EP4711260A1

EP4711260A1 - Integrierte druckluftausstossvorrichtung für ein unterseeboot

Info

Publication number: EP4711260A1
Application number: EP25197912.6A
Authority: EP
Inventors: Dimitar Saturov; Marcus Klinger
Original assignee: Tkms GmbH; ThyssenKrupp AG
Current assignee: Tkms GmbH; ThyssenKrupp AG
Priority date: 2024-09-04
Filing date: 2025-08-25
Publication date: 2026-03-18
Also published as: IL323030A; DE102024125284A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterseeboot 10, wobei das Unterseeboot 10 einen ersten Druckluftspeicher 20 aufweist, wobei das Unterseeboot 10 einen ersten Druckluftverbraucher aufweist, wobei der erste Druckluftspeicher 20 mit dem ersten Druckluftverbraucher verbunden ist, wobei das Unterseeboot 10 wenigstens ein erstes Waffenrohr 41 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckluftspeicher 20 über eine erste Ausstoßregelung 50 mit dem ersten Waffenrohr 41 verbunden ist, wobei die erste Ausstoßregelung 50 wenigstens ein erstes Hauptsteuerventil 52 aufweist, wobei das erste Hauptsteuerventil 52 wenigstens eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweist, wobei in der ersten Stellung keine Druckluft durch die erste Ausstoßregelung 50 strömen kann, wobei in der zweiten Stellung die Druckluft von dem ersten Druckluftspeicher 20 durch die erste Ausstoßregelung 50 in das erste Waffenrohr 41 strömt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluftausstoßvorrichtung, die in das Gesamtsystem des Unterseebootes integriert ist und nicht mehr als eigenständiges System ausgeführt ist.
Es gibt unterschiedliche Verfahren, um eine Waffe aus einem Waffenrohr auszustoßen. Druckluft ist hierbei eine effiziente Art, um schnell eine Waffe auszustoßen. Auf der anderen Seite besteht bei einem Druckluftausstoß immer eine gewisse Geräuschentwicklung. Daneben gibt es noch eine Reihe weiterer Ausstoßmechanismen, eine davon sind auch selbstablaufende Torpedos, die also aus eigener Kraft und ohne zusätzlichen Ausstoß durch das Unterseeboot das Waffenrohr verlassen. Ein Problem hierbei stellen defekte Torpedos dar, die eben nicht mehr funktionieren. Das Risiko ist, dass beispielsweise beim Entzünden des Akkumulators eines solchen defekten Torpedos Gefahr für das ganze Unterseeboot besteht. Des weiteren gibt es Waffen, die eben nicht selbstständig das Waffenrohr verlassen können, sondern ausgestoßen werden müssen, da diese keinen eigenen Antrieb oder keinen im Waffenrohr aktivierbaren Antrieb haben.
Aus der DE 31 22 631 A1 ist eine Ausblass-Einrichtung für Ausstoß und Ablaufrohre von Unterseebooten bekannt.
Aus der GB 117 927 A sind Verbesserungen an abtrennbaren Angriffseinheiten für Unterseeboote bekannt.
Aus der DE 10 2021 206 949 B3 ist eine geräuscharme Waffenausgleichseinrichtung in einem Unterseeboot sowie ein Verfahren zum Betreiben derselben bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausstoßvorrichtung bereitzuhalten, die beispielsweise für solche Einsatzzwecke verwendbar ist, jedoch wesentlich kompakter als eine herkömmliche Ausstoßvorrichtung ist, also kleiner bei eingeschränkter Funktionalität ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Unterseeboot mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäße Unterseeboot weist einen ersten Druckluftspeicher auf. Weiter weist das Unterseeboot einen ersten Druckluftverbraucher auf. Der erste Druckluftspeicher ist mit dem ersten Druckluftverbraucher verbunden. Beispielsweise und insbesondere ist der erste Druckluftverbraucher ein Notanblassystem eines Ballasttank und der erste Druckluftspeicher der die Druckluft für das Auftauchen parat hält. Der erste Druckluftverbraucher ist von einem Waffenrohr verschieden oder anders ausgedrückt, der erste Druckluftverbraucher ist kein Waffenrohr. Wichtig ist hierbei, dass es sich eben nicht um einen Druckluftspeicher explizit für den Waffenausstoß handelt, so wie das bisher üblich ist. Der erste Druckluftspeicher muss lediglich in der Lage sein, die benötigte Druckluft zur Verfügung zu stellen. Dieses ist beispielsweise dann der Fall wenn auch der erste Druckluftverbraucher einen vergleichsweisen hohen Druckluftverbrauch aufweist, insbesondere auch kurzzeitig einen hohen Druckluftbedarf aufweist, wie dieses beispielsweise beim Anblasen der Fall ist. Das Unterseeboot weist wenigstens ein erstes Waffenrohr auf. Üblicherweise weisen Unterseeboote heutzutage meist zwischen sechs und acht Waffenrohre auf.
Erfindungsgemäß ist der erste Druckluftspeicher zusätzlich zum ersten Druckluftverbraucher über eine erste Ausstoßregelung mit dem ersten Waffenrohr verbunden. Der erste Druckluftspeicher ist somit für zwei Verbraucher zuständig, wovon der erste Druckluftverbraucher als vorrangig anzusehen ist und der Druckluftausstoß aus dem Waffenrohr nur als sekundäre, nachrangige Nutzung anzusehen ist. Dieses bedeutet aber wiederum, dass der Zustand des ersten Druckluftspeichers so ist, dass es Zustände gibt, beispielsweise, wenn der erste Druckluftverbraucher das Notanblassystem des Ballasttanks ist und das Unterseeboot bereits Druckluft für Tiefenänderungen aus dem ersten Druckluftspeicher entnommen hat, dass der Druck eben nicht mehr ausreicht, um einen Druckluftausstoß durchzuführen. Die Fähigkeit zum Waffenausstoß ist damit bedingt eingeschränkt. Dieses wird im Allgemeinen als nicht hinnehmbar angesehen. Das erfindungsgemäße Unterseeboot ist jedoch nicht oder nur bedingt als primäre Ausstoßvorrichtung, sondern vielmehr auch als Notausstoßvorrichtung zu verstehen, um beispielsweise im normalen Ausstoß Torpedos eigenständig ablaufen zu lassen und im Falle eines Defekts diese Torpedos mit Druckluft ausstoßen zu können. Daher wird in diesem Falle die Einschränkung als akzeptabel angesehen, da dadurch Gewicht und Platz im Unterseeboot eingespart werden kann. Die erste Ausstoßregelung weist wenigstens ein erstes Hauptsteuerventil auf. Das erste Hauptsteuerventil weist wenigstens eine erste Stellung und eine zweite Stellung auf. In der ersten Stellung kann keine Druckluft durch die erste Ausstoßregelung strömen. Es ist somit der sichere Grundzustand. In dieser ersten Stellung befindet sich das erste Hauptsteuerventil mit der Ausnahme, wenn eine Waffe ausgestoßen wird. In der zweiten Stellung strömt die Druckluft von dem ersten Druckluftspeicher durch die erste Ausstoßregelung in das erste Waffenrohr. Es wird also für den Druckluftausstoß anders als heute eine für ein anderes Schiffssystem vorhandene Druckluftquelle verwendet.
Wesentlich ist somit, dass nur ein ohnehin für den ersten Druckluftverbraucher vorhandene erste Druckluftspeicher verwendet wird, es also eben keinen Druckluftspeicher ausschließlich für ein oder mehrere Waffenrohre gibt, sodass Platz und Gewicht eingespart werden kann. Damit ist der Druckluftausstoß im Waffenrohr als übliches Ausstoßprinzip im Regelbetrieb nicht möglich, da dafür eben kein gesonderter Druckluftvorrat erfindungsgemäß vorhanden ist.
Einer der Vorteile der Erfindung ist es, dass nur eine kleine Anzahl an Druckluftrohren und Ventilen in das Unterseeboot integriert werden müssen, um eine Fähigkeitserweiterung auf Druckluftausstoß zu ermöglichen, wobei in Kauf genommen wird, das der Druckluftausstoß nicht möglich ist, wenn der Druckluftvorrat für das Notanblassystem des Ballasttanks zu gering ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Druckluftverbraucher ein Notanblassystem eines Ballasttank. Der Druckluftspeicher für das Notanblassystem des Ballasttanks ist vergleichsweise groß, dieser ist üblicherweise für mehrere Tauchbewegungen ausgelegt, wobei die Druckluftmenge, die für den Ausstoß einer Waffe benötigt wird, deutlich geringer ist als die Menge an Druckluft, die bei einem Notaufstieg benötigt wird. Daher eignet sich gerade und insbesondere dieses System als Quelle für die Druckluft.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung steuert das erste Hauptsteuerventil ein erstes Druckausstoßventil, es kann dieses also öffnen beziehungsweise schließen. Das erste Hauptsteuerventil ist damit in dieser Ausführungsform nur ein Steuerventil, welches die für den Ausstoß benötigten Ventile selektiv öffnet und schließt, durch das aber die eigentliche Druckluft für den Ausstoß selber eben nicht strömt. Das erste Druckausstoßventil ist zwischen dem ersten Druckluftspeicher und dem ersten Waffenrohr angeordnet. Das erste Druckausstoßventil ist also insbesondere für das schnelle Öffnen und Schließen während des Ausstoßes zuständig, damit die Druckluft die Waffe möglichst schnell und schlagartig von Anfang an voll beschleunigt. Somit können das erste Hauptsteuerventil und das erste Druckausstoßventil unabhängig voneinander für die unterschiedlichen Einsatzgebiete optimiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Ausstoßregelung ein Rückschlagventil auf. Das Rückschlagventil ist dabei bevorzugt hinter einem Druckausstoßventil angeordnet, also im Regelfall im drucklosen Bereich. Dass Rückschlagventil verhindert, dass ein Fluid, also beispielsweise Luft oder gar Wasser, aus dem Waffenrohr in Richtung des ersten Druckluftspeichers strömen kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das erste Waffenrohr einen ersten Drucklufteinlass auf. Der erste Drucklufteinlass weist ein verriegelbares erstes Rohrrückschlagventil auf. Der erste Drucklufteinlass stellt die Verbindung zwischen dem Inneren des Druckkörpers und der äußeren Umgebung dar. Insbesondere ist unmittelbar vor dem Ausstoß das Waffenrohr geflutet, sodass auf der dem Waffenrohr zugewandten Seite des Drucklufteinlasses das Wasser auf Umgebungsdruck anliegt. Daher ist die Verriegelbarkeit vorteilhaft, um das Innere des Druckkörpers sicher abschließen zu können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Druckluftspeicher für einen Druck von wenigstens 250 bar ausgelegt. Viele übliche Gasspeicher, wie zum Beispiel Druckgasflaschen, sind beispielsweise für 250 bar, aber auch für höhere Drücke, ausgelegt, sodass eine Realisierung mit einem Druck von 250 bar vergleichsweise einfach und üblich ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem ersten Druckluftspeicher und der ersten Ausstoßregelung ein Absperrventil angeordnet. Dieses ermöglicht ein einfaches und vollständiges Absperren und verhindert so zuverlässig ein ungewolltes Ausstoßen. Bevorzugt ist das Absperrventil ein vorgelagertes manuelles Absperrventil, sodass auf einfache und sichere Weise das Waffenrohr vom ersten Druckluftspeicher getrennt werden kann, beispielsweise wenn der Druckluftvorrat zu gering ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Unterseeboot wenigstens ein zweites Waffenrohr auf. Üblich sind eher sechs oder acht Waffenrohre in einem Unterseeboot. Für mehr als zwei Waffenrohre lässt sich die Erfindung entsprechend skalieren. Bevorzugt werden jedoch immer zwei Waffenrohre paarweise zusammengefasst. Das erste Hauptsteuerventil weist wenigstens eine dritte Stellung auf, wobei in der dritten Stellung die Druckluft von dem ersten Druckluftspeicher durch die erste Ausstoßregelung in das zweite Waffenrohr strömt. Für ein drittes Waffenrohr wäre entsprechend eine vierte Stellung vorgesehen und so weiter. Es ist somit möglich, über das erste Hauptsteuerventil jedes Waffenrohr einzeln auszuwählen. Gleichzeitig ist es dadurch eben auch nur möglich jeweils immer nur ein Waffenrohr auszuwählen und nicht mehrere. Damit steht immer der volle Druck für den Ausstoß einer Waffe zur Verfügung und somit kann die Druckluft diese eine Waffe maximal beschleunigen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das erste Waffenrohr und das zweite Waffenrohr über ein gemeinsames Drei-Wege-Ventil mit drei Anschlüssen mit der Ausstoßregelung verbunden. Das Drei-Wege-Ventil kann eine erste Position, eine zweite Position und eine dritte Position einnehmen. In der ersten Position besteht keine Druckluftverbindung zum ersten Waffenrohr oder zum zweiten Waffenrohr. Es ist somit die sichere Normalstellung, ein ungewollter Ausstoß kann somit nicht erfolgen. In der zweiten Position besteht eine Druckluftverbindung nur zum ersten Waffenrohr, in der dritten Position besteht eine Druckluftverbindung nur zum zweiten Waffenrohr. Bevorzugt sind die zweite Position und die dritte Position derart gesichert, sodass diese Positionen nur angesteuert werden können, wenn weitere sicherheitsrelevante Zustände angesteuert sind. Insbesondere dass das Waffenrohr bewässert, die Mündungsklappe geöffnet und/oder die Halteeinrichtung freigegeben ist. Da diese Vorrichtungen üblicherweise alle hydraulisch oder pneumatisch geschaltet werden, lässt sich dieses vergleichsweise einfach schaltungstechnisch realisieren. Es kann dabei vorgesehen sein, dass diese Vorrichtungen oder Zustände durch Sensoren überwacht werden und Signale an der Ausstoßregelung anliegen müssen bevor diese Positionen angesteuert werden können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen das erste Waffenrohr und das zweite Waffenrohr jeweils eine Halteklinke auf. Das Drei-Wege-Ventil ist so geschaltet, dass das Drei-Wege-Ventil nur in die zweite Position geschaltet werden kann, wenn die Halteklinke des ersten Waffenrohrs gelöst ist. Ebenso ist das Drei-Wege-Ventil so geschaltet, dass das Drei-Wege-Ventil nur in die dritte Position geschaltet werden kann, wenn die Halteklinke des zweiten Waffenrohrs gelöst ist. Dieses verhindert eine mögliche Beschädigung einer Waffe, die noch mit ihrer Haltewarze in der Halteklinke gehalten wird. Würde diese dann mit Druckluft ausgestoßen werden besteht das Risiko der Beschädigung der Waffe und damit ein unmittelbares Risiko für das Unterseeboot.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Drei-Wege-Ventil nur geschaltet werden, solange die Verbindung zwischen der Ausstoßregelung und dem Drei-Wege-Ventil drucklos ist. Dieses hat den Vorteil, dass das Drei-Wege-Ventil nicht das normale Ausstoßventil ist, also insbesondere nicht auf besonders schnelle Öffnung ausgelegt ist. Würde also das Drei-Wege-Ventil geschaltet, wenn bereits Druck anliegt, so würde sich der Druck im Waffenrohr entsprechend langsam durch die langsame Öffnung des Drei-Wege-Ventils aufbauen, was die maximal erreichbare Beschleunigung der Waffe reduzieren würde.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Unterseeboot einen zweiten Druckluftspeicher auf. Das Unterseeboot weist einen zweiten Druckluftverbraucher auf. Der zweite Druckluftspeicher ist mit dem zweiten Druckluftverbraucher verbunden. Der zweite Druckluftspeicher ist über die erste Ausstoßregelung oder eine zweite Ausstoßregelung mit dem ersten Waffenrohr verbunden. Da die meisten wichtigen Systeme in einem Unterseeboot redundant ausgelegt sind, ist insbesondere auch das Notanblasen redundant ausgelegt. Daher gibt es üblicherweise zwei Druckluftspeicher, die zum Anblasen der Ballasttanks bereitgehalten werden. Diese Redundanz kann man nun auch für den Ausstoß verwenden. Hierbei ist es bevorzugt zwei getrennte Ausstoßregelungen zu verwenden, da somit eine vollständige Trennung der beiden Druckluftsysteme erhalten bleibt und damit das Risiko, dass ein Defekt beispielsweise in einer Ausstoßregelung beide Notanblasesysteme gleichzeitig beschädigen und damit lahmlegen kann, ausgeschlossen ist. Die erste Ausstoßregelung und die zweite Ausstoßregelung sind bevorzugt gleich ausgelegt, alle bevorzugten Ausführungsformen, welche für die erste Ausstoßregelung beschrieben sind gelten analog auch für die zweite Ausstoßregelung. Eine gleichartige Auslegung hat den Vorteil, dass auch gleichartige Ersatzteile vorgehalten werden, was die Lagerhaltung vereinfacht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Unterseeboot einen zweiten Druckluftspeicher auf. Das Unterseeboot weist einen zweiten Druckluftverbraucher auf. Der zweite Druckluftspeicher ist mit dem zweiten Druckluftverbraucher verbunden. Der zweite Druckluftspeicher ist über eine zweite Ausstoßregelung mit dem zweiten Waffenrohr verbunden. Der zweite Druckluftspeicher ist über eine zweite Ausstoßregelung nicht direkt, sondern nur über ein Koppelventil mit dem ersten Waffenrohr verbunden. Ebenso ist der erste Druckluftspeicher über die erste Ausstoßregelung nicht direkt, sondern nur über das Koppelventil mit dem zweiten Waffenrohr verbunden. Es handelt sich also um zwei im Normalfall getrennte erfindungsgemäße Vorrichtungen, die aber über das Koppelventil verbindbar sind, sodass beide Teile bei geschlossenem Koppelventil vollständig getrennt und damit unabhängig voneinander arbeitsfähig sind, gleichzeitig aber über das Öffnen des Koppelventils auch ein Ausstoß aus dem zweiten Waffenrohr mittels der ersten Druckluftspeichers und aus dem ersten Waffenrohr mittels des zweiten Druckluftspeichers ermöglicht. Dieses sorgt für maximale Unabhängigkeit der Systeme und zugleich für Redundanz.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Unterseeboot zumindest einen Druckluftspeicher auf, dessen Speichervolumen größer ist als für mindestens ein Druckluftausstoß eines Waffenrohrs und mindestens eine Versorgung des ersten Druckluftverbrauchers benötigt werden. Dabei kann das Speichervolumen auch auf mehrere miteinander verbindbare Druckluftspeicher verteilt sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung dieser Ausführungsform weist der Druckluftspeicher ein Speichervolumen auf, das derart bemessen ist, dass mindestens ein Druckluftausstoß eines Waffenrohrs und mindestens eine Befüllung einer Regelzelle des Unterseeboots bei einem Tauchdruck der Auslegungstiefe durchgeführt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Unterseeboot zumindest einen Druckluftspeicher auf, dessen Speichervolumen kleiner oder gleich bemessen ist, wie für einen Druckluftausstoß pro Waffenrohr und 100 Versorgungen des ersten Druckluftverbrauchers benötigt werden. Dabei kann das Speichervolumen auch auf mehrere miteinander verbindbare Druckluftspeicher verteilt sein.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung weist der Druckluftspeicher ein Speichervolumen auf, das kleiner oder gleich bemessen ist, wie für höchstens 8 Druckluftausstöße eines Waffenrohrs und 10 vollständige Befüllungen aller Regelzellen des Unterseeboots bei einem Tauchdruck der Auslegungstiefe benötigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vor einem Ausstoß der Druck im ersten Druckluftspeicher und im zweiten Druckluftspeicher ermittelt und der Druckluftspeicher mit dem höheren Restdruck für den Ausstoß ausgewählt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Ausstoßregelung ein zweites Hauptsteuerventil auf. Die zweite Ausstoßregelung weist ein zweites Druckausstoßventil auf. Alle bevorzugten Ausführungsformen, welche für die erste Ausstoßregelung beschrieben sind gelten analog auch für die zweite Ausstoßregelung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Ausstoßregelung ein Druckablassventil auf. Das Druckablassventil dient dazu, nach einem Ausstoß den Bereich zwischen dem Waffenrohr und dem ersten Druckausstoßventil wieder drucklos zu machen. Dazu wird die Druckluft bevorzugt einfach in das Innere des Druckkörpers des Unterseebootes abgegeben.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Unterseebootes. Durch das Verbringen der ersten Ausstoßregelung in die zweite Stellung wird eine Waffe aus dem ersten Waffenrohr mittels Druckluft ausgestoßen. Bevorzugt wird durch das Verbringen der ersten Ausstoßregelung in die zweite Stellung das erste Druckausstoßventil geöffnet.
Bevorzugt wird nach dem Ausstoß der Waffe die erste Ausstoßregelung in die erste Stellung zurückverbracht, dadurch insbesondere das erste Druckausstoßventil geschlossen und anschließend das Druckablassventil geöffnet.
Selbstverständlich umfasst der Ausstoß der Waffe auch weitere Schritte, die aber alle entsprechend dem Stand der Technik durchgeführt werden, also beispielsweise und insbesondere Einbringen einer Waffe in das Waffenrohr, Bewässern des Waffenrohrs, Öffnen der Mündungsklappe und Lösen der Haltewarze. Ebenso werden anschließend wieder die Mündungsklappe geschlossen und das Waffenrohr belüftet. Weiter gefasst gehören natürlich auch die Fahrt in das Zielgebiet und die Rückkehr in den Hafen dazu, haben aber keinen Einfluss auf das erfindungsgemäße Ausstoßverfahren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Ausführung des Verfahrens unterbunden, wenn der Druck im ersten Druckluftspeicher einen vorgegebenen Druck unterschreitet. Insbesondere kann es sich dabei um einen Druck handeln der 20 % unter dem Maximaldruck des ersten Druckluftspeichers liegt. Liegt also beispielsweise der Maximaldruck des ersten Druckluftspeichers bei 250 bar, so kann das Verfahren nicht ausgeführt werden, wenn der Druck im ersten Druckluftspeicher unter 200 bar liegt. Dieses liegt an der Kopplung, beziehungsweise der "parasitären" Nutzung eines anderen Druckluftsystems, insbesondere zum Anblasen der Ballasttanks. Und gerade für diesen Zweck muss ausreichend Luft zur Verfügung stehen, also muss bei dem maximalen Außendruck bei maximaler Tauchtiefe genügend Gas zur Verfügung stehen, um die Ballasttanks vollständig mit Gas füllen zu können. Nimmt man zur Vereinfachung einen maximalen Druck von 30 bar an, so ergibt sich rechnerisch, dass der erste Druckluftspeicher bereits ungefähr wenigstens 16 % des Volumens der Ballasttanks benötigt, um dieses bei 200 bar machen zu können. Da die Größenauslegung des ersten Druckluftspeichers entsprechend auf dessen Maximaldruck ausgelegt ist, ist eine prozentuale Grenze für die Nutzung für das erfindungsgemäße Verfahren sinnvoll, um die Sicherheit des Unterseebootes zu gewährleisten. Würde es sich bei dem ersten Druckluftspeicher beispielsweise um die Atemluft handeln, so könnte ein anderer Grenzwert sinnvoll definiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das erste Hauptsteuerventil nur aus der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht werden, wenn das erste Rohrrückschlagventil entriegelt und das Drei-Wege-Ventil in der zweiten Position ist. Auch dieses dient der Sicherheit und kann, da die Bestandteile meistens hydraulisch oder pneumatisch angesteuert werden, einfach baulich umgesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung steuert das erste Hauptsteuerventil das erste Druckausstoßventil und das Drei-Wege-Ventil an. Hierbei wird bevorzugt das Drei-Wege-Ventil vor dem ersten Hauptsteuerventil angesteuert, sodass der Schaltvorgang des Drei-Wege-Ventils vollständig abgeschlossen ist, bevor das erste Druckausstoßventil geöffnet wird.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Unterseeboot anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 beispielhaftes Unterseeboot
Fig. 2 beispielhaftes Rohrrückschlagventil, verriegelt
Fig. 3 beispielhaftes Rohrrückschlagventil, entriegelt
Fig. 4 beispielhaftes Rohrrückschlagventil, beim Ausstoß

In Fig. 1 ist ein beispielhaftes Unterseeboot 10 gezeigt. Das rein schematisch und nicht maßstabsgerechte Unterseeboot 10 weist einen ersten Druckluftspeicher 20 auf, welcher über ein Ballasttankventil 32 mit wenigstens zwei Ballasttanks 30 verbunden ist. Die Hauptaufgabe des ersten Druckluftspeichers ist somit die Tiefenveränderungen des Unterseebootes 10 beim Auftauchen zu ermöglichen. Dabei muss der erste Druckluftspeicher 20 immer ausreichend Restdruckluft aufweisen, um bei einem Notanblasen alle Ballasttanks 30 vollständig selbst bei maximaler Tauchtiefe mit Luft zu füllen und so den maximalen Auftrieb zu erzeugen.
Dieses Druckluftsystem wird nun zusätzlich auch für einen Druckluftausstoß genutzt. Dazu ist der erste Druckluftspeicher 20 über ein Absperrventil 70 mit der Ausstoßregelung 50 und über die Ausstoßregelung 50 mit dem Drei-Wege-Ventil 80 verbunden. Über das Drei-Wege-Ventil 80 kann die Druckluft auf das erste Waffenrohr 41 oder das zweite Waffenrohr 42 geleitet werden. Direkt am ersten Waffenrohr 41 ist das erste Rohrückschlagventil 61 und am zweiten Waffenrohr 42 das zweite Rohrückschlagventil 62 angeordnet. Das erste Rohrrückschlagventil 61 verhindert, dass Wasser aus einem gefluteten ersten Waffenrohr 41 eindringen kann und das zweite Rohrrückschlagventil 62 verhindert, dass Wasser aus einem gefluteten zweiten Waffenrohr 42 eindringen kann.
Die Ausstoßregelung 50 weist zunächst ein Rückschlagventil 54 auf, welches jede Rückwirkung auf das Ballasttanksystem verhindert, Druckluft kann also durch das Rückschlagventil 54 nur vom ersten Druckluftspeicher 20 in Richtung der Waffenrohre 41, 42 strömen und nicht anders herum. Hinter dem Rückschlagventil 54 ist in Gasströmungsrichtung das Druckausstoßventil 56 angeordnet. Dieses dient dazu, möglichst schnell schalten zu können und somit den Druckaufbau hinter eine Waffe im Waffenrohr 41, 42 möglichst schnell zu erzielen und damit die maximale Beschleunigung innerhalb des Waffenrohres 41, 42 zu erreichen. Ebenfalls weist die Ausstoßregelung ein Druckablassventil 58 auf, um nach einem Ausstoß den Bereich wieder drucklos machen zu können. Dazu wird die Druckluft einfach in das Innere des Unterseebootes 10 abgegeben.
Des weiteren weist die Ausstoßregelung 50 ein Hauptsteuerventil 52 auf. Das Hauptsteuerventil 52 ist mit dem Drei-Wege-Ventil 80 verbunden. Dafür gibt es zwei Ausgestaltungsmöglichkeiten. Entweder ist Hauptsteuerventil zur Ansteuerung und damit dem Schalten des Drei-Wege-Ventils 80 mit diesem verbunden und öffnet somit vor dem Öffnen des Druckausstoßventils 56 die Verbindung zu dem ausgewählten Waffenrohr 41, 42. Alternativ kann das Hautsteuerventil 52 nur in eine Stellung verbracht werden, wenn das der Stellung entsprechende Waffenrohr 41, 42 über das Drei-Wege-Ventil 80 bereits aktiviert wurde. Somit kann das Hauptsteuerventil 52 in beiden Fällen das Druckausstoßventil 56 nur öffnen, wenn die Verbindung zum ausgewählten Waffenrohr 41, 42 bereits drucklos hergestellt wurde.
Die Fig. 2 bis Fig. 4 zeigt ein beispielhaftes Rohrrückschlagventil 61. Dies ist in Fig. 2 verriegelt, in Fig. 3 entriegelt und in Fig. 4 während des Ausstoßes dargestellt. Das Rohrrückschlagventil 61 dient insbesondere dazu zu verhindern, dass unter welchen Druckverhältnissen auch immer, Wasser aus dem Waffenrohr über die Druckluftleitungen in das Innere des Druckkörpers gelangen kann. Dazu hat das Rohrrückschlagventil 61 einen Einlass, über welche Druckluft von der Ausstoßregelung 100 eingebracht werden kann und einen Auslass über den die Druckluft in das Waffenrohr 102 geführt werden kann. Das Rohrrückschlagventil 61 kann durch ein Ventil 110 verschlossen werden. Um dieses abzudichten ist dort eine Dichtung 112 angeordnet. Im Normalfall wird das Ventil 110 durch die Feder 120 geschlossen gehalten. Um das Ventil 110 zu öffnen muss der Gasdruck also höher sein als der Wasserdruck im Waffenrohr zuzüglich der durch die Federkraft erzeugten Druckwirkung. Damit kann auch beim Ausstoß und geöffneten Ventil 110 kein Wasser in die Druckluftleitungen eindringen.
Neben dieser Rückschlagsschutzfunktion ist das Rohrrückschlagventil 61 auch verriegelbar und weist dazu eine Verriegelung 130 auf. Diese wird mittels der Hydraulik 132 von der in Fig. 2 gezeigten verriegelten Position in die in Fig. 3 und Fig. 4 bewegt werden. In der in Fig. 2 gezeigten verriegelten Position blockiert die Verriegelung 130 das Ventil 110, sodass dieses eben nicht öffnen kann, unabhängig von den Druckverhältnissen. Die Verwendung von Hydraulik 132 zum Bewegen der Verriegelung 130 hat den großen Vorteil, dass aufgrund des inkompressiblen Verhaltens ein einfaches Absperren der Hydraulik 132 ausreicht, um jede Bewegung der Verriegelung 130 zuverlässig zu verhindern.

Bezugszeichen

10: Unterseeboot
20: Druckluftspeicher
30: Ballasttank
32: Ballasttankventil
41: erstes Waffenrohr
42: zweites Waffenrohr
50: Ausstoßregelung
52: Hauptsteuerventil
54: Rückschlagventil
56: Druckausstoßventil
58: Druckablassventil
61: erstes Rohrrückschlagventil
62: zweites Rohrrückschlagventil
70: Absperrventil
80: Drei-Wege-Ventil
100: von der Ausstoßregelung
102: in das Waffenrohr
110: Ventil
112: Dichtung
120: Feder
130: Verriegelung
132: Hydraulik

Claims

Unterseeboot (10), wobei das Unterseeboot (10) einen ersten Druckluftspeicher (20) aufweist, wobei das Unterseeboot (10) einen ersten Druckluftverbraucher aufweist, wobei der erste Druckluftspeicher (20) mit dem ersten Druckluftverbraucher verbunden ist, wobei das Unterseeboot (10) wenigstens ein erstes Waffenrohr (41) aufweist, wobei der erste Druckluftverbraucher von einem Waffenrohr (41, 42) verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckluftspeicher (20) über eine erste Ausstoßregelung (50) mit dem ersten Waffenrohr (41) verbunden ist, wobei die erste Ausstoßregelung (50) wenigstens ein erstes Hauptsteuerventil (52) aufweist, wobei das erste Hauptsteuerventil (52) wenigstens eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweist, wobei in der ersten Stellung keine Druckluft durch die erste Ausstoßregelung (50) strömen kann, wobei in der zweiten Stellung die Druckluft von dem ersten Druckluftspeicher (20) durch die erste Ausstoßregelung (50) in das erste Waffenrohr (41) strömt.
Unterseeboot (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckluftverbraucher ein Notanblassystem eines Ballasttank (30) ist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausstoßregelung (50) ein Rückschlagventil (54) aufweist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hauptsteuerventil (52) ein erstes Druckausstoßventil (56) steuert, wobei das erste Druckausstoßventil (56) zwischen dem ersten Druckluftspeicher (20) und dem ersten Waffenrohr (41) angeordnet ist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Waffenrohr (41) einen ersten Drucklufteinlass aufweist, wobei der erste Drucklufteinlass ein verriegelbares erstes Rohrrückschlagventil (61) aufweist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckluftspeicher (20) für einen Druck von wenigstens 250 bar ausgelegt ist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Druckluftspeicher (20) und der ersten Ausstoßregelung (50) ein Absperrventil (70) angeordnet ist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterseeboot (10) ein zweites Waffenrohr (42) aufweist, wobei das erste Hauptsteuerventil (52) wenigstens eine dritte Stellung aufweist, wobei in der dritten Stellung die Druckluft von dem ersten Druckluftspeicher (20) durch die erste Ausstoßregelung (50) in das zweite Waffenrohr (42) strömt.
Unterseeboot (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Waffenrohr (41) und das zweite Waffenrohr (42) über ein gemeinsames Drei-Wege-Ventil (80) mit der Ausstoßregelung (50) verbunden sind, wobei das Drei-Wege-Ventil (80) eine erste Position, eine zweite Position und eine dritte Position einnehmen kann, wobei in der ersten Position keine Druckluftverbindung zum ersten Waffenrohr (41) oder zum zweiten Waffenrohr (42) besteht, wobei in der zweiten Position eine Druckluftverbindung nur zum ersten Waffenrohr (41) besteht, wobei in der dritten Position eine Druckluftverbindung nur zum zweiten Waffenrohr (42) besteht.
Unterseeboot (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Waffenrohr (41) und das zweite Waffenrohr (42) jeweils eine Halteklinke aufweisen, wobei das Drei-Wege-Ventil (80) so geschaltet ist, dass das Drei-Wege-Ventil (80) nur in die zweite Position geschaltet werden kann, wenn die Halteklinke des ersten Waffenrohrs (41) gelöst ist, wobei das Drei-Wege-Ventil (80) so geschaltet ist, dass das Drei-Wege-Ventil (80) nur in die dritte Position geschaltet werden kann, wenn die Halteklinke des zweiten Waffenrohrs (42) gelöst ist.
Unterseeboot (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drei-Wege-Ventil (80) nur geschaltet werden kann, solange die Verbindung zwischen der Ausstoßregelung (50) und dem Drei-Wege-Ventil (80) drucklos ist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterseeboot (10) einen zweiten Druckluftspeicher (20) aufweist, wobei das Unterseeboot (10) einen zweiten Druckluftverbraucher aufweist, wobei der zweite Druckluftspeicher (20) mit dem zweiten Druckluftverbraucher verbunden ist, der zweite Druckluftspeicher (20) über die erste Ausstoßregelung (50) oder eine zweite Ausstoßregelung (50) mit dem ersten Waffenrohr (41) verbunden ist.
Unterseeboot (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ausstoßregelung (50) ein zweites Hauptsteuerventil (52) aufweist, wobei die zweite Ausstoßregelung (50) ein zweites Druckausstoßventil (56) aufweist.
Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausstoßregelung (50) ein Druckablassventil (58) aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines Unterseebootes (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch das Verbringen der ersten Ausstoßregelung (50) in die zweite Stellung eine Waffe aus dem ersten Waffenrohr (41) mittels Druckluft ausgestoßen wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung des Verfahrens unterbunden wird, wenn der Druck im ersten Druckluftspeicher (20) einen vorgegebenen Druck unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hauptsteuerventil (52) nur aus der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht werden kann, wenn das erste Rohrrückschlagventil (61) entriegelt und das Drei-Wege-Ventil (80) in der zweiten Position ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hauptsteuerventil (52) das erste Druckausstoßventil (56) und das Drei-Wege-Ventil (80) ansteuert.