FI94509B

FI94509B - Menetelmä ja laite merimiinojen raivaamiseksi

Info

Publication number: FI94509B
Application number: FI901989A
Authority: FI
Inventors: Thord Olsson; Tomas Oehrwall; Mats Gustavsson
Original assignee: S A Marine Ab
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1995-06-15
Also published as: FI94509C; SE8704069L; ES2012133A6; DE3874894T2; US5063850A; DK166371B; NO901745L; NO168816B; NO901745D0; FI901989A0; DE3874894D1; SE462154B; AU622876B2; DK98890D0; NO168816C; AU2601388A; CA1319567C; EP0390793A1; EP0390793B1; DK166371C

Description

1 94509

Menetelmä ja laite merimiinojen raivaamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä magneettisella sensorilla varustettujen merimiinojen • 5 raivaamiseksi, jolloin elektrodeja hinataan toisistaan erillään aluksen perässä ja peräkkäin ja elektrodeihin syötetään aluksesta sähkövirtaa magneettikentän tuottamiseksi veteen elektrodien väliin.

Magnettisella sensorilla varustettujen merimiino-10 jen raivaaminen merkitsee, että veteen on saatava aikaan magneettikenttä, joka on riittävän voimakas, jotta miina käsittää sen aluskohteeksi, joten miina saatetaan räjähtämään. Miinanraivausta suorittavan aluksen suojaamiseksi on toivottavaa rajoittaa tämän voimakkuuden omaava 15 magneettikenttä turvallisella etäisyydellä miinanraivaajasta olevalle alueelle, niin ettei miina, jonka magneettikenttä houkuttele räjähtämään, voi aiheuttaa vahinkoa miinanraivaajalle. Käytännössä miinanraivauslaitetta hinataan miinanraivaajan perässä etäisyydellä, joka 20 on suuruusluokkaa 200 - 600 m.

Miinanraivauslaitteiden tulee täyttää kaksi ensisijaista vaatimusta. Ensimmäinen merkitsee, että alhaisen herkkyyden o naavat miinat on houkuteltava räjähtämään, vaikka ne sijaitsevat hyvän matkaa sivusuuntaan 25 aluksen radalta siirtyneinä. Tämä antaa nk. raivausle- veyden, joka edullisesti valitaan suuruusluokasta 100 -500 m. Toisena vaatimuksena on, ettei suuren herkkyyden omaavia miinoja saa sytyttää tietyllä turvallisuusvyö-hykkeellä raivaavan aluksen ympärillä. Nämä vaatimukset 30 ovat osittain ristiriitaiset, koska voimakas magneetti- : kenttä vaatimuksen 1 täyttämiseksi vaikeuttaa vaatimuk- • sen 2 täyttämistä.

Menettelytapa raivattaessa merimiinoja, jotka on varustettu magneettisella sensorilla, elektrodiraivausl-35 laitteen avulla on seuraavanlainen. Kaksi tai useampia « 2 94509 elektrodeja sijoitetaan veteen ja niitä hinaa yksi tai useampia aluksia. Elektrodeihin syötetään virtaa kaapeleita pitkin hinaavasta aluksesta, jolloin kaapelissa ja veden läpi kulkeva virta synnyttää toivotun magneetti-5 kentän. Nk. kaksielektrodisen raivauslaitteen yhteydessä käytetään kahta sauvanmuotoista, jotakin johtavaa materiaalia olevaa elektrodia ja näihin johtavia syöttökaape-leita. Tätä yksinkertaisinta miinanraivauslaitteen muotoa on tunnetun tekniikan mukaisesti parannettu eri ta-10 voilla.

US A 2 937 611 esittää ja selittää järjestelmän merimiinojen raivaamiseksi useiden alusten avulla, jolloin jokainen alus hinaa kahta elektrodia. Järjestelmän avulla saadaan aikaan sykkivä magneettikenttä eri elektro-15 dien välille. Julkaisun US A 2 397 209 kohteena on miinanraivauksen yhteydessä käytettävä menetelmä, jonka mukaisesti saadaan aikaan sykkivä magneettikenttä aluksen hinaaman kahden elektrodin välille. Monimutkaisempi järjestelmä miinan raivaamiseksi esitetään ja selitetään 20 julkaisussa US A 3 946 696. Järjestelmä käsittää kaksi elektrodia, ohjattavan virtageneraattorin ja magneettikentän anturin. Edelleen sisältyy ohjausjärjestelmä, joka ohjaa virran elektrodien läpi miinanraivaajan läheisyydessä olevasta magneettikentästä riippuvaisesti. Mittaa-• 25 maila miinanraivaajan läheisyydessä oleva magneettikenttä voidaan siten saavuttaa toivottu turvallisuus miinanraivaajaa varten.

Toinen yksinkertainen rakenteellinen toimenpide miinanraivaajan suojajärjestelmän parantamiseksi toivot-30 tuja miinaa raivaavia ominaisuuksia huonontamatta on teh dä raivauslaitteen ulottuuvuus aluksen takana suuremmaksi. Pitkien kaapeleiden käsittelyyn liittyvät ongelmat asettavat kuitenki rajat sille, kuinka pitkiä raivauslaitteet voivat olla.

3 94509

Sekä akustisesti että sähköisesti vaikutettavissa olevien miinojen raivaamiseksi tarkoitettu laite on selitetty julkaisussa EP Ai 0 205 887.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada 5 aikaan sellainen menetelmä merimiinojen raivaamiseksi, jotka laukaistaan magneettisesti, joka täyttää sekä miinojen varmalle laukaisulle asetettavan vaatimuksen, jotka miinat ovat siirtyneet kappaleen matkaa sivusuuntaan aluksen radalta, sekä miinoja raivaavan aluksen tyydyt-10 tävälle turvallisuudelle asetettavan vaatimuksen. Tämä mahdollistetaan siten, että tuotetulle magneettikentälle annetaan toivottu leviämiskarakteristiikka magneettikentän ollessa riittävän heikko miinoja raivaavan aluksen läheisyydessä patenttivaatimuksessa 1 osoitetuilla toi-15 menpiteillä. Keksintöä selitetään lähemmin suoritusmuo- toesimerkkien avulla oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti tunnettua kaksi-elektrodista raivauslaitetta, 20 kuvio 2 esittää mallia, joka on käyttökelpoinen laskettaessa kuvion 1 mukaisen kaksielektrodisen raivaus-laitteen kentän ulottuvuus, kuvio 3 on kuvion 1 mukaisen kaksielektrodisen raivauslaitteen kentän ulottuvuuden diagramma, 25 kuvio 4 esittää kaavamaisesti tunnettua kolmi- elektrodista raivauslaitetta, kuvio 5 on kuvion 4 mukaisen kolmielektrodisen raivauslaitteen kentän ulottuvuuden diagramma, kuvio 6 on kuvion 4 mukaisen kolmielektrodisen 30 raivauslaitteen kentän ulottuvuuden diagramma muuttuneissa ympäristöolosuhteissa ja kuvio 7 esittää kaavamaisesti esillä olevan keksin-, nön mukaista kolmielektrodista raivauslaitetta.

4 94509

Kuvion 1 mukainen kaksielektrodinen raivaus laite käsittää ensimmäisen elektrodin 10/ jota raivauksen aikana hinataan lähinnä alusta, ja toisen kauempana olevan elektrodin 11. Elektrodeihin syötetään virtaa generaatto-5 rista ja mikäli käytetään tasavirtaa, aluksella on tasa- suunnin. Olettaen, että sauvamaiset elektrodit ovat pistemäisiä, saadaan malli, jonka avulla voidaan hyvällä tarkkuudella laskea elektrodien välisen sähkövirran tuottama magneettikenttä. Kuvio 2 esittää tätä mallia.

10 Kuvion 1 mukaisen elektrodikonfiguraation tuotta man magneettikentän ulottuvuuskarakteristiikka käy ilmi kuvion 3 diagrammasta. Diagrammassa esitetty magneettikenttä on osittain johtimen läpi pisteestä A pisteeseen B kulkevan virran, osittain pisteistä A ja B vastaaviin 15 elektrodeihin 10 ja 11 kulkevan virran ja osittain veden läpi elektrodien välissä kulkevan virran tuottama. Kuvion 3 diagramma esittää kahdella elektrodilla varustetun fiktiivisen elektrodiraivauslaitteen magneettikenttää, jolloin elektrodit on sijoitettu 200 metrin välein ja 20 niitä syötetään virralla 200 A. Magneettikenttä osoite taan magneettivuon tiheyksien absoluuttisena määränä ilmaistuna arvona nT.

Kaksielektrodisen raivauslaitteen lisäkehitysmuo-to esitetään kuviossa 4. Tässä on kolmas elektrodi 13 li-25 sätty etumaisen elektrodin 10 ja aluksen väliin. Kuvion 5 diagramma esittää kolmen elektrodin tuottaman magneettikentän ulottuvuutta, kun virtaa syötetään kolmeen elektro-diinkuvion 4 mukaisesti. Ensimmäinen elektrodi 13 pienentää kentän ulottuvuutta eteenpäin miinanraivaajan suun-30 taan ja ylläpitää täten hyvää suojatasoa aluksen kannalta.

Esimerkissä on 11 = 13 = 200 A, kahden etumaisen elektrodin välinen välimatka L1 on 100 m ja taaimmaisen elektrodin 11 ja keskimmäisen elektrodin 10 välinen etäisyys L2 on 250 m. Kuviossa 5 esitetyn raivauslaitteen kokonaispituus 35 on noin 600 m, mikä on sama kuin kuviossa 3 esitetyn rai vauslaitteen kokonaispituus.

Il iW:. iitt. Ill JM . · « 94509

Kuten johdannossa mainittiin, on miinanraivauksen yhteydessä täytettävä kaksi osittain ristiriitaista vaatimusta. Raivausleveyden tulee olla mahdollisimman suuri, mikä merkitsee, että magnettikentän tulee olla . 5 riittävän voimakas miinojen laukaisemiseksi mahdolli simman suurella pinnalla. Kuvion 3 ja vast, kuvion 5 mukaisissa esimerkeissä on pinta, jonka 100nT voimakas magneettikenttä peittää, runsaat 400 m leveä. Useimmat miinat käsittävät voimakkuuden 100 nT aluskohteeksi, jo-10 ten ensimmäisen vaatimuksen voidaan sanoa olevan tyydyt tävästi täytetyn. Toinen vaatimus tarkoittaa miinanraivaajan turvavyöhykettä. Vuontiehys, joka sallitaan miinanraivaajan lähiympäristössä, vaihtelee eri tekijöistä riippuvaisesti, mutta jos enintään 5 nT sallitaan aluk-15 sen alla ja edessä, käy kuvioista 3 ja 5 ilmi, että ainoastaan kuvion 5 mukainen kolmielektrodinen raivaus-laite täyttää tämän toisen vaatimuksen.

Ratkaisevaa kolmielektrodisen raivauslaitteen kentän ulottuuvuuskarakteristiikalle on etumaisessa 20 elektrodissa 13 olevan virran 11 ja taaimmaesa elektrodissa 11 olevan virran 13 välinen suhde sekä elektrodien, 10, 11 ja 13 väliset välimatka. Kuviossa 5 on L1 yhtä kuin 100 m ja L2 yhtä kuin 350 m (katso myös kuvio 4). Virtojen 11 ja 13 välinen suhde on 1, ts. virrat 25 11 ja 13 ovat yhtä suuret ja ne on suunnattu samaan suuntaan. Kuvio 6 esittää magneettikentän muunnettua ulottuvuuskarakteristiikkaa, kun virtojen 11 ja 13 välinen suhde on sen sijaan 0,5 ja elektrodien välimatkat ovat muuttumattomat. Kuviosta 6 käy selvästi ilmi, ettei 30 vaatimusta miinanraivaajan suojavyöhykkeestä ole täytet ty. Virtojen 11 ja 13 välinen muuttunut suhde voi olla seurausta muutoksista vedenjohtavuudessa. Koska johtavuus vaihtelee suurella alueella, ei kolmielektrodisen raivauslaitteen tällä muodolla saavuteta riittävää tur-35 vallisuutta, mitä tulee magneettikentän ulottuvuuteen miinanraivaajan läheisyydessä.

94509

Esillä olevan keksinnön mukaisesti saavutetaan miinoja laskevan aluksen haluttu turvallisuus, samalla kun magneettikentän ulottuvuutta sivusuuntaan voidaan ohjata toivotulla tavalla. Tämä saadaan aikaan kuvion 7 5 mukaisella kolmielektrodisella raivauslaitteella, jolloin näitä kolmea elektrodia hinataan linjassa miinoja raivaa-van aluksen perässä, syöttämällä virtaa jokaiseen elekt-rodiraivauslaitteen elektrodiin erillisesti ja siten ettäjpkaiseen elektrodiin tuleva virta on yksilöllisesti 10 ohjattavissa. Esillä olevan keksinnön mukaisen magneetti sen raivauslaitteen aikaan saamiseksi sovitetaan elektro-diraivauslaite ensiksi sopivalla tavalla, mitä tulee elektrodityyppeihin, kaapelityyppeihin ja elektrodien välisiin välimatkoihin. Nämä perusedellytykset lähtö-15 kohtana määrätään etumaiseen elektrodiin 13 tulevan vir ran 11 ja taaimpaan elektrodiin 11 tulevan virran 13 välinen haluttu suhde. Virrat 11, 12 ja 13 säädetään sen jälkeen sopiviin arvoihin, niin että saavutetaan haluttu virtasuhde. Miinanraivaus voidaan aloittaa sen jälkeen 20 ja se voi jatkua alueilla, joissa vedenjohtavuus on suu ressa määrin vaihteleva miinoja raivaavan aluksen turvallisuuden pysyessä hyvänä. Etumaiseen elektrodiin 13 tulevan virran 11 ja taaimpaan elektrodiin 11 tulevan virran 13 välinen suhde pidetään siten koko ajan säädetyssä 25 arvossa, siten että jckaiseen elektrodiin tulevaa virtaa • · säädellään aktiivisesti.

Keksinnön mukainen menetelmä sallii myös muiden ulottuuvuskarakteristiikkojen säädön, jotka valitaan aina kyseisen tilanteen mukaisesti. Erittäin epäherkkien miino-30 jen raivaus ja huomattavasti suuremman raivausleveyden omaavia raivauslaitteita voidaan siten helposti saada aikaan. On myös mahdollista antaa raivauslaitteen toimia kaksielektrodisena raivauslaitteena kuristamalla täysin yhteen elektrodiin tuleva virta.

il 1 Ιί) ί 3ίΙli I I i tt» i 7 94509

Yksilöllisesti ohjattavien virtojen aikaansaamiseksi kaikkiin elektrodeihin on kuvion 7 mukainen laite käyttökelpoinen. Laite käsittää ei-esitetyn virtagene-raattorin ja ohjaus- ja säätölaitteen 14 virtojen 11 ja 5 13 erilliseksi ohjaamiseksi. Toisessa ei-esitetyssä suo ritusmuodossa laite käsittää vaihtojännitegeneraattorin ja ohjattavan tyristoritasasuuntimen jokaista ulkoelekt-rodia 11, 13 varten.

Elektrodit ja kaapelit ovat tavanomaisesti val-10 mistettuja.

Claims

8 94509

1. Menetelmä magneettisella sensorilla varustettujen merimiinojen raivaamiseksi, jolloin elektrodeja 5 (10, 11, 13) hinataan toisistaan erillään aluksen (12) perässä ja peräkkäin ja elektrodeihin (10, 11, 13) syötetään aluksesta (12) sähkövirtaa magneettikentän tuottamiseksi veteen elektrodien (10, 11, 13) ympärille, tunnettu siitä, että käytetään ainakin kolmea elektro-10 dia (10, 11, 13) ja että jokaiseen elektrodiin (10, 11, 13. syötetään erillisesti sähkövirtaa yksilöllisesti säädettävällä voimakkuudella säilyttäen ennalta määrätty suhde alusta lähinnä olevaan elektrodiin (13) ja kauimmaksi aluksesta sovitettuun elektrodiin (11) tulevien virtojen 15 välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen (13), toinen (10) ja kolmas (11) elektrodi sovitetaan peräkkäin aluksen (12) perään oleellisesti suoraa linjaa pitkin ensim- 20 mäinen elektrodi (13) lähimmäksi alusta (12) ja että ottaen huomioon elektrodien koon ja keskinäiset välimatkat toisaalta ensimmäiseen elektrodiin (13) tuleva virta (11) ja kolmanteen elektrodiin 11) tuleva virta 13) säädetään ennalta määrättyyn keskinäiseen suhteeseen ja ·· 25 toisaalta toiseen, keskimmäiseen elektrodiin (10) tuleva virta (12) säädetään vaadittavaan arvoon elektorodien (10, 11, 13) välissä tuotetun magneettikentän toivotun ulottuuvuuskarakteiristiikan saavuttamiseksi.

3. Magneettisella sensorilla varustettujen 30 merimiinojen raivaamiseksi tarkoitettu laite käsittäen aluksen (12), ainakin kolme elektrodia (10, 11, 13), jotka on kytketty alukseen hinattaviksi erillään toisistaan peräkkäin tämän perässä, ja aluksella olevan virrankehi-tyslaitteen virran tuottamiseksi elektrodeihin (10, 11, 35 13), tunnettu siitä, että virrankehityslaite on »*( Il M t Ulfe M 4 & 9 94509 säädetty virran erilliseksi syöttämiseksi ja ohjaamiseksi jokaiseen elektrodeista (10, 11, 13), niin että säilytetään ennalta määrätty suhde alusta lähinnä olevaan elektrodiin (13) ja kauimmaksi aluksesta sovitettuun * 5 elektrodiin (11) tulevien virtojen välillä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että virrankehityslaite käsittää vaihtojännitegeneraattorin ja ainakin yhden ensimmäisen ja yhden toisen ohjattavan virrantasasuuntimen, kukin va-10 rustettu kahdella lähtönavalla, että ensimmäisen virran tasasuuntimen ensimmäinen lähtötapa on liitetty lähimmäksi alusta (12) sovitettuun ensimmäiseen elektrodiin (13), että ensimmäisen virrantasasuuntimen toinen lähtönäpä on liitetty toisen virrantasasuuntimen ensimmäiseen lähtö-15 napaan, joka puolestaan on liitetty ensimmäisen elektrodin (13) perään sovitettuun toiseen elektrodiin (10), ja että toisen virrantasasuuntimen toinen lähtönäpä on liitetty toisen elektrodin (10) perään sovitettuun kolmanteen elektrodiin (11).

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, t u n- n e t t u siitä, että virrankehityslaite käsittää muuntajan, joka on liitetty miinoja raivaavalla aluksella olevaan generaattoriin, ja ainkain yhden ensimmäisen ja yhden toisen ohjattavan virrantasasuuntimen, kukin varus-25 tettu kahdella lähtönavalla, että ensimmäisen virranta- • · sasuuntimen ensimmäinen lähtönäpä on liitetty lähimmäksi alusta (12) sovitettuun ensimmäiseen elektrodiin (13), että ensimmäisen virrantasasuuntimen toinen lähtönäpä on liitetty toisen virrantasasuuntimen ensimmäiseen lähtöna-30 paan, joka puolestaan on liitetty ensimmäisen elektrodin , (13) perään sovitettuun toiseen elektrodiin (10), ja että toisen virrantasasuuntimen toinen lähtönäpä on liitetty toisen elektrodin (10) perään sovitettuun kolmanteen elektrodiin (11). 10 94509

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että virrankehityslaite käsittää ainakin kaksi tasavirtageneraattoria, jotka kukin on varustettu kahdella lähtönavalla, että ensimmäisen tasavirta-5 generaattorin ensimmäinen lähtönäpä on liitetty lähim mäksi alusta (12) sovitettuun ensimmäiseen elektrodiin (13), että ensimmäisen tasavirtageneraattorin toinen lähtönäpä on liitetty toisen tasavirtageneraattorin ensimmäiseen lähtönapaan, joka puolestaan on liitetty en-10 simmäisen elektrodin (13) perään sovitettuun toiseen elektrodiin (10), ja että toisen tasavirtageneraattorin toinen lähtönäpä on liitetty toisen elektrodin (10) perään sovitettuun kolmanteen elektrodiin (11). 94509