JPH03505190A - 潛水艦の運転方法及び潛水艦 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「潜航中の潜水艦を運転する方法及び潜水亀本発明は、潜航中の潜水艦を運転す る方法であって、運転中温まった冷却水を周囲の海に放出するものに関する。

本発明は更に、その運転中温まった冷却水を周囲の海に放出するようになった潜 水艦に関する。

本発明は潜水艦を特に偽装せんとするものである。

潜航中の潜水艦を各種の方法で位置標定することは知られている。その際いわゆ る「アクティブ」位置標定法と「パ・ツシブ」位置標定法が区別される。「アク ティブ位置標定法」では捜索艇、例えばフリゲート艦が捜索信号１例えば超音波 信号を送出し、潜水艦で反射した信号を基に潜航中の潜水艦の存否を、そして場 合によってはその位置を検出する。

それに対し「パッシブ」位置標定法で１ま潜水艦がその周囲に引き起こす環境障 害が検出される。この環境障害は例えば地磁場が歪められ又は自然の周囲雑音に 潜水艦の内部雑音が重なることにある。

前記位置標定法のいずれもそれ特有の長所短所を有する。これらの方法に共通す る短所として潜水艦と捜索艇との距離が大きくなればなるほど潜航中の潜水艦の 位置標定か一層困難になる。飛行機が長い綱で超高忌度磁気プローブ（核共鳴プ ローブ）を曳航し、このプローブで地磁場の潜水艦に起因した歪みを検出するこ とにより、飛行機の機内からも潜航中の潜水艦の位置標定を行うことが知られて はいる。しがしこの位置標定法も急速にその限界に突き当たり、しかも最近の潜 水艦になるほど非磁性鋼から製造されるので益々そうなる。またこの方法でも潜 航中の潜水艦を成る程度正確に位置標定できるのは特定海域の上空を数回十字状 に飛行してはじめて可能となる。

潜水艦は原動機で駆動されるので潜水艦の艦内には常に特定量の排熱が発生し、 その量は潜水艦の原動機の型式、いかなる推進力で航走するか等に依存する。

一般に潜水歴には駆動系統を冷却するため冷却系統が装備され、駆動系統の排熱 は周囲の海水に放出される０例えば、原動機の内部冷却回路の配管を潜水艦の外 殻の外側でそれに沿って案内し、潜水艦の航走時この配管に周囲の冷たい海水を 当ててこれから熱を奪うことが知られている。

更に潜水艦のその他の要素、特に室内暖房装置等もかなりの排熱を発生し、これ は潜水艦の外殻全体を介し周囲の海水に放出される。

小型潜水艦は例えば巡航時百に付−ダの排熱を発生するので冷却水に５０℃の昇 温を許す場合毎時的２ｒｄの暖かい冷却水が発生する。

大型潜水艦、特に原子力潜水艦では熱出力が本質的に高く、数百１のオーダにま で達することがあり、放出される暖かい冷却水量がそれに応じて多くなる。

それ故潜水航走する潜水艦は暖かい冷却水の帯を引きずっており、この帯は周囲 の冷たい海水に比べ密度が低いので海表に上昇する、これは潜水航走中の潜水艦 が海表に温まった水の痕跡を引きすることを意味する。

他方、地表のごく僅かな温度変化も最新の検出法、例えばそれ用に装備した偵察 衛星を利用して測定することが知られている。それ故、潜水航走中の潜水艦から 放出される暖かい冷却水が潜水艦の推進スクリューにより渦巻いて分散し、しか も潜水艦が深く潜航すればするほど又は温まった水が海表に達するまでに上昇し なければならない距離が大きくなればなるほど強く分散する点を考慮した場合で も、一層精密になった検出法により海表で潜水航走中の潜水艦の熱痕跡を検出す ることは十分に可能である。

そこで本発明は、潜水航走中の潜水艦を可能なかぎり偽装することのできる冒頭 述べた種類の方法又は装置を提供することを課題とする。

この課題が冒頭述べた方法の点では本発明により、温まった冷却水を潜水艦より はるか下方の深度に運ぶことに、より解決される。

冒頭述べた潜水艦の点で本発明の課題は、温まった冷却水を潜水艦のはるか下方 の深度に運ぶ手段を設けることにより解決される。

本発明課題がこうして完全に解決される。

つまり温まった冷却水を海表より十分下方の深度に運ぶならこの場合上昇する温 まった冷却水が周囲の冷たい海水と混和され、海表に現れる「希薄された」冷却 水と周囲海水との温度差が数ｍＫにすぎなくなり、このように小さな温度差は最 新の検出法でも検知不可能であり又は海表の自然の温度変化と系統的に区別する ことができない、潜水航走中の潜水艦の前記「熱痕跡」はこうして潜水艦の位置 標定がこの方法では不可能なほどにぼやける。

本発明の課題は更に、冷却水に添加物を混−加し、潜水艦から放出される冷却水 の密度を添加物なしの温まった冷却水の密度より大きくシ、好ましくは潜水艦を 取り囲む海水密度より大きくすることにより解決される。このため冷却水配管は 高密度の添加物を冷却水中に溶かして含有した貯槽と結ばれている。

この措置の利点として温まった冷却水が重くなり、好ましくは周囲の冷たい海水 より重くなり、温まった冷却水は潜水艦から一層ゆっくり上昇し、それ放冷たい 海水と一層強く混和し又は全く下降していく。

この実施例の好ましい１変形態様では添加物が食塩である。

この措１の利点として潜航した潜水艦の痕跡が別の点でも残りなく失われるが、 それは食塩を濃縮した温まった冷却水が周囲の海水で希薄になりそして次に、海 水は知られているように食塩を自然の濃度で含有しているので、化学的にも海水 と区別できなくなるからである。

本発明のこの変形態様では潜水艦内の食塩を周囲の海水から獲得するのが格別好 ましく、これは貯槽を塩濃縮装置と接続し、該装置に海水を供給することにより 行うことができる。

この措置の利点として温まった冷却水を下降させるのに必要な食塩を潜水艦の自 然の周囲から獲得することができ、蓄えておく必要がないので、潜水艦は本発明 方法を実施するのに完全に自給自足となる。

その際食塩は塩溶液として冷却水に混加するのが特に好ましいが、それはこの場 合配管を接続することで冷却水と食塩との混和を特別容易に行うことができるか らである。

この実施例の別の変形態様では添加物が二酸化炭素を濃縮した苛性カリ溶液であ る。

この措置の利点として苛性カリ溶液は密度が特に窩く、比較的少ない苛性カリ溶 液で大量の温まった冷却水を下降させることができる。

潜水艦内で循環式ディーゼル機関により濃縮される。このため貯槽が潜水艦の循 環式ディーゼル機関と接続しである。

この措置も潜水艦が循環式ディーゼル機関を装備しているかぎり殆ど自給自足と なる利点を有する。かかる原動機では知られているように発生する二酸化炭素が 苛性カリ溶液に溶け、例えば４０％溶液の場合苛性カリ溶液の密度は既に１．４ 　ｇ／ｃｓＡとなる。

別の実施例群では温まった冷却水が機械的手段により深度に運ばれる。

この措置の利点として潜水艦の周囲に化学的影響が起きない。

実際の適用例では閉鎖可能なバラスト容器が前記手段として用いられる。このた め潜水艦が本発明により充填装置を有し、そこで温まった冷却水をバラスト容器 に充填することができ、充填状態のとき容器重量はそれにより押しのけられる周 囲海水量の重量より重くなる。

この措置の利点として温まった冷却水は高い動作信頼性で十分な深度に運ぶこと ができる。充填した容器の下降を特別の状況下、例えば戦闘状況のときまさ、に 可能とすべきでない場合、充填した容器の貯蔵も潜水艦内の適宜な空間内で問題 なく可能である。

この実施例の第一変形ｎ様ではバラスト容器が逸失物として海底に下ろされる。

この措置の利点として温まった冷却水は充填したバラスト容器の艦外投棄により 検出不可能に処理され、これでもって処理作業が終了する。

それに対し別の実施例群ではバラスト容器が所定の深度で制御線により開かれ、 温まった冷却水の排出後再び潜水艦の艦内に引き上げられる。このため、充填し 排出したバラスト容器が連絡管路を介し潜水艦と接続してあり、バラスト容器に は遠隔操作可能な開口装置が設けである。

この措置の利点として一方で下降するバラスト容器で海底に負担をかけるのが回 避され、他方でバラスト容器が常に再利用可能であるので艦内に保管すべきバラ スト容器が比較的少なくなる。

バラスト容器を実質的に合成樹脂フィルムから構成すると特に好ましい、このこ との利点として充填前に潜水艦内に用意しなければならない容器貯蔵空間がごく 僅がとなる。

この実施例の実用的実施態様は、充填装置が充填円筒を有し、これにエンドレス ホースが蛇腹状に取り付けてあり、充填円筒がエンドレスホースの周期的に充填 円筒から引き出した部分ごとに排出可能であり、エンドレスホースを部分ごとに 結紮する手段が設けであることを特徴としている。

この措置の利点としてバラスト容器用にできるだけ少ない材料支出で冷却水の迅 速な充填が可能となる。

実施例群では潜水艦から深度にまで延びた撓み配管が前記手段として用いられる 。

この措１の利点として曳航運転のときでも温まった冷却水を連続的に排出するこ とができ、その際深度は配管の、下端から排出された温まった冷却水が海表に至 る過程で十分に冷却されるよう設計しである。

その際配管の遊端に排出ヘッドを配置するのが特に好ましい。

この措置の利点として一方で配管を常時下降状態で保持するため排出ヘッドを一 種のドラグアンカーとして働かせることができ、他方で排出ヘッドは周囲の冷た い海水との最適混合を保証するため温まった冷却水をあらゆる方向に及び／又は 渦巻がせて放出することができるよう形成しておくこともできる。

その他の利点は明細書及び添付図面から明らかとなる。

前記特徴及び以下なお説明する特徴はその都度記載した組合せだけでなく、本発 明の枠を逸脱することなく別の組合せや単独でも勿論適用することができる。

本発明の実施例を図面に示し以下詳しく説ごく概略示した図であり、その「熱痕 跡」は偵察衛星により検出可能である。

第２図は本発明方法を実施する本発明装置の第一実施例を説明するブロック図。

第３図は第２図に示すブロック図の変形態様。

第４図は本発明方法又は付属装置の別の実施例を説明するやはり概要図。

第５図は第４図の細部拡大図。

第６図は本発明による更に別の方法又は装置を説明する第４区と同様の図。

第１図において１０は潜水航走中の潜水艦全体であり、これが海１６中を航走す る。潜水艦１０は概略示唆した原動機１１を備えている。Ｗ。

動機１１は従来の電動機、循環式ディーゼル機関又は原子力推進装置とすること ができる。

海１６の温度はＴ１、潜水ｆｆ１ｌｏの温度はＴ２である。温度Ｔ２が周囲温度 Ｔ、より高いが、それは一方で原動機１１が、だが潜水艦１ｏのその他の集成装 置も排熱を発生するからである。この排熱は一方で潜水！！１０の外殻を介し海 １６の周囲水に放出され、他方で原動機１１を冷やすため普通冷却回路が使用さ れ、これは海１６と連絡した熱交換器を有する。

その結果全体として潜水艦１０は温まった水の帯１２を引きする。帯１２の温度 はＴ１＋八Ｔであり、ΔＴはＴ２−Ｔ□の差より小さい超過温度であり、しかも これは潜水艦１０との距離が増すのに伴い地域的に、だが時間的にも減少する。

温まった水の帯１２のため海１６の表面１３にはその温度が周囲の海１６より測 定可能に高い面Ａが生じる。

偵察衛星１４により、好適な掃引１５を介し面Ａのこの超過温度を検知し、これ でもって潜水１ｔｉ１０を位置標定することができる。

そこで前記第１図に説明した位置標定の可能性から潜水艦１０を偽装するため、 以下第２〜６０を基に説明する方法及び装置き利用することができる。

、冷却水入口管２１が外殻２０に通され熱交換器２２に達しており、その出口か ら冷却水出口管２３がやはり外殻２０を通って潜水！１０の周囲に引き出しであ る。熱交換器２２の槽分岐に周知の如く潜水艦１０の原動機用冷却回路２４が接 続しである。

冷却水入口管２１に接続した出液管２５が塩溶液貯槽２６に通じている。塩溶液 貯槽２６は他方で塩濃縮装置２７に接続してあり、後者は周回した海水管２８を 介し潜水艦１０の周囲と結ばれている。

塩溶液貯槽２６に含まれた濃縮塩溶液は出液管２５を介し、冷却水入口管２１内 を到来する冷却水に混加することができる。この混加は破線で示唆したように冷 却水出口管２３の範囲で行うことも勿論可能である。

冷却水に上述の如く塩溶液を混加すると、知られているように塩溶液は塩濃度が 高ければ高いほど重くなるので食塩で濃縮した冷却水の密度が高まる。

航走開始時に塩溶液貯槽°２６に塩を積み込んでおくことができるが、潜水艦１ ０の航走生塩濃縮装置２７により周囲の海水から塩を製造すると、そのかぎりで 潜水艦が自給自足となるので好ましい。

こうして食塩で濃縮した冷却水を冷却水出口管２３から再び周囲に排出するとこ の冷却水は比重が高いので潜航中の潜水！！１．０から下降し、次に塩濃度の点 でも温度の点でも拡散により徐々に周囲の海水に同化する。

その際冷却水が潜水艦１０から下降するよう塩濃度を高く調整する必要は必ずし もなく、多くの場合、特に海流が早い場合、温まった冷却水の海表への上昇を十 分に遅らせ、温まった冷却水と周囲の冷たい海水との十分な混合が海流により起 きるよう保証すれば間に合う　　こ　　と　が　あ　る　。

第３図は第２図の配置の変形態様を示す。

第３図の実施例では出液管２５ａに苛性カリ溶液貯槽３０が接続してあり、後者 は他方で潜水ｔｉｌｏの循環式ディーゼル機関３１と接続しである。

知られているように循環式ディーゼル機関の場合燃料の燃焼時発生する二酸化炭 素Ｃｏ２が苛性カリ溶液ＫＯ）ｌに溶け、これにより苛性カリ溶液はＫＨＣＯｇ で飽和されて密度が水よりかなり高くなる０例えば４０％苛性カリ溶液は密度が 約１．４　ｇ／ａＩｉである。

第３図の実施例でも先に第２図について述べたこと、つまり苛性カリ溶液で濃縮 した温まった冷却水が冷却水出口管がら流出した後潜水艦１０から下降するか又 は少なくとも十分に減速されて上昇する。

第４図の実施例では潜水！ｉ１０内で冷却水出口管が充填装置４１と接続してあ り、その詳細については後に第５図を基になお説明する。

充填装置４１内て′容器４２に温まった冷却水４３が充填される。第４．５図の 実施例では容器４２が合成甜脂フィルムからなる袋として構成してあり、その上 端４４で、充填が行われ、下端４５は既に閉鎖しである。容器４２の充填後上端 ４４も閉鎖され、容器４２は潜水艦１０の穴５０から矢印５１の方向に潜水艦１ ０から下方に排出される。４２″は潜水艦１０から排出された容器であり、容器 ４２′が暖かい冷却水４３′を収容しているにも拘らず下降するよう下端にバラ スト重量５２を備えている。

いまや容器４２°を自由に投棄することができ、容器は逸失物として海底に下降 する。

それに対しやはり第４図に示した別の変種では制御線５５又は接続ケーブル等が 設けてあり、これでもって容器４２ａの上端４４ａを保持し曳航する。遠隔制御 、例えば制御線５５を介し案内したケーブル接続又は無ａＩ超音波接続等を利用 して容器４２ａの上端４４ａに設けた第４図には詳しく図示していない開口装置 を操作して容器４２ａを開き、第４図に矢印５６で示唆したように暖かい冷却水 ４３ａを容器４２ａから上に逃がすことができる。この場合にも容器４２ａが所 定の深度Ｔに下降できるよう容器４２ａは当然バラスト重量５２ａを備えている 。

容器ｔ２Ａは自動排出後制御線５５を引くことで再び潜水艦１０の艦内に引き上 げて新たに充填することができる。

第５図は充填装置４１の別の細部を示す、認められるように充填円筒６０が設け てあり、これが左側から冷却水出口管４０に接続しである一方、充填円筒６０の 反対側正面の末端中央に出口管６１が位置する。充填円ｆｉ６０の周面６２にエ ンドレスホース６３が蛇腹状に取り付けである。エンドレスホース６３は第５図 に図示省略した装置により少しずつ周面６２から右に引き出して矢印６４で示唆 したようにそこで結紮される。

こうしてその都度エンドレスホース６３の所定の部分に温まった冷却水の充填が 可能であり、エンドレスホース６２の充填した部分は両端が結紮される。

最後に第６図が示す本発明のなお別の実施例では冷却水出口管７ｏが、潜水！１ １０の外殻を通して外に引き出され、そこで撓み配管７１に移行している。撓み 配管７１は下端が所定の深度Ｔにまで達してそこに排出ヘッド７２を備えており 、これが同時にバラスト又はドラグアンカーとして働く。

排出ヘッド７２は温まった冷却水が排出ヘッド７２からあらゆる方向に流出して 周囲の冷たい海水と最適混和できるようノズル及び／又はデフレクタ等を備えて いる。

本出願は同一出願人の同一日の以下の出願と関連しており、各出願の開示内容は この指摘により本出願の開示内容ともされる：特許出！ｉＩ　Ｐ　３９０８５７ ８．３「音源、特に潜航中の、潜水艦に影響を及ぼす方法及び潜水艦」 特許出！Ｉ　Ｐ　３９０８５７７．５ 「潜航中の潜水艦の音響放出を減らす方法及び装置」 特許出願Ｐ　３９０ｇ　５７６．７ 「水を含む周囲中の低陽、子対象物を位置検出し、特に海又は内水中の潜水艦又 は機雪を位置標定する方法及び装置」 特許出１１４　Ｐ　３９０８５７５．９「パッシブ光学観測システムを有する水 中艦艇」 特許出願Ｐ　３９０ｇ　５７２．４ 「潜航中の潜水艦の音響放出を減らす方法及び装！」 特許出願Ｐ　３９０ｇ　５７３．２ 「潜航中の潜水艦を運転する方法及び装置」国際調査報告 −−−−＾ｅ１ｍ−＋ｍ、ＰＣＴ／ＤＥ　９０１００１９４国際調査報告 ＤＥ　９０００１９４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．潜航中の潜水艦（１０）を運転ずる方法であって、運転中温まった冷却水（ ４３）を周囲の海（１６）に放出するものにおいて、温まった冷却水（４３）を 潜水艦（１０）よりはるか下方の深度（Ｔ）に運ぶことを特徴とする方法。 ２．潜航中の潜水艦（１０）を運転ずる方法であって、運転中温まった冷却水（ ４３）を周囲の海（１６）に放出するものにおいて、冷却水（４３）に添加物を 混加し、潜水艦（１０）から放出される冷却水（４３）の密度を添加物なしの温 まった冷却水（４３）の密度より大きくし、好ましくは潜水艦を取り囲む海水の 密度より大きくすることを特徴とする方法。 ３．添加物が食塩であることを特徴とする特に請求の範囲２記載の方法。 ４．潜水艦（１０）内の食塩を周囲の海水から獲得することを特徴とする請求の 範囲３記載の方法。 ５．食塩を冷却水（４３）に塩溶液として混加することを特徴とする請求の範囲 ３又は４記載の方法。 ６．添加物が二酸化炭素で濃縮した苛性カリ溶液であることを特徴とする特に請 求の範囲２記載の方法。 ７．潜水艦（１０）内の苛性カリ溶液を循環ディーゼル機関（３１）により濃縮 することを特徴とする請求の範囲６記載の方法。 ８．温まった冷却水（４３）を機械的手段により深度（Ｔ）に運ぶことを特徴と する請求の範囲１記載の方法。 ９．前記手段として閉鎖可能なバラスト容器（４２）を用いることを特徴とする 請求の範囲８記載の方法。 １０．バラスト容器（４２）を逸失物として海底に降下させることを特徴とする 請求の範囲９記載の方法。 １１．バラスト容器（４２ａ）を所定の深度で制御線により開き、温まった冷却 水（４３ａ）の排出後再び潜水艦（１０）の艦内に引き戻すことを特徴とする請 求の範囲９記載の方法。 １２．バラスト容器（４２）が実質的に合成樹脂フィルムからなることを特徴と する請求の範囲９〜１１のいずれか１項又は複数項記載の方法。 １３．エンドレスホース（６３）に周期的に充填し結紮することでバラスト容器 （４２）を形成することを特徴とする請求の範囲１２記載の方法１４．前記手段 として撓み配管（７１）を用いることを特徴とする請求の範囲８記載の方法。 １５．その運転時温まった冷却水（４３）を周囲の海（１６）に放出する潜水艇 において、温まった冷却水（４３）を潜水艦（１０）よりはるか下の深度（Ｔ） に運ぶ手段を設けたことを特徴とする潜水艦。 １６．その運転時温まった冷却水（４３）を周囲の海（１６）に放出する潜水艦 において、冷却水（４３）に溶ける高密度の添加物を含有した貯槽（２６；３０ ）に冷却水管（２１）を接続したことを特徴とする潜水艦。 １７．添加物が食塩であることを特徴とする請求の範囲１６記載の潜水艦。 １８．海水を貯める塩濃縮装置（２７）に貯槽（２６）を接続したことを特徴と する請求の範囲１７記載の潜水艇。 １９．添加物が苛性カリ溶液であることを特徴とする請求の範囲１６記載の潜水 艦。 ２０．貯槽（３０）を潜水艦（１０）の循環ディーゼル機関（３１）と接続した ことを特徴とする請求の範囲１９記載の潜水艦。 ２１．潜水艦（１０）が充填装置（４１）を有し、そのなかで温まった冷却水（ ４３）をバラスト容器（４２）に充填可能であり、その重量が充填状態のときそ れにより押しのけられる周囲の海水量の重量より重いことを特徴とする請求の範 囲１５記載の潜水艇。 ２２．バラスト袋（４２）が合成樹脂フィルムからなることを特徴とする請求の 範囲２１記載の潜水艦。 ２３．充填し排出されるバラスト容器（４２ａ）が接続線（５５）を介し潜水艦 （１０）と結してあり、バラスト容器（４２ａ）に遠隔制御可能な開口装置が設 けてあることを特徴とする請求の範囲２１又は２２記載の潜水艦。 ２４．充填装置（４１）が充填円筒（６０）を有し、これにエンドレスホース（ ６３）が蛇腹状に取り付けてあり、充填円筒（６０）が周期的にエンドレスホー ス（６３）の充填円筒（６０）から引き出した部分ごとに排出され、エンドレス ホース（６３）を部分ごとに結紮する手段を設けたことを特徴とする請求の範囲 ２１〜２３のいずれか１項又は複数項記載の潜水艦。 ２５．潜水艦（１０）から深度（Ｔ）にまで達した撓み配管（７１）に冷却水出 口管（７０）を接続したことを特徴とする請求の範囲１５記載の潜水艦。 ２６．配管（７１）の遊端に排出ヘッド（７２）を配置したことを特徴とする請 求の範囲２５記載の潜水艦。