WO2008037349A1 - Unmanned underwater vehicle - Google Patents

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WO2008037349A1
WO2008037349A1 PCT/EP2007/007891 EP2007007891W WO2008037349A1 WO 2008037349 A1 WO2008037349 A1 WO 2008037349A1 EP 2007007891 W EP2007007891 W EP 2007007891W WO 2008037349 A1 WO2008037349 A1 WO 2008037349A1
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Christoph Hoffmann
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Atlas Elektronik Gmbh
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    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned

Definitions

  • the invention relates to an unmanned underwater vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to transform a unmanned underwater vehicle of the type mentioned above, which is used as a remote sonar carrier, so that its mission range is significantly increased.
  • the erfmdungsge4e underwater vehicle has the advantage that when driving in snorkel depth along the water surface the electric screw drive supplying accumulator is permanently charged by the generator, the underwater vehicle so a longer route at a significantly higher speed semi-submersed under the water surface is able to cover to get into his field of application. There, the underwater vehicle can dive with the maximum of stored electrical energy and record sonar data in different depths. A withdrawal of stored energy from the accumulator takes place exclusively in the submerged vessel dive and re-emergence process, but not during the voyage into the reconnaissance area. After surfacing, the accumulator is charged by restarting the generator. Despite much larger mission range, which is limited only by the supply of entrained fuel, the accumulator can be equipped with significantly smaller load capacity, which leads to a significant reduction in volume and weight and thus compensates for part of the additional weight of the generator.
  • the underwater vehicle has an autonomously leading navigation device and a device for radio transmission of the reconnaissance data taken in the sea area, which are obtained by means of the at least one sonar.
  • the autonomously leading navigation device eliminates the range of the underwater vehicle restricting mechanical connection to the platform, such as a rewindable optical waveguide for remote control.
  • the transmission of the sonar data by radio takes place while driving in snorkel depth below the water surface.
  • the power unit is accommodated in a mountable to the vehicle body housing, wherein preferably the Anlagenkorper carries the housing piggyback.
  • the exhaust pipe is led out of the housing, the Herausschreibung is made on the side facing away from the vehicle body top of the housing.
  • the radio transmitter for transmitting the Aufklarungs stylist to the platform of the radio transmitter and the transmitting antenna also integrated in the housing, wherein the transmitting antenna on the side facing away from the vehicle top of the housing so it is deduced that it rises above the water surface in snorkel depth when the underwater vehicle is driven.
  • Fig. 1 is a perspective plan view of a
  • FIG. 2 shows a block diagram of the units and components present in the underwater vehicle.
  • Fig. 1 in a perspective plan view m exploded view, unmanned
  • the underwater vehicle has a vehicle body 11 and a housing 12 piggybacked by the vehicle body 11.
  • the housing 12 is designed as Nachrust- or additional module, so that the underwater vehicle can be used both with and without housing 12. After placing on the Anlagenkorper 11, the housing 12 is mechanically fixed to the Anlagenkorper 11.
  • each electromotive screw drive 13 is installed in the vehicle body 11, which are from an accumulator 14, hereinafter referred to as battery 14, fed.
  • Each electromotive screw drive 13 comprises a starboard or port side arranged propeller 15 and a propeller 15 driving electric motor 16, which is connected to the battery 14 respectively.
  • the switching on and off of the electric motors 16 via a central control unit 17.
  • Stabilizing fins 18 At the rear of the vehicle body 11 are Stabilizing fins 18 arranged.
  • rudder or side fins 19 from which are also adjustable by means of the battery 14 powered electric servomotors 20 so that the underwater vehicle can dive to greater depths or emerge from greater depths to the water surface.
  • the servomotors 20 are also controlled by the central control unit 17.
  • the autonomously acting underwater vehicle is guided by a navigation device 21, from which via the central control unit 17 corresponding control commands to the electric motors 16 of the screw drives 13 and to the servo motors 20 of the side fins 19 arrive.
  • a navigation device 21 from which via the central control unit 17 corresponding control commands to the electric motors 16 of the screw drives 13 and to the servo motors 20 of the side fins 19 arrive.
  • the underwater vehicle is directed in horizontal and vertical planes.
  • Fahrzeüg Congress 11 is a low-frequency sosichtsonar 40, each with a arranged on port and starboard of the underwater vehicle, linear side antenna 41, also called flank array, and a high-frequency Bugsonar 22 with a bow arranged and covered by an acoustic window bow antenna 23 installed. While the low-frequency side view sonar 40 is used to detect and locate sound-emitting objects in the sea area, the high-resolution, low-frequency Bugsonar 22, a classification of the detected objects is possible.
  • the antennas 41, 23 each have, in a known manner, a transducer arrangement comprising a multiplicity of electroacoustic transducers 24, which are indicated schematically in FIG. 2.
  • the sound waves received by the transducers 24 are transmitted in converted electrical signals and implemented in a the Bugsonar 22 and sosichtsonar 40 downstream signal processing in sonar data that provide after preparation in an evaluation device 25 information about present in the sea area stationary or mobile, sound-emitting objects and are stored as reconnaissance data in a memory 26.
  • a generator 27 consisting of an internal combustion engine 28, e.g. Diesel engine, and an electric generator 29, which is driven by the internal combustion engine 28, arranged.
  • the internal combustion engine 28 has an exhaust pipe 30 configured as a snorkel.
  • the electrical output terminals of the generator 29 are connected to input terminals of the battery 14 via an electrical plug-in part 31 between the vehicle body 11 and the housing 12.
  • a radio device 33 for radio transmission of the reconnaissance data to a
  • the radio device 33 comprises a radio transmitter 34 which can be connected to the memory 26 in the vehicle body 11 and an electromagnetic transmitting antenna 35 which, like the exhaust pipe 30 of the internal combustion engine 28, is led out of the housing 12 on the upper side of the housing 12 facing away from the vehicle body 11 such that when the underwater vehicle is driving at snorkel depth below the water surface, the transmission antenna 35 projects beyond the water surface.
  • the electrical connection of the radio transmitter 34 with the memory 26 takes place when placing the housing 12 on the vehicle body 11 via a plug-in part 32nd between vehicle body 11 and housing 12. Starting the internal combustion engine 28 and switching off the
  • the use of the above-described underwater vehicle as an advanced, sonartragendes Aufklarungsterrorism in a sea area is carried out in such a way that the underwater vehicle from a platform, for example, from a surface ship suspended and the navigation device 21 is activated for autonomous driving of the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle in so-called “semi-submerged operation" travels a longer distance to a preselected sea area which is to be cleared away from the platform at a greater distance. so that both the end of the snorkel forming exhaust pipe 30 and the transmitting antenna 35 protrude above the water surface.
  • the battery 14 is constantly recharged via the generator 29, so that when reaching the sea area to be cleared the battery 14 has its maximum state of charge.
  • the underwater vehicle continues its journey to the next Aufklarungs whom, wherein while driving the battery 14 is fully recharged by the generator 27.
  • the Aufklarungs stylist stored in the memory 26 are called by the control part 36 and the radio transmitter 34 is supplied, from where they are emitted via the transmitting antenna 35, optionally encoded.

Abstract

In an unmanned underwater vehicle having a vehicle body (11), having at least one electric-motor propeller propulsion system (13) which is fed from a rechargeable battery (14), having horizontal fins (19) which can be controlled for submerging and surfacing, and having at least one sonar which has an electroacoustic antenna (23, 41) fitted to the vehicle body (11), an electrical power set having an electrical generator which can be driven by an internal combustion engine is fitted to the vehicle body (11) in order to increase the mission range of the underwater vehicle which operates deployed from a platform as an advance sonar carrier. The electrical power set is integrated in a housing (12) which is accommodated in a piggyback form by the vehicle body (11), and an exhaust-gas pipe (30) in the form of a snorkel, from the internal combustion engine and a transmitting antenna (35) of a radio apparatus (33) are passed out of the housing (12) on the top surface facing away from the vehicle body (11).

Description

A T L A S E L E K T R O N I K G m b H A T L A S E L E C T R O N I K G m b H
BremenBremen
UNBEMANNTES UNTERWASSERFAHRZEUGUNMANNED UNDERWATER VEHICLE
Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an unmanned underwater vehicle according to the preamble of claim 1.
Von schwimmenden Plattformen, wie Oberflächenschiffen oder U- Booten, erfolgt eine Detektion und Ortung von beweglichen oder stationären Unterwasserobjekten durch Einsatz von plattformgestützten Sonaren, wobei mit einem tieffrequenten Sonar große Detektions- und Ortungsreichweiten und mit einem hochfrequenten Sonar eine hohe Objektauflösung zur Klassifizierung des georteten Objekts erzielt werden. Wegen des relativ hohen Eigenstörpegels der Plattform ist jedoch die akustisch mögliche Reichweite der Sonare beschränkt. Bei Einsatz von aktiv ortenden Sonaren besteht zudem die Gefahr des Eigenverrats.From floating platforms, such as surface ships or submarines, detection and detection of mobile or stationary underwater objects by using platform-based sonar, with a low-frequency sonar large detection and detection ranges and high-frequency sonar high object resolution for classification of the located object be achieved. Because of the relatively high intrinsic noise level of the platform, however, the acoustically possible range of the sonar is limited. When using actively located sonars there is also the risk of self-treason.
Es ist bereits bekannt, zur Verbesserung der Detektion und Ortung durch Reduzierung des Eigenstörpegels von der Plattform räumlich abgesetzte Sonare zu verwenden, die von einem unbemannten Unterwasserfahrzeug getragen werden. Das Unterwasserfahrzeug wird von der Plattform aus ferngesteuert, und klärt -mittels der Sonare das Seegebiet in einem größeren Abstand von der Plattform auf. Die aus dem Seegebiet gewonnen Sonardaten werden an die Plattform übermittelt und dort zur taktischen Lageaufbereitung herangezogen. Em solches bekanntes, fernlenkbares Aufklarungsfahrzeug, das in Verbindung mit einem U-Boot eingesetzt wird (DE 44 40 150 Al) hat einen torpedoahnlichen Aufbau mit allen für die Unterwasserfahrt notigen Elementen, wie elektromotorischer Schraubentrieb, Ruder und dgl., und ist über eine Lichtwellenleiter mit dem U-Boot verbunden. Auf der steuerbord- und backbordseitigen Außenflache des Aufklarungsfahrzeugs sind lineare Seitenantennen für tiefe Frequenzen und am Bug des Aufklarungsfahrzeugs ist eine Bugantenne für hohe Frequenzen angeordnet. Die mittels dieser elektroakustischen Antennen aus dem Seegebiet gewonnenen Sonardaten werden über den Lichtwellenleiter an das U-Boot übertragen .It is already known to use spatially remote sonars carried by an unmanned underwater vehicle to improve detection and location by reducing the intrinsic noise level from the platform. The underwater vehicle is remotely controlled from the platform and, by means of the sonars, clears the sea area at a greater distance from the platform. The sonar data obtained from the sea area are transmitted to the platform and used there for tactical situation preparation. Such a known remotely steered Aufklarungsfahrzeug used in conjunction with a submarine (DE 44 40 150 Al) has a torpedo-like structure with all necessary for underwater driving elements such as electric motor screwdriver, rudder and the like., And is via an optical fiber connected to the submarine. On the starboard and port side outer surface of the Aufklarungsfahrzeugs are linear side antennas for low frequencies and at the bow of the Aufklarungsfahrzeugs a bow antenna for high frequencies is arranged. The sonar data obtained by means of these electroacoustic antennas from the sea area are transmitted via the optical fiber to the submarine.
Aufgrund der begrenzten Energiespeicherung des den elektrischen Schraubenantrieb speisenden Akkumulators hat das Aufklarungsfahrzeug nur eine begrenzte Reichweite, die zudem wegen der Notwendigkeit des Wiederemholens des Unterwasserfahrzeugs halbiert wird. Nach dem Einholen muss der Lichtwellenleiter gekappt, und neue Lichtwellenleiterspulen müssen in U-Boot und Unterwasserfahrzeug eingesetzt werden.Due to the limited energy storage of the electrical screw drive battery supplying the Aufklarungsfahrzeug has a limited range, which is also halved because of the need to re-catch the underwater vehicle. After retrieving, the optical fiber must be capped, and new fiber optic coils must be used in submarine and underwater vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als abgesetzter Sonartrager eingesetztes, unbemanntes Unterwasserfahrzeug der eingangs genannten Art so umzugestalten, dass seine Missionsreichweite deutlich gesteigert ist.The object of the invention is to transform a unmanned underwater vehicle of the type mentioned above, which is used as a remote sonar carrier, so that its mission range is significantly increased.
Die Aufgabe ist erfmdungsgemaß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelost.The object is achieved erfmdungsgemaß by the features in claim 1.
Das erfmdungsgemaße Unterwasserfahrzeug hat den Vorteil, dass bei Fahrt in Schnorcheltiefe längs der Wasseroberflache der den elektrischen Schraubenantrieb speisende Akkumulator durch das Stromaggregat permanent geladen wird, das Unterwasserfahrzeug also eine längere Fahrstrecke mit deutlich höherer Geschwindigkeit halbgetaucht unter der Wasseroberflächen zurückzulegen vermag, um in sein Einsatzgebiet zu gelangen. Dort kann das Unterwasserfahrzeug mit dem Maximum an gespeicherter elektrischer Energie tauchen und in verschiedenen Tauchtiefen Sonardaten aufnehmen. Ein Abzug von gespeicherter Energie aus dem Akkumulator erfolgt ausschließlich bei dem Tauch- und Wiederauftauchvorgang des Unterwasserfahrzeugs, nicht aber während der Fahrt in das Aufklärungsgebiet. Nach Auftauchen wird der Akkumulator durch das Wiedereinschalten des Stromaggregats geladen. Trotz wesentlich größerer Missionsreichweite, die ausschließlich durch den Vorrat an mitgeführtem Kraftstoff begrenzt ist, kann der Akkumulator mit deutlich kleinerer Ladekapazität ausgestattet werden, was zu einer deutlichen Volumen- und Gewichtsverkleinerung führt und damit einen Teil des zusätzlichen Gewichtes des Stromaggregats kompensiert.The erfmdungsgemaße underwater vehicle has the advantage that when driving in snorkel depth along the water surface the electric screw drive supplying accumulator is permanently charged by the generator, the underwater vehicle so a longer route at a significantly higher speed semi-submersed under the water surface is able to cover to get into his field of application. There, the underwater vehicle can dive with the maximum of stored electrical energy and record sonar data in different depths. A withdrawal of stored energy from the accumulator takes place exclusively in the submerged vessel dive and re-emergence process, but not during the voyage into the reconnaissance area. After surfacing, the accumulator is charged by restarting the generator. Despite much larger mission range, which is limited only by the supply of entrained fuel, the accumulator can be equipped with significantly smaller load capacity, which leads to a significant reduction in volume and weight and thus compensates for part of the additional weight of the generator.
Zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.Advantageous embodiments of the underwater vehicle according to the invention with advantageous developments and embodiments of the invention will become apparent from the other claims.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt das Unterwasserfahrzeug eine autonom führende Navigationseinrichtung und eine Vorrichtung zur Funkübertragung der im Seegebiet aufgefassten Aufklärungsdaten, die mittels des mindestens einen Sonars gewonnen werden. Durch die autonom führende Navigationseinrichtung entfällt eine die Reichweite des Unterwasserfahrzeugs einschränkende mechanische Verbindung zur Plattform, wie ein abspulbarer Lichtwellenleiter für die Fernlenkung. Die Übertragung der Sonardaten per Funk erfolgt wahrend der Fahrt in Schnorcheltiefe unterhalb der Wasseroberflache. Der Wegfall des Verbrauchsgegenstands, wie ihn der nach jeder Missionsfahrt des bekannten Unterwasserfahrzeugs zu ersetzende Lichtwellenleiter darstellt, kompensiert zumindest teilweise die für das Stromaggregat anfallenden Zusatzkosten.According to an advantageous embodiment of the invention, the underwater vehicle has an autonomously leading navigation device and a device for radio transmission of the reconnaissance data taken in the sea area, which are obtained by means of the at least one sonar. The autonomously leading navigation device eliminates the range of the underwater vehicle restricting mechanical connection to the platform, such as a rewindable optical waveguide for remote control. The transmission of the sonar data by radio takes place while driving in snorkel depth below the water surface. The elimination of the consumable, as it represents the to be replaced after each mission trip of the known underwater vehicle optical fiber, at least partially compensates for the additional costs incurred for the generator.
Gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Stromaggregat in einem an den Fahrzeugkorper anbaubaren Gehäuse aufgenommen, wobei vorzugsweise der Fahrzeugkorper das Gehäuse huckepack tragt. Das Abgasrohr ist aus dem Gehäuse herausgeführt, wobei die Herausfuhrung auf der vom Fahrzeugkorper abgekehrten Oberseite des Gehäuses vorgenommen ist. Dies hat den Vorteil, dass jedes autonom agierende, unbemannte Unterwasserfahrzeug mit einem Stromaggregat nachgerustet werden kann, ohne dass in den Fahrzeugkorper eingegriffen werden muss. Durch einfaches Aufsetzen des Gehäuses, das Stromaggregat sowie Funksender und Sendeantenne der Funkvorrichtung enthalt, wird das baulich unveränderte Unterwasserfahrzeug in seiner Funktionalitat hochgerustet . Für den Hersteller bringt dies den Vorteil, auf Serienfahrzeuge zurückgreifen zu können, um das erfindungsgemaße unbemannte Aufklarungs-Unterwasserfahrzeug zu realisieren.According to an advantageous embodiment of the invention, the power unit is accommodated in a mountable to the vehicle body housing, wherein preferably the Fahrzeugkorper carries the housing piggyback. The exhaust pipe is led out of the housing, the Herausfuhrung is made on the side facing away from the vehicle body top of the housing. This has the advantage that each autonomously acting, unmanned underwater vehicle can be retrofitted with a generator without having to intervene in the Fahrzeugkorper. By simply placing the housing containing generator and radio transmitter and transmitting antenna of the radio device, the structurally unchanged underwater vehicle is upgraded in its functionality. For the manufacturer, this brings the advantage of being able to rely on production vehicles in order to realize the inventive unmanned Aufklarungs underwater vehicle.
Gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung ist von der Funkvorrichtung zur Übertragung der Aufklarungsdaten an die Plattform der Funksender und die Sendeantenne ebenfalls im Gehäuse integriert, wobei die Sendeantenne auf der vom Fahrzeug abgekehrten Oberseite des Gehäuse so herausgeführt ist, dass sie bei Fahrt des Unterwasserfahrzeug in Schnorcheltiefe über die Wasseroberflache emporragt.According to an advantageous embodiment of the invention, the radio transmitter for transmitting the Aufklarungsdaten to the platform of the radio transmitter and the transmitting antenna also integrated in the housing, wherein the transmitting antenna on the side facing away from the vehicle top of the housing so it is deduced that it rises above the water surface in snorkel depth when the underwater vehicle is driven.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung illustrierten Ausfuhrungsbeispiels im folgenden naher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematisierter Darstellung:The invention is described in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawing. Shown schematically in each case:
Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht einesFig. 1 is a perspective plan view of a
Unterwasserfahrzeugs in Explosionsdarstellung,Underwater vehicle in exploded view,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der im Unterwasserfahrzeug vorhandenen Aggregate und Bauelemente.2 shows a block diagram of the units and components present in the underwater vehicle.
Das in Fig. 1 in perspektivischer Draufsicht m Explosionsdarstellung zu sehende, unbemannteThe in Fig. 1 in a perspective plan view m exploded view, unmanned
Unterwasserfahrzeug weist einen Fahrzeugkorper 11 und ein vom Fahrzeugkorper 11 huckepack getragenes Gehäuse 12 auf. Das Gehäuse 12 ist als Nachrust- oder Zusatzmodul konzipiert, so dass das Unterwasserfahrzeug sowohl mit als auch ohne Gehäuse 12 eingesetzt werden kann. Nach Aufsetzen auf den Fahrzeugkorper 11 wird das Gehäuse 12 mechanisch fest mit den Fahrzeugkorper 11 verbunden.The underwater vehicle has a vehicle body 11 and a housing 12 piggybacked by the vehicle body 11. The housing 12 is designed as Nachrust- or additional module, so that the underwater vehicle can be used both with and without housing 12. After placing on the Fahrzeugkorper 11, the housing 12 is mechanically fixed to the Fahrzeugkorper 11.
Wie aus dem Blockschaltbild in Fig. 2 hervorgeht, sind im Fahrzeugkorper 11 zwei elektromotorische Schraubenantriebe 13 installiert, die aus einem Akkumulator 14, im folgenden kurz Akku 14 genannt, gespeist werden. Jeder elektromotorische Schraubenantrieb 13 umfasst einen am Heck steuerbord- bzw. backbordseitig angeordneten Propeller 15 und einen den Propeller 15 antreibenden Elektromotor 16, der jeweils an den Akku 14 angeschlossen ist. Das Ein- und Ausschalten der Elektromotoren 16 erfolgt über eine zentrale Steuereinheit 17. Am Heck des Fahrzeugkorpers 11 sind Stabilisierungsflossen 18 angeordnet. Seitlich am Fahrzeugkörper 11 stehen Seitenruder oder Seitenflossen 19 ab, die mittels ebenfalls aus dem Akku 14 gespeister elektrischer Stellmotoren 20 so verstellbar sind, dass das Unterwasserfahrzeug zu größeren Tiefen abtauchen oder aus größeren Tiefen bis zur Wasseroberfläche auftauchen kann. In Fig. 1 ist' lediglich die backbordseitige Seitenflosse 19 zu sehen. Die Stellmotoren 20 werden ebenfalls von der zentralen Steuereinheit 17 gesteuert.As is apparent from the block diagram in Fig. 2, two electromotive screw drives 13 are installed in the vehicle body 11, which are from an accumulator 14, hereinafter referred to as battery 14, fed. Each electromotive screw drive 13 comprises a starboard or port side arranged propeller 15 and a propeller 15 driving electric motor 16, which is connected to the battery 14 respectively. The switching on and off of the electric motors 16 via a central control unit 17. At the rear of the vehicle body 11 are Stabilizing fins 18 arranged. On the side of the vehicle body 11 are rudder or side fins 19 from which are also adjustable by means of the battery 14 powered electric servomotors 20 so that the underwater vehicle can dive to greater depths or emerge from greater depths to the water surface. In Fig. 1 ' only the port side fin 19 can be seen. The servomotors 20 are also controlled by the central control unit 17.
Das autonom agierende Unterwasserfahrzeug wird von einer Navigationseinrichtung 21 geführt, von der aus über die zentrale Steuereinheit 17 entsprechende Steuerbefehle an die Elektromotoren 16 der Schraubenantriebe 13 und an die Stellmotore 20 der Seitenflossen 19 gelangen. Durch unterschiedliches Ansteuern der Schraubenantriebe 13 und Seitenflossen 19 wird das Unterwasserfahrzeug in Horizontal- und Vertikalebenen gelenkt.The autonomously acting underwater vehicle is guided by a navigation device 21, from which via the central control unit 17 corresponding control commands to the electric motors 16 of the screw drives 13 and to the servo motors 20 of the side fins 19 arrive. By different driving the screw drives 13 and 19 fins the underwater vehicle is directed in horizontal and vertical planes.
Im Fahrzeügkörper 11 ist ein tieffrequentes Seitensichtsonar 40 mit je einer auf Backbord und Steuerbord des Unterwasserfahrzeugs angeordneten, linearen Seitenantenne 41, auch Flank Array genannt, und ein hochfrequentes Bugsonar 22 mit einer am Bug angeordneten und von einem akustischen Fenster abgedeckten Bugantenne 23 installiert. Während das niederfrequente Seitensichtsonar 40 zur Detektion und Ortung von schallabstrahlenden Objekten im Seegebiet dient, ist mit dem hochauflösenden, niederfrequenten Bugsonar 22 eine Klassifikation der detektierten Objekte möglich. Die Antennen 41, 23 weisen in bekannter Weise jeweils eine Wandleranordnung aus einer Vielzahl von elektroakustischen Wandlern 24 auf, die in Fig. 2 schematisch angedeutet sind. Die von de'n Wandlern 24 empfangenen Schallwellen werden in elektrische Signale umgewandelt und in einer dem Bugsonar 22 bzw. Seitensichtsonar 40 nachgeschalteten Signalverarbeitung in Sonardaten umgesetzt, die nach Aufbereitung in einer Auswertevorrichtung 25 Aufschluss über im Seegebiet vorhandene stationäre oder bewegliche, schallabstrahlende Objekte geben und als Aufklärungsdaten in einem Speicher 26 abgelegt werden.In Fahrzeügkörper 11 is a low-frequency Seitensichtsonar 40, each with a arranged on port and starboard of the underwater vehicle, linear side antenna 41, also called flank array, and a high-frequency Bugsonar 22 with a bow arranged and covered by an acoustic window bow antenna 23 installed. While the low-frequency side view sonar 40 is used to detect and locate sound-emitting objects in the sea area, the high-resolution, low-frequency Bugsonar 22, a classification of the detected objects is possible. The antennas 41, 23 each have, in a known manner, a transducer arrangement comprising a multiplicity of electroacoustic transducers 24, which are indicated schematically in FIG. 2. The sound waves received by the transducers 24 are transmitted in converted electrical signals and implemented in a the Bugsonar 22 and Seitensichtsonar 40 downstream signal processing in sonar data that provide after preparation in an evaluation device 25 information about present in the sea area stationary or mobile, sound-emitting objects and are stored as reconnaissance data in a memory 26.
Im Gehäuse 12 ist ein Stromaggregat 27, bestehend aus einem Verbrennungsmotor 28, z.B. Dieselmotor, und einem elektrischen Generator 29, der von dem Verbrennungsmotor 28 angetrieben wird, angeordnet. Der Verbrennungsmotor 28 besitzt ein als Schnorchel ausgeführtes Abgasrohr 30. Die elektrischen Ausgangsklemmen des Generators 29 sind über ein elektrisches Steckteil 31 zwischen Fahrzeugkörper 11 und Gehäuse 12 an Eingangsklemmen des Akkus 14 angeschlossen. Im Gehäuse 16 ist weiterhin eine Funkvorrichtung 33 zur Funkübertragung der Aufklärungsdaten zu einerIn the housing 12 is a generator 27 consisting of an internal combustion engine 28, e.g. Diesel engine, and an electric generator 29, which is driven by the internal combustion engine 28, arranged. The internal combustion engine 28 has an exhaust pipe 30 configured as a snorkel. The electrical output terminals of the generator 29 are connected to input terminals of the battery 14 via an electrical plug-in part 31 between the vehicle body 11 and the housing 12. In the housing 16 is also a radio device 33 for radio transmission of the reconnaissance data to a
Auswertezentrale angeordnet. Für den Datenempfang verfügt die auf einer Plattform, z.B. einem Oberflächenschiff, einem Hubschrauber oder einer Landstation, installierte Auswertezentrale über einen Funkempfänger. Die Funkvorrichtung 33 umfasst einen mit dem Speicher 26 im Fahrzeugkörper 11 verbindbaren Funksender 34 und eine elektromagnetische Sendeantenne 35, die - wie das Abgasrohr 30 des Verbrennungsmotors 28 - auf der vom Fahrzeugkörper 11 abgekehrten Oberseite des Gehäuses 12 aus dem Gehäuse 12 soweit herausgeführt ist, dass bei Fahrt des Unterwasserfahrzeugs in Schnorcheltiefe unterhalb der Wasseroberfläche die Sendeantenne 35 über die Wasseroberfläche vorsteht. Die elektrische Verbindung des Funksenders 34 mit dem Speicher 26 erfolgt beim Aufsetzen des Gehäuses 12 auf den Fahrzeugkörper 11 über ein Steckteil 32 zwischen Fahrzeugkorper 11 und Gehäuse 12. Das Starten des Verbrennungsmotors 28 und das Abschalten desEvaluation center arranged. For data reception, the evaluation center installed on a platform, eg a surface ship, a helicopter or a land station, has a radio receiver. The radio device 33 comprises a radio transmitter 34 which can be connected to the memory 26 in the vehicle body 11 and an electromagnetic transmitting antenna 35 which, like the exhaust pipe 30 of the internal combustion engine 28, is led out of the housing 12 on the upper side of the housing 12 facing away from the vehicle body 11 such that when the underwater vehicle is driving at snorkel depth below the water surface, the transmission antenna 35 projects beyond the water surface. The electrical connection of the radio transmitter 34 with the memory 26 takes place when placing the housing 12 on the vehicle body 11 via a plug-in part 32nd between vehicle body 11 and housing 12. Starting the internal combustion engine 28 and switching off the
Verbrennungsmotors 28 sowie die Aktivierung und Deaktivierung des Funksenders 34 erfolgt mittels eines im Gehäuse 12 angeordneten, elektronischen Steuerteils 36, das über ein drittes Steckteil 37 mit der zentralen Steuereinheit 17 im Fahrzeugkorper 11 kommuniziert. Die drei Steckteile 31, 32 und 37 mit jeweils einer im Fahrzeugkorper 11 und einer im Gehäuse 12 angeordneten Steckkomponente sind zu einer wasserdichten Steckverbindung 38 zusammengefasst , die beim Aufsetzen und Verriegeln des Gehäuses 12 auf der Oberseite des Fahrzeugkorpers 11 selbsttätig hergestellt wird.Internal combustion engine 28 and the activation and deactivation of the radio transmitter 34 by means of an arranged in the housing 12, electronic control part 36 which communicates via a third plug-in part 37 with the central control unit 17 in the vehicle body 11. The three plug-in parts 31, 32 and 37, each with a vehicle body 11 and arranged in the housing 12 plug-in component are combined to form a watertight connector 38 which is automatically prepared when placing and locking the housing 12 on the top of the vehicle body 11.
Der Einsatz des vorstehend beschriebenen Unterwasserfahrzeugs als vorgeschobenes, sonartragendes Aufklarungsfahrzeug in einem Seegebiet erfolgt in der Weise, dass das Unterwasserfahrzeug von einer Plattform, z.B. von einem Oberflachenschiff, ausgesetzt und die Navigationseinrichtung 21 zum autonomen Fuhren des Unterwasserfahrzeugs aktiviert wird. Bei laufendem Verbrennungsmotor 28 legt das Unterwasserfahrzeug im sog. „halbgetauchten Betrieb" eine größere Fahrstrecke bis zu einem vorgewählten Seegebiet, das in größerer Distanz vor der Plattform aufgeklart werden soll, zurück. Im „halbgetauchten Betrieb" fahrt des Unterwasserfahrzeugs auf Schnorcheltiefe unterhalb der Wasseroberflache, so dass sowohl das Ende des den Schnorchel bildenden Auspuffrohrs 30 als auch die Sendeantenne 35 über die Wasseroberflache emporragen. Wahrend dieser Fahrstrecke wird der Akku 14 über den Generator 29 standig nachgeladen, so dass bei Erreichen des aufzuklarenden Seegebiets der Akku 14 seinen maximalen Ladezustand aufweist. Zur Aufklarung des Seegebiets wird nunmehr der Verbrennungsmotor 28 abgeschaltet, und über die Stellmotoren 20 werden die Seitenflossen 19 so eingestellt, dass das Unterwasserfahrzeug in eine größere Tiefe abtaucht. Bei aktiviertem Seitensichtsonar 40 und Bugsonar 22 werden schallabstrahlende Objekte im Seegebiet detektiert und in der Auswertevorrichtung 25 aus den Ausgangssignalen der Sonare 22 und 40 Aufklarungsdaten, wie Peilung, Entfernung, Tiefe und Kontur der detektierten Objekte, generiert. Diese Aufklarungsdaten werden im Speicher 26 abgespeichert. Die Aufklarungsdaten werden in verschiedenen Tiefen des Seegebiets generiert und gesammelt. Nach Abschluss der Aufklarung taucht das Unterwasserfahrzeug wieder bis auf Schnorcheltiefe unter der Wasseroberflache auf, und das Stromaggregat 27 wird durch Starten des Verbrennungsmotors 28 wieder eingeschaltet. Das Unterwasserfahrzeug setzt seine Fahrt bis zum nächsten Aufklarungsgebiet fort, wobei wahrend der Fahrt der Akku 14 durch das Stromaggregat 27 wieder vollständig nachgeladen wird. Die im Speicher 26 abgelegten Aufklarungsdaten werden durch das Steuerteil 36 aufgerufen und dem Funksender 34 zugeführt, von wo aus sie über die Sendeantenne 35 ggf. codiert abgestrahlt werden. The use of the above-described underwater vehicle as an advanced, sonartragendes Aufklarungsfahrzeug in a sea area is carried out in such a way that the underwater vehicle from a platform, for example, from a surface ship suspended and the navigation device 21 is activated for autonomous driving of the underwater vehicle. When the internal combustion engine 28 is running, the underwater vehicle in so-called "semi-submerged operation" travels a longer distance to a preselected sea area which is to be cleared away from the platform at a greater distance. so that both the end of the snorkel forming exhaust pipe 30 and the transmitting antenna 35 protrude above the water surface. During this route, the battery 14 is constantly recharged via the generator 29, so that when reaching the sea area to be cleared the battery 14 has its maximum state of charge. To clarify the sea area of the internal combustion engine 28 is now turned off, and the actuators 20, the side fins 19 are adjusted so that the underwater vehicle dives to a greater depth. When activated Seitensichtsonar 40 and Bugsonar 22 sound-emitting objects are detected in the sea area and generated in the evaluation device 25 from the output signals of the sonar 22 and 40 Aufklarungsdaten, such as bearing, distance, depth and contour of the detected objects. This Aufklarungsdaten are stored in memory 26. The Aufklarungsdaten be generated and collected in different depths of the sea area. After completion of the Aufklarung the underwater vehicle dives again to snorkel depth below the water surface, and the generator 27 is turned on by starting the engine 28 again. The underwater vehicle continues its journey to the next Aufklarungsgebiet, wherein while driving the battery 14 is fully recharged by the generator 27. The Aufklarungsdaten stored in the memory 26 are called by the control part 36 and the radio transmitter 34 is supplied, from where they are emitted via the transmitting antenna 35, optionally encoded.

Claims

A T L A S E L E K T R O N I K G m b HBremenPATENTANSPRÜCHE ATLASELEKTRONIKG mb HBremenPATENTANSPRÜCHE
1. Unbemanntes Unterwasserfahrzeug mit einem Fahrzeugkorper (11), mit mindestens einem elektromotorischen Schraubenantrieb (13), der aus einem Akkumulator (14) gespeist ist, mit zum Ab- und Auftauchen steuerbaren Seitenflossen (19) und mit mindestens einem Sonar (22, 40), das eine am Fahrzeugkorper (11) angebaute elektroakustische Antenne (23, 41) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Fahrzeugkorper (11) ein Stromaggregat (27) mit einem von einem Verbrennungsmotor1. Unmanned underwater vehicle with a Fahrzeugkorper (11), with at least one electromotive screw drive (13) which is fed from an accumulator (14) with controllable for diving and emergence side fins (19) and at least one sonar (22, 40 ) comprising an electro-acoustic antenna (23, 41) attached to the vehicle body (11), characterized in that a power unit (27) with one of an internal combustion engine is attached to the vehicle body (11)
(28) antreibbaren elektrischen Generator (29) angesetzt ist, der Verbrennungsmotor (28) ein als Schnorchel ausgebildetes Abgasrohr (30) aufweist und der Generator(28) drivable electric generator (29) is attached, the internal combustion engine (28) designed as a snorkel exhaust pipe (30) and the generator
(29) auf den Akkumulator (14) aufschaltbar ist.(29) on the accumulator (14) is aufschaltbar.
2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Unterwasserfahrzeug autonom fuhrende Navigationseinrichtung (21) und eine Funkvorrichtung2. underwater vehicle according to claim 1, characterized by an underwater vehicle autonomously leading navigation device (21) and a radio device
(33) zur Funkubertragung von mittels des mindestens einen Sonars (22, 40) aus dem Seegebiet erlangten Aufklarungsdaten .(33) for the radio transmission of Aufklarungsdaten obtained by means of the at least one sonar (22, 40) from the sea area.
3. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromaggregat (27) in einem an den Fahrzeugkorper (11) anbaubaren Gehäuse (12) aufgenommen und das Abgasrohr (30) aus dem Gehäuse (12) herausgeführt ist. 3. underwater vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the power unit (27) accommodated in one of the Fahrzeugkorper (11) attachable housing (12) and the exhaust pipe (30) out of the housing (12) is led out.
4. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugkorper (11) das Gehäuse4. underwater vehicle according to claim 3, characterized in that the Fahrzeugkorper (11) the housing
(12) huckepack tragt und die Herausfuhrung des Abgasrohrs (30) auf der vom Fahrzeugkorper (11) abgekehrten Oberseite des Gehäuses (12) vorgenommen ist.(12) carries piggyback and the Herausfuhrung the exhaust pipe (30) on the vehicle body (11) facing away from the top of the housing (12) is made.
5. Unter-wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkvorrichtung (33) einen im Gehäuse (12) angeordneten Funksender (34) und eine auf der vom Fahrzeugkörper (11) abgekehrten Oberseite des Gehäuses (12) aus dem Gehäuse (12) herausgeführte elektromagnetische Sendeantenne (35) aufweist .5. Under-watercraft according to one of claims 2 to 4, characterized in that the radio device (33) arranged in the housing (12) radio transmitter (34) and on the vehicle body (11) facing away from the top of the housing (12) the electromagnetic transmission antenna (35) led out of the housing (12).
6. Unterwasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeugkorper6. Underwater vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the Fahrzeugkorper
(11) und dem Gehäuse (12) eine beim Ansetzen des Gehäuses (12) herstellbare elektrische Steckverbindung(11) and the housing (12) an attachable to the housing (12) producible electrical connector
(38) vorhanden ist.(38) is present.
7. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung (38) einerseits elektrische Ausgangsklemmen des Generators (29) mit Eingangsklemmen des Akkumulators (14) und andererseits den Funksender (34) mit einem die Aufklarungsdaten speichernden Datenspeicher (26) verbindet.7. underwater vehicle according to claim 6, characterized in that the plug connection (38) on the one hand electrical output terminals of the generator (29) with input terminals of the accumulator (14) and on the other hand the radio transmitter (34) with a Aufklarungsdaten storing data memory (26) connects.
8. Unterwasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch seine Verwendung als autonomes Aufklarungsfahrzeug in einem Seegebiet, indem das auf Schnorcheltiefe getauchte Unterwasserfahrzeug bei laufendem Verbrennungsmotor (28) eine Fahrstrecke längs der Wasseroberflache zurücklegt, anschließend bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor (28) durch Ansteuerung der Seitenflossen (19) in größere Wassertiefe taucht, mittels des mindestens einen Sonars (22; 40) in mindestens einer Tauchtiefe erlangte Aufklärungsdaten abspeichert, durch Ansteuerung der Seitenflossen (19) wieder auftaucht, mit wieder gestartetem Verbrennungsmotor (28) seine Fahrt in Schnorcheltiefe fortsetzt und die gespeicherten Aufklärungsdaten über die Funkvorrichtung (33) aussendet. 8. Underwater vehicle according to one of claims 1 to 7, characterized by its use as an autonomous Aufklarungsfahrzeug in a sea area in that the snorkel depth submerged underwater vehicle with the internal combustion engine (28) travels along the water surface, then at switched off internal combustion engine (28) by driving the side fins (19) dives into greater water depth, by means of at least one sonar (22; 40) in at least one immersion acquired reconnaissance data stored by driving the side fins (19) again, with restarted internal combustion engine ( 28) continues its journey into snorkel depth and transmits the stored reconnaissance data via the radio device (33).
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