WO2015027987A1 - Koppelvorrichtung, koppelsystem und schleppsystem sowie verfahren zum ab- und ankoppeln eines unbemannten unterwasserfahrzeugs - Google Patents

Koppelvorrichtung, koppelsystem und schleppsystem sowie verfahren zum ab- und ankoppeln eines unbemannten unterwasserfahrzeugs Download PDF

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WO2015027987A1
WO2015027987A1 PCT/DE2014/100264 DE2014100264W WO2015027987A1 WO 2015027987 A1 WO2015027987 A1 WO 2015027987A1 DE 2014100264 W DE2014100264 W DE 2014100264W WO 2015027987 A1 WO2015027987 A1 WO 2015027987A1
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WO
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Prior art keywords
coupling device
coupling
underwater vehicle
unmanned
vehicle
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Application number
PCT/DE2014/100264
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Kalwa
Original Assignee
Atlas Elektronik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Elektronik Gmbh filed Critical Atlas Elektronik Gmbh
Publication of WO2015027987A1 publication Critical patent/WO2015027987A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B63G8/42—Towed underwater vessels

Definitions

  • Coupling device coupling system and towing system and method for uncoupling and coupling an unmanned
  • the invention relates to a coupling device for disconnecting and subsequently re-coupling an unknown underwater vehicle with a data transferring and energy-transferring tow cable and a data transferring and energy transferring
  • Towing cones are known from the prior art. For example, these towed cones are towed behind a ship, drawing particularly deep ones
  • ROVs remotely operated vehicles
  • These ROV 's are controlled by an operator and serve local reconnaissance.
  • Crucial to the ROV ' s is that they are connected by a cable, for example, to a ship during the entire mission. This ensures that the ROV are 's so for an energized and, second, that can be transmitted to the ship through recorded by the ROV data.
  • AUV autonomous underwater vehicle
  • AUV rise s normally to the surface and, for example, placed on board a ship in order to subsequently read out the data, which were recorded during the mission.
  • ROV In ROV 's needs, for example, the ship on which the ROV is connected and on which the operator is stop its drive to educate interesting structures locally.
  • the object of the invention is to improve the state of the art.
  • the coupling device comprises a part of a coupling device and a part of an underwater positioning system.
  • a coupling device can be provided, which is trailed on the one hand and on the other under water on the unmanned underwater vehicle off and then Demankoppelbar.
  • an unmanned underwater vehicle does not reach the surface and be recorded there separately, but the unmanned underwater vehicle can autonomously after performing a mission to connect to the coupling device and transmit the recorded data and simultaneously refer energy for accumulators via the coupling device refer ,
  • the term 's can be markedly reduced by the re-use of the AUV and part of the towing vehicle may further perform part of its mission, in order to subsequently receive the unmanned underwater vehicle again during travel of the towing vehicle.
  • Uncoupling is understood to mean a process in which an unmanned underwater vehicle releases itself in such a way that it can carry out its missions unhindered and thus autonomously in relation to the actual coupling device.
  • re-docking is meant that under water, the unmanned underwater vehicle autonomously makes contact with the coupling device for subsequent transmission of data to the coupling device, in particular re-coupling is provided when a towed coupling device engages the unmanned underwater vehicle (again ) entrains.
  • mission data for the unmanned underwater vehicle can be transmitted to the unmanned underwater vehicle via a tow vehicle by a vehicle, and control commands to release a lock and thus to implement the disconnection can be sent to the coupling device ,
  • data of the underwater vehicle can be transmitted to the towing vehicle via the coupling device and the tow rope.
  • this data includes sonar data obtained by the unmanned underwater vehicle.
  • electrical energy is transmitted via the coupling device to the unmanned underwater vehicle, so that accumulators located in the underwater vehicle can be charged.
  • the underwater vehicle can of necessity also transmit energy to the towing vehicle, so that, for example, in In emergencies, the operation of electrical equipment on board the towing vehicle can be guaranteed.
  • the "unmanned underwater vehicles” include in particular ROV ' s, AUV ' s and / or torpedoes, and a vessel with a sonar is also included in the unmanned underwater vehicle.
  • the data-exchanging and the energy-transferring component can also be realized, so that the mechanical connection can be achieved by means of a snap-hook attached to the tow rope and a tow rope
  • the file-transferring and energy-transferring connection can be passed through directly through the coupling device or realized by means of a pull-secured plug-socket solution.
  • the "coupling device” is the coupling device-side connecting part of the coupling device to the unmanned underwater vehicle.
  • the coupling device can serve both the Ab- and the subsequent re-coupling.
  • both a mechanically controllable detachable and re-lockable compound as well as an energy-transferring and data-transferring connection can be realized.
  • the data and energy transferring transmission can in turn be done by means of (strain-relieved) plug and socket.
  • the data and / or the energy can be transferred without contact by means of induction in the energy and by means of opto-electronic transmission.
  • the "Underwater Positioning System” is an ultra-short baseline system, which is an underwater navigation system designed to detect waterborne sound waves between an object (either the coupling device or the unmanned underwater vehicle USBL systems are used to determine the position of objects or devices underwater, such systems are known in particular on board a ship in which several hydrophones are installed for reception Underwater object, whose position is to be determined, also has a hydrophone which emits an acoustic signal, which is then analyzed by several hydrophones and the individual transit time differences are determined then a distance to the object, for example, from the absolute Lau 1952 be determined.
  • Inertialensoren can also be provided, which can compensate for imprinted movements, for example by pounding and rolling a ship (electronically).
  • the object is achieved by a coupling system with a coupling device described above and a
  • the complementary part of the coupling device and a sonar and the underwater vehicle is mounted by means of the entire coupling device on the coupling device, the sonar data exchange and energy receiving via the underwater vehicle recording with the coupling device is connected.
  • a coupling system can be provided which can decouple an unmanned underwater vehicle, which then in turn sonar data at another location can record and then dubbed in the re-coupled state of these sonar data.
  • the "sonar” includes side-scan sonar, Bugsonare, rear sonar, synthetic aperture sonar or even another own towing sonar.
  • the coupling device has further underwater vehicle receptacles and / or its own drive.
  • further unmanned underwater vehicles may be arranged on the further underwater vehicle mounts.
  • an unmanned underwater vehicle may be an AUV which detects, for example, mines or moving objects and the further underwater vehicle may be a torpedo which destroys this mine or the moving object.
  • the coupling device and / or one of the underwater vehicles has a hydrodynamic depressor.
  • the coupling system and / or the coupling device and / or the underwater vehicle can be spent by towing or by their own drive in a certain underwater depth.
  • the depth of the water for example, the
  • the unmanned underwater vehicle can find the coupling device faster to dock at this.
  • the "hydrodynamic depressor” is a wing (pair) with a fixed angle of attack.
  • the currents created during towing on the wing cause an upward or downward movement, whereby a defined depth of water can be adjusted.
  • the coupling device and / or one of the unmanned underwater vehicles may have a controllable or controllable depressor actuator.
  • a wing in particular a wing (pair) is set to be movable, so that, for example, by turning the wing (pair) s form different angles of attack, which in turn leads to a departure from the current altitude or the depth position.
  • the adjustable “depressor actuator” includes in particular a control unit which has the control unit and an actuator which adjusts the positioning of the hydrodynamic depressor on the basis of the control signals determined by the control unit.
  • the underwater positioning system is designed as an ultra-short baseline system.
  • known ultra-short baseline systems can be used as underwater positioning systems.
  • the underwater positioning systems can also comprise optical systems and can be realized here, for example, by means of a laser and correspondingly reflectors arranged on the other side. Also, for example, two spaced apart cameras can produce a 3D image, on the basis of which a navigation of coupling device and unmanned underwater vehicle is possible such that they can couple to each other.
  • the coupling device may have a controllable and / or adjustable locking device.
  • the locking device is a linear motor-controlled bolt, which is arranged coupling device side and engages in a corresponding receptacle of the underwater vehicle.
  • the coupling system has a data transferring and / or energy-transferring tow cable which is arranged on the data-transferring and / or energy-transferring tow cable receiver of the coupling device so that sonar data can be transmitted from one of the unmanned underwater vehicles via the coupling device and the tow cable and / or power over the tow and coupling device to one of the unmanned ones
  • the "tow” is a modified ROV cable designed to transfer tractive forces to the coupling device with an attached unmanned underwater vehicle, while at the same time transferring data and / or energy, in particular via the tow Steel cable for the actual tow, have a fiber optic cable for data transmission and a coaxial cable for power transmission.
  • the coupling system can be towed over the tow underwater and it can take the coupling device due to the depressors when towed a certain depth of water. It can over the system of tow rope, coupling device and unmanned
  • Coupling device are exchanged with the unmanned watercraft. The same goes for data.
  • the coupling device and / or one of the unmanned underwater vehicles may have a stability control which impresses the coupling system Movements compensated by means of the hydrodynamic depressor and the depressor actuator.
  • the compensating may be due to the drive of the underwater vehicle and / or the coupling device.
  • acceleration sensors can be arranged in the tow rope and / or in the coupling device and / or in the unmanned underwater vehicle, which detect imposed vibrations.
  • a control signal can be determined by means of the control algorithm impressed on the control unit and transmitted to the depressor actuator.
  • the depressor actuator adjusts the depressor such that substantially the coupling system and / or the coupling device and / or the underwater vehicle is essentially kept at a depth or depth of sea.
  • the object is achieved by a towing system with a previously described coupling system and a towing vehicle, in particular a manned or unmanned ship or submarine or a helicopter, wherein the coupling system is arranged by means of the tow rope on the towing vehicle, in particular data transferring or energy transferring.
  • a deployable overall system can be provided, with which a specific sea area can be cleared quickly.
  • the towing vehicle can use the sonar data of the towed unmanned underwater vehicle without having its own sonar.
  • a helicopter can determine sonar data.
  • the object is achieved by a method for uncoupling and uncoupling an unmanned underwater vehicle from a previously designated towing system, wherein in a towing the coupling device and the unmanned underwater vehicle are located below a water surface and the method comprises the steps of:
  • the unmanned underwater vehicle can be disconnected after detection of an interesting object by the sonar located on the underwater vehicle for closer reconnaissance. As soon as the reconnaissance of the target has taken place, the unmanned underwater vehicle rejoins the coupling device and transmits the data obtained during the mission to the towing vehicle.
  • data recorded after docking by the unmanned underwater vehicle may be transmitted to the towing vehicle.
  • the uncoupled underwater vehicle determines the position of the coupling device by means of its on-board sonar. For longer distances, a trajectory can be determined by means of position data, which are exchanged with the aid of acoustic underwater modems, and at close range (some 10 m between coupling device and underwater vehicle), the sonar is used.
  • Underwater positioning system can be used for actual coupling.
  • the coupling device can maintain a defined depth or height position by means of the hydrodynamic depressor.
  • the actual three-dimensional coupling can be reduced to a two-dimensional process. This can increase both the speed of docking and the success rate of docking.
  • Figure 1 is a highly schematic representation of a means arranged on a tow coupling device and on the
  • FIG. 1 a Towing process (FIG. 1 a) an attachment (FIG. 1 c) and in a decoupling process (FIG. 1 b), FIG.
  • Figure 2 is a highly schematic representation of a
  • Figure 3 is a highly schematic representation of a
  • a coupling system comprises a coupling device 105 to which a tow rope 107 is flanged.
  • an AUV 103 is coupled to the coupling device 105.
  • the tow a steel cable is arranged, which is zugentlastend connected to the coupling device.
  • the tow 107 includes a fiber optic cable for bidirectional data exchange and a coaxial cable for the exchange of electrical energy by means of AC voltage. Both the coaxial cable and the fiber optic cable are forwarded within the coupling device by means of the cable 223 to a movable connector 361.
  • the coupling device has a dense coupling device housing 225 and an adjustable depressor 221. Actuators can be used to rotate the depressor, resulting in different flow angles for the compressor 221.
  • the coupling device has a central hydrophone 227 and four further hydrophones 363 located at a coupling funnel 229, each at its corners.
  • Coupling funnel 229 also has arranged
  • the AUV 103 coupled to the coupler 105 has a propeller 243, an AUV depressor 245, a side-scan sonar 247, and an AUV housing 241.
  • the AUV housing 241 bolt receptacles 249 are arranged, in which the coupling pin 233 are retracted. Via the coupling pin 233 and the pin receptacle 249, the AUV 103 is firmly connected to the coupling device 105. In addition, the AUV 103 has a socket (not shown), which realizes an energy-exchanging and data-exchanging contact in the process of the plug 361.
  • the side-scan sonar recorded 247 sonar images below the sea surface 109.
  • the operator on the helicopter 101 outputs the decoupling signal as soon as an interesting underwater object has been recorded by the AUV 's side scan sonar 247.
  • the AUV 's side scan sonar uses automatic image recognition to determine the coupling device 105 and to control it.
  • the coupling device 105 provides its depressors 221 a such that 's 103 is adhered to a defined depth at a lower towing speed than the driving speed of the AUV.
  • the AUV 103 descends to the depth of the sea, in which the coupling device 105 is located. Furthermore, the AUV 103 reduces the distance to the coupling device 105.
  • the USBL system can be used, the AUV 103 reduces its speed to hit the coupling funnel 229 of the coupling device 105 by means of the USBL system.
  • the coupling device 105 sends out a sound signal by means of the hydrophone 227 at a predetermined point in time.
  • Four spaced hydrophones at the bow of the AUV's determine the running time differences and the distance and search based on this data and contact with couples all judges 229th
  • a magnetic sensor detects the AUV 103 retracted into the coupling funnel 229 and outputs a control signal to the coupling actuators 231, which thereupon introduce the coupling bolts 233 into the bolt receptacles.
  • the plug 361 is retracted into the socket located on the AUV 103.
  • the AUV 103 transmits the sonar data determined via this plug-and-socket connection the cable 223 in the coupling device 105 and on the tow 107 to the operator in the helicopter 101. Conversely, transfers the helicopter 101 power via the towing cable 107 and the cable 223 and the plug and socket connection in the accumulators of the AUV's 103, so that they are charged and as soon as possible the next application can be made.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Koppelvorrichtung zum Ab- und anschließenden Wiederankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeuges mit einer datentransferierenden und energietransferierenden Schleppseilaufnahme und einer datentransferierenden und energietransferierenden Unterwasserfahrzeugaufnahme, wobei die Koppelvorrichtung einen Teil einer Koppeleinrichtung und einen Teil eines Unterwasserpositionierungssystems aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ab- und Ankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs von einem Schleppsystem, wobei sich bei einem Schleppen die Koppelvorrichtung und das unbemannte Wasserfahrzeug unter einer Wasseroberfläche befinden und das Verfahren die Schritte des Abkoppeins des unbemannten Wasserfahrzeuges, anschließendes Durchführen einer Mission durch das abgekoppelte unbemannte Wasserfahrzeug und anschließendes Ankoppeln des unbemannten Unterwasserfahrzeuges an die Koppelvorrichtung umfasst.

Description

Koppelvorrichtung, Koppelsystem und Schleppsystem sowie Verfahren zum Ab- und Ankoppeln eines unbemannten
Unterwasserfahrzeugs
[Ol] Die Erfindung betrifft eine Koppelvorrichtung zum Ab- und anschließendem Wiederankoppeln eines unbekannten Unterwasserfahrzeugs mit einer datentransferierenden und energietransferierenden Schleppseilaufnahme und einer datentransferierenden und energietransferierenden
Unterwasserfahrzeugaufnahme und ein Koppelsystem mit einer gattungsgemäßen Koppelvorrichtung und einem
Unterwasserfahrzeug, wobei das Unterwasserfahrzeug den ergänzenden Teil eines Unterwasserpositionierungssystems, den ergänzenden Teil der Koppeleinrichtung und ein Sonar aufweist und das Unterwasserfahrzeug mittels der gesamten Koppeleinrichtung an der Koppelvorrichtung angebracht ist, ein Schleppsystem mit einem gattungsgemäßen Koppelsystem und einem Schleppfahrzeug sowie ein Verfahren zum Ab- und Ankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeug von einem gattungsgemäßen Schleppsystem. [02] Aus dem Stand der Technik sind Schleppsonare bekannt. Diese Schleppsonare werden zum Beispiel hinter einem Schiff gezogen und zeichnen insbesondere tiefe
Unterwasserschallfrequenzen auf. Insbesondere können so weit entfernt liegende Objekte wie beispielsweise versteckte U-Boote erkannt werden. [03] Weiterhin sind ROV~ s (remotely operated vehicles) bekannt. Diese ROV 's werden durch einen Bediener gesteuert und dienen der lokalen Aufklärung. Entscheidend bei den ROV's ist, dass sie während der gesamten Mission über ein Kabel beispielsweise mit einem Schiff verbunden sind. Das gewährleistet, dass die ROV's so zum einen mit Energie versorgt werden und zum anderen, dass durch vom ROV aufgezeichnete Daten an das Schiff übertragbar sind.
[04] Zudem gibt es AUV" s (autonomuous underwater vehicle), welche autonom Missionen durchführen können. Nach Abschluss einer Mission steigen diese AUV" s im Normalfall an die Wasseroberfläche und werden beispielsweise an Bord eines Schiffes verbracht, um anschließend die Daten auszulesen, welche während der Mission aufgezeichnet wurden.
[05] Jede dieser Einsatzarten weist für sich typische Nachteile auf. So sind Schleppsonare im Allgemeinen nicht manövrierfähig, um gegebenenfalls besonders interessante Strukturen aufzuklären.
[06] Bei ROV" s muss beispielsweise das Schiff, an dem das ROV angeschlossen ist und auf dem sich der Bediener befindet seine Fahrt stoppen, um interessante Strukturen lokal aufklären zu können.
[07] Zwar kann beim Einsatz eines AUV ' s das Schiff seine Mission unabhängig vom AUV fortsetzen, jedoch bedarf es hoher Aufwände das AUV an Bord zu hieven, die Daten auszuwerten und anschließend wieder das AUV einsatzfähig zu machen . [08] Aufgabe der Erfindung ist es den Stand der Technik zu verbessern .
[09] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Koppelvorrichtung zum Ab- und anschließendem Wiederankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeuges mit einer datentransferierenden und energietransferierenden
Schleppseilaufnahme und einer datentransferierenden und energietransferierenden Unterwasserfahrzeugaufnahme, wobei die Koppelvorrichtung einen Teil einer Koppeleinrichtung und einen Teil eines Unterwasserpositionierungssystem aufweist .
[10] Somit kann eine Koppelvorrichtung bereitgestellt werden, welche zum einen schleppbar ist und zum anderen unter Wasser an dem unbemannten Unterwasserfahrzeug ab- und anschließend wiederankoppelbar ist. Zudem muss in diesem Fall ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug nicht an die Oberfläche gelangen und dort separat aufgenommen werden, sondern das unbemannte Unterwasserfahrzeug kann autonom nach dem Durchführen einer Mission sich an die Koppelvorrichtung ankoppeln und die aufgezeichneten Daten übermitteln und gleichzeitig Energie für Akkumulatoren über die Koppelvorrichtung geleitet beziehen.
[11] Insbesondere kann die Zeit bis zum Wiedereinsatzes des AUV ' s deutlich verringert werden und teilweise kann das schleppende Fahrzeug Teile seiner Mission weiter durchführen, um anschließend während der Fahrt des Schleppfahrzeugs das unbemannte Unterwasserfahrzeug wieder aufzunehmen . [12] Folgendes Begriffliche sei erläutert:
[13] Unter „Abkoppeln" ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug sich derart löst, dass dieses in Bezug auf die eigentliche Koppelvorrichtung ungehindert und somit autonom seine Missionen durchführen kann .
[14] Unter „Wiederankoppeln" ist zu verstehen, dass unter Wasser autonom das unbemannte Unterwasserfahrzeug einen Kontakt mit der Koppelvorrichtung durchführt, um anschließend Daten an die Koppelvorrichtung zu übertragen. Insbesondere ist ein Wiederankoppeln dann gegeben, wenn eine geschleppte Koppelvorrichtung das unbemannte Unterwasserfahrzeug (wieder) mitschleppt.
[15] Beim „Transfer von Daten" können beispielsweise von einem Fahrzeug über ein Schleppseil Missionsdaten für das unbemannte Unterwasserfahrzeug über die Koppelvorrichtung an das unbemannte Unterwasserfahrzeug geleitet werden. Auch Steuerungsbefehle zum Lösen einer Arretierung und somit zum Realisieren des Abkoppeins können an die Koppelvorrichtung gesandt werden.
[16] Umgekehrt können insbesondere bei einem angekoppelten Unterwasserfahrzeug Daten des Unterwasserfahrzeugs über die Koppelvorrichtung und dem Schleppseil an das Schleppfahrzeug übermittelt werden. Diese Daten umfassen insbesondere Sonardaten, welche durch das unbemannte Unterwasserfahrzeug gewonnen werden. [17] Beim „Transferieren von Energie" wird insbesondere elektrische Energie über die Koppelvorrichtung an das unbemannte Unterwasserfahrzeug übertragen. Somit können in dem Unterwasserfahrzeug befindliche Akkumulatoren geladen werden. Umgekehrt kann selbstverständlich auch das Unterwasserfahrzeug zur Not Energie an das schleppende Fahrzeug übertragen, sodass beispielsweise in Notfällen das Betreiben elektrischer Geräte an Bord des Schleppfahrzeugs gewährleistet werden kann.
[18] Die „unbemannten Unterwasserfahrzeuge" umfassen insbesondere ROV's, AUV ' s und/oder Torpedos. Auch ein Behälter mit einem Sonar ist von dem unbemannten Unterwasserfahrzeug mit umfasst. Ein eigener Antrieb des Unterwasserfahrzeugs ist nicht zwingend.
[19] Eine „Schleppseilaufnahme" dient dem Anbringen eines Schleppseils. Insbesondere ist die mechanische Verbindung umfasst. Zusätzlich ist zwingend, dass der datenaustauschende und der energietransferierende Bestandteil ebenfalls realisiert werden kann. So kann die mechanische Verbindung durch einen an dem Schleppseil befindlichen Karabinerhaken und einer angebrachten Öse, welche dann als mechanische Schleppseilaufnahme fungiert, realisiert werden. Die dateitransferierende und energietransferierende Verbindung kann direkt durch die Koppelvorrichtung durchgeschleust werden oder mittels einer zuggesicherten Stecker-Buchsen-Lösung realisiert werden.
[20] Die „Koppeleinrichtung" ist der koppelvorrichtungs- seitige Verbindungsteil der Koppelvorrichtung an das unbemannte Unterwasserfahrzeug. Die Koppeleinrichtung kann sowohl dem Ab- als auch dem anschließendem wieder Ankoppeln dienen .
[21] Auch hier ist sowohl eine mechanische steuerbar lösbare und wieder arretierbare Verbindung als auch eine energietrasferierende und datentransferierende Verbindung realisierbar. Die daten- und energietransferierende Übertragung kann dabei wiederrum mittels (zugentlasteter) Stecker und Buchse erfolgen. Die Daten und/oder die Energie können berührungslos mittels Induktion bei der Energie und mittels opto-elektronischer Übertragung transferiert werden .
[22] Das „Unterwasserpositionierungssystem" ist insbesondere ein Ultra-Short-Baseline-System . Dieses Ultra- Short-Baseline-System (USBL) ist ein Unterwassernavigationssystem, welches insbesondere auf Laufzeiten von Wasserschall zwischen einem Objekt (entweder die Koppelvorrichtung oder das unbemannte Unterwasserfahrzeug) und mehreren Bezugspunkten (mehrere Sender-Empfänger- Einheiten) basiert. USBL-Systeme werden benutzt um die Position von Objekten oder Geräten unter Wasser zu bestimmen. Bekannt sind derartige Systeme insbesondere an Bord eines Schiffes bei dem mehrere Hydrophone zum Empfangen installiert sind. Das Objekt unter Wasser, dessen Position bestimmt werden soll, verfügt ebenfalls über ein Hydrophon. Mit diesem wird ein akustisches Signal ausgesandt, welches dann von mehreren Hydrophonen analysiert wird und die einzelnen Laufzeitunterschiede bestimmt werden. Anhand der Schallgeschwindigkeiten kann dann eine Entfernung zu dem Objekt beispielsweise aus den absoluten Lauzeiten ermittelt werden.
[23] Sofern absolute Laufzeiten verwendet werden, weisen die Koppelvorrichtung und das unbemannte
Unterwasserfahrzeug synchronisierte Uhren auf. Aufgrund der Zeitunterschiede, mit denen das Signal die einzelnen Hydrophone erreicht, erlaubt die Bestimmung der Einfallsrichtung der Schallwellen in Bezug auf die mehreren Hydrophone .
[24] Zudem können Inertialsensoren vorgesehen sein, welche aufgeprägte Bewegungen beispielsweise durch Stampfen und Rollen eines Schiffes (elektronisch) kompensieren können.
[25] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Koppelsystem mit einer zuvor beschriebenen Koppelvorrichtung und einem
Unterwasserfahrzeug, wobei das unbemannte
Unterwasserfahrzeug den ergänzenden Teil des
Unterwasserpositionierungssystems, den ergänzenden Teil der Koppeleinrichtung und ein Sonar aufweist und das Unterwasserfahrzeug mittels der gesamten Koppeleinrichtung an der Koppelvorrichtung angebracht ist, wobei das Sonar datenaustauschend und energieempfangend über die Unterwasserfahrzeugaufnahme mit der Koppelvorrichtung verbunden ist.
[26] Somit kann ein Koppelsystem bereitgestellt werden, welches ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug abkoppeln kann, welches dann wiederrum an einem anderen Ort Sonardaten aufzeichnen kann und anschließend im wieder angekoppelten Zustand diese Sonardaten überspielen kann.
[27] Mit dem „ergänzenden Teil des Unterwasserpositionierungssystems", welches unterwasserfahrzeugseitig angeordnet ist, wird in Verbindung mit dem Teil des Unterwasserpositionierungssystems, welches koppelvor- richtungsseitig angeordnet ist, ein Gesamtunterwasser- positionierungssystem realisiert .
[28] Mit dem „ergänzenden Teil der Koppeleinrichtung", welcher unterwasserfahrzeugseitig angeordnet ist, kann mit dem Teil der koppelvorrichtungsseitig angeordneten Koppeleinrichtung eine Gesamtkoppeleinrichtung realisiert werden, welche die Koppelvorrichtung mit dem Unterwasserfahrzeugsystem mechanisch und/oder energieaustauschend und/oder datenaustauschend verbindbar ist .
[29] Das „Sonar" umfasst Side-Scan-Sonare, Bugsonare, Hecksonare, Synthetik-Apertur-Sonare oder auch ein weiteres eigenes Schleppsonar .
[30] In einer weiteren Ausführungsform weist die Koppelvorrichtung weitere Unterwasserfahrzeugaufnahmen und/oder einen eigenen Antrieb auf.
[31] Somit können mehrere auch unterschiedliche Unterwasserfahrzeuge an die Koppelvorrichtung angeordnet werden. Auch im Falle, dass eine Koppeleinrichtung defekt ist, kann eine Koppeleinrichtung einer der anderen Unterwasserfahrzeugaufnahmen das unbemannte Unterwasserfahrzeug ankoppeln.
[32] Durch den eigenen Antrieb der Koppelvorrichtung kann beispielsweise auf den Antrieb des unbemannten Unterwasserfahrzeugs verzichtet werden und/oder das Wiederankoppeln beschleunigt werden. Auch kann im Falle, dass das unbemannte Unterwasserfahrzeug einen
Antriebsausfall oder einen Energieausfall hat, das unbemannte Unterwasserfahrzeug wieder aufgefunden und angekoppelt werden.
[33] An dieser Stelle sei angemerkt, dass Merkmale die sich über den gesamten vorliegenden Text hinweg auf die Koppelvorrichtung beziehen auch alleinig mit der Koppelvorrichtung offenbart sind, auch wenn diese vorliegend lediglich im Zusammenhang mit dem Koppelsystem beschrieben werden.
[34] Um parallel oder seriell mehrere Aufklärungsmissionen durch unbemannte Unterwasserfahrzeuge durchführen zu lassen, können an den weiteren Unterwasserfahrzeugaufnahmen weitere unbemannte Unterwasserfahrzeuge angeordnet sein.
[35] Insbesondere kann ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug ein AUV sein, welches beispielsweise Minen oder bewegliche Objekte detektiert und das weitere Unterwasserfahrzeug ein Torpedo sein, welches diese Mine oder das bewegliche Objekt zerstört . [36] In einer weiteren Ausführungsform weist die Koppelvorrichtung und/oder eines der Unterwasserfahrzeuge einen hydrodynamischen Depressor auf.
[37] Somit können das Koppelsystem und/oder die Koppelvorrichtung und/oder das Unterwasserfahrzeug durch das Schleppen oder durch den eigenen Antrieb in eine bestimmte Unterwassertiefe verbracht werden. Durch die Kenntnis der Wassertiefe beispielsweise der
Koppelvorrichtung kann das unbemannte Unterwasserfahrzeug schneller die Koppelvorrichtung auffinden, um an dieser anzukoppeln .
[38] In einer einfachen Ausgestaltung ist der „hydrodynamische Depressor" ein Flügel (paar) mit einem festen Anstellwinkel. Durch die beim Schleppen entstehenden Strömungen an dem Flügel wird ein Auf- oder ein Abtrieb bewirkt wodurch eine definierte Wassertiefe einstellbar ist .
[39] Um bei gleicher Schleppgeschwindigkeit unterschiedliche Wassertiefen zu realisieren, können die Koppelvorrichtung und/oder eines der unbemannten Unterwasserfahrzeuge ein steuerbares oder regelbares Depressorstellglied aufweisen.
[40] In dieser Ausführungsform ist insbesondere ein Flügel (paar) beweglich eingestellt, sodass beispielsweise durch ein Verdrehen des Flügel (paar ) s sich unterschiedliche Anstellwinkel ausbilden, welche wiederrum zu einem Verlassen der aktuellen Höhen-oder der Tiefenposition führt. Das regelbare „Depressorstellglied" umfasst insbesondere ein Steuergerät, welches die Regelungseinheit und einen Aktuator aufweist, welcher das Positionieren des hydrodynamischen Depressors auf Basis der durch das Steuergerät ermittelten Steuersignale einstellt.
[41] In einer weiteren Ausführungsform ist das Unterwasserpositionierungssystem als ein Ultra-Short- Baseline-System ausgestaltet. Somit können bekannte Ultra- Short-Baseline-Systeme als Unterwasserpositionierungssysteme verwendet werden.
[42] An dieser Stelle sei angemerkt, dass selbstverständlich die Unterwasserpositionierungssysteme auch optische Systeme umfassen können und hier beispielsweise durch einen Laser und entsprechend auf der anderen Seite angeordneten Reflektoren realisiert werden kann. Auch beispielsweise zwei voneinander beabstandete Kameras können ein 3D-Bild erzeugen, anhand dessen ein Navigieren von Koppelvorrichtung und unbemannten Unterwasserfahrzeug derart möglich ist, dass diese zueinander ankoppeln können.
[43] Um das unbemannte Unterwasserfahrzeug fest mit der Koppelvorrichtung zu verbinden, kann die Koppeleinrichtung eine steuerbare und/oder regelbare Arretiereinrichtung aufweisen .
[44] In einer einfachen Ausgestaltung ist die Arretiereinrichtung ein linearmotorgesteuerter Bolzen, welcher koppelvorrichtungsseitig angeordnet ist und der in eine entsprechende Aufnahme des Unterwasserfahrzeugs eingreift . [45] In einer weiteren Ausgestaltung weist das Koppelsystem ein datentransferierendes und/oder energietransferierendes Schleppseil auf, welches an der datentransferierenden und/oder energietransferierenden Schleppseilaufnahme der Koppelvorrichtung angeordnet ist, sodass Sonardaten von einem der unbemannten Unterwasserfahrzeuge über die Koppelvorrichtung und das Schleppseil übertragbar sind und/oder Energie über das Schleppseil und die Koppelvorrichtung an eines der unbemannten
Unterwasserfahrzeuge übertragbar ist.
[46] Das „Schleppseil" ist insbesondere ein modifiziertes ROV-Kabel welches derart ausgelegt ist, dass Zugkräfte an die Koppelvorrichtung mit angehängtem unbemannten Unterwasserfahrzeug übertragbar ist. Zugleich werden insbesondere über das Schleppseil Daten und/oder Energie ausgetauscht. Somit kann das Schleppseil sowohl ein Stahlseil zum eigentlichen Schleppen, ein Glasfaserkabel für die Datenübertragung und ein Koaxialkabel für die Energieübertragung aufweisen.
[47] Somit kann das Koppelsystem über das Schleppseil unter Wasser geschleppt werden und es kann die Koppelvorrichtung aufgrund der Depressoren beim Schleppen eine bestimmte Wassertiefe einnehmen. Dabei kann über das System von Schleppseil, Koppelvorrichtung und unbemanntem
Wasserfahrzeug Energie über das Kabel, die
Koppelvorrichtung mit dem unbemannten Wasserfahrzeug ausgetauscht werden. Das gleiche gilt für Daten. [48] Um in das Koppelsystem aufgeprägte Bewegungen zu verhindern, wie sie beispielsweise durch Stampfen und Rollen eines Schiffes, welches das Koppelsystem über das Schleppseil schleppt, entstehen, kann die Koppelvorrichtung und/oder eines der unbemannten Unterwasserfahrzeuge eine Stabilitätsregelung aufweisen, welche dem Koppelsystem aufgeprägte Bewegungen mittels des hydrodynamischen Depressors und dem Depressorstellglied kompensiert.
[49] Zusätzlich oder alternativ kann das Kompensieren aufgrund des Antriebes des Unterwasserfahrzeugs und/oder der Koppelvorrichtung erfolgen.
[50] Insbesondere können Beschleunigungssensoren in dem Schleppseil und/oder in der Koppelvorrichtung und/oder im unbemannten Unterwasserfahrzeug angeordnet sein, welche aufgeprägte Schwingungen detektieren. Anhand der detektierten Schwingungen kann mittels des dem Steuergerät aufgeprägte Regelalgorithmus ein Stellsignal ermittelt und an das Depressorstellglied übermitteln werden. Das Depressorstellglied stellt dabei den Depressor so ein, dass im Wesentlichen das Koppelsystem und/oder die Koppelvorrichtung und/oder das Unterwasserfahrzeug im Wesentlichen in einer Meerestiefe oder Seetiefe gehalten wird .
[51] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Schleppsystem mit einem zuvor beschriebenem Koppelsystem und einem Schleppfahrzeug, insbesondere einem bemannten oder unbemannten Schiff oder U-Boot oder einem Hubschrauber, wobei das Koppelsystem mittels des Schleppseils an dem Schleppfahrzeug, insbesondere datentransferierend oder energietransferierend angeordnet ist.
[52] Somit kann ein einsatzfähiges Gesamtsystem bereitgestellt werden, mit dem zügig ein bestimmtes Seegebiet aufgeklärt werden kann. Insbesondere kann das Schleppfahrzeug die Sonardaten des geschleppten unbemannten Unterwasserfahrzeuges nutzen ohne ein eigenes Sonar aufzuweisen. So kann zum Beispiel ein Hubschrauber Sonardaten ermitteln.
[53] Somit muss das Schleppfahrzeug gerade nicht mit einem teuren Sonar ausgestattet werden und es können Kosten gespart werden.
[54] Auch können extrem spannende militärische Szenarien realisiert werden. So kann ein Hubschrauber oder ein Flugzeug das Koppelsystem über das Schleppseil unter Wasser ziehen. Das an der Koppelvorrichtung angeordnete Sonar und/oder an dem unbemannten Wasserfahrzeug angeordnete Sonar kann dabei militärische Ziele aufklären. Für den Fall, dass alternativ oder zusätzlich ein Torpedo geschleppt wird, kann das geschleppte Sonar das militärische Ziel detektieren. Anschließend kann an Bord des Fahrzeuges die Entscheidung getroffen werden, ein Torpedo abzukoppeln und mit dem verbliebenen Unterwasserfahrzeug oder Sonar weiterhin das Seegebiet aufgeklärt werden.
[55] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Ab- und Abkoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs von einem zuvor benanntem Schleppsystem, wobei sich bei einem Schleppen die Koppelvorrichtung und das unbemannte Unterwasserfahrzeug unter einer Wasseroberfläche befinden und das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Abkoppeln des unbemannten Unterwasserfahrzeugs,
- anschließendes Durchführen einer Mission durch das abgekoppelte unbemannte Unterwasserfahrzeug und
- anschließendes Ankoppeln des unbemannten Unterwasserfahrzeugs an die Koppelvorrichtung.
[56] Somit können völlig neuartige Missionen durch das unbemannte Unterwasserfahrzeug realisiert werden und während der Fahrt de Schleppfahrzeugs das
Unterwasserfahrzeug wieder angekoppelt werden.
[57] Beispielsweise kann das unbemannte Unterwasserfahrzeug nach einem Aufspüren eines interessanten Objekts durch das an dem Unterwasserfahrzeug befindliche Sonar zur näheren Aufklärung abgekoppelt werden. Sobald die Aufklärung des Ziels erfolgt ist koppelt sich das unbemannte Unterwasserfahrzeug wieder an die Koppelvorrichtung an und überträgt die während der Mission gewonnenen Daten an das Schleppfahrzeug .
[58] In einer diesbezüglichen Ausgestaltung können nach dem Ankoppeln durch das unbemannte Unterwasserfahrzeug aufgezeichnete Daten an das Schleppfahrzeug übermittelt werden . [59] So muss nicht erst das unbemannte Wasserfahrzeug an die Oberfläche auftauchen, um Daten effektiv und schnell zu übertragen, sondern kann dies unter Wasser erfolgen, sodass anschließend zeitnah neue Missionen erfüllt werden können.
[60] Um die Koppelvorrichtung möglichst schnell und autonom auffinden zu können, bestimmt das abgekoppelte Unterwasserfahrzeug mittels seines an Bord befindlichen Sonars die Position der Koppelvorrichtung. Für größere Entfernungen kann eine Trajektorie anhand von Positionsdaten, welche mit Hilfe von akustischen Unterwassermodems ausgetauscht werden, ermittelt werden und im Nahbereich (einige 10m zwischen Koppelvorrichtung und Unterwasserfahrzeug) wird das Sonar eingestzt.
[61] Dadurch erfolgt bereits eine Groborientierung und ein Verkürzen des Abstands zwischen Unterwasserfahrzeug und Koppelvorrichtung kann erfolgen. Sobald dann das Unterwasserfahrzeug sich in hinreichender Nähe der Koppelvorrichtung befindet, kann das
Unterwasserpositionierungssystem zum eigentlichen Ankoppeln verwendet werden.
[62] Um das Ankoppeln noch weiter zu beschleunigen, kann die Koppelvorrichtung eine definierte Tiefen- oder Höhenposition mittels des hydrodynamischen Depressors einhalten. Somit kann das eigentliche dreidimensionale Ankoppeln auf einen zweidimensionalen Vorgang reduziert werden. Dies kann sowohl die Geschwindigkeit des Ankoppeins als auch die Erfolgsrate des Ankoppeins erhöhen. [63] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine stark schematische Darstellung einer mittels an einem Schleppseil angeordneten Koppelvorrichtung und an der
Koppelvorrichtung angeordneten Unterwasserfahrzeugs in einem
Schleppvorgang (Fig. 1 a) einem An- (Figur 1 c) und in einem Abkoppelvorgang (Figur lb) ,
Figur 2 eine stark schematische Darstellung eines
Koppelsystems und
Figur 3 eine stark schematische Darstellung einer
Unterwasserfahrzeugaufnahme .
[64] Ein Koppelsystem umfasst eine Koppelvorrichtung 105 an die ein Schleppseil 107 angeflanscht ist. Zudem ist an der Koppelvorrichtung 105 ein AUV 103 angekoppelt.
[65] In dem Schleppseil ist ein Stahlseil angeordnet, welches zugentlastend mit der Koppelvorrichtung verbunden ist. Zusätzlich umfasst das Schleppseil 107 ein Glasfaserkabel zum bidirektionalen Datenaustausch und ein Koaxialkabel zum Austausch elektrischer Energie mittels Wechselspannung. Sowohl das Koaxialkabel als auch das Glasfaserkabel werden innerhalb der Koppelvorrichtung mittels des Kabels 223 an einem verfahrbaren Stecker 361 weitergeleitet . [66] Weiterhin weist die Koppelvorrichtung ein dichtes Koppelvorrichtungsgehäuse 225 und einen verstellbaren Depressor 221 auf. Über Stellmotoren kann der Depressor gedreht werden, sodass sich unterschiedliche Anströmwinkel für den Depressor 221 ergeben. Weiterhin weist die Koppelvorrichtung ein zentrales Hydrophon 227 und vier an einem Koppeltrichter 229 jeweils an dessen Ecken befindliche weitere Hydrophone 363 auf.
[67] Der der Koppelvorrichtung 105 zugeordnete
Koppeltrichter 229 weist zudem angeordnete
Koppelstellglieder 231 mit zugehörigen verstellbaren Koppelbolzen 233 auf. Sowohl das Koppelstellglied 231 als auch die Koppelbolzen 233 werden über die Koppelvorrichtung 105 mit Stelldaten und Energie versorgt.
[68] Das AUV 103, welches an die Koppelvorrichtung 105 angekoppelt ist weist einen Propeller 243, einen AUV- Depressor 245, ein Side-Scan-Sonar 247 und ein AUV-Gehäuse 241 auf.
[69] In dem AUV-Gehäuse 241 sind Bolzenaufnahmen 249 angeordnet, in die die Koppelbolzen 233 eingefahren sind. Über die Koppelbolzen 233 und die Bolzenaufnahme 249 ist das AUV 103 fest mit der Koppelvorrichtung 105 verbunden. Zudem weist das AUV 103 eine Buchse (nicht dargestellt) auf, welche beim Verfahren des Steckers 361 einen energieaustauschenden und datenaustauschenden Kontakt realisiert .
[70] Im Weiteren wird der Einsatz dieses Systems dargelegt. [71] An einem Hubschrauber 101 ist das Schleppseil 107 mit angeflanschter Kabelvorrichtung und angekoppelten AUV 103 angebracht. Der Hubschrauber 101 hat sowohl das AUV 103 als auch die Koppelvorrichtung 105 in das Wasser abgeworfen und schleppt über das Schleppseil 107 die Koppelvorrichtung 105 mit angekoppeltem AUV 103.
[72] Durch die Depressoren 221 und 245 werden die Koppelvorrichtung 105 und das AUV 103 durch Schleppen in eine bestimmte Tiefe verbracht.
[73] Während des Schleppvorgangs zeichnet das Side-Scan- Sonar 247 Sonarbilder unterhalb der Meeresoberfläche 109 auf. Der auf dem Hubschrauber 101 befindliche Operator gibt das Signal zum Entkoppeln ab, sobald ein interessantes Unterwasserobjekt durch das Side-Scan-Sonar 247 des AUV 's 103 aufgezeichnet wurde.
[74] Sobald der Abkoppelbefehl an die Koppelvorrichtung 105 und an das AUV 103 weitergegeben wurde, wird der Stecker 361 seitens der Koppelvorrichtung 105 zurückgezogen und es werden die Koppelbolzen 233 eingezogen. Parallel wird das nun freigewordene AUV 103 seinen Antrieb (243) in Gang setzen und das zuvor von dem Operator vorgegebene Gebiet näher analysiert.
[75] Währenddessen fliegt der Hubschrauber 101 weiter. Nach einer gewissen Zeit kehrt der Hubschrauber 101 wieder in das Seegebiet mit geschleppter Koppelvorrichtung 105 zurück . [76] Das Side-Scan-Sonar des AUV's ermittelt mittels automatischer Bilderkennung die Koppelvorrichtung 105 und steuert auf diese zu. Die Koppelvorrichtung 105 stellt ihre Depressoren 221 derart ein, dass bei einer geringeren Schleppgeschwindigkeit als der Antriebsgeschwindigkeit des AUV's 103 eine definierte Tiefe eingehalten wird. Das AUV 103 steigt auf die Meerestiefe herab, in welcher sich die Koppelvorrichtung 105 befindet. Weiterhin verringert das AUV 103 den Abstand zur Koppelvorrichtung 105. Sobald das USBL-System einsetzbar ist, verringert das AUV 103 seine Geschwindigkeit, um mittels des USBL-Systems den Koppeltrichter 229 der Koppelvorrichtung 105 zu treffen.
[77] Während des Ankoppelvorgangs (Fig. lc) sendet die Koppelvorrichtung 105 mittels des Hydrophons 227 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ein Schallsignal aus. Vier voneinander beabstandete Hydrophone am Bug des AUV's ermitteln die Laufzeitunterschiede und den Abstand und suchen anhand dieser Daten den Kontakt mit dem Koppeltrichter 229.
[78] Sobald eine Verbindung mit Koppeltrichter 229 realisiert ist, detektiert ein Magnetsensor das in den Koppeltrichter 229 eingefahrene AUV 103 und setzt ein Steuersignal an die Koppelstellglieder 231 aus, welche daraufhin die Koppelbolzen 233 in die Bolzenaufnahmen einführen .
[79] Weiterhin wird der Stecker 361 in die an dem AUV 103 befindliche Buchse eingefahren. Über diese Stecker-Buchsen- Verbindung überträgt das AUV 103 ermittelte Sonardaten über das Kabel 223 in der Koppelvorrichtung 105 und über das Schleppseil 107 an den Operator im Hubschrauber 101. Umgekehrt transferiert der Hubschrauber 101 Energie über das Schleppseil 107 und das Kabel 223 und über die Stecker- Buchsen-Verbindung in die Akkumulatoren des AUV's 103, sodass diese aufgeladen werden und möglichst zeitnah der nächste Einsatz erfolgen kann.
Bezugs zeichenliste
101 Hubschrauber
103 AUV
105 Koppelvorrichtung
107 Schleppkabel
109 Wasseroberfläche
111 Abkoppelvorrichtung
113 Ankoppelvorrichtung
221 Depressor
223 Kabel
225 Gehäuse
227 Hydrophon-Koppelvorrichtung
229 Koppeltrichter
231 Koppelstellglied
233 Koppelbolzen
241 AUV-Gehäuse
243 Propeller
245 AUV-Depressor
247 Side-Scan-Sonar
249 Bolzenaufnahme
251 AUV-Hydrophon
361 Stecker
363 Einzel-USDL-Hydrophon

Claims

Patentansprüche :
1. Koppelvorrichtung (105) zum Ab- und anschließendem Wiederankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs (103) mit einer datentransferierenden und energietransferierenden Schleppseilaufnahme und einer datentransferierenden und energietransferierenden Unterwasserfahrzeugaufnahme (229), wobei die Koppelvorrichtung einen Teil einer Koppeleinrichtung und einen Teil (363, 227) eines Unterwasserpositionierungssystems aufweist.
2. Koppelsystem mit einer Koppelvorrichtung nach Anspruch 1 und einem unbemannten Unterwasserfahrzeug (103), wobei das unbemannte Unterwasserfahrzeug den ergänzenden Teil des Unterwasserpositionierungssystems, den ergänzenden Teil (249) der Koppeleinrichtung und ein Sonar (247) aufweist und das unbemannte Unterwasserfahrzeug mittels der gesamten Koppeleinrichtung an der Koppelvorrichtung angebracht ist, wobei das Sonar datenaustauschend und energieempfangend über die Unterwasserfahrzeugaufnahme mit der Koppelvorrichtung verbunden ist.
3. Koppelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung weitere Unterwasserfahrzeugaufnahmen und/oder einen eigenen Antrieb aufweist.
4. Koppelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den weiteren Unterwasserfahrzeugaufnahmen weitere unbemannte Unterwasserfahrzeuge angeordnet sind.
5. Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung und/oder eines der Unterwasserfahrzeuge einen hydrodynamischen Depressor (221, 245) aufweisen.
6. Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung und/oder eines der unbemannten Unterwasserfahrzeuge ein steuerbares oder regelbares Depressorstellglied aufweisen.
7. Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserpositionierungssystem ein Ultra-Short-Baseline-System ist.
8. Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung eine steuer- und/oder regelbare Arretiereinrichtung (231, 233) aufweist .
9. Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch ein datentransferierendes und/oder energietransferierendes Schleppseil (107), welches an der datentransferierenden und/oder energietransferierenden Schleppseilaufnahme der Koppelvorrichtung angeordnet ist, sodass Sonardaten von einem der unbemannten Unterwasserfahrzeuge über die Koppelvorrichtung und das Schleppseil übertragbar sind und/oder Energie über das Schleppseil und die Koppelvorrichtung an eines der unbemannten Unterwasserfahrzeuge übertragbar ist.
10. Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung und/oder eines der unbemannten Unterwasserfahrzeuge eine Stabilitätsregelung aufweist, welche dem Koppelsystem aufgeprägte Bewegungen mittels des hydrodynamischen Depressors und dem Deperssorstellglied kompensiert.
11. Schleppsystem mit einem Koppelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 10 und einem Schleppfahrzeug (101), insbesondere einem bemannten oder unbemannten Schiff oder U-Boot oder einem Hubschrauber, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelsystem mittels des Schleppseils an dem Schleppfahrzeug, insbesondere datentransferierend und/oder energietransferierend, angeordnet ist.
12. Verfahren zum Ab- und Ankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs von einem Schleppsystem nach Anspruch 11, wobei sich bei einem Schleppen die Koppelvorrichtung und das unbemannte Unterwasserfahrzeug unter einer Wasseroberfläche (109) befinden und das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Abkoppeln des unbemannten Unterwasserfahrzeugs,
- anschließendes Durchführen einer Mission durch das abgekoppelte unbemannte Unterwasserfahrzeug und
- anschließendes Ankoppeln des unbemannten Unterwasserfahrzeugs an die Koppelvorrichtung.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ankoppeln durch das unbemannte Unterwasserfahrzeug aufgezeichnete Daten an das Schleppfahrzeug übermittelt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das abgekoppelte Unterwasserfahrzeug mittels des Sonars die Position der Koppelvorrichtung bestimmt oder es werden Positionsdaten mittels akustischer Unterwassermodems ausgetauscht.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung eine definierte Tiefen- oder Höhenposition mittels des hydrodynamischen Depressors einhält.
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