu aktivieren, wenn das absinkende Unterwasserfahrzeug eine vorgegebene Wassertiefe erreicht hat. Dank dieser Ausgestaltung erreicht das Unterwasserfahrzeug schnell eine vorgegebene Wassertiefe und fährt dann los.
- Der Sensor entdeckt unter Wasser ein Objekt außerhalb des Unterwasserfahrzeugs mit vorgegebenen Eigenschaften, beispielsweise eine zu neutralisierende Seemine oder eine zu untersuchende Pipeline. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das ins Wasser ausgesetzte Unterwasserfahrzeug bis zu einem Objekt mit vorgegebenen Eigenschaften abzusinken und / oder treiben zu lassen und dann auf das Objekt zu fahren zu lassen.
- Der Sensor entdeckt, dass das Unterwasserfahrzeug so weit abgesunken ist, dass der Abstand zwischen dem Unterwasserfahrzeug und einem Gewässergrund, beispielsweise dem Meeresgrund, unterhalb einer vorgegebenen Schranke gefallen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Unterwasserfahrzeug nahe dem Gewässergrund entlang fahren zu lassen, ohne dass das Unterwasserfahrzeug den Gewässergrund berührt. Nicht erforderlich ist es, vor dem Aussetzen des Unterwasserfahrzeugs die Wassertiefe bis zum Grund zu messen.
In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug einen Zeitschalter. Dieser Zeitschalter wird aktiviert, beispielsweise von einem Menschen, wenn das Unterwasserfahrzeug ins Wasser ausgesetzt wird. Der Zeitschalter misst das Ereignis, dass seit der Aktivierung des Zeitschalters eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist. Danach löst der Zeitschalter den Schritt aus, den Schwenk-Mechanismus zu aktivieren. Diese Ausgestaltung spart einen Sensor an Bord des Unterwasserfahrzeugs ein.
In einer Ausgestaltung bleibt der erste Antriebsmotor, welcher das erste Vortriebselement anzutreiben vermag, ausgeschaltet, solange der erste Schwenkhalter sich in der eingeschwenkten Position befindet. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, elektrische Energie oder ein anderes Antriebsmedium zu sparen, während das Unterwasserfahrzeug zu einem Einsatzort transportiert wird. Der erste Antriebsmotor wird erst unter Wasser eingeschaltet.
In einer Ausgestaltung werden die beiden Schritte, den Schwenk-Mechanismus zu aktivieren und den ersten Antriebsmotor einzuschalten, unabhängig voneinander durchgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung löst hingegen der Schritt, dass der erste Schwenkhalter mit dem ersten Vortriebselement die ausgeschwenkte Position oder eine Zwischen-Position erreicht hat, den Schritt aus, den ersten Antriebsmotor einzuschalten. Diese Ausgestaltung spart einen separaten Einschalt-Mechanismus für den ersten Antriebsmotor ein. In vielen Fällen ist ein Kontaktschalter ausreichend. Sichergestellt wird, dass der erste Antriebsmotor so spät wie möglich und so früh wie nötig eingeschaltet wird. Verhindert wird einerseits, dass der erste Antriebsmotor bereits die erste Vortriebseinheit antreibt, während der erste Schwenkhalter sich noch in der eingeschwenkten Position befindet. Andererseits wird sichergestellt, dass das erste Vortriebselement angetrieben wird, wenn der erste Schwenkhalter in der ausgeschwenkten Position ist.
Das Unterwasserfahrzeug kann beispielsweise ein bemanntes oder unbemanntes Unterseeboot, ein unbemanntes autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV, autonomous unmanned vehicle), ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV, remotely operated vehicle), ein Unterwasserroboter, ein Unterwassergleiter oder ein Unterwasser- Lauf körper, beispielsweise ein Torpedo, sein. Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Unterwasserfahrzeug anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Montageschaum als das Expansionsmittel verwendet wird, mit den beiden Schwenkhaltern in der eingeschwenkten Position;
Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel von Fig. 1 mit den beiden Schwenkhaltern in der ausgeschwenkten Position;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Linearmotor als das Expansionsmittel verwendet wird, mit den beiden Schwenkhaltern in der eingeschwenkten Position;
Fig. 4 das zweite Ausführungsbeispiel von Fig. 3 mit den beiden Schwenkhaltern in der ausgeschwenkten Position.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen das erste Ausführungsbeispiel, Fig. 3 und Fig. 4 das zweite Ausführungsbeispiel.
In beiden Ausführungsbeispielen wird die Erfindung in einem autonomen unbemannten Unterwasserfahrzeug (autonomous underwater vehicle, AUV) 101 eingesetzt. Das Unterwasserfahrzeug 101 erstreckt sich entlang einer Längsachse 133 und besitzt eine zylinderförmige Außenhülle 102 und zwei Antriebsvorrichtungen 103 und 104, die am Heck montiert sind. Die Außenhülle 102 ist rotationssymmetrisch zur Längsachse 133. Die erste Antriebsvorrichtung 103 umfasst einen ersten Schwenkhalter 1 17, einen ersten elektrischen Antriebsmotor 1 15 und einen ersten Propeller 1 1 1 . Die zweite Antriebsvorrichtung 104 umfasst einen zweiten Schwenkhalter 1 19, einem zweiten elektrischen Antriebsmotor 1 16 und einen zweiten Propeller 1 13. Möglich ist auch, mehr als zwei Antriebsvorrichtungen 103 und 104 zu verwenden, beispielsweise drei Antriebsvorrichtungen, wobei die drei Schwenkhalter in einem Kreis mit einem Winkel von jeweils 120 Grad zwischen zwei benachbarten Schwenkhaltern angeordnet sind. In einer Ausgestaltung ist im Inneren der Außenhülle 102 eine nicht gezeigte Spannungsquelle angeordnet, welche die beiden elektrischen Antriebsmotoren 1 15 und 1 16 mit elektrischer Energie zu versorgen vermag. Jeweils ein Kabel ist von dieser Spannungsquelle zu den Antriebsmotoren 1 15 und 1 16 geführt. In einer anderen Ausgestaltung ist auf jedem Schwenkhalter 1 17, 1 19 zusätzlich eine elektrische Spannungsquelle für den Antriebsmotor 1 15 bzw. 1 16 angeordnet.
Jede Antriebsvorrichtung 103, 104 lässt sich aus einer eingeschwenkten Position in eine ausgeschwenkte Position verschwenken. Das Kabel von der Spannungsquelle zu dem Antriebsmotor 1 15 bzw. 1 16 folgt dieser Bewegung der Antriebsvorrichtung 103, 104. Falls die Spannungsquelle auf dem Schwenkhalter 1 17, 1 19 montiert ist, wird sie mit verschwenkt.
Fig. 1 und Fig. 3 zeigen die beiden Antriebsvorrichtungen 103 und 104 in der eingeschwenkten Position, Fig. 2 und Fig. 4 in der ausgeschwenkten Position. Wenn eine Antriebsvorrichtung 103, 104 in der eingeschwenkten Position ist, so tritt zwischen dem Propeller 1 1 1 bzw. 1 13 und der Längsachse 133 ein kleinerer Abstand d1 , d2 auf. In der ausgeschwenkten Position tritt ein größerer Abstand D1 , D2 auf. Der erste Schwenkhalter 1 17 ist relativ zur Außenhülle 102 um eine erste Schwenkachse 121 schwenkbar, der zweite Schwenkhalter 1 19 um eine zweite Schwenkachse 122. Die jeweilige Schwenkachse 121 , 122 steht senkrecht auf der Längsachse 133 und unterteilt den zugeordneten Schwenkhalter 1 17, 1 19 in zwei Arme 1 17.1 und 1 17.2 bzw. 1 19.1 und 1 19.2, die fest miteinander verbunden sind. Der hintere Arm 1 17.2, 1 19.2 zeigt zum Heck des Unterwasserfahrzeugs 101 und trägt den Antriebsmotor 1 15, 1 16 und den Propeller 1 1 1 , 1 13. Der vordere Arm 1 17.1 , 1 19.1 zeigt zum Bug des Unterwasserfahrzeugs 101 und trägt jeweils eine Abfolge von Führungsrollen 135, 136.
In der eingeschwenkten Position hat jeder Propeller 1 1 1 , 1 13 sowie jeder Antriebsmotor 1 15, 1 16 einen kleineren Abstand d1 , d2 zur Längsachse 133 verglichen mit der ausgeschwenkten Position. Mindestens in der eingeschwenkten Position befindet sich jede Antriebsvorrichtung 103, 104 vollständig innerhalb einer gedachten Röhre, die von der Außenhülle 102 definiert wird. Möglich ist, dass auch in der ausgeschwenkten Position jede Antriebsvorrichtung 103, 104 sich vollständig innerhalb dieser gedachten Röhre befindet. Dadurch weist das Unterwasserfahrzeug 101 einen vergleichsweise geringen Strömungswiderstand bei der Fahrt durchs Wasser auf. In einer alternativen Ausgestaltung ragt jede Antriebsvorrichtung 103, 104 in der ausgeschwenkten Position wenigstens teilweise über die gedachten Röhre seitlich hinaus. Dadurch erzielen die Propeller 1 1 1 , 1 13 in vielen Fällen einen besseren Vortrieb.
Im Inneren der Außenhülle 102 sind ein röhrenförmiger und innen hohler Zylinder 105 sowie ein Kolben 109 angeordnet. Der Kolben 109 kann in Zylinder 105 entlang der Längsachse 133 nach hinten, also auf die Schwenkachsen 121 und 122 zu, bewegt werden. Die hintere Kolbenfläche des Kolbens 109 weist eine konusförmige Aussparung auf. Dank der konusformigen Aussparung stellt der Kolben 109 eine obere schräge Führungsfläche 123 und eine untere schräge Führungsfläche 124 bereit. Die Führungsrollen 135 liegen an der oberen Führungsfläche 123 an, die unteren Führungsrollen 136 an der unteren Führungsfläche 124. An die vordere Kolbenfläche des Kolbens 109 grenzt ein Hohlraum 107 im Zylinder 105 an den Kolben 109an. Eine vordere Abschlusswand verschließt diesem Hohlraum 107.
Wenn die Antriebsvorrichtung 103, 104 in der eingeschwenkten Position ist, so haben die Führungsrollen 135 und 136 einen größeren Abstand zur Längsachse 133 und befinden sich nahe der Wand des Zylinders 105, vergleiche Fig. 1 und Fig. 3. Falls der Kolben 109 im Zylinder 105 nach hinten auf die Schwenkachsen 121 und 122 zu bewegt wird, so rollen oder gleiten die Führungsrollen 135, 136 über die jeweilige Führungsfläche 123, 124 auf die Längsachse 133 und somit auf die Spitze der konusformigen Aussparung zu. Diese Bewegung erzwingt, dass der Schwenkhalter 1 17, 1 19 um die jeweilige Schwenkachse 121 , 122 gedreht wird. Der vordere Arm 1 17.1 , 1 19.1 wird auf die Längsachse 133 zu gedreht, der hintere Arm 1 17.2, 1 19.2 von der Längsachse 133 weg bewegt. Dadurch werden auch der Antriebsmotor 1 15, 1 16 und der Propeller 1 1 1 , 1 13 von der Längsachse 133 weg bewegt. Die beiden Antriebsvorrichtungen 103 und 104 werden gleichzeitig und synchronisiert verschwenkt, wenn der Kolben 109 nach hinten verschoben wird. Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich durch den Mechanismus, der den Kolben 109 in Zylinder 105 nach hinten, das heißt auf die Schwenkachsen 121 und 122 zu, bewegt.
Im ersten Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt wird, ist vor dem Zylinder 105 eine Kartusche 125 montiert, welche unter Überdruck einen Montageschaum enthält. Ein Auslass 126 dieser Kartusche 125 führt in den Hohlraum 107. Ein nicht gezeigter Verschluss für diesen Auslass 126 lässt sich aus einer geschlossenen Position, in welcher der Verschluss den Auslass 126 verschließt, in eine geöffnete Position überführt, in welcher der Verschluss den Auslass 126 freigibt.
Anfänglich befinden sich die Antriebsvorrichtungen 103 und 104 in der eingeschwenkten Position, und der Verschluss verschließt dem Auslass 126. Sobald der Auslass 126 freigegeben ist, strömt Montageschaum 128 aus der Kartusche 125 in den Hohlraum 107 und dehnt sich aus. Der Hohlraum 107 ist nach vorne durch eine Abschlusswand verschlossen. Daher bewirkt die Volumenausdehnung des Montageschaums 128 im Hohlraum 107, dass der Kolben 109 nach hinten verschoben wird. Diese erzwungene Verschiebung des Kolbens 109 nach hinten bewirkt, dass die Antriebsvorrichtung 103 und 104 aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position verschwenkt werden.
Der Montageschaum 128 härtet ihm Hohlraum 107 aus und hält nach dem Aushärten den Kolben 109 in einer hinteren Endposition. Dadurch werden die beiden Antriebsvorrichtungen 103 und 104 in der ausgeschwenkten Position gehalten. Weil der Montageschaum 128 im Hohlraum 107 ausgehärtet ist, ist es in der Regel nicht möglich, die Antriebsvorrichtung 103 und 104 wieder in die eingeschwenkte Position zu verbringen. In einer Ausgestaltung werden zusätzlich die Führungsrollen 135 und 136 oder der Kolben 109arretiert, wenn die Antriebsvorrichtung 103 und 10 ausgeschwenkte Position erreicht haben. Im zweiten Ausführungsbeispiel vermag ein Linearmotor 131 den Kolben 109 im Zylinder 105 nach hinten zu verschieben. In einer Ausgestaltung ist der Linearmotor 131 zusätzlich dazu ausgestaltet, den Kolben 109 im Zylinder 105 wieder nach vorne zu verschieben. Bei einem Einsatz des Unterwasserfahrzeugs 101 unter Wasser unterstützt der Wasserdruck des umgebenden Wassers die Verschiebung des Kolbens 109 nach vorne, weil der Wasserdruck (Staudruck) bei bewegtem Unterwasserfahrzeug bestrebt ist, die Antriebsvorrichtungen 103 und 104 in die eingeschwenkte Position zu bewegen. Eine geeignete Einheit (nicht gezeigt), beispielsweise mehrere Federelemente oder Spreizeinheiten, stellt sicher, dass die Führungsrollen 135 und 136 in Kontakt mit den Führungsflächen 123 und 124 bleiben. Dadurch werden die Antriebsvorrichtung 103 und 104 synchronisiert wieder in die eingeschwenkte Position verschwenkt.
Im Zylinder 105 ist ein Arretierungskeil 127 schwenkbar gelagert. Diese Arretierungskeil 127 lässt sich zwischen einer Arretier-Position (Fig. 4) und einer Freigabe-Position (Fig. 3) hin und her verschwenken. Ein Stellmotor 129 vermag den Arretierungskeil 127 relativ zum Zylinder 105 zu verschwenken. Sobald der Kolben 109 die hintere Position erreicht hat, bewegt der Stellmotor 129 den Arretierungskeil 127 in die Arretier-Position. Dadurch wird sichergestellt, dass die Antriebsvorrichtungen 103 und 104 in der ausgeschwenkten Position verbleiben. Um zu ermöglichen, den Kolben 109 wieder nach vorne zu verschieben, bewegt der Stellmotor 129 den Arretierungskeil 127 wieder in die Freigabe-Position.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung beschrieben, wie das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug eingesetzt wird. Diese Ausgestaltung lässt sich für beide gerade beschriebenen Ausführungsformen des Schwenk-Mechanismus anwenden.
Das Unterwasserfahrzeug 101 wird zu einem Einsatzort transportiert. Bei diesem Transport befinden die beiden Antriebsvorrichtung 103 und 104 sich in der eingeschwenkten Position. Dadurch wird das Risiko verringert, dass eine Komponente einer Antriebsvorrichtung 103 oder 104 beim Transport beschädigt oder ein Lebewesen verletzt oder ein Gegenstand beschädigt wird. Der Transport wird beispielsweise mit einem Luftfahrzeug oder einem Überwasserfahrzeug (nicht gezeigt) durchgeführt. Die Antriebsmotoren 1 15, 1 16 der Antriebsvorrichtungen 103 und 104 sind ausgeschaltet.
Am Einsatzort wird das Unterwasserfahrzeug 101 ins Wasser gesetzt, beispielsweise von dem Luftfahrzeug oder der Überwasserfahrzeug aus ins Wasser geworfen. Das Unterwasserfahrzeug 101 sinkt im Wasser ab. Die Antriebsvorrichtungen 103 und 104 bleiben zunächst in der eingeschwenkten Position, und die Antriebsmotoren 1 15 und 1 16 bleiben ausgeschaltet, während das Unterwasserfahrzeug 101 abgeworfen wird, auf die Wasseroberfläche auftrifft und im Wasser absinkt. Dank der eingeschwenkten Position wird die Gefahr verringert, dass ein Antriebsvorrichtung 103 oder 104 mit einem Lebewesen oder einem Gegenstand außerhalb des Unterwasserfahrzeugs 101 kollidiert oder eine Komponente einer Antriebsvorrichtung 103 oder 104 beschädigt wird.
Sobald ein definiertes Ereignis, welches weiter unten beschrieben wird, eingetreten ist, werden nacheinander die folgenden beiden Vorgänge ausgelöst:
- Der Kolben 109 wird im Zylinder 105 nach hinten verschoben und verschwenkt synchronisiert die beiden Antriebsvorrichtungen 103 und 104 aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position.
- Die beiden Antriebsmotoren 1 15 und 1 16 werden eingeschaltet, und zwar bevorzugt gleichzeitig, und drehen die beiden Propeller 1 1 1 und 1 13.
In einer Ausgestaltung wird zunächst der Vorgang ausgelöst, den Kolben 109 nach hinten zu verschieben. Automatisch wird das Ereignis entdeckt, dass die beiden Antriebsvorrichtungen 103, 104 eine vorgegebene Position erreicht haben, beispielsweise die ausgeschwenkte Position oder eine Zwischen-Position zwischen der eingeschwenkten und der ausgeschwenkten Position. Beispielsweise wird ein Kontaktschalter aktiviert. Die Entdeckung dieses Ereignisses löst den Vorgang aus, die beiden Antriebsmotoren 1 15 und 1 16 einzuschalten. Diese Ausgestaltung schließt das unerwünschte Ereignis aus, dass die Antriebsmotoren 1 15 und 1 16 zu früh eingeschaltet werden und sich beispielsweise die Propeller 1 1 1 und 1 13 berühren. In einer Ausführungsform wird ein Zeitschalter aktiviert, sobald das Unterwasserfahrzeug 101 abgeworfen wird, also noch vor Erreichen des Wassers. Der Zeitschalter entdeckt automatisch das Ereignis, dass nach der Aktivierung des Zeitschalters eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist. Sobald diese vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, aktiviert der Zeitschalter - oder ein nicht gezeigtes Steuergerät des Unterwasserfahrzeugs 101 - automatisch das Expansionsmittel 125, 131 , welches den Kolben 109 nach hinten verschiebt. Diese Ausführungsform führt zu einer besonders einfachen Realisierung.
In einer anderen Ausführungsform ist an Bord des Unterwasserfahrzeugs 101 ein Sensor 140 montiert, der einen Wert misst, der mit dem Absinken des Unterwasserfahrzeugs 101 im Wasser und / oder mit einer Umgebungsbedingung korreliert ist. Beispielsweise misst der Sensor 140 das Ereignis, dass das Unterwasserfahrzeug 101 das Wasser erreicht hat, ein Maß für die aktuelle Wassertiefe, in der sich das Unterwasserfahrzeug 101 befindet, oder ein Maß für den Abstand des absinkenden Unterwasserfahrzeugs 101 zum Gewässergrund. Oder der Sensor 140 entdeckt ein Objekt in der Nähe des absinkenden Unterwasserfahrzeugs 101 . Sobald dieser Sensor 140 entdeckt hat, dass ein vorgegebenes Ereignis eingetreten ist, aktiviert der Sensor 140 oder das Steuergerät des Unterwasserfahrzeugs 101 das Expansionsmittel, welches den Kolben 109 nach hinten verschiebt. Möglich ist, dass mehrere Sensoren an Bord des Unterwasserfahrzeugs 101 angeordnet sind, wobei jeder Sensor jeweils ein vorgegebenes Ereignis zur detektieren vermag. Sobald mindestens ein vordefiniertes Ereignis eingetreten ist, wird das Expansionsmittel aktiviert. Bezugszeichen
101 autonomes unbemanntes Unterwasserfahrzeug
102 Außenhülle des Unterwasserfahrzeugs 101
103 erste Antriebsvorrichtung, umfasst den ersten Schwenkhalter 117, den ersten Antriebsmotor 115 und den ersten Propeller 111
104 zweite Antriebsvorrichtung, umfasst den zweiten Schwenkhalter 119, den zweiten Antriebsmotor 116 und den zweiten Propeller 112
105 Zylinder, in welcher der Kolben 109 verschiebbar gelagert ist
107 Hohlraum im Inneren des Zylinders 105, grenzt an den Kolben 109 an
109 Kolben, im Zylinder 105 verschiebbar gelagert
111 erster Propeller, auf dem ersten Schwenkhalter 117 gelagert, vom ersten
Antriebsmotor 115 gedreht
113 zweiter Propeller, auf dem zweiten Schwenkhalter 119 gelagert, vom zweiten Antriebsmotor 116 gedreht
115 erster Antriebsmotor, dreht den ersten Propeller 111
116 zweiter Antriebsmotor, dreht den zweiten Propeller 113
117 erster Schwenkhalter, trägt den ersten Antriebsmotor 115 und den ersten
Propeller 111, umfasst die Arme 117.1, 117.2
117.1 vorderer Arm des ersten Schwenkhalters 117
117.2 hinterer Arm des ersten Schwenkhalters 117
119 zweiter Schwenkhalter, trägt den zweiten Antriebsmotor 116 und den zweiten Propeller 113, umfasst die Arme 119.1, 119.2
119.1 vorderer Arm des zweiten Schwenkhalters 119
119.2 hinterer Arm des zweiten Schwenkhalters 119
121 Schwenkachse, um welche der erste Schwenkhalter 117 gedreht werden kann
122 Schwenkachse, um welche der zweite Schwenkhalter 119 gedreht werden kann
123 obere Führungsfläche des Kolbens 109, führt die Führungsrollen 135 auf dem ersten Schwenkhalter 117 124 untere Führungsfläche des Kolbens 109, führt die Führungsrollen 136 auf dem zweiten Schwenkhalter 1 19
125 Montageschaum-Kartusche, enthält den Montageschaum 128
126 Auslass der Kartusche 125, führt in den Hohlraum 107
127 schwenkbar gelagerter Arretierungskeil, vermag den Kolben 109 zu arretieren
128 Montageschaum im Hohlraum 107
129 Stellmotor, vermag den Arretierungskeil 127 zu verschwenken
131 Linearmotor, vermag den Kolben 109 im Zylinder 105 zu verschieben
133 Längsachse des unbemannten Unterwasserfahrzeugs 101
135 Führungsrollen am vorderen Ende des ersten Schwenkhalters 1 17, werden von der Führungsfläche 123 geführt
136 Führungsrollen am vorderen Ende des zweiten Schwenkhalters 1 19, werden von der Führungsfläche 124 geführt
140 Sensor zum Messen einer Umgebungsbedingung
d1 Abstand zwischen den Propeller 1 1 1 und der Längsachse 133, wenn die
Antriebsvorrichtung 103 in der eingeschwenkten Position ist
d2 Abstand zwischen den Propeller 1 13 und der Längsachse 133, wenn die
Antriebsvorrichtung 104 in der eingeschwenkten Position ist
D1 Abstand zwischen den Propeller 1 1 1 und der Längsachse 133, wenn die
Antriebsvorrichtung 103 in der ausgeschwenkten Position ist
D2 Abstand zwischen den Propeller 1 13 und der Längsachse 133, wenn die
Antriebsvorrichtung 104 in der ausgeschwenkten Position ist

Claims

Patentansprüche
1. Unterwasserfahrzeug (101 ) mit
- einer Außenhülle (102), die sich entlang einer Längsachse (133) erstreckt,
- einem ersten Schwenkhalter (117, 119),
- einem ersten Vortriebselement (111, 113), welches auf dem ersten Schwenkhalter (117, 119) angeordnet ist,
- einem ersten Antriebsmotor (115, 116), der zum Antreiben des ersten Vortriebselements (111, 113) ausgestaltet ist, und
- einem Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131),
wobei der erste Schwenkhalter (117, 119) relativ zu der Außenhülle (102) zwischen einer eingeschwenkten und einer ausgeschwenkten Position beweglich ist, wobei dann, wenn der erste Schwenkhalter (117, 119) sich in der eingeschwenkten Position befindet, der Abstand (d1, d2) zwischen dem ersten Vortriebselement (111, 113) und der Längsachse (133) geringer ist verglichen mit dem Abstand (D1, D2), wenn der erste Schwenkhalter (117, 119) sich in der ausgeschwenkten Position befindet,
wobei der Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131) dazu ausgestaltet ist, den ersten Schwenkhalter (117, 119) mitsamt dem ersten Vortriebselement (111, 113) aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position zu bewegen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug (101) dazu ausgestaltet ist, automatisch unter Wasser
- ein vorgegebenes Ereignis zu entdecken und
- als Reaktion auf die Entdeckung des Ereignisses den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) zu aktivieren,
wobei eine Aktivierung des Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131) eine Bewegung des ersten Schwenkhalters (117, 119) aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position bewirkt.
2. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131) - ein aktivierbares Expansionsmittel (107, 125, 131 ) und
- eine relativ zur Außenhülle (102) bewegliche mechanische
Übertragungseinrichtung (109, 123, 124)
umfasst,
wobei eine Aktivierung des Expansionsmittels (107, 125, 131 ) eine Bewegung der Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) bewirkt und
wobei eine Bewegung der Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) eine
Verschwenkung des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) in die ausgeschwenkte Position bewirkt.
3. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) relativ zur Außenhülle (102) linear beweglich ist,
wobei eine Aktivierung des Expansionsmittels (107, 125, 131 ) eine lineare
Bewegung der Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) bewirkt.
4. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) eine relativ zur Längsachse (133) schräg angeordnete Führungsfläche (123, 124) umfasst,
wobei der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) eine Komponente (135, 136) umfasst, welche in mechanischem Kontakt mit der Führungsfläche (123, 124) steht und wobei eine Bewegung der Übertragungseinrichtung (109, 123, 124)
- eine Bewegung des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) relativ zur Außenhülle (102) und
- eine Bewegung der Komponente (135, 136) relativ zur Führungsfläche (123, 124) bewirkt und
wobei eine Relativ-Bewegung der Komponente (135, 136) eine Verschwenkung des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) in die ausgeschwenkte Position bewirkt oder ermöglicht.
5. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) einen Kolben (109) umfasst, der relativ zur Außenhülle (102) beweglich ist, und
die oder mindestens eine Führungsfläche (123, 124) durch einen konusförmigen oder kegelförmigen Einschnitt des beweglichen Kolbens (109) ausgebildet ist.
6. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Inneren der Außenhülle (102) ein Hohlkörper (105), der einen Hohlraum (107) umschließt, angeordnet ist,
wobei wenigstens ein Teil der Übertragungseinrichtung (109) in dem Hohlraum (107) des Hohlkörpers (105) angeordnet ist.
7. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Übertragungseinrichtung (109) einen Kolben (109) umfasst,
- welcher in dem Hohlraum (105) angeordnet ist und
- relativ zum Hohlkörper (107) linear beweglich ist.
8. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Inneren der Außenhülle (102) ein Hohlkörper (105), der einen Hohlraum (107) umschließt, angeordnet ist,
wobei das Unterwasserfahrzeug (101 ) dazu ausgestaltet ist, nach einer Aktivierung des Expansionsmittels (107, 125, 131 ) zu bewirken, dass ein Fluid (128) in den Hohlraum (107) einströmt,
wobei ein Strömen des Fluids (128) in den Hohlraum (107) die Bewegung der Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) bewirkt.
9. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser ist oder umfasst, welches das getauchte Unterwasserfahrzeug (101 ) umgibt.
10. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Expansionsmittel (107, 125, 131 ) einen Behälter (125) mit einem Auslass (126) umfasst,
wobei der Auslass (126) einen Verschluss aufweist und in den Hohlraum mündet, wobei in dem Behälter (125) ein Fluid enthalten ist,
wobei das Unterwasserfahrzeug (101 ) dazu ausgestaltet ist, nach einer Aktivierung des Expansionsmittels (107, 125, 131 ) den Verschluss für den Auslass (126) zu erfüllen, und
wobei das Expansionsmittel (107, 125, 131 ) so ausgestaltet ist, dass bei geöffneten Verschluss
- das Fluid (128) im Behälter in den Hohlraum (107) strömt und
- die Bewegung der Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) bewirkt.
1 1 . Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Expansionsmittel (109, 123, 124) so ausgestaltet ist, dass das Fluid (128) im Hohlraum (107) aushärtet.
12. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug (101 ) eine Arretiereinheit (127) aufweist, welche
- in einer Arretier-Position den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) arretiert und dadurch ein Verschwenken des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) verhindert und
- in einer Freigabe-Position ein Verschwenken des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) ermöglicht.
13. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Antriebsmotor (1 15) auf dem ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19) angeordnet ist.
14. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Vortriebselement (1 1 1 , 1 13) am Heck des Unterwasserfahrzeugs (101 ) angeordnet ist und
das erste Vortriebselement (1 1 1 , 1 13) sich auch dann, wenn der erste
Schwenkhalter (1 17, 1 19) in der ausgeschwenkten Position ist,
vollständig oder wenigstens teilweise - gesehen in eine Blickrichtung parallel zur Längsachse (133) - hinter der Kontur der Außenhülle (102) befindet.
15. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug (101 )
- einen zweiten Schwenkhalter (1 19) und
- ein zweites Vortriebselement (1 13), welches auf dem zweiten Schwenkhalter (1 19) angeordnet ist,
umfasst,
wobei der zweite Schwenkhalter (1 19) relativ zu der Außenhülle (102) zwischen einer eingeschwenkten und einer ausgeschwenkten Position beweglich ist, wobei der Schwenk-Mechanismus (107, 109, 125, 131 ) dazu ausgestaltet ist, den ersten Schwenkhalter (1 17) und den zweiten Schwenkhalter (1 19) mitsamt den beiden Vortriebselementen (1 1 1 , 1 13) auf diesen Schwenkhaltern (1 17, 1 19) synchronisiert aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position zu bewegen.
16. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) um eine erste Schwenkachse (121 )
verschwenkbar ist, wobei der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) zwei mechanisch miteinander verbundene Arme (1 17.1 , 1 17.2, 1 19.1 , 1 19.2) umfasst, die sich in zwei verschiedene
Richtungen von der ersten Schwenkachse (121 ) weg erstrecken,
wobei der eine Arm (1 17.1 , 1 19.1 ) des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) mit dem Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) in Wirkverbindung steht und wobei auf dem anderen Arm (1 17.2, 1 19.2) des ersten Schwenkhalters (1 17, 1 19) das erste Vortriebselement (1 1 1 , 1 13) angeordnet ist.
17. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug (101 ) einen Sensor (140) umfasst, welcher dazu ausgestaltet ist,
automatisch unter Wasser eine vorgegebene Umgebungsbedingung zu entdecken, und
das Unterwasserfahrzeug (101 ) dazu ausgestaltet ist, als Reaktion auf die
Entdeckung der Umgebungsbedingung automatisch den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) zu aktivieren.
18. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensor (140) dazu ausgestaltet ist, automatisch mindestens eines der folgenden Ereignisse zu entdecken:
- das Unterwasserfahrzeug (101 ) ist in ein Gewässer eingetaucht,
- das Unterwasserfahrzeug (101 ) hat eine vorgegebene Wassertiefe erreicht,
- der Abstand zwischen dem Unterwasserfahrzeug (101 ) und dem Gewässergrund ist unter eine vorgegebene Schranke gefallen,
- ein Objekt mit vorgegebenen Eigenschaften ist außerhalb des
Unterwasserfahrzeugs (101 ) entdeckt,
wobei das Unterwasserfahrzeug (101 ) dazu ausgestaltet ist, automatisch den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) als Reaktion auf die
Entdeckung des Ereignisses zu aktivieren.
19. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug (101 ) einen aktivierbaren Zeitschalter umfasst, welcher dazu ausgestaltet ist,
das Ereignis zu entdecken, dass nach Aktivierung des Zeitschalters eine
vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, und
das Unterwasserfahrzeug (101 ) dazu ausgestaltet ist, den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) als Reaktion auf das Ereignis zu aktivieren, dass der Zeitschalter das Verstreichen der Zeitspanne entdeckt hat.
20. Unterwasserfahrzeug (101 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Antriebsmotor (1 15, 1 16) ausgeschaltet ist, wenn der erste Schwenkhalter
(1 17, 1 19) sich in der eingeschwenkten Position befindet, und
das Unterwasserfahrzeug (101 ) dazu ausgestaltet ist, als Reaktion auf das Ereignis, dass der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) die ausgeschwenkte Position oder eine
Zwischen-Position erreicht hat,
den ersten Antriebsmotor (1 15, 1 16) einzuschalten.
21 . Verfahren zum Betreiben eines Unterwasserfahrzeugs (101 ),
wobei das Unterwasserfahrzeug (101 )
- eine Außenhülle (102), die sich entlang einer Längsachse (133) erstreckt,
- einen ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19),
- ein erstes Vortriebselement (1 1 1 , 1 13), welches auf dem ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19) angeordnet ist,
- einen ersten Antriebsmotor (1 15, 1 16), der zum Antreiben des ersten Vortriebselements (1 1 1 , 1 13) ausgestaltet ist, und
- einen Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ),
umfasst,
wobei der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) relativ zu der Außenhülle (102) zwischen einer eingeschwenkten und einer ausgeschwenkten Position beweglich ist, wobei dann, wenn der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) sich in der eingeschwenkten Position befindet, der Abstand (d1 , d2) zwischen dem ersten Vortriebselement (1 1 1 , 1 13) und der Längsachse (133) geringer ist verglichen mit dem Abstand (D1 , D2), wenn der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) sich in der ausgeschwenkten Position befindet,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass
das Unterwasserfahrzeug (101 ) mit dem ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19) in der eingeschwenkten Position außerhalb des Wassers zu einem Einsatzort transportiert wird und
das Unterwasserfahrzeug (101 ) mit dem ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19) in der ausgeschwenkten Position durch das Wasser fährt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug (101 ) mit dem ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19) in der eingeschwenkten Position ins Wasser eingesetzt wird,
das Unterwasserfahrzeug (101 ) automatisch unter Wasser
- nach dem Einsetzen ins Wasser ein vorgegebenes Ereignis entdeckt und
- als Reaktion auf die Entdeckung des Ereignisses den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) aktiviert,
wobei der Schritt, den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) zu aktivieren, bewirkt, dass der erste Schwenkhalter (1 17, 1 19) aus der eingeschwenkten in die ausgeschwenkte Position verschwenkt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 )
- ein aktivierbares Expansionsmittel (107, 125, 131 ) und
- eine relativ zur Außenhülle (102) bewegliche mechanische
Übertragungseinrichtung (109, 123, 124)
umfasst,
wobei der Schritt, den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) zu aktivieren, die Schritte umfasst, dass
- das Expansionsmittel (107, 125, 131 ) aktiviert wird, - das aktivierte Expansionsmittel (107, 125, 131 ) die Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) bewegt und
- die bewegte Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) den ersten Schwenkhalter (1 17, 1 19) in die ausgeschwenkte Position bewegt.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Inneren der Außenhülle (102) ein Hohlkörper (105), der einen Hohlraum (107) umschließt, angeordnet ist,
wobei der Schritt, das Expansionsmittel (107, 125, 131 ) zu aktivieren, den Schritt umfasst, das Ereignis auszulösen, dass ein Fluid (128) in den Hohlraum (107) einströmt, und
wobei das Einströmen von Fluid (128) in den Hohlraum (107) bewirkt, dass die Übertragungseinrichtung (109, 123, 124) bewegt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem Einsetzen des Unterwasserfahrzeugs (101 ) im Wasser ein Sensor (140) an Bord des Unterwasserfahrzeugs (101 ) automatisch eine vorgegebene
Umgebungsbedingung entdeckt und
die Entdeckung der Umgebungsbedingung den Schritt auslöst, dass das
Unterwasserfahrzeug (101 ) den Schwenk-Mechanismus (107, 109, 123, 124, 125, 131 ) aktiviert.
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