EP3860906A1 - Wasserfahrzeug mit einem modularen sende- und empfangsturm - Google Patents

Wasserfahrzeug mit einem modularen sende- und empfangsturm

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EP3860906A1
EP3860906A1 EP19778981.1A EP19778981A EP3860906A1 EP 3860906 A1 EP3860906 A1 EP 3860906A1 EP 19778981 A EP19778981 A EP 19778981A EP 3860906 A1 EP3860906 A1 EP 3860906A1
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EP
European Patent Office
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tower
watercraft
module
connecting surface
tower module
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EP19778981.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3860906C0 (de
EP3860906B1 (de
Inventor
Hans OESMANN
Sebastian Halfmann
Ronja Bues
Alexander ZIELSKE
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
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Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Marine Systems GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
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Publication of EP3860906C0 publication Critical patent/EP3860906C0/de
Publication of EP3860906B1 publication Critical patent/EP3860906B1/de
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    • B63B2231/40—Synthetic materials
    • B63B2231/52—Fibre reinforced plastics materials

Definitions

  • the invention relates to a watercraft with a modular transmission and reception tower.
  • the object of the invention is to realize this general desire for flexibility and modularity in the area of the radar and radio tower.
  • the watercraft according to the invention with a modular transmission and reception tower has a first connection surface in a first connection level.
  • the first connection level is aligned horizontally in the longitudinal and transverse directions. These alignments are important so that even if several tower modules are placed on top of each other. In particular, the sensors are precisely aligned relative to the ship's main measuring bar.
  • the modular transmission and reception tower has at least one first tower module, the first tower module having a first lower connection surface and a first upper connection surface.
  • the first lower connecting surface and the first upper connecting surface are arranged plane-parallel to one another and exactly one above the other. This is also important to ensure a stable construction when several tower modules are placed on top of each other.
  • the first lower connection surface is designed for connection to the first connection level.
  • the first upper connection surface is functionally identical to the first connection surface. As a result, the tower modules can be easily and arbitrarily arranged one above the other.
  • the first tower module has at least one first substantially vertical tower wall.
  • Essentially vertical in the sense of the invention means that the first tower wall has an angle to the vertical, the angle between the first tower wall and the vertical between 4 ° and 45 °, preferably between 8 ° and 30 °, particularly preferably between 10 ° and 25 °.
  • the surface normal of the first tower wall has an upward component.
  • the first tower wall is slightly inclined upwards. Radar beams arriving horizontally are thus reflected at an upward angle, which corresponds to twice the value of the angle between the vertical and the tower wall, and are thus reflected away from the transmitter.
  • the first tower module has at least one power supply line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface and at least one data line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface. Furthermore, there can be further continuous lines for conducting fluids, for example compressed air lines, air lines for air conditioning, hydraulic lines and / or water lines can be provided. These lines preferably have plug connections at both ends, which make contact possible already during the mechanical connection of the tower modules.
  • the first tower module has at least one first device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation.
  • the first device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation can preferably be selected from the group comprising active radar, passive radar, phased array antenna, multifunction radar, surface search radar, fire control radar, radio communication, satellite communication, electro-optical sensors, infrared cameras, lamps , Laser detectors, sensors for electromagnetic fields.
  • a continuous line is understood to mean a line which is able to conduct the medium, that is to say the current, the data or the fluid, from one connection surface to the other connection surface, it being possible for devices to be attached in the line, which can divide, interrupt, redirect or reinforce the management of the medium.
  • Continuous lines can also be made at least at one end longer than the module with a flexible end in order to be guided as a flexible connection into the module above or into the module below.
  • the first tower module can preferably have a rectangular, in particular a square, a pentagonal, a hexagonal, a heptagonal or an octagonal cross section. It preferably has a square, rectangular or hexagonal, in particular a hexagonal, cross section.
  • the upper connecting surfaces of all tower modules and the lower connecting surfaces of all tower modules are therefore compatible.
  • the tower modules can be installed interchangeably.
  • the connection surfaces of all tower modules have the same size, so the tower modules are not stacked on top of one another in a pyramid shape.
  • the tower modules can have entirely different widths, for example and in particular if devices for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation are arranged on the side.
  • the first tower module tapers upward, so that the upper connecting surface projects beyond the at least one first tower wall. This makes it possible to place a second tower module on top of the first tower module and easily attach it from the outside.
  • the first connecting surface is raised and arranged in the edge area so that it is accessible from below. This also serves to facilitate access during assembly and disassembly of the first tower module.
  • at least one first auxiliary element for reducing the radar cross section is arranged below the first tower wall in its extension and with the same angle of inclination, the first auxiliary element for reducing the radar cross section extending beyond the first lower connecting surface.
  • the first tower wall consists of steel, aluminum, or composite fiber material, in particular carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced plastic.
  • the first tower wall preferably consists of composite fiber material, in particular carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced plastic.
  • first upper connection surface and the first lower connection surface consist of aluminum or steel, preferably of aluminum.
  • the watercraft has at least one second tower module, the second tower module having a second lower connecting surface and a second upper connecting surface.
  • the second lower connection surface and the second upper connection surface are arranged plane-parallel and in the longitudinal and transverse directions to one another and exactly one above the other, the second lower connection surface being designed for connection to the first upper connection plane and the second upper connection surface being functionally identical to the first connection surface.
  • the second tower module has at least one second substantially vertical tower wall, the second tower wall being at an angle to the vertical, the angle between the second tower wall and the vertical being between 4 ° and 45 °, preferably between 8 ° and 30 °, particularly preferably between 10 ° and 25 °.
  • the surface normal of the second tower wall has an upward component.
  • the second tower module has at least one power supply line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface and one data line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface.
  • power supply line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface
  • data line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface.
  • Compressed air lines air lines for air conditioning, hydraulic lines and / or water lines can also be provided.
  • the second tower module is arranged above or below the first tower module.
  • the second tower module can have a second device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation.
  • the second device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation can preferably be selected from the group comprising active radar, passive radar, phased array antenna, multifunction radar, surface search radar, fire control radar, radio communication, satellite communication, electro-optical sensors, infrared cameras, cameras , Lamps, laser detectors, sensors for electromagnetic fields.
  • the first device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation and the second device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation preferably differ and complement each other in military applications.
  • the first tower module has a passive radar and the second tower module has an active radar.
  • the second tower module can alternatively be without a device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation.
  • the second tower module is arranged under the first tower module and serves to arrange the first tower module higher and thus with a greater range.
  • the second tower module is arranged above the first tower module, at least one second auxiliary element for reducing the radar cross section being arranged below the second tower wall.
  • the second auxiliary element for reducing the radar cross section has a first connecting element in the extension of the second tower wall and with the same angle of inclination of the second tower wall, the second auxiliary element for reducing the radar cross section extending beyond the second lower connecting surface.
  • the second auxiliary element for reducing the radar cross-section has a second connecting element, the second connecting element is arranged between the first connecting element and the first tower wall.
  • the angle between the first connecting element and the second connecting element is not equal to 90 °, preferably greater than 90 °, particularly preferably greater than 100 °.
  • the watercraft has an upper tower module, the upper tower module having a third lower connecting surface.
  • the upper tower module has a rotating third device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation.
  • annular seal is arranged between the first connecting surfaces and the first lower connecting surface.
  • annular seal is arranged between the first upper connecting surface of the first tower module and the second lower connecting surface of the second tower module.
  • the first tower module has an evaluation unit and / or control unit for the first device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation.
  • the control units and evaluation units that are required for the respective device in the tower module in this module. This means that the electronics in the watercraft itself do not have to be converted when tower modules are added or removed. Alternatively, this reduces the number of control and evaluation electronics that are permanently carried on board the watercraft. This also facilitates later retrofitting or upgrading with further or other devices, since the necessary electronics are directly contained in the tower module and are thus immediately available to every watercraft when the tower module is installed.
  • the watercraft is selected from the group destroyer, frigate, cruiser, corvette, minelayer, Mine clearing vehicle, mine hunting vehicle, patrol boat, speed boat, escort boat, hovercraft, aircraft carrier, helicopter carrier and reconnaissance ship.
  • the watercraft is preferably selected from the group of corvettes, frigates and patrol boats.
  • the watercraft has at least a third tower module, the third tower module having a third lower connection surface and a third upper connection surface.
  • the third lower connecting surface and the third upper connecting surface are arranged plane-parallel and in the longitudinal and transverse directions to one another and exactly one above the other, the third lower connecting surface being designed for connection to the first upper connecting plane and the third upper connecting surface being functionally identical to the first connecting surface.
  • the third tower module has at least a third substantially vertical tower wall, the third tower wall being at an angle to the vertical, the angle between the third tower wall and the vertical being between 4 ° and 45 °, preferably between 8 ° and 30 °, particularly preferred between 10 ° and 25 °.
  • the surface normal of the third tower wall has an upward component.
  • the third tower module has at least one power supply line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface and one data line that runs from the lower connection surface to the upper connection surface. Furthermore, compressed air lines, air lines for air conditioning, hydraulic lines and / or water lines can be provided.
  • the third tower module is preferably arranged below the first tower module.
  • the third tower module has no device for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation. The third tower module is only used to arrange other tower modules higher and thus optimize the range, especially on small ships.
  • the watercraft is an unmanned watercraft.
  • the watercraft according to the invention with a modular transmission and reception tower is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawings.
  • FIG. 1 view from starboard
  • Fig. 3 third filter element to reduce the radar cross section
  • Fig. 5 first filter element to reduce the radar cross section
  • Fig. 7 side view of a tower module
  • FIG. 8 side view of another tower module
  • FIG. 9 Perspective view of a tower module
  • 1 to 9 show a watercraft with a modular transmission and reception tower in an exemplary configuration.
  • FIG. 1 A watercraft 10 according to the invention is shown in FIG. 1 in a side view, in FIG. 2 in a frontal view and in FIG.
  • This has a transmission and reception tower 20, the transmission and reception tower 20 comprising a first tower module 30, a second tower module 32, a third tower module 34 and an upper tower module 40.
  • the transmission and reception tower 20 has a plurality of devices for transmitting and / or receiving electromagnetic radiation 70.
  • the first tower module 30 has a first tower wall 50, the second tower module 32 a second tower wall 52 and the third tower module 34 a third tower wall 54.
  • the tower walls are inclined so that horizontally arriving radar beams are deflected upwards and are not reflected back to the transmitter.
  • the transmitting and receiving tower 20 assigns a first reefing element at the lower end of the first tower module 30 to reduce the radar cross-section 60, and a second reefing element between the first tower module 30 and the second tower module 32 Reduction of the radar cross section 62, between the second tower module 32 and the third tower module 34 a third auxiliary element for reducing the radar cross section 64 and between the third tower module 34 and the upper tower module 40 a fourth auxiliary element for reducing the radar cross section 64.
  • the transmission and reception tower 20 has a ladder 80 to allow access
  • FIG. 3 shows the fourth auxiliary element for reducing the radar cross section 64, the upper connecting surface 102 of the third tower module 34 with the third tower wall 54 and the third lower connecting surface 110 of the upper tower module 40 being recognizable.
  • FIG. 4 shows the second auxiliary element for reducing the radar cross section 62 between the first tower module 30 with the first tower wall 50 and the upper connection surface 102 and the second tower module 32 with the second tower wall 52 and the lower connection surface 100.
  • the second auxiliary element for reducing the radar cross section 62 and the fourth auxiliary element for reducing the radar cross section 66 each have an upper part which continues the slope of the tower wall arranged above it and a lower part which leads to the tower wall arranged below while avoiding a right angle.
  • the first auxiliary element shown in FIG. 5 for reducing the radar cross section 60 differs from this in that it only has an area which continues the first tower wall 50 to just above the deck. Furthermore, the first connection surface 90 of the watercraft can be seen here.
  • FIGS. 6 to 9 show an exemplary tower module.
  • Fig. 6 shows the tower module in top view.
  • the conductors 80 and the lines 130 can be seen, which run through the transmission and reception tower 20.
  • the connection surface with screw holes and a seal 120 can be seen. This can also be seen in cross-section in FIGS. 7 and 8.
  • Fig. 9 shows a perspective cut view.
  • pins 140 can be seen here, which facilitate exact alignment in the longitudinal and transverse directions of the tower modules during assembly.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug (10) mit einem modularen Sende- und Empfangsturm (20), wobei das Wasserfahrzeug (10) eine erste Verbindungsfläche (90) in einer ersten Verbindungsebene aufweist, wobei die erste Verbindungsebene horizontal ausgerichtet ist, wobei der modulare Sende- und Empfangsturm (20) wenigstens ein erstes Turmmodul (30) aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) eine erste untere Verbindungsfläche (100) und eine erste obere Verbindungsfläche (102) aufweist, wobei die erste untere Verbindungsfläche (100) und die erste obere Verbindungsfläche (102) planparallel zueinander und exakt übereinander angeordnet sind, wobei die erste untere Verbindungsfläche (100) zur Verbindung mit der ersten Verbindungsebene ausgebildet ist, wobei die erste obere Verbindungsfläche (102) funktional identisch mit der ersten Verbindungsfläche (90) ist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine erste im wesentlichen senkrechte Turmwand (50) aufweist, wobei die erste Turmwand (50) einen Winkel zur Senkrechten aufweist, wobei der Winkel zwischen der ersten Turmwand (50) und der Senkrechten zwischen 4 ° und 45 °, bevorzugt zwischen 8 ° und 30 °, besonders bevorzugt zwischen 10 ° und 25 °, liegt, wobei die Flächennormale der ersten Turmwand (50) eine nach oben gerichtete Komponente aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche (100) zur oberen Verbindungsfläche (102) durchgehende Energieversorgungsleitung aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche (100) zur oberen Verbindungsfläche (102) durchgehende Datenleitung aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung (70) aufweist.

Description

Wasserfahrzeug mit einem modularen Sende- und Empfangsturm
Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit einem modularen Sende- und Empfangsturm.
Aufgrund der sich verändernden politischen Lage steigt der Bedarf auch an kleineren militärischen Wasserfahrzeugen. Gleichzeitig müssen die Plattformen zunehmend mehrere verschiedene Funktionen erfüllen können. Würde jede Plattform jedoch alle Funktionalitäten mitbringen, so würden zum einen die Kosten sehr hoch sein, zum anderen würden die Plattformen mit zunehmender Anzahl an Anforderungen immer größer.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen allgemeinen Wunsch nach Flexibilität und Modularität auch im Bereich des Radar- und Funkturms zu realisieren.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Wasserfahrzeug mit einem modularen Sende- und Empfangsturm mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug mit einem modularen Sende- und Empfangsturm weist eine erste Verbindungsfläche in einer ersten Verbindungsebene auf. Die erste Verbindungsebene ist in Längs- und Querrichtung horizontal ausgerichtet. Diese Ausrichtungen sind wichtig, damit, auch wenn mehrere Turmmodule übereinander gestellt werden. Insbesondere erfolgt die genaue Ausrichtung der Sensoren relativ zur Hauptmessleiste des Schiffes.
Der modulare Sende- und Empfangsturm weist wenigstens ein erstes Turmmodul auf, wobei das erste Turmmodul eine erste untere Verbindungsfläche und eine erste obere Verbindungsfläche aufweist. Die erste untere Verbindungsfläche und die erste obere Verbindungsfläche sind planparallel zueinander und exakt übereinander angeordnet. Auch dieses ist wichtig, um eine stabile Konstruktion zu gewährleisten, wenn mehrere Turmmodule übereinander gestellt werden. Die erste untere Verbindungsfläche ist zur Verbindung mit der ersten Verbindungsebene ausgebildet. Die erste obere Verbindungsfläche ist funktional identisch mit der ersten Verbindungsfläche. Hierdurch können die Turmmodule einfach und beliebig übereinander angeordnet werden.
Das erste Turmmodul weist wenigstens eine erste im Wesentlichen senkrechte Turmwand auf. Im Wesentlichen senkrecht im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die erste Turmwand einen Winkel zur Senkrechten aufweist, wobei der Winkel zwischen der ersten Turmwand und der Senkrechten zwischen 4 ° und 45 °, bevorzugt zwischen 8 ° und 30 °, besonders bevorzugt zwischen 10 ° und 25 °, liegt. Die Flächennormale der ersten Turmwand weist eine nach oben gerichtete Komponente auf. Hierdurch ist die erste Turmwand leicht nach oben geneigt. Horizontal eintreffende Radarstrahlen werden somit in einem Winkel nach oben, welcher dem doppelten Wert des Winkels zwischen der Senkrechten und der Turmwand entspricht, reflektiert und somit vom Sender weg reflektiert.
Das erste Turmmodul weist wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche zur oberen Verbindungsfläche durchgehende Energieversorgungsleitung und wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche zur oberen Verbindungsfläche durchgehende Datenleitung auf. Des Weiteren können weitere durchgehende Leitungen zur Leitung von Fluiden vorgesehen sein, beispielsweise können Druckluftleitungen, Luftleitungen zur Klimatisierung, Hydraulikleitungen und/oder Wasserleitungen vorgesehen sein. Vorzugsweise weisen diese Leitungen an beiden Enden Steckverbindungen auf, welche einen Kontakt bereits bei der mechanischen Verbindung der Turmmodule ermöglichen. Das erste Turmmodul weist wenigstens eine erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung auf. Die erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung kann vorzugsweise ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend Aktivradar, Passivradar, Phased-Array- Antenne, Multifunktionsradar, Oberflächensuchradar, Feuerleitradar, Funkkommunikation, Satellitenkommunikation, elektrischo-optische Sensoren, Infrarot- Kameras, Lampen, Laserdetektoren, Sensoren für elektromagnetische Felder. Unter einer durchgehenden Leitung wird im Sinne der Erfindung eine Leitung verstanden, die in der Lage ist das Medium, also den Strom, die Daten oder das Fluid, von der einen Verbindungsfläche zur anderen Verbindungsfläche zu leiten, wobei in der Leitung Vorrichtungen angebracht sein können, die die Leitung des Mediums teilen, unterbrechen, umleiten oder verstärken können.
Durchgehende Leitungen können auch wenigstens an einem Ende länger als das Modul mit einem flexiblen Ende ausgeführt sein, um als flexible Verbindung in das darüber beziehungsweise das darunter liegende Modul geführt zu werden.
Das erste Turmmodul kann vorzugsweise einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen, einen fünfeckigen, einen sechseckigen, einen siebeneckigen oder einen achteckigen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt weist es einen quadratischen, rechteckigen oder einen sechseckigen, insbesondere einen hexagonalen, Querschnitt auf.
Die oberen Verbindungsflächen aller Turmmodule und die unteren Verbindungsflächen aller Turmmodule sind somit jeweils kompatibel. Dadurch sind die Turmmodule austauschbar montierbar. Dieses bedeutet, dass die Verbindungsflächen bei allen Turmmodulen die gleiche Größe aufweisen, die Turmmodule werden somit nicht pyramidenförmig der Größe nach übereinander gestapelt. Die Turmmodule können jedoch durchaus unterschiedliche Breiten aufweisen, beispielsweise und insbesondere wenn seitlich Vorrichtungen zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung angeordnet sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verjüngt sich das erste Turmmodul nach oben, sodass die obere Verbindungsfläche über die wenigstens eine erste Turmwand hinausragt. Hierdurch ist es möglich, ein zweites Turmmodul oben auf das erste Turmmodul aufzusetzen und von außen leicht zu befestigen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Verbindungsfläche erhöht und im Randbereich von unten zugänglich angeordnet. Auch dieses dient dem erleichterten Zugang bei der Montage und Demontage des ersten Turmmoduls. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein erstes Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes unterhalb der ersten Turmwand in deren Verlängerung und mit dem gleichen Neigungswinkel angeordnet, wobei das erste Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes sich über die erste untere Verbindungsfläche hinaus erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die erste Turmwand aus Stahl, Aluminium, oder Verbundfasermaterial, insbesondere kohlefaserverstärktem oder glasfaserverstärktem Kunststoff. Bevorzugt besteht die erste Turmwand aus Verbundfasermaterial, insbesondere kohlefaserverstärktem oder glasfaserverstärktem Kunststoff.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die erste obere Verbindungsfläche und die erste untere Verbindungsfläche aus Aluminium oder Stahl, bevorzugt aus Aluminium.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Wasserfahrzeug wenigstens ein zweites Turmmodul auf, wobei das zweite Turmmodul eine zweite untere Verbindungsfläche und eine zweite obere Verbindungsfläche aufweist. Die zweite untere Verbindungsfläche und die zweite obere Verbindungsfläche sind planparallel und in Längs- und Querrichtung zueinander und exakt übereinander angeordnet, wobei die zweite untere Verbindungsfläche zur Verbindung mit der ersten oberen Verbindungsebene ausgebildet ist und die zweite obere Verbindungsfläche funktional identisch mit der ersten Verbindungsfläche ist. Das zweite Turmmodul weist wenigstens eine zweite im wesentlichen senkrechte Turmwand auf, wobei die zweite Turmwand einen Winkel zur Senkrechten aufweist, wobei der Winkel zwischen der zweite Turmwand und der Senkrechten zwischen 4 ° und 45 °, bevorzugt zwischen 8 ° und 30 °, besonders bevorzugt zwischen 10 ° und 25 °, liegt. Die Flächennormale der zweite Turmwand weist eine nach oben gerichtete Komponente auf. Das zweite Turmmodul weist wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche zur oberen Verbindungsfläche durchgehende Energieversorgungsleitung und eine von der unteren Verbindungsfläche zur oberen Verbindungsfläche durchgehende Datenleitung auf. Des Weiteren können Druckluftleitungen, Luftleitungen zur Klimatisierung, Hydraulikleitungen und/oder Wasserleitungen vorgesehen sein. Das zweite Turmmodul ist oberhalb oder unterhalb des ersten Turmmoduls angeordnet.
Das zweite Turmmodul kann eine zweite Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Die zweite Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung kann vorzugsweise ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend Aktivradar, Passivradar, Phased-Array- Antenne, Multifunktionsradar, Oberflächensuchradar, Feuerleitradar, Funkkommunikation, Satellitenkommunikation , elektrischo-optische Sensoren, Infrarot- Kameras, Kameras, Lampen, Laserdetektoren, Sensoren für elektromagnetische Felder. Zusätzlich können auch metereologische Sensoren (Druck-, Temperatur- Windgeschwindigkeit, Dämmerung) oder akustische Sensoren (Mikrofone), vorhanden sein. Bevorzugt unterscheiden sich die erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung und die zweite Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung und ergänzen sich in militärischen Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise weist das erste Turmmodul ein Passivradar auf und das zweite Turmmodul ein Aktivradar.
Das zweite Turmmodul kann alternativ ohne eine Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung sein. In diesem Fall wird das zweite Turmmodul unter dem ersten Turmmodul angeordnet und dient dazu, das erste Turmmodul höher und damit mit höherer Reichweite anzuordnen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Turmmodul oberhalb des ersten Turmmoduls angeordnet ist, wobei wenigstens ein zweites Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes unterhalb der zweiten Turmwand angeordnet ist. Das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes weist ein erstes Verbindungselement in Verlängerung der zweiten Turmwand und mit dem gleichen Neigungswinkel der zweiten Turmwand auf, wobei das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes sich über die zweite untere Verbindungsfläche hinaus erstreckt. Das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes weist ein zweites Verbindungselement auf, wobei das zweite Verbindungselement zwischen dem ersten Verbindungselement und der ersten Turmwand angeordnet ist. Der Winkel zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement ist ungleich 90 °, bevorzugt größer 90 °, besonders bevorzugt größer 100 °.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Wasserfahrzeug ein oberes Turmmodul auf, wobei das obere Turmmodul eine dritte untere Verbindungsfläche aufweist. Das obere Turmmodul weist eine rotierende dritte Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der ersten Verbindungsflächen und der ersten unteren Verbindungsfläche eine Ringdichtung angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der ersten oberen Verbindungsfläche des ersten Turmmoduls und der zweiten unteren Verbindungsfläche des zweiten Turmmoduls eine Ringdichtung angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das erste Turmmodul eine Auswerteeinheit und/oder Steuereinheit für die erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung auf. Um die Modularität zu optimieren ist es vorteilhaft, die Ansteuerungseinheiten und Auswerteeinheiten, welche für die jeweilige Vorrichtung im Turmmodul genötigt werden, in diesem Modul selber zu installieren. Dieses führt dazu, dass die Elektronik im Wasserfahrzeug selber nicht umgerüstet werden muss, wenn Turmmodule hinzugefügt oder entfernt werden. Alternativ reduziert dieses die Anzahl der an Bord des Wasserfahrzeugs dauerhaft mitgeführten Ansteuer- und Auswerteelektronik. Auch erleichtert dieses eine spätere Um- oder Aufrüstung mit weiteren oder anderen Vorrichtungen, da die notwendige Elektronik im Turmmodul direkt enthalten ist und so jedem Wasserfahrzeug sofort mit Installation des Turmmoduls zur Verfügung steht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Wasserfahrzeug ausgewählt aus der Gruppe Zerstörer, Fregatte, Kreuzer, Korvette, Minenleger, Minenräumfahrzeug, Minenjagdfahrzeug, Patrouillenboot, Schnellboot, Geleitboot, Luftkissenboot, Flugzeugträger, Hubschrauberträger und Aufklärungsschiff. Bevorzugt ist das Wasserfahrzeug ausgewählt aus der Gruppe Korvette, Fregatte und Patrouillenboot.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Wasserfahrzeug wenigstens ein drittes Turmmodul auf, wobei das dritte Turmmodul eine dritte untere Verbindungsfläche und eine dritte obere Verbindungsfläche aufweist. Die dritte untere Verbindungsfläche und die dritte obere Verbindungsfläche sind planparallel und in Längs- und Querrichtung zueinander und exakt übereinander angeordnet, wobei die dritte untere Verbindungsfläche zur Verbindung mit der ersten oberen Verbindungsebene ausgebildet ist und die dritte obere Verbindungsfläche funktional identisch mit der ersten Verbindungsfläche ist. Das dritte Turmmodul weist wenigstens eine dritte im wesentlichen senkrechte Turmwand auf, wobei die dritte Turmwand einen Winkel zur Senkrechten aufweist, wobei der Winkel zwischen der dritten Turmwand und der Senkrechten zwischen 4 ° und 45 °, bevorzugt zwischen 8 ° und 30 °, besonders bevorzugt zwischen 10 ° und 25 °, liegt. Die Flächennormale der dritten Turmwand weist eine nach oben gerichtete Komponente auf. Das dritte Turmmodul weist wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche zur oberen Verbindungsfläche durchgehende Energieversorgungsleitung und eine von der unteren Verbindungsfläche zur oberen Verbindungsfläche durchgehende Datenleitung auf. Des Weiteren können Druckluftleitungen, Luftleitungen zur Klimatisierung, Hydraulikleitungen und/oder Wasserleitungen vorgesehen sein. Das dritte Turmmodul ist vorzugsweise unterhalb des ersten Turmmoduls angeordnet. Das dritte Turmmodul weist keine Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung auf. Das dritte Turmmodul dient ausschließlich dazu, andere Turmmodule höher anzuordnen und so insbesondere auf kleinen Schiffen die Reichweite zu optimieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Wasserfahrzeug ein unbemanntes Wasserfahrzeug. Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug mit einem modularen Sende- und Empfangsturm anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 Ansicht von Steuerbord
Fig. 2 Ansicht von vorn
Fig. 3 drittes Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
Fig. 4 zweites Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
Fig. 5 erstes Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
Fig. 6 Aufsicht auf ein Turmmodul
Fig. 7 Seitenansicht eines Turmmodul
Fig. 8 Seitenansicht eines weiteren Turmmodul
Fig. 9 Perspektivische Ansicht eines Turmmoduls
Fig. 1 bis Fig. 9 zeigen ein Wasserfahrzeug mit einem modulare Sende- und Empfangsturm in einer beispielhaften Konfiguration.
Ein erfindungsgemäßes Wasserfahrzeug 10 ist in Fig. 1 in Seitenansicht Fig. 2 in Frontalansicht und in gezeigt, wobei jeweils eine Seite als Querschnitt dargestellt ist, um gleichzeitig das Innere zu zeigen. Dieses weist einen Sende- und Empfangsturm 20 auf, wobei der Sende- und Empfangsturm 20 aus einem ersten Turmmodul 30, einem zweiten Turmmodul 32, einem dritten Turmmodul 34 und einem oberen Turmmodul 40 besteht. Der Sende- und Empfangsturm 20 weist eine Mehrzahl an Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung 70 auf. Das erste Turmmodul 30 weist eine erste Turmwand 50, das zweite Turmmodul 32 eine zweite Turmwand 52 und das dritte Turmmodul 34 eine dritte Turmwand 54 auf. Die Turmwände sind geneigt, sodass horizontal eintreffende Radarstrahlen nach oben abgelenkt werden und so nicht zum Sender zurück reflektiert werden.
Um auch die Übergänge zwischen den Modulen hinsichtlich der Signatur zu optimieren, weist der Sende- und Empfangsturm 20 am unteren Ende des ersten Turmmoduls 30 ein erstes Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 60, zwischen dem ersten Turmmodul 30 und dem zweiten Turmmodul 32 ein zweites Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 62, zwischen dem zweiten Turmmodul 32 und dem dritten Turmmodul 34 ein drittes Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 64 und zwischen dem dritten Turmmodul 34 und dem oberen Turmmodul 40 ein viertes Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 64 auf. Hierbei werden rechte Winkel zwischen den vorhandenen Flächen vermieden.
Im Inneren weist der Sende- und Empfangsturm 20 eine Leiter 80 auf, um Zugang zu ermöglichen
In Fig. 3 bis Fig. 5 sind die Hilfselemente zur Reduzierung des Radarquerschnittes detailliert im Querschnitt dargestellt. Fig. 3 zeigt das vierte Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 64, wobei die obere Verbindungsfläche 102 des dritten Turmmodul 34 mit der dritten Turmwand 54 sowie die dritte untere Verbindungsfläche 110 des oberen Turmmoduls 40 zu erkennen sind. Fig. 4 zeigt das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 62 zwischen dem ersten Turmmodul 30 mit der ersten Turmwand 50 und der oberen Verbindungsfläche 102 sowie dem zweiten Turmmodul 32 mit der zweiten Turmwand 52 und der unteren Verbindungsfläche 100.
Das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 62 und das vierte Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 66 weisen jeweils einen oberen Teil auf, welcher die Schräge der darüber angeordneten Turmwand fortsetzt und einen unteren Teil, der unter Vermeidung eines rechten Winkels auf die darunter angeordnete Turmwand zuführt.
Das in Fig. 5 gezeigte erste Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes 60 unterscheidet sich hiervon, dass es nur ein die erste Turmwand 50 fortsetzenden Bereich bis kurz über das Deck aufweist. Des Weiteren ist hier die erste Verbindungsfläche 90 des Wasserfahrzeugs zu erkennen.
Fig. 6 bis Fig. 9 zeigt ein beispielhaftes Turmmodul. Fig. 6 zeigt das Turmmodul in der Aufsicht. Erkennbar sind zum einen die Leiter 80 und die Leitungen 130, welche durch den Sende- und Empfangsturm 20 verlaufen. Zum anderen ist die Verbindungsfläche mit Schraublöchern und einer Dichtung 120 erkennbar. Dieses ist auch in Fig. 7 und Fig. 8 jeweils im Querschnitt erkennbar. Fig. 9 zeigt eine perspektivische angeschnittene Darstellung. Zusätzlich sind hier Stifte 140 erkennbar, die eine exakte Ausrichtung in Längs- und Querrichtung der Turmmodule beim Zusammenbau erleichtern.
Bezugszeichen
10 Wasserfahrzeug
20 Sende- und Empfangsturm
30 erstes Turmmodul
32 zweites Turmmodul
34 drittes Turmmodul
40 oberes Turmmodul
50 erste Turmwand
52 zweite Turmwand
54 dritte Turmwand
60 erstes Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
62 zweites Flilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
64 drittes Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
66 viertes Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes
70 Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung
80 Leiter
90 erste Verbindungsfläche
100 untere Verbindungsfläche
102 obere Verbindungsfläche
110 dritte untere Verbindungsfläche
120 Dichtung
130 Leitungen
140 Stift

Claims

Patentansprüche
1. Wasserfahrzeug (10) mit einem modularen Sende- und Empfangsturm (20), wobei das Wasserfahrzeug (10) eine erste Verbindungsfläche (90) in einer ersten Verbindungsebene aufweist, wobei die erste Verbindungsebene horizontal ausgerichtet ist, wobei der modulare Sende- und Empfangsturm (20) wenigstens ein erstes Turmmodul (30) aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) eine erste untere Verbindungsfläche (100) und eine erste obere Verbindungsfläche (102) aufweist, wobei die erste untere Verbindungsfläche (100) und die erste obere Verbindungsfläche (102) planparallel zueinander und exakt übereinander angeordnet sind, wobei die erste untere Verbindungsfläche (100) zur Verbindung mit der ersten Verbindungsebene ausgebildet ist, wobei die erste obere Verbindungsfläche (102) funktional identisch mit der ersten Verbindungsfläche (90) ist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine erste im wesentlichen senkrechte Turmwand (50) aufweist, wobei die erste Turmwand (50) einen Winkel zur Senkrechten aufweist, wobei der Winkel zwischen der ersten Turmwand (50) und der Senkrechten zwischen 4 ° und 45 °, bevorzugt zwischen 8 ° und 30 °, besonders bevorzugt zwischen 10 ° und 25 °, liegt, wobei die Flächennormale der ersten Turmwand (50) eine nach oben gerichtete Komponente aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche (100) zur oberen Verbindungsfläche (102) durchgehende Energieversorgungsleitung aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche (100) zur oberen Verbindungsfläche (102) durchgehende Datenleitung aufweist, wobei das erste Turmmodul (30) wenigstens eine erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung (70) aufweist.
2. Wasserfahrzeug (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Turmmodul (30) nach oben verjüngt, sodass die obere Verbindungsfläche (102) über die wenigstens eine erste Turmwand (50) hinausragt.
3. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsfläche (90) erhöht und im Randbereich von unten zugänglich angeordnet ist.
4. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes (60) unterhalb der ersten Turmwand (50) in deren Verlängerung und mit dem gleichen Neigungswinkel angeordnet ist, wobei das erste Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes (60) sich über die erste untere Verbindungsfläche (100) hinaus erstreckt.
5. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Turmwand (50) aus Stahl, Aluminium oder Verbundfasermaterial, insbesondere kohlefaserverstärktem oder glasfaserverstärktem Kunststoff, besteht.
6. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste obere Verbindungsfläche (102) und die erste untere Verbindungsfläche (100) aus Stahl oder Aluminium bestehen.
7. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (10) wenigstens ein zweites Turmmodul (32) aufweist, wobei das zweite Turmmodul (32) eine zweite untere Verbindungsfläche (100) und eine zweite obere Verbindungsfläche (102) aufweist, wobei die zweite untere Verbindungsfläche (100) und die zweite obere Verbindungsfläche planparallel zueinander und exakt übereinander angeordnet sind, wobei die zweite untere Verbindungsfläche (100) zur Verbindung mit der ersten oberen Verbindungsebene ausgebildet ist, wobei die zweite obere Verbindungsfläche (102) funktional identisch mit der ersten Verbindungsfläche (90) ist, wobei das zweite Turmmodul (32) wenigstens eine zweite im wesentlichen senkrechte Turmwand (52) aufweist, wobei die zweite Turmwand (52) einen Winkel zur Senkrechten aufweist, wobei der Winkel zwischen der zweite Turmwand (52) und der Senkrechten zwischen 4 ° und 45 °, bevorzugt zwischen 8 ° und 30 °, besonders bevorzugt zwischen 10 ° und 25 °, liegt, wobei die Flächennormale der zweite Turmwand (52) eine nach oben gerichtete Komponente aufweist, wobei das zweite Turmmodul (32) wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche (100) zur oberen Verbindungsfläche (102) durchgehende Energieversorgungsleitung aufweist, wobei das zweite Turmmodul (32) wenigstens eine von der unteren Verbindungsfläche (100) zur oberen Verbindungsfläche (102) durchgehende Datenleitung aufweist, wobei das zweite Turmmodul (32) oberhalb oder unterhalb des ersten Turmmoduls (30) angeordnet ist.
8. Wasserfahrzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Turmmodul (32) oberhalb des ersten Turmmoduls (30) angeordnet ist, wobei wenigstens ein zweites Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes (62) unterhalb der zweiten Turmwand (52) angeordnet ist, wobei das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes (62) ein erstes Verbindungselement in Verlängerung der zweiten Turmwand (52) und mit dem gleichen Neigungswinkel der zweiten Turmwand (52) aufweist, wobei das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes (62) sich über die zweite untere Verbindungsfläche (100) hinaus erstreckt, wobei das zweite Hilfselement zur Reduzierung des Radarquerschnittes (62) ein zweites Verbindungselement aufweist, wobei das zweite Verbindungselement zwischen dem ersten Verbindungselement und der ersten Turmwand (50) angeordnet ist, wobei der Winkel zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement ungleich 90 ° ist, bevorzugt größer 90 °, besonders bevorzugt größer 100 ° ist.
9. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (10) ein oberes Turmmodul (40) aufweist, wobei das obere Turmmodul (40) eine dritte untere Verbindungsfläche (100) aufweist, wobei das obere Turmmodul (40) eine rotierende dritte
Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung (70) aufweist.
10. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Verbindungsflächen (90) und der ersten unteren Verbindungsfläche (100) eine Ringdichtung (120) angeordnet ist.
11.Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Turmmodul (30) eine Auswerteeinheit und/oder Steuereinheit für die erste Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung (70) aufweist.
12. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (10) ausgewählt ist aus der Gruppe
Korvette, Minenleger, Minenräumfahrzeug, Minenjagdfahrzeug, Patrouillenboot, Schnellboot, Geleitboot, Luftkissenboot, Flugzeugträger, Hubschrauberträger und Aufklärungsschiff.
13. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (10) ein unbemanntes Wasserfahrzeug ist.
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