EP4466515A1 - Unterwasserfahrzeug zur zerstörung von seeminen - Google Patents

Unterwasserfahrzeug zur zerstörung von seeminen

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Publication number
EP4466515A1
EP4466515A1 EP23700673.9A EP23700673A EP4466515A1 EP 4466515 A1 EP4466515 A1 EP 4466515A1 EP 23700673 A EP23700673 A EP 23700673A EP 4466515 A1 EP4466515 A1 EP 4466515A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
funnel
detonator
underwater vehicle
igniter
explosive
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
EP23700673.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian HÜCKING
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.)
Tkms Atlas Elektronik GmbH
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
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 ThyssenKrupp AG, Atlas Elektronik GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP4466515A1 publication Critical patent/EP4466515A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B19/00—Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/10—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C14/00—Mechanical fuzes characterised by the ammunition class or type
    • F42C14/04—Mechanical fuzes characterised by the ammunition class or type for torpedoes, marine mines or depth charges
    • F42C14/045—Mechanical fuzes characterised by the ammunition class or type for torpedoes, marine mines or depth charges having electric igniters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/0838—Primers or igniters for the initiation or the explosive charge in a warhead
    • F42C19/0842—Arrangements of a multiplicity of primers or detonators, dispersed within a warhead, for multiple mode selection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/095—Arrangements of a multiplicity of primers or detonators, dispersed around a warhead, one of the primers or detonators being selected for directional detonation effects
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the destruction of sea mines by means of a shaped charge on an underwater vehicle.
  • Underwater vehicles can be equipped with a shaped charge for destroying sea mines, with which the sea mine can be destroyed.
  • the shaped charge is typically ignited using an impact initiator. In this case, when the sea mine is destroyed, the underwater vehicle is also destroyed.
  • the shaped charge is used to safely destroy the sea mine with a large, localized impact of energy by detonating the sea mine. This is called sympathetic ignition.
  • the sea mine should not be detonated, but should nevertheless be rendered harmless. This can be the case, for example, if the sea mine is close to infrastructure, such as a bridge pier, a gas line or a telecommunications line.
  • the goal may be to destroy only the electronics of the sea mine. For example, a hole is ripped in the sea mine's hull, allowing water to enter the sea mine and destroying the electronics, but without detonating the sea mine's explosives. It is not possible to destroy such sea mines with the known shaped charges used on underwater vehicles.
  • the object of the present invention is therefore to create an improved concept for destroying sea mines.
  • Exemplary embodiments show an underwater vehicle for destroying sea mines.
  • the underwater vehicle has a shaped charge and a control unit.
  • the shaped charge includes a funnel, explosives, and two igniters (ie, a first igniter and a second igniter).
  • a funnel is a cone or a cone-shaped object that is not solid but only has a lateral surface and optionally a top surface.
  • a (hollow) cone or a (hollow) truncated cone is suitable as a funnel.
  • the base area and/or optionally the top area of the funnel are typically not material, but result from a connection of the respective ends of the lateral area. In other words, the base area and/or optionally the top area of the funnel are typically not physically present, but only virtually. However, the top surface can also be physically present.
  • the explosive is arranged around the lateral surface of the funnel.
  • the explosive encloses the entire lateral surface directed outwards.
  • the first igniter is located at a tapered end of the funnel. This means that the first igniter is located at the tip or the top surface of the funnel.
  • the second igniter is spaced from the first igniter. That is, the second igniter is in a different position relative to the funnel than the first igniter, and both igniters are not directly adjacent. Accordingly, the shaped charge corresponds to known shaped charges, supplemented by the second igniter.
  • the control unit optionally controls the first detonator in order to detonate the explosive at the tapered end of the funnel and to obtain a directed blast.
  • the control unit controls the second detonator to detonate the explosive at the location where the second detonator is located.
  • both detonators can be triggered automatically or by remote detonation.
  • Automatic ignition occurs, for example, at the onset of a predetermined event. For example, it is possible for an impact of the underwater vehicle to be detected.
  • the detector for detecting the impact can generate an electrical signal and the control unit can then based control the first igniter on the electrical signal.
  • a condition can be stored in the control unit under which the first detonator may trigger, for example to prevent unwanted detonation.
  • a fuze may be referred to as an electronic impact fuze.
  • the first detonator is designed to detonate upon impact of the underwater vehicle in order to detonate the explosive at the tapered end of the funnel and to obtain a directed detonation. This means that the first detonator can be detonated by the underwater vehicle impacting the mine.
  • the control unit drives the second detonator to detonate the explosive at the location where the second detonator is located. In this case one can speak of a mechanical impact fuze.
  • the idea is, in addition to the known ignition of the hollow charge at the tapered end, which makes the hollow charge so effective because of its detonation directed through the funnel, to provide a further ignition point of the explosive of the hollow charge.
  • the second point of initiation results in a different type of blast than the through-the-funnel blast.
  • this other type of detonation by the second detonator less energy impinges on the sea mine, ie when the shaped charge is detonated by the first detonator.
  • the second detonator is arranged in such a way that the detonation of the explosive results in a diffuse detonation.
  • Diffuse blasting is also known as a blast. This is advantageous in order to distribute the entire energy of the explosive in the shaped charge over the largest possible area in space. The energy which still impinges on the sea mine can be adjusted by the distance between the underwater vehicle and the sea mine.
  • the second igniter is arranged within a projection of the lateral surface.
  • the projection takes place in a plane parallel to a central axis of the funnel.
  • the second igniter is spaced from the first igniter.
  • the central axis of the funnel is the straight line that connects the center point of the base with the tip or the center point of the top surface connects. This arrangement of the igniter is one way of achieving diffuse detonation of the shaped charge.
  • the second igniter is advantageously arranged within a projection of the lateral surface in such a way that the second igniter is at a distance of at least 10%, in particular at least 20% or at least 30%, of a height of the funnel from the tapered end of the funnel and optionally also from the base of the funnel, so that the second igniter is arranged at a distance from the first igniter.
  • the starting point for measuring the distance to the tapered end of the funnel can be the tip or the center point of the top surface of the funnel.
  • the Euclidean distance can be viewed as the distance. However, only the component of the Euclidean distance that is perpendicular to the base of the funnel is preferably regarded as the distance.
  • the height of the funnel is considered to be the distance (or distance) between the center of the base and the tip or the center of the top surface.
  • the second igniter is part of a plurality of igniters which are each arranged at a distance from the first igniter. This can be viewed as the shaped charge having a plurality of second igniters.
  • the control unit controls the igniters of the plurality of igniters in a time-predetermined order. This also means that the igniters of the plurality of igniters can be activated simultaneously. Firing the detonators in a predetermined time sequence is advantageous in order to detonate the explosive in a predetermined form. For example, a directional effect can be generated. With two ignition points, the directivity results, for example, perpendicularly to a line connecting the two ignition points.
  • the igniters of the plurality of igniters are preferably arranged equidistantly. In this case, there is no preferred direction of the blast triggered by the arrangement of the detonators.
  • the igniters of the plurality of igniters may be arranged in a plane that is parallel to a base of the funnel. In other words, the igniters of the plurality of igniters are arranged laterally circumferentially in the plane. In one embodiment, two igniters can be arranged symmetrically in the plane.
  • the igniters of the plurality of igniters are preferably arranged within a projection of the lateral surface in such a way that the igniters of the plurality of igniters are at a distance of at least 10%, in particular at least 20% or at least 30%, from a height of the funnel to a base area and the tapered end of the funnel, so that the igniters of the plurality of igniters are arranged at a distance from the first igniter.
  • this exemplary embodiment has already been explained for the second igniter.
  • the first and the second igniter, and optionally, i.e. in exemplary embodiments with a plurality of igniters, also the further igniters of the plurality of igniters are electrical igniters.
  • the control unit is designed to output an electrical signal in order to control either the first igniter or the second igniter and the optional further igniters. This is advantageous in order to allow a controlled alternative (rather than simultaneous) triggering of the two detonators.
  • a method for destroying sea mines by means of a shaped charge arranged on an underwater vehicle comprising a funnel and explosives which are arranged around a lateral surface of the funnel.
  • the method includes navigating the submersible to a detonation position. Depending on a desired explosive effect, (either) a) the explosive is detonated at a tapered end of the funnel, or b) the explosive is detonated at a point other than the tapered end of the funnel.
  • the underwater vehicle hits the sea mine with a nose for step a).
  • the impact of the nose of the submersible on the sea mine triggers the detonation of the explosive at the tapered end of the funnel.
  • the explosives are ignited according to step a) automatically or remotely when the underwater vehicle is aligned with the sea mine in such a way that a projection of the first detonator is directed through a center point of a base area of the funnel onto the sea mine.
  • the underwater vehicle drives for step b) up to a predetermined distance corridor to the sea mine.
  • the explosives are detonated automatically or remotely.
  • 1 a schematic sectional view of an underwater vehicle with a shaped charge.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of an underwater vehicle 20.
  • the section is made through a longitudinal axis of the underwater vehicle 20.
  • a shaped charge 22 is arranged in the underwater vehicle 20.
  • FIG. Sea mines can be destroyed by means of the shaped charge 22 .
  • the shaped charge 22 comprises a funnel 24, explosives 26 and a first igniter 28 and a second igniter 30.
  • the explosive is arranged around a lateral surface 32 of the funnel.
  • the funnel in the exemplary embodiment shown consists only of the lateral surface 32 .
  • a cover surface it is also possible, for example, for a cover surface to be provided on the tapered end of the funnel 24 .
  • the watercraft 20 includes a control unit 34.
  • the control unit 34 can control the second detonator 30 in order to detonate the explosive 26 at the point at which the second detonator 30 is arranged.
  • a preferably electrical connection 36 is provided for controlling the second igniter 30 .
  • the control unit 34 can also control the first detonator 28 in order to detonate the explosive 26 at the tapered end of the funnel 24 .
  • the optional, preferably electrical, connection 38 is provided for controlling the first igniter 28 .
  • the control unit 34 can automatically activate the first and/or the second igniter 28, 30.
  • the control unit 34 can receive the command to activate the first and/or the second detonator 28, 30 remotely.
  • the underwater vehicle can be connected to a command center, e.g. a ship, with a cable, for example an optical waveguide.
  • Switching between the activation of the first igniter and the second igniter is represented by a stylized switch 44 .
  • the switch 44 can switch between the illustrated position for igniting the second sensor 30 and a position for igniting the first sensor 28 as shown by the double arrow 46 .
  • the switching option by means of an impact fuse is optional.
  • the first igniter 28 can be designed to ignite when the underwater vehicle 20 impacts.
  • the igniter 28 can be designed as a mechanical impact igniter.
  • a sensor eg mechanically or as a proximity sensor
  • the control unit 34 triggers the first sensor 28 .
  • no mechanical impact fuze is necessary to achieve the same effect.
  • the latter has the advantage that the ignition can be enabled by another parameter (e.g. ignition permitted/ignition not permitted) in the control unit. This makes it possible to prevent unwanted ignition.
  • Firing of the first igniter 28 results in the known directional blast (eg, in the form of a cumulative metal jet) from the tapered end of the funnel through the center of the base of the funnel. That is, the effect of the blast runs along the double arrow 40, which indicates the height of the funnel 24. Furthermore, the double arrow 40 also lies on the central axis of the funnel 24.
  • the shaped charge 22 can have a hood 42.
  • Firing the second detonator results in a different blast.
  • diffuse detonation takes place within a projection of the lateral surface in a plane parallel to the central axis of the funnel.
  • This explosion is also referred to as a blast.
  • the plane into which the projection takes place lies, for example, on the outside of the explosive.
  • the explosive can have a rotationally symmetrical, in particular cylindrical, lateral surface.
  • a further (second) igniter is also shown as an option.
  • the second igniter is then part of a plurality of igniters. It is therefore possible, for example, to use two or more additional detonators. The description for the second detonator applies analogously to the other detonators.
  • a further, in particular electrical, connection 36 ′ is shown between the further igniter 48 and the control unit 34 .
  • the underwater vehicle can have waterborne sound transducers for orientation.
  • the underwater vehicle can have a camera for orientation.
  • the underwater vehicle can have waterborne sound transducers to identify the sea mine.
  • the underwater vehicle can have a camera for orientation.
  • the same waterborne sound converters or the same camera can be used for orientation and/or identification of the sea mine. Both the camera and the hydrophone are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the (water) sound transducers disclosed are designed for use under water, in particular in the sea.
  • the sound converters can convert waterborne sound into an electrical signal corresponding to the sound pressure (eg voltage or current), the waterborne sound signal.
  • it is possible for the sound converters to be able to convert an applied electrical voltage into waterborne sound.
  • the sound converters can be used as waterborne sound receivers and/or as waterborne sound transmitters.
  • the sound transducers can have a piezoelectric material, for example a piezoceramic, as the sensory material.
  • the sound converters can be used for (active and/or passive) sonar (sound navigation and ranging, dl: sound navigation and distance determination).
  • the sound converters are preferably not suitable for medical applications or are not used for medical applications.
  • aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

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Abstract

Unterwasserfahrzeug (20) zur Zerstörung von Seeminen. Das Unterwasserfahrzeug weist eine Hohlladung (22) umfassend einen Trichter (24), Sprengstoff (26) sowie einen ersten und einen zweiten Zünder (28, 30) auf, wobei der Sprengstoff (26) um eine Mantelfläche (32) des Trichters herum angeordnet ist, der erste Zünder (28) an einem verjüngten Ende des Trichters angeordnet ist und der zweite Zünder (30) beabstandet von dem ersten Zünder (28) angeordnet ist. Ferner umfasst das Unterwasserfahrzeug a) eine Steuereinheit (34), die ausgebildet ist, wahlweise den ersten Zünder (28) anzusteuern, um den Sprengstoff (26) an dem verjüngten Ende des Trichters zu zünden und eine gerichtete Sprengung zu erhalten oder den zweiten Zünder (30) anzusteuern, um den Sprengstoff (26) an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder (30) angeordnet ist, oder b) eine Steuereinheit (34), die ausgebildet ist, den zweiten Zünder (30) anzusteuern, um den Sprengstoff (26) an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder (30) angeordnet ist, wobei der erste Zünder (28) ausgebildet ist, bei einem Aufprall des Unterwasserfahrzeugs (20) zu zünden, um den Sprengstoff (26) an dem verjüngten Ende des Trichters zu zünden und eine gerichtete Sprengung zu erhalten.

Description

Unterwasserfahrzeug zur Zerstörung von Seeminen
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf das Zerstören von Seeminen mittels einer Hohlladung auf einem Unterwasserfahrzeug.
Unterwasserfahrzeuge können für die Zerstörung von Seeminen mit einer Hohlladung ausgestattet sein, mit der die Seemine zerstört werden kann. Die Hohlladung wird typischerweise mittels eines Aufprallauslösers gezündet. In diesem Fall wird das Unterwasserfahrzeug bei der Zerstörung der Seemine ebenfalls zerstört.
Die Hohlladung wird verwendet, um die Seemine sicher durch eine große, punktuelle Energieeinwirkung zu zerstören, indem die Seemine zur Detonation gebracht wird. Dies wird als sympathetische Zündung bezeichnet. Es gibt jedoch Konstellationen, in denen die Seemine nicht zur Detonation gebracht werden, aber dennoch unschädlich gemacht werden soll. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Seemine in der Nähe von Infrastruktur, beispielsweise einem Brückenpfeiler, einer Gasleitung oder einer Telekommunikationsleitung, liegt. Hier kann es das Ziel sein, nur die Elektronik der Seemine zu zerstören. Beispielsweise wird ein Loch in die Hülle der Seemine gerissen, durch die Wasser in die Seemine eindringt und die Elektronik zerstört, ohne jedoch den Sprengstoff der Seemine zur Detonation zu bringen. Mit den bekannten, auf Unterwasserfahrzeugen verwendeten Hohlladungen ist das Zerstören solcher Seeminen nicht möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für das Zerstören von Seeminen zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Ausführungsbeispiele zeigen ein Unterwasserfahrzeug zur Zerstörung von Seeminen. Das Unterwasserfahrzeug weist eine Hohlladung und eine Steuereinheit auf. Die Hohlladung umfasst einen Trichter, Sprengstoff und zwei Zünder (d.h. einen ersten Zünder und einen zweiten Zünder). Als Trichter wird ein Konus bzw. ein konusförmiges Objekt bezeichnet, das nicht massiv ist, sondern nur eine Mantelfläche und optional eine Deckfläche aufweist. Als Trichter ist ein (Hohl-) Kegel oder ein (Hohl-) Kegelstumpf geeignet. Grundfläche und/oder optional Deckfläche des Trichters sind typischerweise nicht materiell, sondern ergeben sich aus einer Verbindung der jeweiligen Enden der Mantelfläche. In anderen Worten sind Grundfläche und/oder optional Deckfläche des Trichters typischerweise nicht physikalisch vorhanden, sondern nur virtuell. Die Deckfläche kann jedoch auch physikalisch vorhanden sein.
Der Sprengstoff ist um die Mantelfläche des Trichters herum angeordnet. Insbesondere schließt der Sprengstoff die gesamte, nach außen gerichtete Mantelfläche ein. Der erste Zünder ist an einem verjüngten Ende des Trichters angeordnet. D.h. der erste Zünder befindet sich an der Spitze bzw. der Deckfläche des Trichters. Der zweite Zünder ist beabstandet von dem ersten Zünder. D.h., der zweite Zünder befindet sich an einer anderen Position relativ zu dem Trichter als der erste Zünder und beide Zünder liegen auch nicht direkt nebeneinander. Die Hohlladung entspricht demnach bekannten Hohlladungen, ergänzt um den zweiten Zünder.
Für das Auslösen der Zünder gibt es zwei Optionen: a) Die Steuereinheit steuert wahlweise den ersten Zünder an, um den Sprengstoff an dem verjüngten Ende des Trichters zu zünden und eine gerichtete Sprengung zu erhalten. Alternativ steuert die Steuereinheit den zweiten Zünder an, um den Sprengstoff an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder angeordnet ist. In diesem Fall kann das Auslösen beider Zünder automatisch oder per Fernzündung erfolgen. Eine automatische Zündung tritt beispielsweise bei Einsetzen eines vorbestimmten Ereignisses ein. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Aufprall des Unterwasserfahrzeugs detektiert wird. Der Detektor zur Detektion des Aufpralls kann ein elektrisches Signal erzeugen und die Steuereinheit kann dann basierend auf dem elektrischen Signal den ersten Zünder ansteuern. So kann in der Steuereinheit beispielsweise eine Bedingung hinterlegt sein, unter der der erste Zünder auslösen darf, beispielsweise um eine ungewollte Zündung zu verhindern. Ein solcher Zünder kann als elektronischer Aufprallzünder bezeichnet werden. b) Der erste Zünder ist ausgebildet, bei einem Aufprall des Unterwasserfahrzeugs zu zünden, um den Sprengstoff an dem verjüngten Ende des Trichters zu zünden und eine gerichtete Sprengung zu erhalten. D.h. der erste Zünder kann durch einen Aufprall des Unterwasserfahrzeugs auf die Mine gezündet werden. Die Steuereinheit steuert den zweiten Zünder an, um den Sprengstoff an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder angeordnet ist. In diesem Fall kann von einem mechanischen Aufprallzünder gesprochen werden.
Idee ist es, neben der bekannten Zündung der Hohlladung an dem verjüngten Ende, die die Hohlladung wegen ihrer durch den Trichter hindurch gerichteten Sprengung so effektiv macht, einen weiteren Zündungspunkt des Sprengstoffs der Hohlladung vorzusehen. Der zweite Zündungspunkt resultiert in einer anderen Art der Sprengung als der durch den Trichter hindurch gerichteten Sprengung. Vorteilhafterweise trifft bei dieser anderen Art der Sprengung durch den zweiten Zünder weniger Energie auf der Seemine auf, also bei der Zündung der Hohlladung durch den ersten Zünder.
In Ausführungsbeispielen ist der zweite Zünder derart angeordnet ist, dass das Zünden des Sprengstoffs in einer diffusen Sprengung resultiert. Die diffuse Sprengung wird auch als Blast bezeichnet. Dies ist vorteilhaft, um die gesamte Energie des Sprengstoffs der Hohlladung auf eine möglichst große Fläche im Raum zu verteilen. Durch den Abstand des Unterwasserfahrzeugs zu der Seemine kann die Energie eingestellt werden, die noch auf die Seemine auftrifft.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist der zweite Zünder innerhalb einer Projektion der Mantelfläche angeordnet. Die Projektion erfolgt in eine Ebene parallel zu einer Mittelachse des Trichters. So ist der zweite Zünder beabstandet von dem ersten Zünder angeordnet. Die Mittelachse des Trichters ist die Gerade, die den Mittelpunkt der Grundfläche mit der Spitze bzw. dem Mittelpunkt der Deckfläche verbindet. Diese Anordnung des Zünders ist eine Möglichkeit, eine diffuse Sprengung der Hohlladung zu erzielen.
Vorteilhafterweist ist der zweite Zünder derart innerhalb einer Projektion der Mantelfläche angeordnet, dass der zweite Zünder einen Abstand von mindestens 10%, insbesondere mindestens 20% oder mindestens 30%, einer Höhe des Trichters zu dem verjüngten Ende des Trichters und optional ebenfalls zu der Grundfläche des Trichters aufweist, damit der zweite Zünder beabstandet von dem ersten Zünder angeordnet ist. Ausgangspunkt für die Messung des Abstands zu dem verjüngten Ende des Trichters kann die Spitze bzw. der Mittelpunkt der Deckfläche des Trichters sein. Als Abstand kann der euklidische Abstand angesehen werden. Bevorzugt wird als Abstand jedoch nur die Komponente des euklidischen Abstands angesehen, die senkrecht zu der Grundfläche des Trichters liegt. Als Höhe des Trichters wird die Distanz (bzw. der Abstand) zwischen Mittelpunkt der Grundfläche und der Spitze bzw. dem Mittelpunkt der Deckfläche angesehen.
In Ausführungsbeispielen ist der zweite Zünder Teil einer Mehrzahl von Zündern, die jeweils beabstandet von dem ersten Zünder angeordnet sind. Dies kann so betrachtet werden, dass die Hohlladung eine Mehrzahl von zweiten Zündern aufweist. Die Steuereinheit steuert die Zünder der Mehrzahl von Zündern in zeitlich vorbestimmter Reihenfolge an. Dies beinhaltet auch, dass die Zünder der Mehrzahl von Zündern gleichzeitig angesteuert werden können. Das Zünden der Zünder in zeitlich vorbestimmter Reihenfolge ist vorteilhaft, um den Sprengstoff in einer vorbestimmten Form zur Detonation zu bringen. So kann beispielsweise eine Richtwirkung erzeugt werden. Die Richtwirkung ergibt sich bei zwei Zündpunkten beispielweise senkrecht zu einer Verbindungslinie beider Zündpunkte.
Bevorzugt sind die Zünder der Mehrzahl von Zündern äquidistant angeordnet. In diesem Fall gibt es keine durch die Anordnung der Zünder ausgelöste Vorzugsrichtung der Sprengung.
Ferner können die Zünder der Mehrzahl von Zündern in einer Ebene angeordnet sein, die parallel zu einer Grundfläche des Trichters liegt. In anderen Worten sind die Zünder der Mehrzahl von Zündern lateral umlaufend in der Ebene angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel können zwei Zünder symmetrisch in der Ebene angeordnet sein.
Bevorzugt sind die Zünder der Mehrzahl von Zündern derart innerhalb einer Projektion der Mantelfläche angeordnet, dass die Zünder der Mehrzahl von Zündern einen Abstand von mindestens 10%, insbesondere mindestens 20% oder mindestens 30%, einer Höhe des Trichters zu einer Grundfläche und dem verjüngten Ende des Trichters aufweisen, damit die Zünder der Mehrzahl von Zündern beabstandet von dem ersten Zünder angeordnet sind. In einem vorangegangenen Ausführungsbeispiel wurde dieses Ausführungsbeispiel bereits für den zweiten Zünder erläutert. Diese Ausführungen gelten analog für die weiteren Zünder der Mehrzahl von Zündern.
In Ausführungsbeispielen sind der erste und der zweite Zünder, und optional, d.h. in Ausführungsbeispielen mit einer Mehrzahl von Zündern, auch die weiteren Zünder der Mehrzahl von Zündern elektrische Zünder. Die Steuereinheit ist ausgebildet, ein elektrisches Signal auszugeben, um entweder den ersten Zünder oder den zweiten Zünder und die optionalen weiteren Zünder anzusteuern. Dies ist vorteilhaft, um ein kontrolliertes alternatives (und nicht gleichzeitiges) Auslösen der beiden Zünder zu ermöglichen.
Analog ist ein Verfahren zur Zerstörung von Seeminen mittels einer auf einem Unterwasserfahrzeug angeordneten Hohlladung umfassend einen Trichter und Sprengstoff, der um eine Mantelfläche des Trichters herum angeordnet ist. Das Verfahren umfasst das Navigieren des Unterwasserfahrzeugs in eine Sprengposition. Abhängig von einer gewünschten Sprengwirkung wird (entweder) a) der Sprengstoff an einem verjüngten Ende des Trichters gezündet oder b) der Sprengstoff an einem anderen Punkt als dem verjüngten Ende des Trichters gezündet.
In einem Ausführungsbeispiel schlägt das Unterwasserfahrzeug für Schritt a) mit einer Nase auf die Seemine auf. Durch das Auftreffen der Nase des Unterwasserfahrzeugs auf die Seemine wird das Zünden des Sprengstoffs an dem verjüngten Ende des Trichters ausgelöst. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt das Zünden des Sprengstoffs gemäß Schritt a) automatisch oder ferngesteuert, wenn das Unterwasserfahrzeug derart auf die Seemine ausgerichtet ist, dass eine Projektion des ersten Zünders durch einen Mittelpunkt einer Grundfläche des Trichters auf die Seemine gerichtet ist.
In Ausführungsbeispielen fährt das Unterwasserfahrzeug für Schritt b) bis auf einen vorbestimmten Abstandskorridor an die Seemine heran. Dort, d.h. wenn der Abstandskorridor erreicht wird, wird der Sprengstoff automatisch oder ferngesteuert gezündet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Schnittdarstellung eines Unterwasserfahrzeugs mit einer Hohlladung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Unterwasserfahrzeugs 20. Der Schnitt erfolgt durch eine Längsachse des Unterwasserfahrzeugs 20. In dem Unterwasserfahrzeug 20 ist eine Hohlladung 22 angeordnet. Mittels der Hohlladung 22 können Seeminen zerstört werden. Die Hohlladung 22 umfasst einen Trichter 24, Sprengstoff 26 sowie einen ersten Zünder 28 und einen zweiten Zünder 30.
Der Sprengstoff ist um eine Mantelfläche 32 des Trichters angeordnet. Es sei angemerkt, dass der Trichter in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nur aus der Mantelfläche 32 besteht. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, dass an dem verjüngten Ende des Trichters 24 eine Deckfläche vorgesehen sein kann. Ferner ist es möglich, statt des offenbarten (Hohl-) Kegelstumpfs als Trichter auch einen (Hohl-) kegel vorzusehen.
Ferner umfasst das Wasserfahrzeug 20 eine Steuereinheit 34. Die Steuereinheit 34 kann den zweiten Zünder 30 ansteuern, um den Sprengstoff 26 an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder 30 angeordnet ist. Zur Ansteuerung des zweiten Zünders 30 ist eine, bevorzugt elektrische, Verbindung 36 vorgesehen. Optional kann die Steuereinheit 34 auch den ersten Zünder 28 ansteuern, um den Sprengstoff 26 an dem verjüngten Ende des Trichters 24 zu zünden. Zur Ansteuerung des ersten Zünders 28 ist die optionale, bevorzugt elektrische, Verbindung 38 vorgesehen.
Die Steuereinheit 34 kann, gesteuert durch entsprechende, nicht gezeigte, Sensoren, das Ansteuern des ersten und/oder des zweiten Zünders 28, 30 automatisch vornehmen. Alternativ kann die Steuereinheit 34 den Befehl zum Ansteuern des ersten und/oder des zweiten Zünders 28, 30 ferngesteuert erhalten. Zur Fernsteuerung kann das Unterwasserfahrzeug mit einem Kabel, beispielsweise einem Lichtwellenleiter, mit einer Kommandozentrale, z.B. einem Schiff, verbunden sein.
Das Umschalten zwischen der Ansteuerung des ersten Zünders und des zweiten Zünders ist mittels eines stilisierten Schalters 44 dargestellt. Der Schalter 44 kann entsprechend der Darstellung des Doppelpfeils 46 zwischen der dargestellten Stellung zur Zündung des zweiten Sensors 30 und einer Stellung zur Zündung des ersten Sensors 28 schalten. Die Schaltmöglichkeit ist gemäß nachfolgend beschriebener Ausgestaltung mittels Aufschlagzünders jedoch optional.
Ferner kann der erste Zünder 28 ausgebildet sein, bei einem Aufprall des Unterwasserfahrzeugs 20 zu zünden. Hierzu kann der Zünder 28 als mechanischer Aufprallzünder ausgebildet sein. Dies kann als Alternative zur Steuerung per Steuereinheit angesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass durch den Aufprall des Unterwasserfahrzeugs ein Sensor aktiviert wird (z.B. mechanisch oder als Näherungssensor), woraufhin die Steuereinheit 34 den ersten Sensor 28 auslöst. In diesem Fall ist kein mechanischer Aufprallzünder notwendig, um den gleichen Effekt zu erzielen. Vielmehr kann von einem elektrischen Aufprallzünder gesprochen werden. Letzteres hat den Vorteil, dass die Zündung durch einen weiteren Parameter (z.B. Zündung erlaubt / Zündung nicht erlaubt) in der Steuereinheit freigegeben werden kann. Dies ermöglicht es, eine ungewollte Zündung zu verhindern. Das Zünden des ersten Zünders 28 resultiert in der bekannten, gerichteten Sprengung (z.B. in Form eines kumulativen Metallstrahls) ausgehend von dem verjüngten Ende des Trichters durch die Mitte der Grundfläche des Trichters. D.h. die Wirkung der Sprengung verläuft entlang des Doppelpfeils 40, der die Höhe des Trichters 24 anzeigt. Ferner liegt der Doppelpfeil 40 ebenfalls auf der Mittelachse des Trichters 24. Um eine Beschleunigungsstrecke für den sich verformenden Trichter bei der Zündung durch den ersten Zünder 28 zu schaffen, kann die Hohlladung 22 eine Haube 42 aufweisen.
Das Zünden des zweiten Zünders resultiert in einer abweichenden Sprengung. Insbesondere erfolgt mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung des zweiten Zünders innerhalb einer Projektion der Mantelfläche in eine Ebene parallel zu der Mittelachse des Trichters eine diffuse Sprengung. Diese Sprengung wird auch als Blast bezeichnet. Die Ebene, in die die Projektion erfolgt, liegt beispielsweise auf der Außenseite des Sprengstoffs. Der Sprengstoff kann dazu eine rotationssymmetrische, insbesondere zylinderförmige, Mantelfläche aufweisen.
Ferner ist optional ein weiterer (zweiter) Zünder dargestellt. Der zweite Zünder ist dann Teil einer Mehrzahl von Zündern. Es ist demnach möglich, beispielweise auch zwei oder mehr weitere Zünder einzusetzen. Für die weiteren Zünder gilt die Beschreibung zu dem zweiten Zünder analog. Entsprechend ist zwischen dem weiteren Zünder 48 und der Steuereinheit 34 eine weitere, insbesondere elektrische, Verbindung 36' gezeigt.
Zur Orientierung kann das Unterwasserfahrzeug Wasserschallwandler aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann das Unterwasserfahrzeug zur Orientierung eine Kamera aufweisen. Zur Identifikation der Seemine kann das Unterwasserfahrzeug Wasserschallwandler aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann das Unterwasserfahrzeug zur Orientierung eine Kamera aufweisen. Die für die Orientierung und/oder die Identifikation der Seemine können die gleichen Wasserschallwandler bzw. die gleiche Kamera verwendet werden. Sowohl die Kamera als auch die Wasserschallwandler sind in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die offenbarten (Wasser-) Schallwandler sind für den Einsatz unter Wasser, insbesondere im Meer, ausgelegt. Die Schallwandler können, Wasserschall in eine dem Schalldruck entsprechenden elektrischen Signal (z.B. Spannung oder Strom), das Wasserschallsignal, umwandeln. Überdies ist es möglich, dass die Schallwandler eine anliegende elektrische Spannung in Wasserschall umwandeln können. Die Schallwandler können demnach als Wasserschallempfänger und/oder als Wasserschallsender verwendet werden. Als sensorisches Material können die Schallwandler ein piezoelektrisches Material, beispielsweise eine Piezokeramik, aufweisen. Die Schallwandler können für (Aktiv- und/oder Passiv-) Sonar (sound navigation and ranging, dl: Schall-Navigation und -Entfernungsbestimmung) eingesetzt werden. Die Schallwandler sind bevorzugt nicht für medizinische Anwendungen geeignet bzw. werden nicht für medizinische Anwendungen eingesetzt.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. Bezugszeichenliste:
20 Unterwasserfahrzeug
22 Hohlladung
24 Trichter
26 Sprengstoff
28 erster Zünder
30 zweiter Zünder
32 Mantelfläche
34 Steuereinheit
36 Verbindung
38 Verbindung
40 Doppelpfeil (Höhe bzw. Mittelachse des Trichters)
42 Haube
44 Schalter
46 Doppelpfeil (Schalterstellungen)
48 weiterer (zweiter) Zünder

Claims

Patentansprüche
1 . Unterwasserfahrzeug (20) zur Zerstörung von Seeminen mit folgenden Merkmalen:
- einer Hohlladung (22) umfassend einen Trichter (24), Sprengstoff (26) sowie einen ersten und einen zweiten Zünder (28, 30), wobei der Sprengstoff (26) um eine Mantelfläche (32) des Trichters herum angeordnet ist, der erste Zünder (28) an einem verjüngten Ende des Trichters angeordnet ist und der zweite Zünder (30) beabstandet von dem ersten Zünder (28) angeordnet ist; und
- entweder
- a) einer Steuereinheit (34), die ausgebildet ist, wahlweise den ersten Zünder (28) anzusteuern, um den Sprengstoff (26) an dem verjüngten Ende des Trichters zu zünden und eine gerichtete Sprengung zu erhalten oder den zweiten Zünder (30) anzusteuern, um den Sprengstoff (26) an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder (30) angeordnet ist
- oder
- b) wobei der erste Zünder (28) ausgebildet ist, bei einem Aufprall des Unterwasserfahrzeugs (20) zu zünden, um den Sprengstoff (26) an dem verjüngten Ende des Trichters zu zünden und eine gerichtete Sprengung zu erhalten; und einer Steuereinheit (34), die ausgebildet ist, den zweiten Zünder (30) anzusteuern, um den Sprengstoff (26) an der Stelle zu zünden, an der der zweite Zünder (30) angeordnet ist.
2. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß Anspruch 1 ,
- wobei der zweite Zünder (30) derart angeordnet ist, dass das Zünden des Sprengstoffs in einer diffusen Sprengung resultiert.
3. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, - wobei der zweite Zünder (30) innerhalb einer Projektion der Mantelfläche (32) angeordnet ist, wobei die Projektion in eine Ebene parallel zu einer Mittelachse des Trichters erfolgt, so dass der zweite Zünder (30) beabstandet von dem ersten Zünder (30) angeordnet ist. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß Anspruch 3,
- wobei der zweite Zünder (30) derart innerhalb einer Projektion der Mantelfläche (32) angeordnet ist, dass der zweite Zünder (30) einen Abstand von mindestens 10%, insbesondere mindestens 20% oder mindestens 30%, einer Höhe des Trichters zu dem verjüngten Ende des Trichters, insbesondere ebenfalls zu einer Grundfläche des Trichters, aufweist, damit der zweite Zünder (30) beabstandet von dem ersten Zünder (28) angeordnet ist. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der zweite Zünder (30) Teil einer Mehrzahl von Zündern (30, 48) ist, die jeweils beabstandet von dem ersten Zünder (28) angeordnet sind;
- wobei die Steuereinheit (34) ausgebildet ist, die Zünder (30, 48) der Mehrzahl von Zündern in zeitlich vorbestimmter Reihenfolge anzusteuern. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß Anspruch 5,
- wobei die Zünder (30, 48) der Mehrzahl von Zündern äquidistant angeordnet sind. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß Anspruch 5 oder 6,
- wobei die Zünder (30, 48) der Mehrzahl von Zündern in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu einer Grundfläche des Trichters liegt. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß Anspruch 5 bis 7, - wobei die Zünder (30, 48) der Mehrzahl von Zündern derart innerhalb einer Projektion der Mantelfläche (32) angeordnet sind, dass die Zünder (30, 48) der Mehrzahl von Zündern einen Abstand von mindestens 10%, insbesondere mindestens 20% oder mindestens 30%, einer Höhe des Trichters zu einer Grundfläche und dem verjüngten Ende des Trichters aufweisen, damit die Zünder (30, 48) der Mehrzahl von Zündern beabstandet von dem ersten Zünder (30, 48) angeordnet sind.
9. Unterwasserfahrzeug (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste Zünder (28) und der zweite Zünder (30) und optionale weitere Zünder (48) elektrische Zünder sind;
- wobei die Steuereinheit (34) ausgebildet ist, ein elektrisches Signal auszugeben um entweder den ersten Zünder (28) oder den zweiten Zünder (30) und die optionalen weiteren Zünder (48) anzusteuern.
10. Verfahren zur Zerstörung von Seeminen mittels einer auf einem Unterwasserfahrzeug (20) angeordneten Hohlladung (22) umfassend einen Trichter (24) und Sprengstoff (26), der um eine Mantelfläche (32) des Trichters herum angeordnet ist, mit folgenden Schritten:
- Navigieren des Unterwasserfahrzeugs in eine Sprengposition;
- Abhängig von einer gewünschten Sprengwirkung:
- a) Zünden des Sprengstoffs an einem verjüngten Ende des Trichters oder
- b) Zünden des Sprengstoffs an einem anderen Punkt als dem verjüngten Ende des Trichters.
11 . Verfahren gemäß Anspruch 10, - wobei das Unterwasserfahrzeug (20) für Schritt a) mit einer Nase auf die Seemine aufschlägt und das Zünden des Sprengstoffs an dem verjüngten Ende des Trichters durch das Auftreffen der Nase des Unterwasserfahrzeugs auf die Seemine ausgelöst wird. Verfahren gemäß Anspruch 10,
- wobei das Zünden des Sprengstoffs gemäß Schritt a) automatisch oder ferngesteuert erfolgt, wenn das Unterwasserfahrzeug derart auf die Seemine ausgerichtet ist, dass eine Projektion des ersten Zünders durch einen Mittelpunkt einer Grundfläche des Trichters auf die Seemine gerichtet ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, - wobei das Unterwasserfahrzeug für Schritt b) bis auf einen vorbestimmten
Abstandskorridor an die Seemine heranfährt und der Sprengstoff (26) automatisch oder ferngesteuert gezündet wird, wenn der Abstandskorridor erreicht wird.
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