NO160608B - Anordning ved minesveiping. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører minesveiping, mer presist utløsning av magnetiske miner.

Magnetisk minesveiping kan gjennomføres ved at en magnetisert konstruksjon blir tauet bak et umagnetisk fartøy. Kons-truksjonens magnetfelt er slik at enhver magnetisk mine i det sveipede område vil bli utløst. Tidlige forsøk på magnetisk minesveiping omfattet sleping av en langstrakt, homogen metallblokk, som ble magnetisert før bruk. Metallblokken hadde vanligvis form av en svært lang, tynn stav. En annen foreslått anordning som benyttes av den amerikanske marine, er kjent som Magnetic Orange Pipe, som er en stålrørlengde med en diameter i størrelsesorden 25,4 cm, som blir magnetisert før bruk og deretter slept bak et fartøy.

Disse kjente anordninger, har imidlertid den ulempe at det skjer en avmagnetisering ved bruk,og at daglig remagnetise-ring vanligvis er nødvendig. En enkel konstruksjon, som et magnetisert stålrør eller en magnetisert stang, er således av begrenset verdi med henblikk på det begrensede moment--til-masse forhold (MMF) og den relative mangel av permanens i magneten.

En annen kjent teknikk for magnetisk minesveiping omfatter bruk av minesveipere som sleper kabler og/eller elektroder og påtrykker strøm, slik at det dannes et magnetfelt i vannet. En slik teknikk er imidlertid ikke praktisk i svært grunne farvann på grunn av faren for skader på sveipeutsty-ret.

De grunnleggende krav ved magnetisk minesveiping omfatter tilveiebringelse av en konstruksjon som er varig og rimelig, men ikke desto mindre effektiv når det gjelder opprettelse av et godt magnetfelt for aktivisering av miner, samtidig som den kan beveges, transporteres og håndteres ved minesveiping.

Det er også velkjent at det kan dannes permanente magneter av ferritter og med større omkostninger av alnico. Skjønt alnico kan gi svært overlegne MMF verdier, er dette et kostbart materiale og således ikke tiltalende i forbindelse med minesveiping, da det foreligger en høyst reell fa-re for at sveipeanordningen får skader som umuliggjør videre bruk dersom en mine detoneres. Det er ønskelig at sveipeanordningen er motstandsdyktig mot skader og samtidig har en form som letter håndtering i et lite mi-nesveipe-hjelpefartøy.

Kjente teknikker, som Magnetic Orange Pipe anordningen, var avhengige av svært lange, tynne konstruksjoner for sveipeanordningen. Dette var vødvendig for opprettelse av eh rimelig grad av magnetisme. Men denne konstruk-sjonsform har praktiske ulemper i forbindelse med håndtering, transport og lagring. Foreliggende oppfinnelse vedrører nye og nyttige alternativer til de kjente anordninger .

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en sveipeanordning til bruk ved magnetisk minesveiping, omfattende et langstrakt, stivt, flytende legeme som er konstruert og dimensjonert for bruk i vann som en sveipeanordning for magnetiske miner, og som er motstandsdyktig mot de eksplosjonskrefter som frigjøres av en magnetisk mine når den aktiveres av sveipeanordningen, idet det stive legeme inneholder minst én blokk av permanent magnetisk materiale anordnet med polflater som ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at det stive legeme omfatter fordelingselementer som kan -være hule og strekker seg i retning bort fra nevnte polflater i motsatte retninger og langs lengderetningen av nevnte stive legeme, samtidig som fordelingselementene omfatter flater som er anordnet i tett nærhet av nevnte blokkpolflater for derved å fremskaffe et fordelt magnetisk felt som strekker seg gjennom vannet .

Sveipeanordningen kan da dimensjoneres og konstrueres slik 3tden vil flyte og danne et magnetfelt som er effektivt for magnetisk minesveiping, og den vil være motstandsdyktig mot de eksplosjonskrefter som frigis av en magnetisk mine når den detoneres av sveipeanordningen. I den foreliggende beskrivelse betraktes en minesveipeanordning som "motstandsdyktig" mot skader ved minedetonasjon, selv om den kan skades i en grad som umuliggjør, reparasjon, dersom en mine blir detonert nær nok og har tilstrekke-lig sprengkraft.

Ferritmateriale kan med fordel benyttes for den eller hver permanente magnet. Når to eller flere slike blokker blir brukt, bør de anbringes i innbyrdes avstand langs legemet, som fortrinnsvis har generell sylindrisk form, med et mellomrom beliggende mellom hvert par nærliggende blokkender og med endeseksjoner beliggende utenfor de ytre ender av blokkene av ferrit-materiale, hvor mellom-rommene og endeseksjonene er anordnet for anbringelse av fordelingselementene for blokkene.

Oppdrift for sveipeanordningen, likesom strukturell styr-ke kan med stor fordel tilveiebringes på en enkel og effektiv måte ved en hensiktsmessig utformning av de nevnte fordelingselementer, som hvert især kan være hult og forseglet. I et foretrukket og viktig utførelseseks-empel av oppfinnelsen tilveiebringes et stivt plastskumstoff i hvert fordelingselement. På denne måten oppnås økt motstand mot eksplosjonskreftene fra en detonert mi-ne .

Sveipeanordningen kan med fordel for minesveiping være sylindrisk med en diameter i størrelsesorden 500 mm og en lengde i størrelsesorden 6 m. Anordningen kan lett ut-formes slik at den blir stiv og varig med hensiktsmessige fittings sveiset fast på sveipeanordningens utside for å muliggjøre håndtering og sleping. Det kan videre opprettes en meget fordelaktig magnetfelt for minesveiping på en kostnadseffektiv måte.

Med fordel er blokken eller hver blokk av permanent magnetisk materiale anordnet i skive-lignende form og blir holdt på plass av en hensiktsmessig umagnetisk struktur. Av hensyn til en økonomisk produksjon kan hver blokk ha polygonal form.

En produksjonsform omfatter montering av den eller hver permanent magnetiske blokk på et fremspringende parti med redusert diameter av et rør, som danner en del av legemet og utgjør et av fordelingselementene, ved hjelp av et umagnetisk bånd. Et parti av røret nær dets diameterreduk-sjonspunkt er skruegjenget for å motta en umagnetisk tet-ningshylse med en utvendig diameter som samsvarer med rør-ets utvendige diameter. For å sikre tetning, er en 0-ring-pakning anordnet inntil forbindelsen. Alle nevnte rør har sine endeflater utformet slik at de presses til nær kontakt med den permanente magnetenhet med minimal luftklaring for fluksoverføring og fordeling.

Ved utformingen av et spesielt utførelseseksempel av sveipeanordningen, antas at man kan gjøre bruk av det arbeid oppfinneren har publisert om en magnet i laboratorieskala av sammensatt struktur, som dog hittil ikke er anerkjent eller foreslått brukt til operasjoner i praktisk skala eller for minesveiping.

For at de teoretiske prinsipper som kan legges til grunn for foreliggende oppfinnelse, skal bli lettere å forstå, vises der til artikkelen "Composite Ferrite/Steel Bar Magnet" av J. Warren Hill, publisert i I.E.E.E. Transactions on Magnetics, bd Mag-14, nr. 5, september 1978, sider 1054-1058, og artikkelen "Two-Domain Analysis of Field-Produc-ing Bodies, Using Fictitious Poles" av J. Warren Hill, publisert i J. Phys.D: Appl. Phys, bd 11, 1987, sider 509-530.

I det minste ved de foretrukne utførelseseksempler på oppfinnelsen, kan man trekke fordel av en minesveipeanordning, som har høy magnetisk stabilitet, god MMF verdi, og som er egnet for masseproduksjon på en grei og effektiv måte med

lave omkostninger. Det antas at en slik minesveipeanordning kan være sterkt overlegen i forhold til tidligere forslag og

især i forhold til ovennevnte Magnetic Orange Pipe. Utførel-sesformer av foreliggende oppfinnelse kan opprettholde de opprinnelig tilveiebragte magnetiske egenskaper, muligens i det uendelige, slik at pålitelig minesveiping kan finne sted. Evnen til å konstruere en minesveipeanordning slik at den vil være holdbar selv under harde bruksforhold, men likevel pålitelig, samtidig som den kan produseres rimelig, er svært viktige faktorer. Det vil være innlysende at det er ønske-lig å tilveiebringe det maksimalt mulige magnetiske moment ved magnetisk minesveiping.

Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen gis der anvisning på en teknikk for lagring og transport av sveipeanordninger for magnetisk minesveiping, idet der er tilveiebragt en utformning av slike sveipeanordninger som er hensiktsmessig for lagring eller transport og utmerker seg ved et lavt resulterende eksternt magnetfelt, slik at forstyrrelse av f.eks. magnetkompass ombord på skip og fly i det vesentlige er hindret. I denne henseende vil en slik pakke som egner seg for transport, omfatte en flerhet av avlange sveipeanordninger som er generelt innbyrdes parallelt anordnet i et sett hvor polene av nabo-sveipeanordninger har motsatt fortegn.

Et særdeles fordelaktig og foretrukket utførelseseksempel på dette aspekt ved oppfinnelsen omfatter en form av sveipeanordninger hvor fire sveipeanordninger er anordnet i et firkantsett med sine lengdeakser i det vesentlige parallelle.

Noen utførelsesformer av oppfinnelsen skal nå beskrives nær-mere, utelukkende som en illustrasjon, under henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 er et skjematisk aksialsnitt av et første utførelses-eksempel av en magnetisk minesveipeanordning,

fig. 2 er et partielt aksialsnitt i større målestokk, som illustrerer konstruksjonen i området av en permanent mag-

netskive av ferritt i minesveipeanordningen ifølge fig. 1,

fig. 3 illustrerer en utformning av fire minesveipeanordninger i en firkantserie, utformet for å redusere det eksterne magnetfelt til et minimum, slik at man unngår forstyrrelse av skipskompass o.l., hvor figuren viser et oppriss av anordningen,

fig. 4 er et frontriss av den utformning som er vist i fig.3,

fig. 6 er et aksialsnitt gjennom et andre utførelseseksempel av en minesveipeanordning,

fig. 7 er et aksialsnitt i større målestokk, som viser mon-teringen av en permanent magnetskivekonstruksjon av ferritt for utførelseseksemplet ifølge fig. 6, og

fig. 8 er et enderiss av ferrittskiveelementet i ferrittski-vekonstruksjonen ifølge fig. 6 og 7.

De utførelseseksempler som er beskrevet nedenfor under henvisning til tegningen har vist seg å gi et svært høyt magnet-moment/masseforhold (MMF), som i høy grad holder mål, sammen-lignet med kostbare, konvensjonelle alnicomagneter, når det tas hensyn til fartøyet (f.eks. en liten båt, lekter eller flåte) som kreves for å føre slike magneter. Hvert av de illustrerte utførelseseksempler danner i det vesentlige et hult flytelegeme av bløtt stål som omfatter en permanent magnetisk enhet.

Som vist i fig. 1 og 2, har den magnetiske minesveiperanord-ning sylindrisk form og omfatter et sentralt stållegeme 1, permanent magnetiske ferrittskiver 2 og endeenheter 3 av stålrør med buede endekapsler 4 som er utstyrt med slepeører.

Det sentrale stållegeme 1 og ende-stålrørene 3 består av bløtt stål med lavt karboninnhold, f.eks. mindre enn 0,25%. For opprettelse av motstandsdyktighet mot skader under eksplosjonskreftene fra en detonert mine og for opprettelse av reserveoppdrift i tilfelle- av lekkasje, er alle stållegemer gitt innsprøytet stivt polyuretanskumstoff (utelatt i tegningen av ov.ersiktlighetshensyn) , som er oppskummet in situ med høy tetthet, f.eks. 65 kg pr. m^. Dette har vist seg å ha et meget lavt vannabsorpsjonspotensial og å virke betydelig avstivende på konstruksjonen, slik at det dannes mot-standskraft mot buling av konstruksjonen når dette utsettes for eksplosjonskrefter.

I sentrum av det sentrale stållegeme 1, er løfteører 6 sveiset fast på hver side av legemet, og det er også tilveiebrakt en passende, innvendig avstivning.

Fig. 2 viser detaljene ved hver forbindelse mellom en ferrit-skive 2 og rørelementene 1 og 3. Endene av det sentrale stållegeme 1 og stålrørsenheten 3 er like og hver omfatter et fordelingselement med et endeparti 7 med redusert diameter, som er utvendig skruegjenget ved 8 og danner en skulder 9, mot hvilken en O-ring av gummi 10 kan være i anlegg i tet-ningsforhold. En plan endeflate 11 er anordnet på hvert endeparti 7 for anbringelse i intim kontakt med endene av et ferrittskiveelement 12.

En umagnetisk forbindelse mellom de sylindriske stålpartier er opprettet ved hjelp av en utvendig forbindelsesring 13 av aluminiumlegering, som er innvendig skruegjenget på steder som er forskutt fra endene, med en fordypning anordnet innvendig for opptagelse av hver O-ring pakning 10. En krage 14 av aluminiumlegering er anordnet for å holde ferrittskiveelementet 12 tilbake. Kragen 12 er festet til en ringformet skulder som er anordnet i enden av det sentrale stålrør ved hjelp av rustfrie stålskruer 15.

Det er tatt hensiktsmessige forholdsregler for å sikre at det opprettes solid, intim kontakt mellom de plane endeflater av stålrørpartiene og ferrittskiveelementet; 12, slik at fluksoverføringen blir maksimal. De plane ender av endepar-tiene 7 må være tykke nok til å samle magnetfluks og rette denne mot legemets vegger, som også må være tykke nok til at man unngår tap av magnetomotorisk kraft.

I figurene 3 og 5 er en serie på fire minesveipeanordninger vist. Det skal bemerkes at nord- og sydpolene er lagt vek-selvis, og det har vist seg at denne utformning overraskende resulterer i et svært lavt eksternt magnetfelt, slik at in-terferens med magnetkompasser i fly o.l. unngås.

I den utførelsesform som er vist i fig. 6-8 er like henvis-ningstall brukt for like deler, og bare forskjellene i konstruksjonen skal beskrives nedenfor.

Utførelseseksemplet ifølge fig. 6-8 er utformet med tanke på økonomi. En forholdsvis enkel konstruksjon er dannet ved sammensveising av komponenter av materiale med jevn tykkelse, slik at man unngår kostbar støping og maskinbearbeidelse, samtidig som man oppnår adekvat effekt i form av fordeling av megnetfluks for minesveiping. Når man betenker at en minesveipeanordning løper betydelig risiko for å bli skadet, bør den være en potensielt forbrukbar gjenstand. Hensynet til en økonomisk produksjon kan derfor veie tyngre enn hensynet til optimal effekt, såfremt et adekvart prestasjonsni-vå kan oppnås.

Utførelseseksemplet ifølge fig. 6-8 omfatter en totalt sylindrisk form med hule rørformede endepartier av bløtt stål 3A, som med ringformede sveiser 20 er sveiset fast på en sentral ferrittskive 2.

Skivekonstruksjonen 2 omfatter en oktagonal midtblokk 12 av ferritt med plane endeflater 11 i intim kontakt med ende-plater 7A av bløtt stål for fluksfordelingselementer som på steder som er forskutt innad fra de respektive endeomkretser er sveiset til koniske elementer 7B av bløtt stål, som i sin tur er sveiset rundt omkretsene til forbindelseskrager 7C av bløtt stål. Detaljene ved konstruksjonen og plasseringen av sveisene ses best i fig. 7, hvor en umagnetisk ferritthol-

dende hylse 14A er tydelig vist og holder ferrittblokken 12 på plass.

Videre danner et deksel 13A av rustfritt stål (umagnetisk) en del av minesveipeanordningens totale sylindriske legeme og danner en sentral del av skivekonstruksjonen 2. Dekslet 13A er sveiset til de respektive ender av kragen 7C som vist i fig. 7.

Claims (13)

1. Sveipeanordning, omfattende et langstrakt, stivt, flytende legeme (1) som er konstruert og dimensjonert for bruk i vann som en sveipeanordning for magnetiske miner, og som er motstandsdyktig mot de eksplosjonskrefter som frigjøres av en magnetisk mine når den aktiveres av sveipeanordningen, idet det stive legeme (1) inneholder minst én blokk (12) av permanent magnetisk materiale anordnet med polflater (11),karakterisert ved at det stive legeme (1) omfatter fordelingselementer (7, 1 og 3 eller 7A, 7B, 7C og 3A)som kan være hule og strekker seg i retning bort fra nevnte polflater (11) i motsatte retninger og langs lengderetningen av nevnte stive legeme (1), samtidig som fordelingselementene omfatter flater som er anordnet i tett nærhet av nevnte blokkpolflater (11) for derved å fremskaffe et fordelt magnetisk felt som strekker seg gjennom vannet.

2. Sveipeanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hvert av fordelingselementene er en forseglet, hul konstruksjon som gir sveipeanordningen oppdrift, og har en vegg (1 og 3 eller 3a) som danner et avlangt hus som strekker seg bort fra den tilordnede blokk (12) av magnetisk materiale.

3. Sveieanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det stive legeme omfatter minst ett forseglet hulrom som er fylt med stivt plastskumstoff som gir avstivning og reserveoppdrift.

4. Sveipeanordning som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at blokken eller hver blokk (12) av permanent magnetisk materiale har skive-lignende form og blir holdt på plass av en umagnetisk konstruksjon (13, 14, 15 eller 13A og 14A).

5. Sveipeanordning som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at blokken eller hver blokk av permanent magnetisk materiale har polygonal tverrsnittsform, sett på tvers av denspolakse.

6. Sveipeanordning som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at en umagnetisk kappe (13 eller 14) er anordnet rundt blokken eller hver blokk av permanent magnetisk materiale og danner en ytter-vegg av legemet, og er forbundet med fordelingselementene på hver side av blokken (12) av permanent magnetisk materiale .

7. Sveipeanordning som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at hvert fordelingselement omfatter en plan stålplate (7A) i magnetisk fluksledende forhold til en tilsvarende flate (11) av den tilordnede blokk (12) av permanent magnetisk materiale og en forbindelsesvegg (7B) av stål, som er sveiset til og forløper under en vinkel i forhold til legemets akse fra den plane plate til en sveiset forbindelse med en stål-krage (7C) for legemet.

8. Sveipeanordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at forbindelsesveggen (7B) har i det vesentlige konisk form og rager ut fra et parti av den plane plate (7A) som ligger radialt innenfor den plane plates omkrets.

9. Sveipeanordning som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at den omfatter minst to blokker (12) av permanent magnetisk materiale som er anordnet i innbyrdes avstand langs sveipeanordningen, og har respektive fordelingselementer tilordnet seg, idet legemet omfatter hule, sylindriske stållegemer (1) og endepartier (3) som utgjør en del av fordelingselementene og danner avtettede hulrom.

10. Sveipeanordning som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at legemet har total sylinderform i en størrelsesorden på 500 mm diameter og 6 m lengde.

11. Sveipeanordning omfattende en flerhet av minesveipeanordninger, hver som angitt i et av de foranstående krav, karakterisert ved at sveipeanordningene er anordnet i et sideordnet forhold hvor nærliggende poler har motsatt fortegn.

12. Sveipeanordning ifølge ethvert av kravene 1-10, karakterisert ved at fordelingselementene er av en jevnt avtagende diameter, generelt som en avkortet kjegle.

13. Sveipeanordning ifølge ethvert av kravene 1-10, karakterisert ved at fordelingselementene hver består av fire stålplater (7B) som er festet til og strekker seg ut fra en plateformet del (7A) anordnet i tett nærhet til en polflate (11), idet nevnte fire stålplater (7B) er utformet generelt som en avkortet pyramide.