WO2004039666A1 - Ausbringvorrichtung für eine unterwasser-schleppantenne - Google Patents

Ausbringvorrichtung für eine unterwasser-schleppantenne Download PDF

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WO2004039666A1
WO2004039666A1 PCT/EP2003/011775 EP0311775W WO2004039666A1 WO 2004039666 A1 WO2004039666 A1 WO 2004039666A1 EP 0311775 W EP0311775 W EP 0311775W WO 2004039666 A1 WO2004039666 A1 WO 2004039666A1
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antenna
spreading device
funnel
guide wheel
trailing antenna
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PCT/EP2003/011775
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Andreas Kristann
Wilhelm Bauer
Udo Schaumburg
Helmut Campen
Ulrich Barg
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Atlas Elektronik Gmbh
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/39—Arrangements of sonic watch equipment, e.g. low-frequency, sonar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/56—Towing or pushing equipment
    • B63B21/66—Equipment specially adapted for towing underwater objects or vessels, e.g. fairings for tow-cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Definitions

  • the invention relates to a deployment device that can be installed on a watercraft, in particular a submarine, for securing a hose-like underwater towing antenna of the type defined in the preamble of claim 1.
  • the propulsion unit acting on the towing antenna which generates a tensile force acting in the deployment direction on the towing antenna, has an extension tube through which the towing antenna is guided.
  • a plurality of inflow nozzles which pass through the tube wall and are connected to a high-pressure water pump are arranged on the extension tube. By means of the inflow nozzles, a water flow directed towards the discharge end of the extension tube is generated between the inner tube wall of the extension tube and the tubular casing of the trailing antenna.
  • the section of the tubular trailing antenna currently in the cantilever tube is entrained towards the discharge end due to the surface friction generated on the tubular casing.
  • a lubricating effect is achieved by the water flow, since the tubular casing of the trailing antenna is surrounded by a film of water and does not touch the inner tube wall of the extension tube, see above that there are no significant friction forces that slow down the propulsion of the trailing antenna.
  • a delivery device with a propulsion unit is already known (EP 0 124 133 B1), which has two soft-coated, counter-rotating capstan heads, between which the tubular trailing antenna is passed.
  • the motorized capstan heads engage with friction on both sides of the towing antenna and move the towing antenna towards the deployment end of the extension tube at the stern of the submarine. Since the tubular tow antenna is a relatively flexible structure and the antenna part located between the drive device and the deployment end of the extension tube is pushed through the capstan heads, an always trouble-free deployment process of the tow antenna cannot be reliably ensured.
  • the trailing antenna is exposed to high mechanical stress due to the capstan heads, which leads to premature wear of the tubular casing of the trailing antenna and thus causes the trailing antenna to become unusable at an early stage.
  • the invention has for its object to provide a deployment device of the type mentioned, which enables reliable, trouble-free and unrestricted gearing of the tow antenna with minimal mechanical stress on the tow antenna.
  • the dispensing device has the advantage that the rotational angular velocities of the storage drum and guide wheel are matched to the pulling force acting behind the guide wheel on the trailing antenna in the pull-out direction during the lubrication by the control device in such a way that the pulling force is sufficient, that between the guide wheel and the storage drum and the storage drum section of the trailing antenna to be removed from the guide wheel, so that there is no sagging of the trailing antenna between the guide wheel and the storage drum and an associated risk to the lubrication process is prevented.
  • At least one dynamometer is arranged on the guide wheel, which senses the tensile force acting on the trailing antenna.
  • the force measured by the dynamometer is fed to the control device as a reference variable.
  • the force gauge By means of the force gauge, the force acting on the towing antenna, the size of which is subject to a certain fluctuation range and can rise sharply, for example, after the end of the towing antenna has been immersed in the stern water of the watercraft, is recorded very precisely.
  • a winding carriage is assigned to the storage drum, which can be moved by motor parallel to the drum axis and carries a rotatably mounted coil wheel for guiding the trailing antenna.
  • the regulating device also regulates the feed speed of the winding carriage as a function of the rotational angular speed of the storage drum.
  • the trailing antenna is pulled through a guide tube with an inlet and an outlet opening and the guide wheel is arranged directly at the inlet opening of the guide tube in such a way that the trailing antenna section running tangentially from the guide wheel is coaxial to the normal of the inlet opening, i.e. coaxial to the guide tube axis , is aligned so that the trailing antenna running off the guide wheel runs directly and unhindered into the guide tube.
  • the propulsion unit engages at the end of the trailing antenna and has an antenna end piece which is firmly connected to the trailing antenna and which comprises a large number of spaced shaped bodies which are arranged axially essentially immovably on a rope and which are used to generate a flow resistance in the Stern water of the watercraft are formed.
  • the shaped bodies are able to rotate on the rope, so that they do not apply any rotational moment to the tow antenna when towing in the stern water via the rope.
  • each shaped body has a funnel with a funnel opening pointing in the towing direction, and an end plate arranged at the end facing away from the funnel opening and projecting beyond the funnel jacket, the outer diameter of the end plate preferably being equal to the outer diameter of the funnel at the funnel opening is.
  • the funnel design of the fittings with the end plate behind them, which is open in the towing direction, ensures a sufficiently high flow resistance in the free flow at low water speed of the watercraft and thus a sufficiently high tractive force at the end of the towing antenna.
  • the propulsion unit has a flushing pipe with an inlet and outlet opening for the trailing antenna, in which water pressure can be generated near the inlet opening.
  • the antenna end piece lies in the flushing pipe, its shaped bodies being axially displaceably guided in the flushing pipe and subjected to the water pressure.
  • a flushing pump is connected to a water inlet of the flushing pipe and the inlet opening of the flushing pipe is closed with a seal that seals against the tubular trailing antenna and is preferably designed as a labyrinth seal.
  • staggered axial webs are placed, which extend from the funnel opening to the end plate and whose outer web lines running parallel to the funnel axis correspond to the outer diameter of the end plate have a radial distance from the funnel axis.
  • An end cone with axial openings is placed on the funnel opening.
  • the conical shape of the end cone, the axial webs and the rounded end plate on their circumference ensure that the fittings center themselves in the flushing pipe and do not get caught in the flushing pipe due to tolerances. Tilting in the flushing pipe is prevented by the selected length of the fittings.
  • the end cone advantageously promotes the threading of the antenna end piece into the rinsing tube when repeating the trailing antenna.
  • the shaped bodies are made of a good sliding material, for example Teflon, the friction losses are Shaped body in the flushing pipe is reduced, which increases the proportion of tractive force that can be used to pull out the trailing antenna.
  • the last shaped body in the towing direction has a stop, preferably in the form of a truncated-cone-shaped closure member which is integral with the end disk and is designed to close the outlet opening of the flushing tube.
  • This stop prevents the antenna end piece from being pulled through the flushing tube when the trailing antenna is being retrieved. The moment of the closure member striking the flushing pipe can be sensed and used to switch off the drive motors after the trailing antenna has been retracted.
  • the flushing tube is integrated in the guide tube and axially limited displaceable therein against spring force, so that the striking of the stop or the closure member on the flushing tube is cushioned before the drive motors are switched off.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a deployment device for a trailing antenna
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the function of a control device in the dispensing device in FIG. 1; 6 is a perspective view of the dispensing device in FIG. 1,
  • FIG. 7 is an enlarged view of section VII in Fig. 6 without a guide tube
  • FIG. 8 shows a longitudinal section of a propulsion unit in the application device in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of a funnel part of a shaped body of the propulsion unit in FIG. 8,
  • FIG. 10 is a view of the funnel part in the direction X in Fig. 9,
  • FIG. 11 shows a section along the line XI-XI in FIG. 10,
  • FIG. 12 is a bottom view of an end cone of the shaped body of the propulsion unit in FIG. 8 which can be placed on the funnel part,
  • FIG. 13 shows a section along the line XIII-XIII in FIG. 12.
  • the deployment device for a hose-like underwater towing antenna shown in the basic circuit diagram in FIG. 1 and in perspective in FIG. 6 is installed on a watercraft, not shown here, in particular a submarine.
  • the installation takes place on a submarine between the flooded outer ship and the pressure hull.
  • the tow antenna 10 is made in a known manner from a tow line and a pull cable connecting the tow line to the watercraft.
  • the drag line comprises a liquid or gel-filled tubular casing in which a plurality of spaced apart electroacoustic transducers are lined up.
  • a damping module, a so-called VIM is arranged between the tow line and the pull cable.
  • the trailing antenna 10 When not in use, the trailing antenna 10 is wound in several layers on a storage drum 11 which can be driven by a drive motor 11, the storage drum 11 having a substantial axial length for accommodating the rather long trailing antenna 10.
  • the storage drum 11 is assigned a winding carriage 12 which can be moved in a motorized manner parallel to the drum axis and has a winding wheel 13 mounted thereon.
  • the winding wheel 13 guides the towing antenna 11 when winding onto or during unwinding from the storage drum 11, the winding carriage 12 executing a controlled reciprocating movement along the storage drum 11.
  • a guide wheel 14 is arranged in the direction of the stern of the watercraft, which is rotatably mounted in a frame 15, which in turn is fixed in a frame or platform 16 schematically indicated in FIG. 1.
  • force meter 17 is arranged between the frame 15 and the platform 16 and measures or measures a change in the contact force applied by the frame 15 to the platform 16.
  • the guide wheel 14 can be driven by a motor, for which purpose at least one electric motor 141 is provided.
  • the towing antenna 10 runs from the storage drum 11 via the winding wheel 13 and the guide wheel 14 and is passed through a guide tube 18 with an inlet opening 181 and an outlet opening 182 lying in the open water behind the stern of the watercraft.
  • the Guide wheel 14 is arranged directly on the inlet opening 181 of the guide tube 18 such that the antenna section running tangentially from the guide wheel 14 is aligned coaxially to the normal of the inlet opening 181, so that the trailing antenna 10 runs coaxially into the guide tube 18.
  • a tensile force F A acts at the end of the tow antenna 10, more precisely at the end of a damping module (VIM) which is also arranged here and is connected to the tow line and pulls the tow antenna 10 through the guide tube 18.
  • the tensile force F A is generated by means of a propulsion unit 19, which will be described later.
  • a control device 20 is provided which synchronizes the drive motors 111 and 141 of the storage drum 11 and guide wheel 14 in adaptation to the tensile force F A sensed by the dynamometer 17 so that the between Storage drum 11 and guide wheel 14 are each located
  • Tow antenna section substantially stretched, i.e. without sag, runs.
  • Rotational angular velocities v ⁇ and v F of the storage drum 11 and guide wheel 14 are adapted to the tensile force F A so that the latter is able to pull the length of the trailing antenna 10, which is unwound from the storage drum 11 by its motor 111, through the guide tube 18 and the trailing antenna 10 does not protrude can "build up" the guide wheel 14 or on the guide tube 18.
  • the pull-out force F A sensed on the dynamometer 17 is used in the control device 20 as a reference variable for setting the
  • the command variable F A is one first controller 21 supplied to the control device 20.
  • This controller 21 is also supplied with the actual rotational angular velocities F i St and T i St of the guide wheel 14 and storage drum 11, which are sensed by rotary encoders 22 and 23 respectively arranged on the guide wheel 14 and on the storage drum 11.
  • the setpoint angular velocity v Fsol ⁇ of the guide wheel 14 and the setpoint angular speed v Tso ⁇ of the storage drum 11 are determined by means of the reference variable F A and adjusted via the setpoint outputs of the control device 20 in the drive motors 111 and 141 of the storage drum 11 and the guide wheel 14.
  • the characteristic curves for the control process are shown in FIGS. 2 and 3. If the tensile force F A increases , both the setpoint for the angular velocity v ⁇ of the storage drum 11 and the setpoint for the angular velocity V F of the guide wheel 14 are raised linearly. At the same time - as the characteristic curve in FIG. 4 shows - a positive slip s is superimposed on the guide wheel 14, which is reduced as the command variable increases and ensures that the section of the trailing antenna 10 located between the guide wheel 14 and the storage drum 11 is free of slack ,
  • the feed speed v s of the winding carriage 12 is regulated as a function of the angular velocity v ⁇ of the storage drum 11.
  • the second controller 24 is the target rotational angular velocity v Tso n of the storage drum
  • a rotary encoder 25 which senses the rotational angular velocity of a transmission output shaft or the output shaft of the motor 121. Via the corresponding setpoint output Target feed speed v Ss oi ⁇ regulated in the drive motor 121.
  • 5 shows the characteristic curves of the second controller 24, the characteristic curve a being valid as long as the trailing antenna 10 is subtracted from the upper of a total of three winding layers, while the characteristic curve b is valid for the two underlying layers, that is to say the second and first winding layers. The latter only includes the traction cable of the trailing antenna.
  • the propulsion unit 19 for generating the tensile force F A at the deployment end of the trailing antenna 10 is shown in sections in FIGS. 6 and 7 and in FIG. 8 in longitudinal section. It comprises an antenna end piece 26 which is fixedly connected to the trailing antenna end, and an irrigation pipe 40 which is integrated in the guide tube 18 and in which the antenna end piece 26 lies when the trailing antenna 10 is caught and wound on the storage drum 11.
  • the antenna end piece 26 has a multiplicity of shaped bodies 27 which are spaced apart from one another on a cable 28 which is fixedly connected to the trailing antenna 10 and is essentially axially immovable. The arrangement is such that the shaped bodies 27 can rotate about the rope 28.
  • the end piece 26 is shown in FIG.
  • the cable 28 is fastened to a hose member belonging to the end piece 26, which in turn is connected to the VIM of the towing antenna.
  • the hose member comprises a liquid or gel-filled, elastic hose sleeve which is stiffened by means of a fitting. A loosely drawn rope prevents an inadmissibly large expansion of the hose cover.
  • the molded bodies 27 made of a material which is easy to slide, for example Teflon, are of identical design. Each molded body 27 is in two parts and is composed of an elongated funnel part 29, which is shown in detail in FIGS.
  • a funnel 31 is formed with a funnel opening 32 pointing in the towing direction, as well as an end disk 33 which is arranged on the end of the funnel part facing away from the funnel opening 32 and which projects radially beyond the funnel jacket 311.
  • the outline edges of the end plate 33 are rounded toward both disc surfaces.
  • the curves are marked with 331 in FIG. 11.
  • the funnel opening 32 is preceded by a cylindrical ring edge 34, the clear diameter of which is equal to the diameter of the funnel opening 32 and whose outer diameter is equal to the outer diameter of the end plate 33, which in the exemplary embodiment is approximately half the axial length of the funnel part 13.
  • the funnel sleeve 311 there are four axial webs 35 which are arranged offset in the circumferential direction by 90 ° relative to one another and each extend from the ring edge 34 to the end disk 33.
  • the outer web line 351 of the axial webs 35 which runs parallel to the funnel axis, has a radial distance from the funnel axis which is equal to the outer radius of the end plate 33 and the outer radius of the ring edge 34.
  • a central through hole 36 is made, which opens into the funnel base.
  • the closing cone 30 attached to the funnel part 29 has three axial through openings 37 offset by 120 ° relative to one another and a central through bore 38.
  • the passage openings 37 are made so large that practically only webs remain between them, which are arranged in a star shape.
  • the through hole 38 runs in the star point.
  • an annular web 39 projects axially, the outer diameter of which is dimensioned slightly smaller than the inner diameter of the annular edge 34 on the funnel part 29, so that the end cone 30 with its annular web 29 is form-fitting can be inserted into the ring edge 34 of the funnel part 29.
  • the funnel part 29 and the end cone 30 are firmly connected to one another, for example by a plurality of radially offset screw connections between the ring edge 34 and the ring web 39.
  • the axial immovability of the shaped bodies 27 on the cable 28 is achieved, for example, by knots realized in the rope 28, wherein the funnel base and the base of the end cone 30 are each supported on a rope knot.
  • the flushing pipe 40 of the propulsion unit 19 with an inlet opening 401 and an outlet opening 402 for the trailing antenna 10 (FIGS. 7 and 8) is drawn into the guide tube 18 and can be displaced axially to a limited extent in the guide tube 18 against the force of a compression spring 41.
  • the outlet opening 402 of the flushing pipe 40 lies at or near the outlet opening 182 of the guide tube 18.
  • a Y-pipe branch 42 is placed on the inlet opening 401 of the flushing pipe 40 and is fixedly connected to the flushing pipe 40 and the guide tube 18 by means of a screw sleeve 43.
  • the trailing antenna 10 is inserted into the pipe socket 421 of the Y-pipe branch 42, which is coaxial with the flushing pipe 40, a labyrinth seal 44 sealing the inner tube wall from the hose casing of the trailing antenna 10 largely in a pressure-tight manner.
  • the one at an acute angle to the Pipe socket 421 running other pipe socket 422 of the Y-pipe branch 42 forms a water inlet 45 and is connected to a purge pump 47, only schematically indicated here, which is able to build up a water pressure in the purge pipe 40.
  • the antenna end piece 26 fastened at the end of the trailing antenna 10 by means of the cable 28 with its shaped bodies 27 is completely drawn into the flushing pipe 40.
  • the end of the tow antenna 10, or the hose member of the antenna end piece 26 connected to the tow antenna 10 projects into the inlet opening 401 of the flushing pipe 40.
  • a labyrinth seal 44 seals the inner tube wall against the tubular trailing antenna 10 or the hose member.
  • the molded bodies 27 After reaching the outlet opening 402 of the flushing pipe 40, the molded bodies 27 successively emerge from the flushing pipe 40 and are immersed in the stern water of the watercraft.
  • the antenna end piece 26 fully extended from the flushing pipe 40 furthermore produces now due to its flow resistance opposite the water, the tensile force F A , which is determined by its flow resistance and the towing speed of the watercraft.
  • This tensile force also ensures that the trailing antenna 10 is pulled out without interference through the flushing pipe 40 until it lies in its full length in the water and remains connected at its front end to the storage drum 11 fixed on the watercraft via the pull-out cable, which is also pulled out.
  • the shaped bodies 27 of the antenna end piece 26 can be easily inserted into the flushing pipe 40 due to the closing cone 30 placed in front of the funnel part 29.
  • a truncated cone-shaped closure member 46 Arranged on the last shaped body 27 of the antenna end piece 26 is a truncated cone-shaped closure member 46, which is designed to close the outlet opening 402 of the flushing pipe 40 and forms a stop to limit the retraction movement of the trailing antenna 10.
  • the closure member 46 is attached to the end plate 33. Alternatively, it can be attached to the cable 28 or be formed in one piece with the end plate 33.
  • the closure member 46 strikes the flushing pipe 40, and the flushing pipe 40 is displaced in the guide tube 18 against the force of the compression spring 41.
  • the axial displacement of the flushing pipe 40 or the increase in the spring force of the compression spring 41 is sensed and a shutdown signal for the motors 111, 121 and 141 of the storage drum 11, the winding carriage 12 and the guide wheel 14 is generated therefrom.

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Abstract

Bei einer auf einem Wasserfahrzeug, insbesondere U-Boot, installierbaren Ausbringvorrichtung zum Fieren einer schlauchartigen Unterwasser-Schleppantenne (10), mit einer die Schleppantenne (10) aufnehmenden Speichertrommel (11), die zum Auf- und Abwickeln der Schleppantenne (10) motorisch antreibbar ist, und mit einer an der Schleppantenne (10) angreifenden Vortriebseinheit, die eine in Ausbringrichtung wirkende Zugkraft (FA) an der Schleppantenne (10) erzeugt, ist für ein störungs- und hermmungsfreies Fieren der Schleppantenne (10) mit minimaler mechanischer Beanspruchung der Schleppantenne (10) die Schleppantenne (10) über ein motorisch antreibbares Führungsrad (14) geführt und eine Regeleinrichtung (20) vorgesehen, die die Antriebsmotoren (111, 141) von Speichertrommel (11) und Führungsrad (14) in Anpassung an die auf die Schleppantenne (10) wirkende Zugkraft (FA)so synchronisiert, daβ der zwischen Speichertrommel (11) und Führungsrad (14) sich jeweils befindliche Schleppantennenabschnitt im wesentlichen gestreckt ist.

Description

AUSBRINGVORRICHTUNG FÜR EINE UNTERWASSER-SCHLEPPANTENNE
Die Erfindung betrifft eine auf einem Wasserfahrzeug, insbesondere U-Boot, installierbare Ausbringvorrichtung zum Fieren einer schlauchartigen Unterwasser-Schleppantenne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.
Bei einer bekannten Ausbringvorrichtung für eine schlauchförmige Unterwasser-Schleppantenne (DE 196 52 737 Cl) weist die an der Schleppantenne angreifende Vortriebseinheit, die eine in Ausbringrichtung wirkende Zugkraft an der Schleppantenne erzeugt, ein Auslegerohr auf, durch das die Schleppantenne hindurchgeführt ist. An dem Auslegerohr ist eine Vielzahl von durch die Rohrwandung hindurchtretenden Einströmdüsen angeordnet, die an einer Hochdruck-Wasserpumpe angeschlossen sind. Mittels der Einströmdüsen wird zwischen der Rohrinnenwand des Auslegerohrs und der Schlauchhülle der Schleppantenne eine zum Ausbringende des Auslegerohrs gerichtete Wasserströmung erzeugt. Durch die starke Wasserströmung wird der im Auslegerohr sich momentan befindliche Abschnitt der schlauchförmigen Schleppantenne infolge der an der Schlauchhülle erzeugten Oberflächenreibung zum Ausbringende hin mitgenommen. Zusätzlich wird durch die Wasserströmung ein Schmiereffekt erreicht, da die Schlauchhülle der Schleppantenne von einem Wasserfilm umgeben ist und die Rohrinnenwand des Auslegerohrs nicht berührt, so daß keine nennenswerten, den Vortrieb der Schleppantenne bremsenden Reibungskräfte auftreten.
Es ist auch schon eine Ausbringvorrichtung mit einer Vortriebseinheit bekannt (EP 0 124 133 Bl) , die zwei weichbeschichtete, gegenläufige Spillköpfe aufweist, zwischen denen die schlauchförmige Schleppantenne hindurchgeführt ist. Die motorisch angetriebenen Spillköpfe greifen auf beiden Seiten der Schleppantenne mit Reibschluß an und bewegen die Schleppantenne in Richtung zum Ausbringende des Auslegerohrs am Heck des U-Boots. Da die schlauchförmige Schleppantenne ein relativ biegeweiches Gebilde darstellt und der zwischen der Antriebsvorrichtung und dem Ausbringende des Auslegerohrs befindliche Antennenteil durch die Spillköpfe geschoben wird, kann ein stets störungsfreier Ausbringvorgang der Schleppantenne nicht zuverlässig sichergestellt werden. Zusätzlich ist die Schleppantenne durch die Spillköpfe einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, die zu eine frühzeitigen Verschleiß der Schlauchhülle der Schleppantenne führt und damit eine frühzeitige Unbrauchbarkeit der Schleppantenne verursacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausbringvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein zuverlässig stör- und hemmungsfreies Fieren der Schleppantenne mit minimaler mechanischer Beanspruchung der Schleppantenne ermöglicht.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Ausbringvorrichtung hat den Vorteil, daß beim Fieren durch die Regeleinrichtung die Drehwinkelgeschwindigkeiten von Speichertrommel und Führungsrad auf die hinter dem Führungsrad auf die Schleppantenne in Ausziehrichtung wirkende Zugkraft so abgestimmt sind, daß die Zugkraft ausreicht, den von der Speichertrommel abgewickelten, sich jeweils zwischen Führungsrad und Speichertrommel befindlichen Abschnitt der Schleppantenne vom Führungsrad abzuziehen, so daß zwischen Führungsrad und Speichertrommel kein Durchhang der Schleppantenne entsteht und eine damit verbundene Gefährdung des Fiervorgangs verhindert wird. An der Schleppantenne tritt nur eine geringe, durch das Führungsrad bedingte, mechanische Reibung auf, die auch längerfristig nicht zu einer Beschädigung der Schlauchhülle der Schleppantenne führt.
Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ausbringvorrichtung mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Führungsrad mindestens ein Kraftmesser angeordnet, der die an der Schleppantenne angreifende Zugkraft sensiert. Die vom Kraftmesser gemessene Kraft ist als Führungsgröße der Regeleinrichtung zugeführt. Mittels des Kraftmessers wird die auf die Schleppantenne wirkende Kraft, deren Größe einer gewissen Schwankungsbreite unterliegt und beispielsweise nach dem Eintauchen des Ausbringendes der Schleppantenne in das Heckwasser des Wasserfahrzeugs stark ansteigen kann, sehr genau erfaßt. Da zum vollständigen Auftrommeln der Schleppantenne die Speichertrommel eine wesentliche axiale Länge hat und die Schleppantenne in mehreren Lagen auf die Speichertrommel aufgewickelt wird, ist der Speichertrommel ein Spulwagen zugeordnet, der parallel zur Trommelachse motorisch verfahrbar ist und ein drehgelagertes Spulenrad zum Führen der Schleppantenne trägt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mittels der Regeleinrichtung auch die Vorschubgeschwindigkeit des Spulwagens in Abhängigkeit von der Drehwinkelgeschwindigkeit der Speichertrommel geregelt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schleppantenne beim Fieren durch ein Führungsrohr mit Ein- und Austrittsöffnung hindurchgezogen und das Führungsrad unmittelbar an der Eintrittsöffnung des Führungsrohrs so angeordnet, daß der von dem Führungsrad tangetial ablaufende Schleppantennenabschnitt koaxial zur Normalen der Eintrittsöffnung, also koaxial zur Führungsrohrachse, ausgerichtet ist, so daß die vom Führungsrad ablaufende Schleppantenne direkt und ungehindert in das Führungsrohr einläuft.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung greift die Vortriebseinheit am Ende der Schleppantenne an und weist ein mit der Schleppantenne fest verbundenes Antennen- Endstück auf, das eine Vielzahl von auf einem Seil axial im wesentlichen unverschieblich angeordneten, beabstandeten Formkörpern umfaßt, die zur Erzeugung eines Strömungswiderstands im Heckwasser des Wasserfahrzeugs ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, daß mit Eintauchen des Endstücks in das Heckwasser eine Zugkraft permanent an der Schleppantenne angreift, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Ausbringen der Schleppantenne abhängt und genügend groß ist, die Schleppantenne aus dem Führungsrohr auszuziehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vermögen die Formkörper auf dem Seil zu rotieren, so daß diese beim Schleppen im Heckwasser über das Seil kein Rotationsmoment auf die Schleppantenne aufbringen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist jeder Formkörper einen Trichter mit in Schlepprichtung weisender Trichteröffnung, sowie eine an dem von der Trichteröffnung abgekehrten Ende angeordnete, über den Trichtermantel vorstehende Endscheibe auf, wobei vorzugsweise der Außendurchmesser der Endscheibe gleich dem Außendurchmesser des Trichters an der Trichteröffnung bemessen ist. Die in Schlepprichtung offene Trichterbauform der Formstücke mit dahinterliegender Endscheibe sorgt in der freien Strömung bei geringer Fahrgeschwindigkeit des Wasserfahrzeugs für einen ausreichend hohen Strömungswiderstand und somit für eine ausreichend hohe Zugkraft am Schleppantennenende.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vortriebseinheit ein Spülrohr mit einer Ein- und Austrittsöffnung für die Schleppantenne auf, in dem nahe der Eintrittsöffnung ein Wasserdruck erzeugbar ist. Bei Beginn des Fiervorgangs liegt das Antennen-Endstück in dem Spülrohr ein, wobei seine Formkörper im Spülrohr axial verschieblich geführt und von dem Wasserdruck beaufschlagt sind. Durch diese konstruktive Ergänzung der Vortriebseinheit wird bereits vom Anfang des Fiervorgangs an, noch bevor das Antennen-Endstück teilweise oder ganz in das Heckwasser des Wasserfahrzeugs eingetaucht ist, eine in Ausbringrichtung wirkende Zugkraft auf das Schleppantennenende aufgebracht, da der Außendurchmesser der Formstücke nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Spülrohrs und somit die Formstücke wie vom Wasserdruck beaufschlagte Kolben wirken. Um den Wasserdruck im Spülrohr aufbauen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung an einem Wassereinlaß des Spülrohrs eine Spülpumpe angeschlossen und die Eintrittsöffnung des Spülrohrs mit einer gegen die schlauchartige Schleppantenne dichtenden, vorzugsweise als Labyrinthdichtung ausgeführten Dichtung verschlossen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind bei jedem Formstück auf dem Trichtermantel im Umfangsrichtung gegeneinander, vorzugsweise um 90°, versetzte Axialstege aufgesetzt, die sich von der Trichteröffnung bis zur Endscheibe erstrecken und deren parallel zur Trichterachse verlaufende, äußere Steglinien einen den Außendurchmesser der Endscheibe entsprechenden radialen Abstand von der Trichterachse haben. Auf die Trichteröffnung ist ein axiale Durchtrittsöffnungen aufweisender Abschlußkegel aufgesetzt. Die Kegelform des Abschlußkegels, die Axialstege und die an ihrem Umfang abgerundete Endscheibe sorgen dafür, daß die Formstücke sich im Spülrohr selbst zentrieren und nicht an toleranzbedingten Absetzten im Spülrohr hängenbleiben. Durch die gewählte Länge der Formstücke ist ein Verkanten im Spülrohr verhindert. Der Abschlußkegel fördert vorteilhaft das Einfädeln des Antennen-Endstücks in das Spülrohr beim Wiedereinholen der Schleppantenne.
Dadurch, daß gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Formkörper aus einem gut gleitenden Material, z.B. Teflon, hergestellt sind, sind die Reibungsverluste der Formkörper im Spülrohr reduziert, wodurch sich der für das Ausziehen der Schleppantenne nutzbare Zugkraftanteil erhöht..
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der in Schlepprichtung letzte Formkörper einen Anschlag, vorzugsweise in Form eines mit der Endscheibe einstückigen, kegelstumpfförmigen Verschlußglieds auf, das zum Verschließen der Austrittsöffnung des Spülrohrs ausgebildet ist. Durch diesen Anschlag wird das Hindurchziehen des Antennen- Endstücks durch das Spülrohr hindurch beim 'Wiedereinholen der Schleppantenne verhindert. Der Moment des Anschlagens des Verschlußglieds an das Spülrohr kann sensiert und zum Abschalten der Antriebsmotoren nach Wiedereinholen der Schleppantenne verwendet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Spülrohr in dem Führungsrohr integriert und darin gegen Federkraft axial begrenzt verschiebbar, so daß das Anschlagen des Anschlags bzw. des Verschlußglieds am Spülrohr abgefedert wird, bevor die Antriebsmotoren abgeschaltet sind.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Ausbringvorrichtung für eine Schleppantenne,
Fig. 2 jeweils ein Diagramm zur Erläuterung der bis 5 Funktion einer Regeleinrichtung in der Ausbringvorrichtung in Fig. 1, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Ausbringvorrichtung in Fig. 1,
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VII in Fig. 6 ohne Führungsrohr,
Fig. 8 einen Längsschnitt einer Vortriebseinheit in der Ausbringvorrichtung in Fig. β,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Trichterteils eines Formkörpers der Vortriebseinheit in Fig. 8,
Fig. 10 eine Ansicht des Trichterteils in Richtung X in Fig. 9,
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI - XI in Fig. 10,
Fig. 12 eine Unteransicht eines auf das Trichterteil aufsetzbaren Abschlußkegels des Formkörpers der Vortriebseinheit in Fig. 8,
Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie XIII - XIII in Fig. 12.
Die in Fig. 1 im Prinzipschaltbild und in Fig. 6 in perspektivischer Darstellung gezeigte Ausbringvorrichtung für eine schlauchartige Unterwasser-Schleppantenne ist auf einem hier nicht dargestellten Wasserfahrzeug, insbesondere einem U-Boot, installiert. Die Installation erfolgt bei einem U- Boot zwischen dem durchfluteten Außenschiff und dem Druckkörper. Die Schleppantenne 10 besteht in bekannter Weise aus einem Schleppstrang und einen den Schleppstrang an das Wasserfahrzeug anbindenden Zugkabel. Der Schleppstrang umfaßt eine flüssigkeit- oder gelgefüllte Schlauchhülle, in der eine Vielzahl von beabstandeten elektroakustischen Wandlern aufgereiht ist. Zwischen Schleppstrang und Zugkabel ist ein Dämpfungsmodul, ein sog. VIM, angeordnet.
,1m Nichtgebrauchszustand ist die Schleppantenne 10 auf einer mittels eines Antriebsmotors 11 motorisch antreibbaren Speichertrommel 11 in mehreren Lagen aufgewickelt, wobei zur Unterbringung der recht langen Schleppantenne 10 die Speichertrommel 11 eine wesentliche axiale Länge aufweist. Der Speichertrommel 11 ist ein parallel zur Trommelachse motorisch verfahrbarer Spulwagen 12 mit darauf drehgelagertem Spulrad 13 zugeordnet. Das Spulrad 13 führt die Schleppantenne 11 beim Aufwickeln auf die bzw. beim Abwickeln von der Speichertrommel 11, wobei der Spulwagen 12 eine gesteuerte Hin- und Herbewegung längs der Speichertrommel 11 ausführt. Im Abstand von der Speichertrommel 11 ist in Richtung Heck des Wasserfahrzeugs ein Führungsrad 14 angeordnet, das in einem Gestell 15 drehbar gelagert ist, das wiederum in einem in Fig. 1 schematisch angedeuteten Rahmen oder Podest 16 festgelegt ist. Zwischen Gestell 15 und Podest 16 ist mindestes ein, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei, Kraftmesser 17 angeordnet, der bzw. die eine Änderung der vom Gestell 15 auf das Podest 16 aufgebrachten Auflagekraft mißt bzw. messen. Das Führungsrad 14 ist motorisch antreibbar, wozu mindestens ein Elektromotor 141 vorgesehen ist. Die Schleppantenne 10 läuft von der Speichertrommel 11 über das Spulrad 13 und das Führungsrad 14 und wird durch ein Führungsrohr 18 mit einer Eintrittsöffnung 181 und einer hinter dem Heck des Wasserfahrzeugs im freien Wasser liegenden Austrittsöffnung 182 hindurchgeführt. Das Führungsrad 14 ist unmittelbar an der Eintrittsöffnung 181 des Führungsrohrs 18 so angeordnet, daß der von dem Führungsrad 14 tangential ablaufende Antennenabschnitt koaxial zur Normalen der Eintrittsöffnung 181 ausgerichtet ist, somit die Schleppantenne 10 koaxial in das Führungsrohr 18 einläuft. Beim Fiervorgang greift am Ende der Schleppantenne 10, genauer am Ende eines auch hier angeordneten, mit dem Schleppstrang verbundenen Dämpfungsmodul (VIM) , eine Zugkraft FA an, die die Schleppantenne 10 durch das Führungsrohr 18 hindurchzieht. Die Zugkraft FA wird mittels einer später noch beschriebenen Vortriebseinheit 19 erzeugt.
Für den störungs- und hemmungsfreien Ablauf des Fier- oder Ausbringvorgangs der Schleppantenne 10 ist eine Regeleinrichtung 20 vorgesehen, die die Antriebsmotoren 111 und 141 von Speichertrommel 11 und Führungsrad 14 in Anpassung an die vom Kraftmesser 17 sensierte Zugkraft FA so synchronisiert, daß der zwischen Speichertrommel 11 und Führungsrad 14 sich jeweils befindliche
Schleppantennenabschnitt im wesentlichen gestreckt, d.h. ohne Durchhang, verläuft. Hierzu werden die
Drehwinkelgeschwindigkeiten vτ und vF von Speichertrommel 11 und Führungsrad 14 an die Zugkraft FA so angepaßt, daß letztere die jeweils von der Speichertrommel 11 durch deren Motor 111 abgewickelte Länge der Schleppantenne 10 durch das Führungsrohr 18 hindurchzuziehen vermag und die Schleppantenne 10 sich nicht vor dem Führungsrad 14 oder am Führungsrohr 18 "aufstauen" kann. Die am Kraftmesser 17 sensierte Auszugskraft FA dient in der Regeleinrichtung 20 als Führungsgröße für die Einstellung der
Drehwinkelgeschwindigkeiten vτ und vF von Speichertrommel 11 und Führungsrad 14. Hierzu wird die Führungsgröße FA einem ersten Regler 21 der Regeleinrichtung 20 zugeführt. Diesem Regler 21 sind auch die Ist-Drehwinkelgeschwindigkeiten FiSt und TiSt von Führungsrad 14 und Speichertrommel 11 zugeführt, die von jeweils am Führungsrad 14 bzw. an der Speichertrommel 11 angeordneten Drehgebern 22 bzw. 23 sensiert werden. Mittels der Führungsgröße FA wird die Soll- Drehwinkelgeschwindigkeit vFsolι des Führungsrads 14 und die Soll-Drehwinkelgeschwindigkeit vTsoιι der Speichertrommel 11 ermittelt und über die Sollwertausgänge der Regeleinrichtung 20 in den Antriebsmotoren 111 und 141 von Speichertrommel 11 und Führungsrad 14 eingeregelt. Die Kennlinien für den Regelvorgang sind in Fig. 2 und 3 dargestellt. Steigt die Zugkraft FA an, so wird sowohl der Sollwert für die Drehwinkelgeschwindigkeit vτ der Speichertrommel 11 als auch der Sollwert für die Drehwinkelgeschwindigkeit VF des Führungsrads 14 linear angehoben. Gleichzeitig wird - wie dies die Kennlinie in Fig. 4 zeigt - dem Führungsrad 14 ein positiver Schlupf s überlagert, der mit zunehmender Führungsgröße reduziert wird und für die durchhangfreie Streckung des zwischen dem Führungsrad 14 und der Speichertrommel 11 sich jeweils befindlichen Abschnitts der Schleppantenne 10 sorgt.
Mittels eines zweiten Reglers 24 in der Regeleinrichtung 20 wird die Vorschubgeschwindigkeit vs des Spulwagens 12 in Abhängigkeit von der Drehwinkelgeschwindigkeit vτ der Speichertrommel 11 geregelt. Dem zweiten Regler 24 ist hierzu die Soll-Drehwinkelgeschwindigkeit vTson der Speichertrommel
11 sowie die Ist-Vorschubgeschwindigkeit vsist des Spulwagens
12 zugeführt. Letztere wird mittels eines Drehgebers 25 erfaßt, der die Drehwinkelgeschwindigkeit einer Getriebeabtriebswelle oder der Abtriebswelle des Motors 121 sensiert. Über den entsprechenden Sollwertausgang wird die Soll-Vorschubgeschwindigkeit vSsoiι in dem Antriebsmotor 121 eingeregelt. Fig. 5 zeigt die Kennlinien des zweiten Reglers 24, wobei die Kennlinie a gilt, solange die Schleppantenne 10 von der oberen von insgesamt drei Wickellagen abgezogen wird, während die Kennlinie b für die darunterliegenden beiden, also der zweiten und ersten Wickellage gilt. Letztere umfaßt ausschließlich das Zugkabel der Schleppantenne.
Die Vortriebseinheit 19 zur Erzeugung der Zugkraft FA am ausbringseitigen Ende der Schleppantenne 10 ist in Fig. 6 und 7 ausschnittweise und in Fig. 8 im Längsschnitt dargestellt. Sie umfaßt ein mit dem Schleppantennenende fest verbundenes Antennen-Endstück 26, sowie ein in das Führungsrohr 18 integriertes Spülrohr 40, in dem das Antennen-Endstück 26 bei eingeholter und auf der Speichertrommel 11 aufgewickelter Schleppantenne 10 einliegt. Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, weist das Antennen-Endstück 26 eine Vielzahl von Formkörpern 27 auf, die voneinander beabstandet auf einem mit der Schleppantenne 10 fest verbundenen Seil 28 axial im wesentlichen unverschieblich angeordnet sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Formkörper 27 um das Seil 28 rotieren können. Zur Vereinfachung ist im Fig. 8 das Endstück 26 unmittelbar mit der Schleppantenne 10, genauer mit deren VIM, verbunden dargestellt. Aus Gründen eines einfachen Wechsels von Endstück 26 und Typ der Schleppantenne 10 ist das Seil 28 an einem dem Endstück 26 zugehörigen Schlauchglied befestigt, das seinerseits mit dem VIM der Schleppantenne verbunden ist. Das Schlauchglied umfaßt eine flüssigkeits- oder gelgefüllte, elastische Schlauchhülle, die mittels Formstück ausgesteift ist. Ein lose eingezogenes Seil verhindert eine unzulässig große Dehnung der Schlauchhülle. Die aus einem gut gleitfähigen Material, z.B. Teflon, hergestellten Formkörper 27 sind identisch ausgebildet. Jeder Formkörper 27 ist zweiteilig und setzt sich aus einem langgestreckten Trichterteil 29, das in Fig. 9 bis 11 detailliert dargestellt ist, und aus einem Abschlußkegel 30 zusammen, der in Fig. 12 und 13 in Unteransicht und in einem Längsschnitt dargestellt ist. Im Trichterteil 29 ist ein Trichter 31 mit in Schlepprichtung weisender Trichteröffnung 32, sowie eine an dem von der Trichteröffnung 32 abgekehrten Ende des Trichterteils angeordnete Endscheibe 33 ausgebildet, die über den Trichtermantel 311 radial vorsteht. Die Umrißkanten der Endscheibe 33 sind zu beiden Scheibenflächen hin abgerundet. Die Rundungen sind in Fig. 11 mit 331 gekennzeichnet. Der Trichteröffnung 32 ist ein zylindrischer Ringrand 34 vorgelagert, dessen lichter Durchmesser gleich dem Durchmesser der Trichteröffnung 32 und dessen Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Endscheibe 33 bemessen ist, der im Ausführungsbeispiel etwa halb so groß ist wie die axiale Länge des Trichterteils 13. Auf den Trichtermanel 311 sind vier in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzt angeordnete Axialstege 35 aufgesetzt, die sich jeweils von dem Ringrand 34 bis zur Endscheibe 33 erstrecken. Die äußere Steglinie 351 der Axialstege 35, die parallel zu der Trichterachse verläuft, hat einen radialen Abstand von der Trichterachse, der gleich dem Außenradius der Endscheibe 33 und dem Außenradius des Ringrands 34 ist. In die Endscheibe 33 ist eine zentrale Durchgangsbohrung 36 eingebracht, die im Trichtergrund mündet.
Der an das Trichterteil 29 angesetzte Abschlußkegel 30 weist drei um 120° Drehwinkel gegeneinander versetzte, axiale Durchgangsöffnungen 37 sowie eine zentrale Durchgangsbohrung 38 auf. Die Durchtrittsöffnungen 37 sind so groß gemacht, daß praktisch nur noch Stege zwischen ihnen verbleiben, die sternförmig angeordnet sind. Im Sternpunkt verläuft die Durchgangsbohrung 38. Von dem der Trichteröffnung 32 zugekehrten Ende des Abschlußkegels 30 steht ein Ringsteg 39 axial vor, dessen Außendurchmesser wenig kleiner als der Innendurchmesser des Ringrands 34 am Trichterteil 29 bemessen ist, so daß der Abschlußkegel 30 mit seinem Ringsteg 29 formschlüssig in den Ringrand 34 des Trichterteils 29 einschiebbar ist. Nach Durchfädeln des Seils 28 durch die Durchgangsöffnungen 37 und 38 werden Trichterteil 29 und Abschlußkegel 30 fest miteinander verbunden, z.B. durch mehrere radial am Umfang versetzte Schraubverbindungen zwischen Ringrand 34 und Ringsteg 39. Die axiale Unverschiebbarkeit der Formkörper 27 auf dem Seil 28 wird beispielsweise durch Knoten im Seil 28 realisiert, wobei sich der Trichtergrund und die Grundfläche des Abschlußkegels 30 jeweils an einem Seilknoten abstützen.
Das Spülrohr 40 der Vortriebseinheit 19 mit einer Eintrittsöffnung 401 und einer Austrittsöffnung 402 für die Schleppantenne 10 (Fig. 7 und 8) ist in das Führungsrohr 18 eingezogen und im Führungsrohr 18 gegen die Kraft einer Druckfeder 41 begrenzt axial verschiebbar. Die Austrittsöffnung 402 des Spülrohrs 40 liegt an oder nahe der Austrittsöffnung 182 des Führungsrohrs 18. Auf die Eintrittsöffnung 401 des Spülrohrs 40 ist eine Y- Rohrverzweigung 42 aufgesetzt und mittels einer Schraubhülse 43 mit dem Spülrohr 40 und dem Führungsrohr 18 fest verbunden. In den mit dem Spülrohr 40 koaxialen Rohrstutzen 421 der Y-Rohrverzweigung 42 ist die Schleppantenne 10 eingeführt, wobei eine Labyrinthdichtung 44 die Rohrinnenwand gegenüber der Schlauchhülle der Schleppantenne 10 weitgehend druckdicht abdichtet. Der unter einem spitzen Winkel zum Rohrstutzen 421 verlaufende andere Rohrstutzen 422 der Y- Rohrverzweigung 42 bildet einen Wassereinlaß 45 und ist an einer hier nur schematisch angedeuteten Spülpumpe 47 angeschlossen, die einen Wasserdruck im Spülrohr 40 aufzubauen vermag.
Bei vollständig auf die Speichertrommel 11 aufgewickelter Schleppantenne 10 ist das am Ende der Schleppantenne 10 mittels des Seils 28 befestigte Antennen-Endstück 26 mit seinen Formkörpern 27 vollständig in das Spülrohr 40 eingezogen. Das Ende der Schleppantenne 10, bzw. das mit der Schleppantenne 10 verbundene Schlauchglied des Antennen- Endstücks 26, ragt in die Eintrittsöffnung 401 des Spülrohrs 40 hinein. Am Eintritt der Schleppantenne 10 bzw. des Schlauchglieds in den Rohrstutzen 421 der Y-Rohrverzweigung 42 dichtet eine Labyrinthdichtung 44 die Rohrinnenwand gegen die schlauchförmige Schleppantenne 10 bzw. das Schlauchglied ab. Die Formkörper 27, deren Außendurchmesser nur wenig kleiner ist als der lichte Durchmesser des Spülrohrs 40, sind mittels der Endscheibe 33, des Ringrands 34 und der Axialstege 35 im Spülrohr 40 geführt und besitzen aufgrund des für ihre Herstellung verwendeten Materials eine gute Gleitfähigkeit. Wird nunmehr mit Beginn des Ausbringvorgangs oder Fierens der Schleppantenne 10 ein Wasserdruck von z.B. 2 - 3 bar im Spülrohr 40 erzeugt, so wirken die Formkörper 27 wie Kolben, die durch den Wasserdruck in Richtung Austrittsöffnung 402 des Spülrohrs 40 verschoben werden und dadurch über das Seil 28 die Zugkraft FA an der Schleppantenne 10 erzeugen. Nach Erreichen der Austrittsöffnung 402 des Spülrohrs 40 treten die Formkörper 27 sukzessive aus dem Spülrohr 40 aus und tauchen in das Heckwasser des Wasserfahrzeugs ein. Das voll aus dem Spülrohr 40 ausgezogene Antennen-Endstück 26 erzeugt weiterhin, nunmehr aufgrund seines dem Wasser entgegengesetzten Strömungswiderstandes, die Zugkraft FA, die durch seinen Strömungswiderstand und die Schleppgeschwindigkeit des Wasserfahrzeugs bestimmt ist. Diese Zugkraft stellt weiterhin sicher, daß die Schleppantenne 10 störungsfrei durch das Spülrohr 40 hindurch ausgezogen wird, bis sie in ihrer vollen Länge im Wasser ausliegt und an ihrem vorderen Ende über das ebenfalls ausgezogene Zugkabel mit der auf dem Wasserfahrzeug festgelegten Speichertrommel 11 verbunden bleibt.
Beim Wiedereinholen der Schleppantenne 10 und Aufwickeln auf die Speichertrommel 11 lassen sich die Formkörper 27 des Antennen-Endstücks 26 aufgrund des dem Trichterteil 29 vorgesetzten Abschlußkegels 30 mühelos in das Spülrohr 40 einführen. Am letzten Formkörper 27 des Antennen-Endstücks 26 ist ein kegelstumpfförmiges Verschlußglied 46 angeordnet, das zum Verschließen der Austrittsöffnung 402 des Spülrohrs 40 ausgebildet ist und einen Anschlag zur Begrenzung der Einzugsbewegung der Schleppantenne 10 bildet. Das Verschlußglied 46 ist an der Endscheibe 33 befestigt. Alternativ kann es am Seil 28 befestigt oder mit der Endscheibe 33 einstückig ausgebildet sein. Ist das Antennen- Endstück 26 vollständig eingezogen, so schlägt das Verschlußglied 46 am Spülrohr 40 an, und das Spülrohr 40 wird gegen die Kraft der Druckfeder 41 im Führungsrohr 18 verschoben. Die Axialverschiebung des Spülrohrs 40 oder das Anwachsen der Federkraft der Druckfeder 41 wird sensiert und daraus ein Abschaltsignal für die Motoren 111, 121 und 141 von Speichertrommel 11, Spulwagen 12 und Führungsrad 14 generiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Auf einem Wasserfahrzeug, insbesondere U-Boot, installierbare Ausbringvorrichtung zum Fieren einer schlauchartigen Unterwasser-Schleppantenne (10) , mit einer die Schleppantenne (10) aufnehmenden Speichertrommel (11) , die zum Auf- und Abwickeln der Schleppantenne (10) motorisch antreibbar ist, und mit einer an der Schleppantenne (10) angreifenden Vortriebseinheit (19) , die eine in Ausbringrichtung wirkende Zugkraft (FA) an der Schleppantenne (10) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppantenne (10) über ein motorisch antreibbares Führungsrad (14) geführt ist und daß eine Regeleinrichtung (20) vorgesehen ist, die beim Fieren die Antriebsmotoren (111, 141) von Speichertrommel (11) und Führungsrad (14) in Anpassung an die auf die Schleppantenne (10) wirkende Zugkraft (FA) so synchronisiert, daß der zwischen Speichertrommel (11) und Führungsrad (14) sich jeweils befindliche Abschnitt der Schleppantenne (10) im wesentlichen gestreckt ist.
Ausbringvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungsrad (14) mindestens ein Kraftmesser (17) angeordnet ist, der die an der Schleppantenne (10) angreifende Zugkraft (FA) sensiert, und daß die vom Kraftmesser (17) gemessene Kraft der Regeleinrichtung (20) als Führungsgröße zugeführt ist.
3. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Führungsgröße die Soll- Drehwinkelgeschwindigkeiten von Speichertrommel (11) und Führungsrad (14) bestimmt und eingeregelt werden und daß der Soll-Drehwinkelgeschwindigkeit des Führungsrads (14) ein Schlupf überlagert wird, der mit Ansteigen der Zugkraft (FA) reduziert wird.
4. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichertrommel (11) ein parallel zur Trommelachse motorisch verfahrbarer Spulwagen (12) mit darauf drehgelagertem Spulrad (13) zum Führen der Schleppantenne (10) beim Ab- und Aufwickeln von der bzw. auf die Speichertrommel (211) zugeordnet ist und daß die Vorschubgeschwindigkeit des Spulwagens (12) in Abhängigkeit von der Drehwinkelgeschwindigkeit der Speichertrommel (11) geregelt wird.
5. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist- Drehwinkelgeschwindigkeiten von Speichertrommel (11) und Führungsrad (14) mittels Drehgeber (23, 22) erfaßt werden.
6. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Vorschubgeschwindigkeit des Spulwagens (12) mittels eines die Drehzahl der Abtriebswelle des Antriebsmotors (121) oder einer Getriebewelle eines Vorschubgetriebes sensierenden Drehgebers (25) erfaßt wird.
7. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrad (14) in einem Gestell (15) drehgelagert aufgenommen ist und der mindestens eine Kraftmesser (17) zwischen dem Gestell
(15) und einem das Gestell (15) tragenden Podest (16) angeordnet ist.
8. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppantenne (10) durch ein Führungsrohr (18) mit Ein- und Austrittsöffnung (181, 182) hindurchziehbar ist und daß das Führungsrad (14) unmittelbar an der Eintrittsöffnung
(181) so angeordnet ist, daß der von dem Führungsrad (14) tangential ablaufende Abschnitt der Schleppantenne (10) koaxial zur Normalen der Eintrittsöffnung (181) ausgerichtet ist.
9. Ausbringvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinheit (19) am Ende der Schleppantenne (10) angreift und ein mit der Schleppantenne fest verbundenes Antennen- Endstück (26) aufweist, das eine Vielzahl von auf einem Seil (28) axial im wesentlichen unverschieblich angeordneten, beabstandeten Formkörpern (27) umfaßt, die zur Erzeugung eines Strömungswiderstands im Heckwasser des Wasserfahrzeugs ausgebildet sind.
10. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (27) um das Seil (28) drehbar angeordnet sind.
11. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formkörper (27) einen Trichter
(31) mit in Schlepprichtung weisender Trichteröffnung,
(32) sowie eine an dem von der Trichteröffnung (32) abgekehrten Ende angeordnete, über den Trichtermantel (311) vorstehende Endscheibe (33) aufweist.
12. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Endscheibe
(33) gleich dem Außendurchmesser des Trichters (31) an der Trichteröffnung (32) ist.
13. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Trichtermantel (311) in Umfangsrichtung gegeneinander, vorzugsweise um 90°, versetzte Axialstege (35) aufgesetzt sind, die sich von der Trichteröffnung (32) bis zur Endscheibe (33) erstrecken und deren parallel zur Trichterache verlaufende, äußere Steglinie (351) einen den Außenradius der Endscheibe (33) entsprechenden Radialabstand von der Trichterachse hat.
14. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (33) auf ihren Umfang zu beiden Scheibenseiten hin abgerundet ist.
15. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Trichteröffnung (32) ein axiale Durchtrittsöffnungen (37) aufweisender Abschlußkegel (30) aufgesetzt ist und daß im Abschlußkegel (30) , im Trichtergrund und in der Endscheibe (33) jeweils eine zentrale Druchgangsbohrung (38, 36) für das Seil (28) angeordnet ist, dessen Bohrungsdurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Seils (28) .
16. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichteröffnung (16) ein Ringrand (34) mit einem dem Öffnungsdruchmesser der Trichteröffnung (32) entsprechenden Innendurchmesser und einem dem Drehmesser der Endscheibe (33) entsprechenden Außendurchmesser vorgeordnet ist und daß an dem trichteröffnungsseitigen Ende des Abschlußkegeis (30) ein Ringsteg (39) axial vorsteht, der formschlüssig in den Ringrand (34) einschiebbar ist.
17. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Grundfläche des Abschlußkegels (30) gleich dem Außendurchmesser des Ringrands (34) bemessen ist.
18. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (27) aus Material mit guter Gleitfähigkeit, vorzugsweise Teflon, bestehen.
19. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebseinheit (19) ein Spülrohr (40) mit einer Ein- und Austrittsöffnung (401, 402) für die Schleppantenne (10) aufweist, in dem an oder nahe der Eintrittsöffnung (401) ein Wasserdruck erzeugbar ist, und daß bei Beginn eines Fiervorgangs das Antennen-Endstück (26) in dem Spülrohr (40) einliegt und seine Formkörper (27) im Spülrohr (40) axial verschieblich geführt und vom Wasserdruck beaufschlagt sind.
20. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülrohr (40) mindestens einen Wassereinlaß (45) aufweist, an dem eine Spülpumpe (47) angeschlossen ist.
21. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülrohr (40) eintritssöffnungsseitig mit einer gegen die schlauchartige Schleppantenne (10) dichtenden Dichtung, vorzugsweise Labyrinthdichtung, verschlossen ist.
22. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülpumpe (47) in Abhängigkeit von dem Fiervorgang der Schleppantenne (10) ein- und ausschaltbar ist.
23. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in Schlepprichtung letzte Formkörper (27) ein Anschlag angeordnet ist.
24. Ausbringvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als ein vorzugsweise kegelstumpfförmiges Verschlußglied (46) zum Verschließen der Austrittsöffnung (402) des Spülrohrs (40) ausgebildet ist.
25. Ausbringvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülrohr (40) in das Führungsrohr (18) eingezogen ist, vorzugsweise darin gegen Federkraft axial begrenzt verschiebbar ist.
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