NO168816B - Fremgangsmaate og anordning for aa utfoere minesveiping - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å foreta minesveiping av sj©miner med magnetisk sensor,

hvorved elektroder bukseres med innbyrdes avstand bak et fartøy og etter hverandre, idet elektrodene tilføres elektrisk strøm fra fartøyet for å danne et magnetfelt i vannet omkring elektrodene.

Oppfinnelsen angår dessuten en anordning for gjennom-føring av slik minesveiping.

Sveiping av sjøminer som har en magnetisk sensor medfører at et magnetfelt må settes opp i vannet, og dette feltet må være sterkt nok til å registreres av minen som et fartøymål, slik at minen bringes til detonering. For å beskytte fartøyet som utfører minesveipingen er det ønskelig å begrense magnetfeltet som innehar den tilstrekkelige styrke, til et område som befinner seg i trygg avstand fra minesveiperen, slik at en mine som bringes til å detonere av magnetfeltet, ikke kan ødelegge selve minesveiperen. I praksis blir minesveiper-arrangementet tauet bak minesveiperen ved en avstand på ca. 200 til 600 m.

Minesveipingprosessen må tilfredsstille to primærkrav. Det første kravet er å få miner med en liten følsomhet til å detonere selv om de er anbragt i stor avstand målt sideveis fra fartøyets trasé. Dette representerer den såkalte sveip-bredde som fortrinnsvis velges til å ha en størrelse på mellom 100 og 500 m. Det andre kravet er at miner med en høy følsomhet ikke skal utløses innenfor en viss sikkerhetssone som omgir minesveiperen. Disse to kravene er tildels i konflikt med hverandre da et kraftig magnetfelt som kreves for å tilfredsstille det første kravet, gjør det vanskelig å tilfredsstille det andre kravet.

Sveiping av sjøminer som har magnetisk sensor med et elektrode-arrangement foregår på følgende måte. To eller flere elektroder anbringes i vannet og slepes av ett eller flere fartøyer. Elektrodene blir forsynt med elektrisk strøm gjennom kabler fra fartøyet, og strømmen i kablene og gjennom vannet genererer det ønskede magnetfelt. Ved et sveipe-arrangement som omfatter to elektroder, benyttes to stavformede elektroder som er fremstilt av det samme ledende materiale og tilforordnede matekabler. Dette minesveiper-arrangement som er det enkleste, er blitt forbedret på mange måter i henhold til tidligere kjent teknikk.

US-patent nr. 2.937.611 viser et system for sveiping av sjøminer ved hjelp av flere fartøyer, hvor hvert fartøy sleper to elektroder. Systemet frembringer et pulserende magnetfelt mellom de mange elektroder. US-patent nr. 2.397.209 angår et system for minesveiping, i henhold til hvilket det frembringes et pulserende magnetfelt mellom to av elektrodene som slepes av fartøyet. Et mer komplisert system for minesveiping er vist i US-patent nr. 3.946.696. Systemet omfatter to elektroder, en styrt strømgenerator, og en magnetfeltsensor. Den omfatter også et styringssystem som styrer strømmen gjennom elektrodene i avhengighet av magnetfeltet i nærheten av minesveiperen. Ved å måle magnetfeltet nær inntil minesveiperen, kan den ønskede sikkerhetsgrad for minesveiperen oppnås.

En annen enkel konstruksjon for å forbedre beskyttelsen av minesveiperen uten å redusere de ønskede minesveipende egenskaper, er å øke avstanden bakover til minesveiper-arrangmentet. Imidlertid vil rent praktiske problemer ved håndtering av lange kabler, begrense lengden på minesveiper-arrangementene.

Et utstyr som sveiper miner som påvirkes både akkustisk og magnetisk er beskrevet i EP-patent nr. 1 0 205 887.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en fremgangsmåte og en anordning for å sveipe sjøminer som utløses magnetisk, hvilken fremgangsmåte og anordning tilfredsstiller behovet for en trygg detonering av minene, selv om minene er anbragt i stor avstand målt sideveis fra fartøyets kurs, og samtidig tilfredsstiller behovet for en god nok sikkerhet for minesveiperen. Dette oppnås ved å meddele det genererte magnetiske feltet en ønsket utbredelseskarakteristikk med tilstrekkelig svakt magnetfelt i nærheten av minesveiperen, ved hjelp av de trinn som er angitt i krav 1, henholdsvis krav 3. Oppfinnelsen vil bli forklart mer detaljert ved hjelp av utførelseseksempler og de ledsagende referanser til tegningene hvor: Fig. 1 viser en skjematisk oversikt over et tidligere

kjent minesveiper-anlegg med to elektroder,

Fig. 2 viser en modell som benyttes ved kalkulering av feltutbredelsen fra et to-elektrode sveiper-arrangement ifølge fig. l, Fig. 3 viser et diagram for feltutbredelsen fra et sveiper-arrangement med to elektroder i henhold til fig. 1, Fig.4 viser skjematisk et tidligere kjent sveiper- arrangement med tre elektroder, Fig. 5 viser et diagram over feltutbredelsen fra et sveiper-arrangement med tre elektroder i henhold til fig. 4, Fig. 6 viser et diagram som viser feltutbredelsen fra et sveiper-arrangement fra minesveiperen med tre elektroder i henhold til fig. 4, men hvor til-standene i omgivelsene er forandret, og Fig. 7 viser skjematisk et minesveiper-arrangement med tre elektroder i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Minesveiper-arrangementet med to elektroder ifølge fig. 1 omfatter en første elektrode 10 som blir slept nærmest fartøyet under minesveipet, og en andre elektrode 11 anbragt lenger fra fartøyet. Strøm tilføres elektrodene fra en generator, og hvis likestrøm benyttes, kommer strømmen fra en likeretter ombord på fartøyet. Ved å anta at de stavformede elektrodene kan betraktes som punktformede elektroder, fåes en modell ved hvilken magnetfeltet som dannes av den elektriske strømmen mellom elektrodene, kan beregnes med stor nøyaktighet, i det minste i en viss avstand fra minesveiper-arrangmentet. Fig. 2 viser denne modellen beregnet fra punktkilder.

Utbredelses-karakteristikken til magnetfeltet som er dannet av elektrode-konfigurasjonen i henhold til fig. 1, er vist i diagrammet i fig. 3. Magnetfeltet som er vist i diagrammet, dannes på den ene siden av strømmen gjennom lederen som fører til elektroden 10, henholdsvis 11, og på den annen side av strømmen gjennom vannet mellom de to elektrodene. Diagrammet i Fig. 3 viser magnetfeltet fra et fiktivt minesveiper-arrangement med to elektroder anbragt 20 m fra hverandre og matet med en strøm på 200 A. Magnetfeltet er uttrykt ved absoluttverdien til den magnetiske flukstetthet regnet i nT.

En videreutvikling av sveiper-arrangementet med to elektroder er vist i fig. 4. En tredje elektrode 13 er her innsatt mellom den fremre elektrode 10 og fartøyet. Diagrammet i fig. 5 viser utbredelsen av magnetfeltet som settes opp av disse tre elektrodene når strømmen tilføres de tre elektrodene i henhold til fig. 4. Den fremre elektrode 13 undertrykker utbredelsen av feltet i foroverretning, mot minesveiperen, og opprettholder derved et høyt beskyttelses-nivå for fartøyet. I eksemplet er II = 13 = 200 A, avstanden LI mellom de to frontelektrodene er 100 m, og avstanden L2 mellom den bakre elektrode 11 og den sentrale elektrode 10 er 250 m. Den totale lengde til minesveiper-arrangementet i fig. 5 er omtrent 600 m, noe som tilsvarer den totale lengden til minesveiper-arrangementet i fig. 3.

Som det ble nevnt innledningsvis må to delvis motstridende krav tilfredstilles ved minesveipingen. Bredden på sveipet skal være maksimalt, noe som resulterer i at magnetfeltet blir sterkt nok til å utløse miner i et område som er så stort som mulig. I eksemplene i fig. 3, henholdsvis fig. 5, vil arealene som dekkes av et magnetfelt med styrken 100 nT få en bredde som er litt mer enn 400 m. De fleste miner vil oppfatte en feltstyrke på 100 nT som et fartøymål, og dermed kan det første kravet sies å være tilfredsstilt på en adekvat måte. Det andre kravet angår sikkerhetssonen til minesveiperen. Flukstettheten som tillates i nærheten av minesveiperen varierer i avhengighet av forskjellige faktorer, men dersom 5 nT er den maksimalt tolererte styrke under og foran fartøyet, fremgår det av fig. 3 og 5 at det bare er minesveiper-arrangementet i henhold til fig. 5, d.v.s. arrangementet med tre elektroder, som tilfredsstiller dette andre kravet.

Et kjernepunkt når det angår karakteristikken til feltutbredelsen fra et minesveiper-arrangement med 3 elektroder, er forholdet mellom strømmen II i frontelektroden 13 og strømmen 13 i den bakre elektrode 11 samt avstanden mellom elektrodene 10, 11 og 13. I fig. 5 er LI

100 m og L2 er 350 m (se også fig. 4). Forholdene mellom II og 13 er 1, d.v.s. at strømmene II og 13 har samme størrelse og samme retning. Fig. 6 viser de endrede utbredelses-karakteristikker for magnetfeltet når forholdet mellom strømmene II og 13 isteden er 0,5, mens avstanden mellom elektrodene er uforandret. Det fremgår av fig. 6 at kravet til en sikkerhetssone for minesveiperen ikke er tilfredsstilt. Det endrede forhold mellom strømmene II og 13 kan skyldes forandringer i vannets ledningsevne. Da lednings-evnen varierer innenfor store områder, vil man ikke oppnå noen adekvat sikkerhet ved denne type minesveiper-arrangement med tre elektroder hva den magnetiske feltutbredelse i nærheten av minesveiperen angår.

Ifølge foreliggende oppfinnelse oppnår man absolutt den ønskede sikkerhet for minesveiperen mens man samtidig kan styre utbredelsen av magnetfeltet i sideveis retning etter behov. Dette oppnås ved hjelp av et minesveiper-arrangement med tre elektroder i henhold til fig. 7, hvor alle tre elektrodene slepes på linje med hverandre av en minesveiper, og ved å tilføre strøm til hver elektrode i minesveiper-arrangementet på separat måte og ved å styre strømmen til hver elektrode individuelt. For å oppnå et magnetisk minesveiper-arrangement i henhold til foreliggende oppfinnelse, må elektrodene for det første være arrangert på en egnet måte hva angår type av elektroder, kabeltyper, og avstanden som velges mellom elektrodene. Går man ut fra disse fundamentale forhold kan det ønskede forhold mellom strømmene II til frontelektroden 13 og strømmen 13 til den bakre elektrode 11 fastlegges. Strømmene II, 12 og 13 justeres deretter til egnede verdier for å få det ønskede forhold mellom strømmene. Deretter kan minesveipingen begynne og fortsette over arealer som har stor variasjon av vannets ledningsevne, mens sikkerheten til minesveiperen opprettholdes. På denne måten kan forholdet mellom strømmen Il til frontelektroden 13 og 13 til den bakre elektrode 11 holdes på en forutbestemt verdi ved at strømmen til hver elektrode blir styrt direkte.

Fremgangsmåten og anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse tillater også en justering av andre utbredelses-karakteristikker som velges i overensstemmelse med den aktuelle situasjon. Man kan således lett oppnå minesveiping av ekstremt svakt følsomme miner og minesveiping som dekker en betydelig større sveipebredde. Det er også mulig å benytte sveiper-arrangementet i henhold til oppfinnelsen som et sveiper-arrangement med to elektroder, idet strømmen til en av elektrodene settes lik null.

For å oppnå strømmer som kan styres individuelt til alle elektrodene kan et utstyr i henhold til fig. 7 benyttes. Utstyret omfatter en strømgenerator, ikke vist, samt en styrings- og reguleringsanordning 14 for separat styring av strømmene II og 13. Ved en annen utførelse som ikke er vist, kan utstyret omfatte en vekselstrøms-generator samt en tyristorstyrt likeretter for hver av de to ytre elektroder 11, 13.

Elektrodene og kabelen har konvensjonell konstruksjon.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for å foreta minesveiping av sjøminer med magnetisk sensor, hvorved elektroder (10,11,13) bukseres med innbyrdes avstand bak et fartøy (12) og etter hverandre, idet elektrodene (10,11,13) tilføres elektrisk strøm fra fartøyet (12) for å danne et magnetfelt i vannet omkring elektrodene (10,11,13), karakterisert ved at det benyttes minst tre elektroder (10,11,13) og at hver elektrode (10,11,13) separat tilføres elektrisk strøm med individuelt innstillbar styrke, idet det opprettholdes et forutbestemt forhold mellom strømmene til den elektrode (13) som ligger nærmest fartøyet og den elektrode (11) som ligger lengst bort fra fartøyet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at en første (13), en andre (10) og en tredje (11) elektrode anordnes i rekkefølge bak fartøyet (12) hovedsakelig langs en rett linje og med den første elektroden (13) nærmest fartøyet (12), og at det, under hensyn til elektrodenes størrelse og innbyrdes avstand, foretas en innregulering dels av strømmen (II) til den første elektroden (13) og strømmen (13) til den tredje elektroden (11) til et forutbestemt, innbyrdes forhold og dels av strømmen (12) til den andre, midtre elektroden (10) til nødvendig verdi for å oppnå den ønskede utbredelseskarakteristikk av det magnetfelt som blir generert mellom elektrodene (10,11,13).

3. Anordning for minesveiping av sjøminer med magnetisk sensor, omfattende et fartøy (12), minst tre elektroder (10,11,13) som er koblet til fartøyet for innbyrdes adskilt buksering etter hverandre etter fartøyet, samt en på fartøyet anbragt energikilde for generering av strøm til elektrodene (10,11,13), karakterisert ved at energikilden er innstilt for separat tilførsel og styring av strømmen til hver enkelt av elektrodene (10,11,13) slik at et forutbestemt forhold mellom strømmene til den elektrode (13) som ligger nærmest fartøyet og den elektrode (11) som ligger lengst bort fra fartøyet, opprettholdes.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at energikilden omfatter en vekselspenningsgenerator samt minst en første og en andre styrbar strømlikeretter, hver med to utgangspoler, at den første strømlikeretterens ene utgangspol er tilkoblet en første elektrode (13) som er anordnet nærmest fartøyet (12), at den første strømlikeretterens andre utgangspol er koblet til den andre strømlikeretterens første utgangspol, som i sin tur er koblet til en etter den første elektroden (13) anordnet andre elektrode (10), og at den andre strømlike-retterens andre utgangspol er koblet til en etter den andre elektroden (10) anordnet tredje elektrode (11).

5. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at energikilden omfatter en transformator som er tilknyttet en foreliggende generator på det minesveipende fartøyet samt i det minste en første og en andre styrbar strømlikeretter, som hver er forsynt med to utgangspoler, at den første strømlikeretterens ene utgangspol er tilkoblet en første elektrode (13) som er anordnet nærmest fartøyet (12), at den første strømlikeretterens andre utgangspol er tilkoblet den andre strømlikeretterens første utgangspol som i sin tur er tilkoblet en etter den første elektroden (13) anordnet andre elektrode (10), og at den andre strømlikeretterens andre utgangspol er tilkoblet en etter den andre elektroden (10) anordnet tredje elektrode (11) .

6. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at energikilden omfatter i det minste to likestrømsgeneratorer, hver med to utgangspoler, at den første likestrømsgeneratorens ene utgangspol er tilkoblet en første elektrode (13) anordnet nærmest fartøyet (12), at den første likestrømsgeneratorens andre utgangspol er tilkoblet den andre likestrømsgeneratorens første utgangspol, som i sin tur er tilkoblet en etter den første elektrode (13) anordnet andre elektrode (10) og at den andre likestrømsgeneratorens andre utgangspol er tilkoblet en tredje elektrode (11) anordnet etter den andre elektrode (10).