WO2022002664A1 - Transportbox zum absetzen eines wasserfahrzeugs - Google Patents

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WO2022002664A1
WO2022002664A1 PCT/EP2021/066810 EP2021066810W WO2022002664A1 WO 2022002664 A1 WO2022002664 A1 WO 2022002664A1 EP 2021066810 W EP2021066810 W EP 2021066810W WO 2022002664 A1 WO2022002664 A1 WO 2022002664A1
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WO
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transport box
watercraft
water
frame
designed
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/066810
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Rühle
Malte SACKMANN
Original Assignee
Atlas Elektronik Gmbh
Thyssenkrupp Ag
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.)
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Publication date
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Priority to EP21736544.4A priority patent/EP4100312B1/de
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/16—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of lifts or hoists
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B63B27/16—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of lifts or hoists
    • B63B2027/165—Deployment or recovery of underwater vehicles using lifts or hoists
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C3/00—Launching or hauling-out by landborne slipways; Slipways
    • B63C3/12—Launching or hauling-out by landborne slipways; Slipways using cradles
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a transport box for setting down an unmanned watercraft, in particular an unmanned (e.g. wired) underwater vehicle, by means of a traction device (e.g. a cable winch), e.g. from a helicopter or another base station.
  • a traction device e.g. a cable winch
  • unmanned underwater vehicles are launched from a ship and sent on their mission.
  • a typical mission of unmanned underwater vehicles is the destruction of sea mines.
  • the need has arisen to be able to drop the unmanned underwater vehicles from the helicopter.
  • the object of the present invention is therefore to create an improved concept for setting down watercraft.
  • Exemplary embodiments show a transport box for lowering a watercraft into the water by means of a cable winch.
  • the transport box has a holder for fastening the traction means for lowering the transport box and a frame which is designed to receive the watercraft in the transport box, in particular to fix it.
  • the transport box is designed to accommodate the watercraft on the top and to set it down in the water on the underside.
  • the invention is described in the context of watercraft, which also includes (unmanned) ships, but is mainly for Underwater vehicles, for example autonomous (AUV) or cable-guided (ROV) unmanned underwater vehicles designed, which are maximally the size of a person.
  • the invention is also suitable for other underwater vehicles, for example torpedoes, but these are typically larger than a person, so that the transport box would then have to be larger than a typical rescue stretcher.
  • some exemplary embodiments exclude the use of surface vehicles (eg ships). These are primarily the exemplary embodiments in which the frame of the transport box rotates automatically due to its buoyancy when the transport box is immersed in the water.
  • the watercraft is inevitably exposed under water.
  • Both (diving) underwater vehicles and (floating) surface vehicles, for example ships, are referred to as watercraft.
  • the transport box is also advantageously used for unmanned watercraft. Human-crewed watercraft would be too big to be dropped off from a helicopter.
  • the transport box was developed for use with a helicopter. However, it has been shown that this also makes it easier to set down the transport box from a ship, for example.
  • the on-board crane is used with a special launching device to lower the unmanned watercraft from the ship.
  • the launching device is placed on the underwater vehicle from above, which requires manual carrying or a lifting device.
  • the mission preparation takes place unprotected on deck so that the watercraft with launching device can be picked up by the on-board crane.
  • the stressed transport box which can be loaded from above, increases personal safety and flexibility during the missions, even on a ship.
  • the transport box In addition to being used in a helicopter or on a ship, it is also possible to use the transport box to set it down by means of the traction means from any other base station, for example an oil platform or a port facility.
  • base station also includes the helicopter and the ship.
  • the water is typically sea water, i.e. salt water, since this is where the predominant areas of application for unmanned watercraft are located.
  • the transport box can also be used in fresh water.
  • a rope preferably in the form of a cable winch, is used as the traction means.
  • This can be the rescue winch that is attached to many helicopters as standard.
  • the rescue winch is intended for the recovery of people who can be pulled from the ground into the helicopter on a rescue stretcher.
  • the transport box can now be lowered from the helicopter and pulled up again using the rescue winch.
  • the transport box advantageously has the maximum dimensions of the rescue stretcher, so that it can be handled by the helicopter personnel like the rescue stretcher.
  • a telescopic rod or the like would also be conceivable, for example, in order to lower the transport box from the helicopter into the water.
  • the helicopter can also have a further winch, e.g. in connection with a boom, with which the transport box can then be lowered into the water. It has been shown that the transport box can also simplify lowering the watercraft from a ship or another base station.
  • a boom with a cable winch e.g. in the form of an on-board crane, with which the watercraft is lowered into the water, can be arranged on the base station.
  • the holder is, for example, a bracket for the transport box.
  • the frame is mechanically connected to the holder and is typically located below the holder when the transport box is suspended freely floating on the traction means by means of the holder.
  • the transport box is primarily designed for multiple use with a watercraft that has been used once. This is necessary because the underwater vehicle itself is destroyed when the sea mine is destroyed.
  • the idea is to create a simple transport box that can be used for standard helicopters to lower the watercraft from the helicopter into the water and drop off there. This is made possible by the bracket that can be attached to the helicopter's rescue winch. Furthermore, for safety reasons, it is to be avoided as far as possible to carry heavy objects in the helicopter, such as the watercraft or the transport box, or to move them with the hands without them being fixed.
  • the transport box since the transport box is to be used for several watercraft during an operation, and also to increase personal safety, the transport box in the helicopter is advantageously loaded from above, while the transport box itself rests securely on the cabin floor of the helicopter. In contrast, it is advantageous to lower the watercraft down into the water.
  • the frame is movable relative to the holder in order to receive the watercraft on the upper side and to release it into the water on the lower side.
  • the frame can have a two-part opening on its underside, similar to a two-shell shovel in an excavator, which the watercraft releases when it is to be set down in the water.
  • the frame can also perform a rotational movement about an axis that leads through the holder. Then the opening of the frame through which the transport box is loaded is the same opening through which the watercraft is lowered into the water. However, due to the rotation of the frame, the opening is arranged on the top when loading and on the underside of the transport box when the watercraft is set down.
  • Relative terms for the orientation (top, bottom) referring to the transport box refer to the transport box in the orientation in which it hangs freely on the traction device.
  • Relative terms for orientation (top, bottom) referring to the Watercraft refer to the preferred orientation of the watercraft when moving in the water.
  • the watercraft in particular, but also sensitive components that are necessarily exposed for the fulfillment of a mission, are protected against water hammer by the frame when immersed in the water, for example.
  • the watercraft and / or the components are then released in the water by the movement of the frame so that the mission can be completed.
  • Exemplary embodiments show the transport box that receives the watercraft in a first orientation and sets the watercraft down in the water in a second orientation. This is advantageous, for example, for securing the watercraft.
  • the watercraft typically has a bracket on the top to which the watercraft can be fixed. In order to fill the transport box from above and at the same time ensure the continuous fixation of the watercraft, it is therefore advantageous to place the watercraft upside down in the frame. However, the watercraft should be dropped into the water in its normal orientation. To do this, it can be rotated in the transport box.
  • the frame is connected to the bracket by means of a hinge, so that the frame can be rotated about an axis of rotation of the hinge in order to pick up the watercraft on the top and release it into the water on the underside. Because the hinge is connected to the holder, the axis of rotation passes through the holder.
  • the frame can be rotated by an (electric) motor.
  • the transport box can also set the watercraft down above the surface of the water.
  • This embodiment is also suitable for the setting down of ships as a watercraft.
  • the frame has a buoyancy element which has a lower density than the water, so that the frame assumes a first position in the air with respect to the holder and a second position in the water Assumes position opposite the bracket in order to receive the watercraft on the top side and to release it into the water on the underside.
  • the buoyancy element is designed in such a way that the entire frame and all elements firmly connected to the frame have a lower average density, that is to say in total a lower density, than the water.
  • the frame when the transport box is lowered, the frame can initially hang on the holder in such a way that the holder spans the opening of the frame through which the transport box can be loaded with the watercraft. This can be called the first position.
  • the frame As soon as the frame is immersed in the water, however, it can move relative to the holder, in particular rotate about an axis of rotation that runs through the holder. This is possible, for example, when the holder and frame are connected to one another by means of the hinge. If the transport box is completely underwater, the frame may have rotated 180 °, for example. The opening for loading the transport box now points downwards. This can be called the second position. The watercraft can leave the transport box again through this opening.
  • the transport box has the absence of a wired electrical connection to an operating unit when the transport box is lowered into the water.
  • the control unit is located in the base station.
  • the transport box can be connected to the base station by means of a cable, for example in order to charge a battery in the transport box or to exchange larger amounts of data.
  • a cable for example in order to charge a battery in the transport box or to exchange larger amounts of data.
  • the watercraft comprises an underwater vehicle.
  • the transport box of this exemplary embodiment is advantageously suitable for underwater vehicles.
  • the transport box has a direction finding system which is designed to determine a current position of the underwater vehicle.
  • the current position is typically determined relative to the direction finding system.
  • the direction finding system can acoustically locate the underwater vehicle, i.e. determine a direction and / or a distance to the underwater vehicle. This can be done using active sonar.
  • the underwater vehicle can acoustically emit a signal at a predetermined point in time, which signal is detected by the direction finding system.
  • the transit time can be determined as the difference between the predetermined point in time and the arrival of the signal at the direction finding system.
  • the direction from which the signal arrives can be determined by means of at least two, if azimuth and elevation (also referred to as depth angle) are to be measured, at least three, water-borne sound transducers (also referred to as hydrophones).
  • the exemplary embodiments with the direction finding system are preferably suitable for underwater vehicles.
  • Surface vehicles would be easier to locate, e.g. using radar, directly from the base station.
  • the transport box has a computing unit which is designed to control the underwater vehicle to a target position based on the current position of the underwater vehicle.
  • the target position is typically subject to a certain degree of uncertainty, so that the underwater vehicle itself can perform fine localization (also referred to as re-localization) in the vicinity of the target position, in particular by means of active sonar or underwater camera, in order to locate the target regardless of the accuracy of the to find the set target position.
  • the processing unit can also be arranged in the base station and the transport box can be controlled from there.
  • the direction finding system is arranged in the transport box such that a sensor head of the direction finding system is arranged between the frame and the holder while the transport box is being lowered into the water and the sensor head of the direction finding system is arranged in the water below the frame and the holder.
  • the direction finder system is connected to the frame and the frame rotates in the water around an axis through the bracket.
  • the sensor head of the DF system has the water-borne sound converter.
  • the direction finding system in particular the sensor head, is at least partially protected by the holder and the frame during lowering, but in the water it can receive water-borne sound from almost all directions without it being deflected or attenuated by the frame.
  • the transport box has a receptacle for a dispenser of a signal line of the watercraft, the receptacle cooperating with the dispenser in such a way that the dispenser is arranged between the frame and the holder while the transport box is being lowered into the water and an outlet of the dispenser after the watercraft has been set down, it protrudes deeper into the water than all other elements of the transport box.
  • the dispenser of the signal line is at least partially protected by the holder and the frame during lowering, but the signal line cannot get caught in the water with an element of the transport box even if the watercraft is driving in a circle at the height of the outlet. The signal line is thus protected.
  • the signal line is, for example, an optical fiber with which the watercraft is connected to the transport box, advantageously during the entire mission.
  • the watercraft is thus a wired unmanned underwater vehicle.
  • the watercraft can be steered to the target position by means of the signal line, for example based on the current positions determined by the direction finding system.
  • the signal line can also be used to transmit a signal to the watercraft that it is to send out the acoustic signal for direction finding by means of the direction finding system.
  • Additional information that can be transmitted over the signal line is Status data and measured values from the underwater vehicle's sensors (e.g. sonar data), which are transmitted to the operator in the base station, for example.
  • the point in time at which the signal is transmitted is also referred to as the predetermined point in time.
  • the signal for sending the acoustic signal can be sent manually by an operator from the base station or automatically (eg time-controlled) to the watercraft.
  • the dispenser itself can also be part of the transport box.
  • the transport box then has the dispenser for the signal line of the watercraft, the dispenser being arranged in the transport box in such a way that the dispenser is protected by the frame and the holder while the transport box is lowered into the water and an outlet of the dispenser after it has been set down of the watercraft protrudes deeper into the water than all other elements of the transport box.
  • the signal line can then advantageously be connected to the watercraft by means of a plug.
  • the signal line can be wound up in the dispenser, so that there is always enough signal line available so that the watercraft can fulfill its mission.
  • the dispenser can also only serve as protection for the part of the signal line that is connected to the transport box, so that this part of the signal line does not get caught in the transport box.
  • a supply of further signal lines is optionally available in the watercraft.
  • the frame has a quick-release fastener which is designed to receive a holding device connected to the watercraft and to fix it automatically, the quick-release fastener being designed to release the fixation when the quick-release fastener receives a corresponding signal.
  • the processing unit of the transport box can be controlled from the base station in such a way that the processing unit sends the signal for releasing the holding device to the quick-release fastener.
  • the quick-release fastener is characterized by an uncomplicated fixation of the holding device with a maximum of one movement. In particular, turning a screw into a thread over more than one turn can no longer be carried out with a single handle and can therefore no longer be viewed as a quick-release fastener.
  • the quick release includes for example, several claws similar to a drill chuck, into which the holding device engages when the holding device is inserted into the claws.
  • the holding device can be a (metal) pin, ball head or an eyelet that matches the quick release fastener or its holding claws.
  • the watercraft can have a corresponding receptacle for the holding device, for example a thread, in order to be able to connect the holding device to the watercraft.
  • Embodiments show the transport box comprising a float which has an antenna which is designed to receive a signal from an operating unit and to forward it to a computing unit of the transport box or to send a signal from the computing unit to the operating unit, the float being designed to be movable to be arranged on the traction means.
  • the transport box is shown in a system comprising the base station for lowering the watercraft into the water.
  • the float is movably arranged in the system above the bracket on the traction means.
  • the float can move freely along the traction mechanism, so that it is always on the surface of the water, regardless of the depth of the transport box.
  • a signal line can be arranged between the antenna and the processing unit in order to forward the signal from the base station to the processing unit.
  • the transport box can also be used underwater by means of a wireless connection, for example a radio connection, e.g.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • data from the watercraft can be sent to the base station via the wireless connection.
  • One possible signal that can be sent from the base station to the transport box is the lowering of the watercraft into the water, i.e. in exemplary embodiments the opening of the fixing element or the quick-release fastener.
  • Embodiments also show a system comprising the transport box for lowering a watercraft by means of a traction device into the water and a loading device for loading the transport box with the watercraft.
  • the loading device is designed to accommodate the watercraft in such a way that a holding device with which the watercraft can be fixed in the frame of the transport box is arranged in an exposed manner.
  • the loading device has a tilting device which is designed to tilt the watercraft into the transport box in such a way that the holding device of the watercraft enters a fixing area of a fixing element and is fixed in the frame by the fixing element (manually initiated or automatically).
  • the quick release fastener can be used as a fixation element.
  • the fixation area is the area in which the fixation element can fix the holding device.
  • the holding device When using a locking fixation element, the holding device has entered the fixation area at the time of locking.
  • the loading device is advantageously arranged in or on the base station so that the loading device can load the transport box with the watercraft. Furthermore, the loading device can ensure elastic mounting of the stowed watercraft, so that possible shock or vibration loads are adequately dampened by the base station.
  • a method for lowering a watercraft into the water by means of a transport box is shown with the following steps: top-side introduction of the watercraft into the transport box; Receiving the watercraft in the transport box; Attaching a traction means to the transport box; Lowering the transport box into the water; Lowering the watercraft from the transport box into the water.
  • the order of the steps is variable within the scope of the technical feasibility.
  • Picking up the watercraft can include fixing the watercraft in the transport box.
  • FIG. 1 a schematic representation of a transport box for setting down a watercraft by means of a traction device, FIG. 1a being a side view and FIG.
  • 1b show a top view of the transport box
  • 2 a schematic sectional illustration of exemplary embodiments of the transport box
  • FIG. 3 shows a schematic side view of the transport box according to FIG. 2, FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d showing a sequence of different states of the transport device when the watercraft is set down;
  • FIGS. 4a, 4b and 4c shows different states when the transport box is loaded with the watercraft;
  • FIG. 6 a schematic block diagram with a computing unit of the transport box to illustrate signal flows in exemplary embodiments.
  • FIG. 1a shows a schematic side view of a transport box 20 for setting down a watercraft 22 by means of a traction device in the water.
  • Fig. 1b shows the transport box 20 in a plan view.
  • the watercraft 22 is not part of the transport box and is therefore shown in dashed lines.
  • the transport box 20 comprises a flap 24 and a frame 26.
  • the flap 24 is used to attach the traction mechanism to lower the transport box 20.
  • the flap 24 for attaching the traction mechanism comprises an eyelet 24 'into which a flake of the traction mechanism can engage.
  • the frame 26 is designed to accommodate the watercraft 22 in the transport box 20.
  • the frame 26 has a first support element 28a and a second support element 28b, to which the watercraft 22 is fixed.
  • one support element to which the watercraft is fixed is sufficient, but the weight distribution or balancing of the watercraft is easier on two separate support elements 28a, 28b, especially if the support element is not a (large-area) shell.
  • the frame should be designed in such a way that it stands securely on the cabin floor even when the helicopter is rolling or pitching or when there is a rough sea on the ship or any other movement of the base station.
  • Bracket 24 and frame 26 are (mechanically) connected to one another by means of a connecting element 30.
  • the connecting element 30 is designed in two parts, for example, and comprises a first and a second sub-element 30a, 30b, designed here as a hinge. Both hinges 30a, 30b have the same axis of rotation 30 'and therefore functionally form a hinge.
  • the hinges 30a, 30b can be designed as bolts, which are respectively passed through the frame 26 and the holder 24.
  • hinges as connecting elements is an option that the transport box 20 receives the watercraft 22 on the top and sets it down in the water on the underside.
  • the principle of setting down the watercraft 22 is described with reference to FIG. 3.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional drawing of the transport box 20 in exemplary embodiments.
  • the transport box 20 has a computing unit 32.
  • the computing unit 32 is explained in more detail with reference to FIG. 6.
  • the transport box 20 can have a buoyancy element 34.
  • the computing unit 32 can be embedded in the buoyancy element 34. This has the practical advantage that the computing unit 32 does not come into contact with the water.
  • the buoyancy element 34 is a configuration in which the frame 26 can move (automatically) with respect to the holder 24.
  • a motor can also be used, but the buoyancy element has the advantage that the rotation takes place automatically when the transport box enters the water and no additional energy is required.
  • the buoyancy element 34 has a density which is lower than the density of the water.
  • the buoyancy element is selected such that the average density of the elements firmly connected to the frame, including the buoyancy element, is less than the density of water.
  • the transport box 20 has a direction finding system 36.
  • the direction finding system 36 includes a sensor head 36 '.
  • a plurality of water-borne sound transducers are arranged in the sensor head in order to be able to locate the watercraft 22.
  • the direction finding system 36 is arranged in the transport box 20 such that the sensor head 36 'of the direction finding system is arranged between the frame 26 and the bracket 24 while the transport box is being lowered into the water and the sensor head 36' of the direction finding system is arranged in the water below the frame 26 and the bracket 24 is arranged. This is implemented in such a way that the sensor head 36 'projects beyond the hinge 30 and is thus arranged below the hinge 30 and thus also below the frame after the frame has rotated in the water.
  • the frame 26 thus influences the location of the watercraft 22 as little as possible.
  • the direction finding system 36 can also be fastened directly upside down to the holder 24 instead of to the frame 26. Then, however, the sensor head 36 'of the direction finding system cannot reach so deep into the water due to the design.
  • the frame would have to be designed in such a way that it does not damage the direction finding system when the frame rotates relative to the bracket.
  • the frame 26, in particular the support elements 28a, 28b has a quick-release fastener.
  • the quick release fastener is not explicitly shown, but engages in the corresponding holding devices 38a, 38b of the watercraft 22 in order to fix the same.
  • the quick release can be operated remotely to release the watercraft 20. If a fixing element is provided in each of the support elements 28a, 28b, the fixing elements can differ from one another, for example have different quick-release fasteners.
  • the watercraft 22 is shown with two further optional modifications compared to FIG. 1.
  • the watercraft 22 has an (active) sonar 40 on the underside in the front area.
  • the sonar 40 By means of the sonar 40, the watercraft can independently locate the target when it is in the vicinity of the target, for example when it has reached the target position.
  • the watercraft 22 also optionally has a signal generation system 42 which can emit an acoustic signal (also referred to as a ping) that can be detected by the direction finding system 36 in order to locate the watercraft 22.
  • the watercraft 22 is optionally connected to a dispenser 46 by means of a signal line 44, in particular an optical waveguide, in which a supply of the signal line 44 can be present, for example rolled up. If the watercraft 22 moves away from the transport box 20, the dispenser 46 releases further signal line 44, so that the watercraft 22 is ideally connected to the transport box 20 by means of the signal line 44 until the mission is completed.
  • the supply of signal line can optionally also be arranged in the watercraft 22, advantageously in the stern area, or a proportionate supply of signal lines is located both in the watercraft and in the dispenser 46.
  • the signal line 44 is permanently connected to the watercraft 20, so that the dispenser 46 is only connected to the transport box when the transport box 20 is loaded with the watercraft 22; the signal line 44 and dispenser 46 are therefore shown in dashed lines, as is the watercraft 22.
  • the transport box 20 has a receptacle 48 for the dispenser 46.
  • the dispenser 46 is advantageously arranged rotatably on the receptacle 48. The dispenser initially takes up little space and can be arranged below the watercraft 22. As soon as the watercraft is in the water and away from the transport box 20, the dispenser 46 can, however, unfold. If the dispenser 46 is made long enough and properly positioned, can an outlet 46 'of the dispenser protrude deeper into the water than all other elements of the transport box. This is illustrated in Fig. 3d.
  • Fig. 3 shows in Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c and Fig. 3d four different states of the transport box 20 and the (sub) watercraft 22.
  • the transport box 20 hangs in the air on the traction means of the Base station.
  • the traction means remains continuously connected to the transport box 20, so that the transport box can be lifted back into or onto the base station after the mission is complete, in order to be equipped there with a new watercraft.
  • the watercraft 22 is primarily designed to carry out only one mission, so that there is no need for the watercraft 22 to dock on the transport box again. For example, if a sea mine is destroyed, the watercraft 22 itself is also destroyed.
  • FIG. 3b shows the transport box 20 immersed in the water.
  • the frame 26 is rotated about the axis of rotation of the hinges 30 by approximately 180 °, for example due to the effect of the buoyancy element 34.
  • the orientation of the watercraft 22 has also been reversed by the rotation of the frame 26. If the watercraft 22 was still upside down in the air, it is now correctly positioned in the water. As a result of the rotation of the frame 26, the sensor head 36 'is now also deeper in the water than the frame itself.
  • 3c shows the lowering of the watercraft 22 into the water.
  • the fixing element in particular the quick release fastener, was released (remotely controlled) and the watercraft 22 sinks down, either due to negative trim or due to active propulsion.
  • the dispenser 46 begins to rotate. The rotation can be initiated by an initial pull of the watercraft on the signal line. The initial pull can release a slight tension between the dispenser and the frame, which enables rotation.
  • FIG. 3d shows the beginning of the mission of the watercraft 22.
  • the watercraft 22 is propelled and steered to its target position.
  • the outlet 46 ′ of the dispenser 46 now protrudes deeper into the water than all the other elements of the transport box 20.
  • 4 shows a system 50 with the transport box 20 and a loading device 52 for loading the transport box 20 with a watercraft 22.
  • FIGS. 4a, 4b and 4c show the loading of the transport box 20 with the watercraft 22 in three steps.
  • the transport box 20 and the loading device 52 are arranged in a predetermined position with respect to one another.
  • the folding 24 of the transport box is folded down to reveal the opening of the transport box, i.e. the frame.
  • the watercraft 22 is received, in particular fixed, in the loading device 52 in such a way that the folding device with which the watercraft can be fixed in the frame of the transport box is arranged in an exposed manner. That is, the watercraft is fixed in the loading device 52 with different means 54 than in the transport box 20 Fixing element occurs and is automatically fixed by the fixing element in the frame.
  • the tilting device is advantageously designed so that the tilting process can be interrupted at any time and the watercraft is held securely by the tilting device in every intermediate position. This can be done, for example, by means of a hydraulic cylinder or a spindle (not shown).
  • the end position of the tilting process is shown in Fig. 4b.
  • the tilting device 56 is tilted by 90 °, for example, and due to the predetermined position in relation to one another, the holding device 38 of the watercraft 20 and the corresponding fixing element, in particular the quick-release fastener, of the transport box engage precisely in one another.
  • the watercraft is fixed both in the transport box and on the loading device 52.
  • the means 54 for fixing the watercraft on the loading device 52 can now be released and the tilting device 56 swivels back into its starting position. This state is shown in Fig. 4c.
  • the holder 24 can be connected to the traction mechanism and lowered into the water.
  • the loading device 52 also contains the dispenser and the associated signal line.
  • the dispenser is released from the loading device at a suitable point in time before, during or after the tipping process (e.g. manually) and attached to the transport box by means of the receptacle without having to disconnect the pre-assembled signal line.
  • the loading device 52 is selected only as an example.
  • a shelf system can in particular also be built into the base station.
  • the watercraft can be fixed on a corresponding tilting device.
  • the tilting device is designed here individually for the different ones in order to be able to overcome different heights and / or distances from which the watercraft is tilted into the transport box. Tilting levers of different lengths and curved angles of rotation can be used to optimally use the space in the helicopter or another base station.
  • the tilting device can also rotate the watercraft at an angle other than the 90 ° shown in order to bring the watercraft into the fixing area of the transport box.
  • FIG. 5 shows a further system 58 comprising the transport box 20, shown here in the state according to FIG is already below the water surface 64.
  • the transport box has a float 66 which is movably arranged on the traction means.
  • the float 66 has an antenna (not shown) which is designed to receive a signal from an operating unit from the base station and to forward it to a processing unit of the transport box or to send a signal in the opposite direction from the processing unit to the base station. Outside the water, the float 66 lies on the holder 24.
  • the eyelet 24 ' is advantageously shaped in such a way that a stable storage position results for the float 66.
  • the float is typically connected to the processing unit of the transport box by a cable (not shown) .
  • 6 shows a schematic block diagram of possible signal flows for controlling the transport box in exemplary embodiments.
  • An operating unit 72 is arranged in the base station 60.
  • the transport box can be controlled by means of the operating unit 72.
  • Signals from the operating unit to the transport box (and vice versa) can be transmitted via a signal connection 74 to a data processing unit 82 of the computing unit 32 of the transport box 20.
  • Signals include (useful) data as well as control signals. In principle, this is possible using a wired signal connection. What is shown, however, is a wireless signal connection 74, for example by means of WLAN or any other suitable radio standard.
  • a float 66 with an antenna is arranged between the base station 60 and the transport box 20, advantageously movable around the traction means, in order to receive the signal from the control unit (or to send it to the control unit).
  • a first signal connection 80 exists between antenna 66 and data processing unit 82.
  • the first signal connection 80 is typically wired and accordingly extends from the float 66 to the transport box.
  • Data processing unit 82 processes the resulting data from transport box 20.
  • the sensor head 36 ′ of the direction finding system can thus also have a (second) signal connection 84 to the data processing unit 82.
  • the data processing unit can also transmit the trigger, i.e. the predetermined point in time at which the watercraft 82 sends out its acoustic signal (ping), to the sensor head so that it can listens to the acoustic signal.
  • the sensor head 36 'can thus be switched to the active mode or listening mode. Otherwise the sensor head can be switched to passive mode so that energy consumption is minimized.
  • the data processing unit 82 can have a (third) signal connection to an actuator control 88.
  • the actuator control 88 can, by means of a (fourth) signal connection 90, the fixing element 92, in particular the Quick release, control, ie preferably open, in order to lower the watercraft 22 into the water.
  • the signal for opening the fixing element can be transmitted by the operating unit 72.
  • the fixing element 92 can report back successful opening via the fourth signal connection 90.
  • the computing unit 32 can have an interface 94 to the watercraft 22.
  • the interface 94 can be connected to the data processing unit 82 by means of a fifth signal connection 96.
  • the interface is also connected to the dispenser 46 for the signal line 44 by means of a sixth signal connection 98.
  • the signal line 44 is in turn connected to the watercraft 22.
  • the data processing unit 82 can send signals to and receive signals from the watercraft 22, for example in order to control the same, request the transmission of the acoustic signal (ping), receive any video and / or photo data from the watercraft, etc.
  • the computing unit also has a power distribution 100 in order to supply the individual electrical components of the transport box 20 such as the computing unit 32, the sensor head 36 ', the fixing element 92, etc. with energy.
  • the energy can come from a replaceable and / or rechargeable battery 102, which is connected to the power distribution 100 by means of an electrical contact 104.
  • Loading device 54 Means for fixing the watercraft in the transport box

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Abstract

Transportbox zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs Transportbox (20) zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs (22) mittels eines Zugmittels (62) in das Wasser mit einer Halterung (24) zur Befestigung des Zugmittels zum Herablassen der Transportbox und einem Rahmen, der ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug in der Transportbox aufzunehmen, wobei die Transportbox ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzusetzen.

Description

Transportbox zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportbox zum Absetzen eines unbemannten Wasserfahrzeugs, insbesondere eines unbemannten (z.B. kabelgebundenen) Unterwasserfahrzeugs, mittels eines Zugmittels (z.B. einer Seilwinde) beispielsweise aus einem Helikopter oder einer anderen Basisstation.
Typischerweise werden unbemannte Unterwasserfahrzeuge von einem Schiff ausgesetzt und auf ihre Mission geschickt. Eine typische Mission von unbemannten Unterwasserfahrzeugen ist die Zerstörung von Seeminen. Um flexibler und schneller zwischen verschiedenen Missionsgebieten zu wechseln und damit eine größere Anzahl von Missionen in der gleichen Zeit ausführen zu können, hat sich jedoch der Bedarf ergeben, die unbemannten Unterwasserfahrzeuge auch aus dem Helikopter absetzen zu können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für das Absetzen von Wasserfahrzeugen zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Ausführungsbeispiele zeigen eine Transportbox zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs mittels einer Seilwinde in das Wasser. Die Transportbox weist eine Halterung zur Befestigung des Zugmittels zum Herablassen der Transportbox und einen Rahmen auf, der ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug in der Transportbox aufzunehmen, insbesondere zu fixieren. Die Transportbox ist ausgebildet, das Wasserfahrzeug oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzusetzen.
Die Erfindung wird im Kontext von Wasserfahrzeugen beschrieben, die auch (unbemannte) Schiffe einschließen, ist jedoch hauptsächlich für Unterwasserfahrzeuge, beispielsweise autonome (AUV) oder kabelgeführte (ROV) unbemannte Unterwasserfahrzeuge konzipiert, die maximal die Größe eines Menschen aufweisen. Prinzipiell ist die Erfindung auch für andere Unterwasserfahrzeuge, beispielsweise Torpedos geeignet, diese sind jedoch typischerweise größer als ein Mensch, so dass die Transportbox dann größer sein müsste als eine typische Rettungstrage. Einige Ausführungsbeispiele schließen jedoch die Verwendung von Überwasserfahrzeugen (z.B. Schiffen) aus. Dies sind primär die Ausführungsbeispiele, bei denen der Rahmen der Transportbox sich automatisch durch seinen Auftrieb dreht, wenn die Transportbox in das Wasser getaucht wird. Hier wird das Wasserfahrzeug zwangsläufig unter Wasser ausgesetzt.
Als Wasserfahrzeuge werden sowohl (tauchende) Unterwasserfahrzeuge als auch (schwimmende) Überwasserfahrzeuge, beispielsweise Schiffe, bezeichnet. Vorteilhafterweise wird die Transportbox ferner für unbemannte Wasserfahrzeuge eingesetzt. Wasserfahrzeuge mit menschlicher Besatzung wären wohl zu groß, um diese aus einem Helikopter absetzen zu können.
Die Transportbox wurde für den Einsatz mit einem Helikopter entwickelt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese auch das Absetzen der Transportbox beispielsweise von einem Schiff erleichtert. Typischerweise wird der Bordkran mit einer speziellen Aussetzvorrichtung verwendet, um das unbemannte Wasserfahrzeug von dem Schiff abzusetzen. Bei dieser Methode wird die Aussetzvorrichtung von oben auf das Unterwasserfahrzeug aufgesetzt, was ein händisches Tragen oder eine Hebevorrichtung erfordert. Außerdem erfolgt die Missionsvorbereitung ungeschützt an Deck, damit das Wasserfahrzeug mit Aussetzvorrichtung vom Bordkran aufgenommen werden kann. Somit wird durch die beanspruchte, von oben beladbare, Transportbox auch auf einem Schiff die Personensicherheit und Flexibilität bei den Missionen erhöht. Neben der Verwendung in einem Helikopter oder auf einem Schiff ist es auch möglich, die Transportbox zum Absetzen mittels des Zugmittels von beliebigen anderen Basisstationen zu verwenden, beispielsweise Öl-Plattformen oder eine Hafenanlage. Der Begriff Basisstation umfasst ebenfalls den Helikopter und das Schiff. Bei dem Wasser handelt es sich typischerweise um Meerwasser, also Salzwasser, da dort die überwiegenden Einsatzgebiete von unbemannten Wasserfahrzeugen liegen. Die Transportbox kann aber auch in Süßwasser verwendet werden.
Als Zugmittel wird insbesondere ein Seil, bevorzugt in der Form einer Seilwinde, verwendet. Dieses kann die Rettungswinde sein, die standardmäßig an vielen Helikopter angebaut ist. Die Rettungswinde ist für das Bergen von Personen vorgesehen, die auf einer Rettungstrage vom Boden in den Helikopter gezogen werden können. Statt der Rettungstrage kann nunmehr die Transportbox mittels der Rettungswinde aus dem Helikopter herabgelassen und wieder hochgezogen werden. Vorteilhafterweise weist die Transportbox maximal die Abmessungen der Rettungstrage auf, so dass diese ebenso wie die Rettungstrage von dem Helikopterpersonal handhabbar ist. Alternativ wäre beispielsweise auch eine Teleskopstange oder ähnliches denkbar, um die Transportbox aus dem Helikopter in das Wasser herunterzulassen. Ist die Transportbox beispielsweise aufgrund ihres Gewichts nicht mit der Rettungswinde handhabbar, kann der Helikopter auch mit einerweiteren Winde, z.B. in Verbindung mit einem Ausleger, aufweisen, mit der die Transportbox dann in das Wasser heruntergelassen werden kann. Es hat sich gezeigt, dass die Transportbox auch das Herablassen des Wasserfahrzeugs von einem Schiff oder einer anderen Basisstation vereinfachen kann. So kann auf der Basisstation ein Ausleger mit einer Seilwinde, z.B. in Form eines Bordkrans, angeordnet sein, mit dem das Wasserfahrzeug in das Wasser abgesetzt wird.
Bei der Halterung handelt es sich beispielsweise um einen Bügel der Transportbox. Der Rahmen ist mit der Halterung mechanisch verbunden und befindet sich typischerweise unterhalb der Halterung, wenn die Transportbox mittels der Halterung freischwebend an dem Zugmittel aufgehängt ist.
Die Transportbox ist primär für den mehrfachen Gebrauch mit einem einmal eingesetzten Wasserfahrzeug konzipiert. Dies ist erforderlich, da das Unterwasserfahrzeug bei der Zerstörung der Seemine selber zerstört wird.
Idee ist es, eine einfache, für Standardhelikopter einsetzbare Transportbox zu schaffen, um das Wasserfahrzeug aus dem Helikopter in das Wasser herabzulassen und dort abzusetzen. Dies wird durch die Halterung ermöglicht, die an der Rettungswinde des Helikopters befestigt werden kann. Ferner ist es aus Sicherheitsgründen weitmöglichst zu vermeiden, im Helikopter schwere Gegenstände, wie das Wasserfahrzeug oder die Transportbox, zu tragen bzw. mit den Händen zu bewegen, ohne dass diese fixiert sind. Da die Transportbox jedoch während einer Operation für mehrere Wasserfahrzeuge verwendet werden soll, und ferner zur Erhöhung der Personensicherheit, erfolgt das Beladen der Transportbox im Helikopter vorteilhafterweise von oben, während die Transportbox selber sicher auf dem Kabinenboden des Helikopters ruht. Demgegenüber ist es vorteilhaft, das Wasserfahrzeug nach unten in das Wasser abzusetzen. Dies minimiert die Kollisionsgefahr des Wasserfahrzeugs mit dem Rahmen, wenn dasselbe Fahrt aufnimmt und aus den Begrenzungen des Rahmens herausfährt. Das Absetzen nach unten hat jedoch insbesondere für Unterwasserfahrzeuge den Vorteil, dass diese bei untergetauchtem Rahmen zunächst nach unten Absinken können, bevor sie dann Fahrt aufnehmen. Dies ist möglich, da Unterwasserfahrzeuge häufig negativ getrimmt sind und somit, wenn sie auf der Stelle stehen, unweigerlich Richtung See- bzw. Meeresboden absinken. Alternativ kann der Auftrieb entsprechend gesteuert werden (z.B. mittels eines Hubtriebwerks im Unterwasserfahrzeug).
In einem Ausführungsbeispiel ist der Rahmen relativ zu der Halterung beweglich, um das Wasserfahrzeug oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzugeben. So kann der Rahmen an seiner Unterseite ähnlich einer Zweischalen Schaufel bei einem Bagger eine zweigeteilte Öffnung aufweisen, die das Wasserfahrzeug freigibt, wenn es in das Wasser abgesetzt werden soll. Der Rahmen kann aber auch eine Rotationsbewegung um eine Achse durchführen, die durch die Halterung führt. Dann ist die Öffnung des Rahmens, durch die die Transportbox beladen wird, die gleiche Öffnung, durch die das Wasserfahrzeug in das Wasser abgesetzt wird. Durch die Drehung des Rahmens ist die Öffnung jedoch bei Beladen oberseitig, beim Absetzen des Wasserfahrzeugs unterseitig an der Transportbox angeordnet. Relative Bezeichnungen für die Orientierung (oberseitig, unterseitig) bezugnehmend auf die Transportbox beziehen sich auf die Transportbox in der Orientierung, in der sie freischwebend an dem Zugmittel hängt. Relative Bezeichnungen für die Orientierung (oberseitig, unterseitig) bezugnehmend auf das Wasserfahrzeug beziehen sich auf die bevorzugte Orientierung des Wasserfahrzeugs, wenn es sich im Wasser fortbewegt.
Somit ist das Wasserfahrzeug insbesondere aber auch empfindliche, zur Missionserfüllung notwendigerweise freiliegende Komponenten beim Eintauchen in das Wasser z.B. gegen Wasserschlag durch den Rahmen geschützt. Das Wasserfahrzeug und/oder die Komponenten werden dann im Wasser durch die Bewegung des Rahmens freigegeben, so dass die Mission erfüllt werden kann.
Ausführungsbeispiele zeigen die Transportbox, die das Wasserfahrzeug in einer ersten Ausrichtung aufnimmt und das Wasserfahrzeug in einer zweiten Ausrichtung in das Wasser absetzt. Dies ist beispielsweise für die Fixierung des Wasserfahrzeugs vorteilhaft. So weist das Wasserfahrzeug typischerweise oberseitig eine Halterung auf, an der das Wasserfahrzeug fixiert werden kann. Um die Transportbox von oben zu befüllen und gleichzeitig die durchgehende Fixierung des Wasserfahrzeugs sicherzustellen, ist es daher vorteilhaft, das Wasserfahrzeug kopfüber in den Rahmen zu setzen. Das Wasserfahrzeug sollte jedoch in seiner normalen Orientierung in das Wasser abgegeben werden. Hierzu kann es in der Transportbox gedreht werden.
In einem Ausführungsbeispiel, in dem das Wasserfahrzeug in der Transportbox gedreht werden kann, ist der Rahmen mittels eines Scharniers mit der Halterung verbunden, so dass der Rahmen um eine Rotationsachse des Scharniers rotierbar ist, um das Wasserfahrzeug oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzugeben. Dadurch, dass das Scharnier mit der Halterung verbunden ist, führt die Rotationsachse durch die Halterung hindurch.
Die Rotation des Rahmens kann durch einen (Elektro-) Motor erfolgen. In diesem Fall kann die Transportbox das Wasserfahrzeug auch oberhalb der Wasseroberfläche absetzen. Diese Ausführungsform ist auch für das Absetzen von Schiffen als Wasserfahrzeug geeignet. In einem Ausführungsbeispiel, das nur für Unterwasserfahrzeuge geeignet ist, weist der Rahmen ein Auftriebselement auf, das eine geringere Dichte aufweist als das Wasser, so dass der Rahmen in der Luft eine erste Position gegenüber der Halterung einnimmt und in dem Wasser eine zweite Position gegenüber der Halterung einnimmt, um das Wasserfahrzeug oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzugeben. Insbesondere ist das Auftriebselement somit derart ausgelegt, dass der gesamte Rahmen und alle fest mit dem Rahmen verbundenen Elemente eine geringere mittlere Dichte, d.h. in Summe eine geringere Dichte aufweisen, als das Wasser. Bezugnehmend auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel kann der Rahmen beim Herablassen der Transportbox zunächst derart an der Halterung hängen, dass die Halterung die Öffnung des Rahmens überspannt, durch die die Transportbox mit dem Wasserfahrzeug beladbar ist. Dies kann als erste Position bezeichnet werden.
Sobald der Rahmen jedoch in das Wasser getaucht ist, kann dieser sich relativ zu der Halterung bewegen, insbesondere um eine Rotationsachse rotieren, die durch die Halterung verläuft. Dies ist beispielsweise möglich, wenn Halterung und Rahmen mittels des Scharniers miteinander verbunden sind. Ist die Transportbox vollständig unterWasser, kann sich der Rahmen um beispielsweise 180° gedreht haben. Die Öffnung zu Beladen der Transportbox zeigt nunmehr nach unten. Dies kann als zweite Position bezeichnet werden. Durch diese Öffnung kann das Wasserfahrzeug die Transportbox wieder verlassen.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Transportbox die Abwesenheit einer kabelgebundenen elektrischen Verbindung eine Bedieneinheit auf, wenn die Transportbox in das Wasser herabgelassen ist. Die Bedieneinheit ist in der Basisstation angeordnet. In der Basisstation kann die Transportbox mittels eines Kabels mit der Basisstation verbunden sein, beispielsweise um eine Batterie der Transportbox zu laden oder größere Mengen an Daten auszutauschen. Sobald die Transportbox herabgelassen wird, also in jedem Fall sobald die Transportbox das Wasser berührt, besteht jedoch keine elektrische Kabelverbindung mehr zwischen Basisstation und Transportbox. Die einzige Verbindung zwischen Basisstation und Transportbox ist das Zugmittel. Das Zugmittel stellt jedoch eine rein mechanische Verbindung her. Somit kann die an der Basisstation angeordnete Seilwinde nur zum Herablassen der Transportbox verwendet werden.
Es kann natürlich auch eine Spezialwinde bzw. ein Spezialseil verwendet werden, um parallel zu dem Seil oder in dem Seil eine elektrische Verbindung zwischen Basisstation und Transportbox herzustellen. Dies erfordert jedoch wiederum eine bauliche Anpassung insbesondere des Helikopters, die, sofern möglich, vermieden werden soll.
In Ausführungsbeispielen umfasst das Wasserfahrzeug ein Unterwasserfahrzeug. In anderen Worten ist die Transportbox dieses Ausführungsbeispiels vorteilhaft für Unterwasserfahrzeuge geeignet. Die Transportbox weist eine Peilanlage auf, die ausgebildet ist, eine aktuelle Position des Unterwasserfahrzeugs zu bestimmen. Die aktuelle Position wird typischerweise relativ zu der Peilanlage bestimmt. Die Peilanlage kann das Unterwasserfahrzeug akustisch orten, d.h. eine Richtung und/oder eine Entfernung zu dem Unterwasserfahrzeug bestimmen. Dies kann mittels Aktivsonar erfolgen. Alternativ kann das Unterwasserfahrzeug zu einem vorbestimmten Zeitpunkt akustisch ein Signal aussenden, das von der Peilanlage detektiert wird. Die Laufzeit kann als Differenz zwischen dem vorbestimmten Zeitpunkt und dem Eintreffen des Signals bei der Peilanlage bestimmt werden. Die Richtung, aus der das Signal eintrifft, kann mittels zumindest zweier, wenn Azimuth und Elevation (auch als Tiefenwinkel bezeichnet) gemessen werden sollen zumindest dreier, Wasserschallwandler (auch als Hydrophone bezeichnet) bestimmt werden.
Die Ausführungsbeispiele mit der Peilanlage sind bevorzugt für Unterwasserfahrzeuge geeignet. Überwasserfahrzeuge würden sich einfacher, z.B. mittels Radar, direkt aus der Basisstation orten lassen.
Ferner weist die Transportbox in diesem Ausführungsbeispiel eine Recheneinheit auf, die ausgebildet ist, das Unterwasserfahrzeug basierend auf der aktuellen Position des Unterwasserfahrzeugs zu einer Zielposition zu steuern. Die Zielposition ist jedoch typischerweise mit einer gewissen Unsicherheit behaftet, so dass das Unterwasserfahrzeug in der Nähe der Zielposition selbst noch eine Feinortung (auch als Re-Lokalisierung bezeichnet), insbesondere mittels Aktivsonar oder Unterwasserkamera, durchführen kann, um das Ziel unabhängig von der Genauigkeit der eingestellten Zielposition aufzufinden. Prinzipiell kann die Recheneinheit jedoch auch in der Basisstation angeordnet sein und die Transportbox von dort gesteuert werden. In einem Ausführungsbeispiel ist die Peilanlage derart in der Transportbox angeordnet, dass ein Sensorkopf der Peilanlage während des Herablassens der Transportbox in das Wasser zwischen dem Rahmen und der Halterung angeordnet ist und der Sensorkopf der Peilanlage in dem Wasser unterhalb des Rahmens und der Halterung angeordnet ist. Dies kann erreicht werden, indem die Peilanlage mit dem Rahmen verbunden ist und sich der Rahmen im Wasser um eine Achse durch die Halterung rotiert. Der Sensorkopf der Peilanlage weist die Wasserschallwandler auf. Somit ist die Peilanlage, insbesondere der Sensorkopf, während des Herablassens zumindest teilweise durch die Halterung und den Rahmen geschützt, im Wasser kann dieser jedoch nahezu aus allen Richtungen Wasserschall empfangen, ohne dass dieser durch den Rahmen abgelenkt oder gedämpft wird.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Transportbox eine Aufnahme für einen Spender einer Signalleitung des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Aufnahme mit dem Spender derart zusammenwirkt, dass der Spender während des Herablassens der Transportbox in das Wasser zwischen dem Rahmen und der Halterung angeordnet ist und ein Auslass des Spenders nach dem Absetzen des Wasserfahrzeugs in das Wasser tiefer in das Wasser hineinragt, als alle weiteren Elemente der Transportbox. Somit ist der Spender der Signalleitung während des Herablassens zumindest teilweise durch die Halterung und den Rahmen geschützt, im Wasser kann sich die Signalleitung jedoch auch dann nicht mit einem Element der Transportbox verfangen, wenn das Wasserfahrzeug auf der Höhe des Auslasses im Kreis fährt. Die Signalleitung wird somit geschützt.
Die Signalleitung ist beispielsweise ein Lichtwellenleiter, mit der das Wasserfahrzeug, vorteilhafterweise während der gesamten Mission, mit der Transportbox verbunden ist. Das Wasserfahrzeug ist somit ein kabelgebundenes unbemanntes Unterwasserfahrzeug. Mittels der Signalleitung kann das Wasserfahrzeug, beispielsweise basierend auf den von der Peilanlage bestimmten aktuellen Positionen, zu der Zielposition gesteuert werden. Ferner kann mittels der Signalleitung dem Wasserfahrzeug auch ein Signal übermittelt werden, dass dieses das akustische Signal zur Peilung mittels der Peilanlage aussenden soll. Weitere Informationen, die über die Signalleitung übertragen werden können, sind Zustandsdaten und Messwerte der Sensoren des Unterwasserfahrzeugs (z.B. Sonardaten), die z.B. dem Bediener in der Basisstation übermittelt werden. Der Zeitpunkt des Übermitteins des Signals wird auch als vorbestimmter Zeitpunkt bezeichnet. Das Signal zum Aussenden des akustischen Signals kann manuell von einem Bediener aus der Basisstation oder automatisch (z.B. zeitgesteuert) an das Wasserfahrzeug gesendet werden.
Der Spender selbst kann auch Teil der Transportbox sein. Dann weist die Transportbox den Spender für die Signalleitung des Wasserfahrzeugs auf, wobei der Spender derart in der Transportbox angeordnet ist, dass der Spender während des Herablassens der Transportbox in das Wasser von dem Rahmen und der Halterung geschützt ist und ein Auslass des Spenders nach dem Absetzen des Wasserfahrzeugs in das Wasser tiefer in das Wasser hineinragt, als alle weiteren Elemente der Transportbox. Die Signalleitung kann dann vorteilhafterweise mittels eines Steckers mit dem Wasserfahrzeug verbunden werden.
In dem Spender kann die Signalleitung aufgewickelt sein, so dass immer genügend Signalleitung vorhanden ist, damit das Wasserfahrzeug seine Mission erfüllen kann. Der Spender kann aber auch nur als Schutz für den Teil der Signalleitung dienen, der mit der Transportbox verbunden ist, damit sich dieser Teil der Signalleitung nicht in der Transportbox verfängt. Ein Vorrat an weiterer Signalleitung ist optional in dem Wasserfahrzeug vorhanden.
In Ausführungsbeispielen weist der Rahmen einen Schnellverschluss auf, der ausgebildet ist, eine mit dem Wasserfahrzeug verbundene Haltevorrichtung aufzunehmen und automatisch zu fixieren, wobei der Schnellverschluss ausgebildet ist, die Fixierung zu lösen, wenn der Schnellverschluss ein entsprechendes Signal empfängt. Beispielsweise kann die Recheneinheit der Transportbox aus der Basisstation derart angesteuert werden, dass die Recheneinheit das Signal zum Lösen der Haltevorrichtung an den Schnellverschluss sendet. Der Schnellverschluss zeichnet sich durch eine unkomplizierte Fixierung der Haltevorrichtung mit maximal einem Handgriff aus. Insbesondere ist das Drehen einer Schraube in ein Gewinde über mehr als eine Drehung nicht mehr mit einem Handgriff ausführbar und somit nicht mehr als Schnellverschluss anzusehen. Der Schnellverschluss umfasst beispielsweise mehrere Klauen ähnlich einem Bohrfutter, in die die Haltevorrichtung einrastet, wenn die Haltevorrichtung in die Klauen hineingeführt ist. Die Haltevorrichtung kann ein zu dem Schnellverschluss bzw. dessen Halteklauen passender (Metall-) Stift, Kugelkopf oder auch eine Öse sein. Das Wasserfahrzeug kann für die Haltevorrichtung eine entsprechende Aufnahme, beispielsweise ein Gewinde aufweisen, um die Haltevorrichtung mit dem Wasserfahrzeug verbinden zu können.
Ausführungsbeispiele zeigen die Transportbox umfassend einen Schwimmer, der eine Antenne aufweist, die ausgebildet ist, ein Signal von einer Bedieneinheit zu empfangen und an eine Recheneinheit der Transportbox weiterzuleiten oder ein Signal von der Recheneinheit an die Bedieneinheit zu senden, wobei der Schwimmer ausgebildet ist, beweglich an dem Zugmittel angeordnet zu werden. Ferner ist die Transportbox in einem System gezeigt umfassend die Basisstation zum Absetzen des Wasserfahrzeugs in das Wasser. Der Schwimmer ist in dem System oberhalb der Halterung beweglich an dem Zugmittel angeordnet.
Vorteilhafterweise ist der Schwimmer frei beweglich entlang des Zugmittels, so dass er sich unabhängig von der Tauchtiefe der Transportbox immer an der Wasseroberfläche befindet. Zwischen der Antenne und der Recheneinheit kann eine Signalleitung angeordnet sein, um das Signal von der Basisstation an die Recheneinheit weiterzuleiten. Somit kann die Transportbox auch unter Wasser mittels einer drahtlosen Verbindung, beispielsweise einer Funkverbindung, z.B.
WLAN (Wireless Local Area Network, dt.: drahtloses lokales Netzwerk) von der Basisstation gesteuert werden. Ferner können über die drahtlose Verbindung Daten des Wasserfahrzeugs an die Basisstation gesendet werden. Ein mögliches Signal, das von der Basisstation an die Transportbox gesendet werden kann, ist das Absetzen des Wasserfahrzeugs in das Wasser, d.h. in Ausführungsbeispielen das Öffnen des Fixierungselements bzw. des Schnellverschlusses.
Ausführungsbeispiele zeigen ferner ein System umfassend die Transportbox zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs mittels eines Zugmittels in das Wasser und eine Beladevorrichtung zum Beladen der Transportbox mit dem Wasserfahrzeug. Die Beladevorrichtung ist ausgebildet, das Wasserfahrzeug derart aufzunehmen, dass eine Haltevorrichtung, mit der das Wasserfahrzeug in dem Rahmen der Transportbox fixierbar ist, freiliegend angeordnet ist. Die Beladevorrichtung weist eine Kippeinrichtung auf, die ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug derart in die Transportbox zu kippen, dass die Haltevorrichtung des Wasserfahrzeugs in einen Fixierungsbereich eines Fixierungselements tritt und von dem Fixierungselement (manuell initiiert oder automatisch) in dem Rahmen fixiert wird. Als Fixierungselement kann der Schnellverschluss verwendet werden. Der Fixierungsbereich ist der Bereich, in dem das Fixierungselement die Haltevorrichtung fixieren kann. Bei Verwendung eines einrastenden Fixierungselements ist die Haltevorrichtung zum Zeitpunkt des Einrastens in den Fixierungsbereich eingetreten. Die Beladevorrichtung, optional auch weitere Beladevorrichtungen, ist vorteilhafterweise in bzw. auf der Basisstation angeordnet, so dass die Beladevorrichtung die Transportbox mit dem Wasserfahrzeug beladen kann. Weiterhin kann die Beladevorrichtung eine elastische Lagerung des gestauten Wasserfahrzeugs sicherstellen, so dass eventuelle Schock- oder Vibrationsbelastungen durch die Basisstation hinreichend gedämpft werden.
Analog ist ein Verfahren zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs in das Wasser mittels einer Transportbox mit folgenden Schritten gezeigt: Oberseitiges Einführen des Wasserfahrzeugs in die Transportbox; Aufnehmen des Wasserfahrzeugs in der Transportbox; Befestigen eines Zugmittels an der Transportbox; Herablassen der Transportbox in das Wasser; Unterseitiges Absetzen des Wasserfahrzeugs aus der Transportbox in das Wasser. Eine Reihenfolge der Schritte ist im Rahmen der technischen Umsetzbarkeit variabel. Das Aufnehmen des Wasserfahrzeugs kann das Fixieren des Wasserfahrzeugs in der Transportbox umfassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Transportbox zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs mittels eines Zugmittels, wobei Fig. 1a eine Seitenansicht und Fig.
1 b eine Draufsicht der Transportbox zeigen; Fig. 2: eine schematische Schnittdarstellung von Ausführungsbeispielen der Transportbox;
Fig. 3: eine schematische Seitenansicht der Transportbox gemäß Fig. 2, wobei die Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c, Fig. 3d eine Abfolge von verschiedenen Zuständen der Transportvorrichtung beim Absetzen des Wasserfahrzeugs zeigen;
Fig. 4: eine schematische Seitenansicht eines Systems mit der Transportbox und einer Beladevorrichtung zum Beladen der Transportbox mit dem Wasserfahrzeug, wobei Fig. 4a, Fig. 4b und Fig. 4c verschiedene Zustände beim Beladen der Transportbox mit dem Wasserfahrzeug zeigen;
Fig. 5: eine schematische Seitenansicht eines Systems mit der Transportbox und Basisstation zum Absetzen der Transportbox in dem Wasser; und
Fig. 6: ein schematisches Blockschaltbild mit einer Recheneinheit der Transportbox zur Veranschaulichung von Signalflüssen in Ausführungsbeispielen.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Wasserfahrzeuge und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
Fig. 1a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Transportbox 20 zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs 22 mittels eines Zugmittels in das Wasser. Fig. 1b zeigt die Transportbox 20 in einer Draufsicht. Das Wasserfahrzeug 22 ist nicht Teil der Transportbox und daher gestrichelt dargestellt. Die Transportbox 20 umfasst eine Flalterung 24 und einen Rahmen 26. Die Flalterung 24 dient der Befestigung des Zugmittels zum Fierablassen der Transportbox 20. Beispielhaft umfasst die Flalterung 24 zur Befestigung des Zugmittels eine Öse 24‘, in die ein Flaken des Zugmittels eingreifen kann. Der Rahmen 26 ist ausgebildet, das Wasserfahrzeug 22 in der Transportbox 20 aufzunehmen. Hierzu weist der Rahmen 26 ein erstes Stützelement 28a und ein zweites Stützelement 28b auf, an denen das Wasserfahrzeug 22 fixiert ist. Prinzipiell ist auch ein Stützelement ausreichend, an dem das Wasserfahrzeug fixiert ist, die Gewichtsverteilung bzw. das Ausbalancieren des Wasserfahrzeugs ist jedoch auf zwei separaten Stützelementen 28a, 28b einfacher, insbesondere wenn es sich bei dem Stützelement nicht um eine (großflächige) Schale handelt. Ferner sollte der Rahmen derart ausgebildet sein, dass er auch bei Roll- oder Stampfbewegungen des Helikopters bzw. bei Seegang auf dem Schiff oder einer anderweitigen Bewegung der Basisstation sicher auf dem Kabinen-Fußboden steht.
Halterung 24 und Rahmen 26 sind mittels eines Verbindungselements 30 miteinander (mechanisch) verbunden. Das Verbindungselement 30 ist beispielhaft zweiteilig ausgeführt und umfasst ein erstes und ein zweites Teilelement 30a, 30b, hier ausgeführt als Scharnier. Beide Scharniere 30a, 30b weisen die gleiche Rotationsachse 30' auf und bilden demnach funktional ein Scharnier. Die Scharniere 30a, 30b können als Bolzen ausgebildet sein, der jeweils durch den Rahmen 26 und die Halterung 24 hindurchgeführt ist.
Die Verwendung der Scharniere als Verbindungselemente ist eine Option, dass die Transportbox 20 das Wasserfahrzeug 22 oberseitig aufnimmt und unterseitig in das Wasser absetzt. Das Prinzip des Absetzens des Wasserfahrzeugs 22 wird bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittzeichnung der Transportbox 20 in Ausführungsbeispielen. Ergänzend zu den Merkmalen aus Fig. 1 weist die Transportbox 20 eine Recheneinheit 32 auf. Die Recheneinheit 32 wird bezugnehmend auf Fig. 6 näher erläutert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Transportbox 20 ein Auftriebselement 34 aufweisen. Die Recheneinheit 32 kann in dem Auftriebselement 34 eingebettet sein. Dies hat den praktischen Vorteil, dass die Recheneinheit 32 nicht mit dem Wasser in Berührung kommt. Unabhängig davon, ob die Recheneinheit 32 in dem Auftriebselement 34 angeordnet ist oder separat davon, ist das Auftriebselement 34 eine Ausgestaltung, wie sich der Rahmen 26 gegenüber der Halterung 24 (automatisch) bewegen kann. Es kann auch ein Motor verwendet werden, das Auftriebselement hat jedoch den Vorteil, dass die Rotation automatisch mit dem Eintreten der Transportbox in das Wasser erfolgt und kein zusätzlicher Energieaufwand notwendig ist. Hierzu weist das Auftriebselement 34 eine Dichte auf, die geringer ist als die Dichte des Wassers. Ferner ist das Auftriebselement derart gewählt, dass die mittlere Dichte der mit dem Rahmen fest verbundenen Elemente inklusive des Auftriebselements geringer als die Dichte von Wasser.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Transportbox 20 eine Peilanlage 36 auf. Die Peilanlage 36 umfasst einen Sensorkopf 36‘. In dem Sensorkopf ist eine Mehrzahl von Wasserschallwandlern angeordnet, um das Wasserfahrzeug 22 orten zu können. Ferner ist die Peilanlage 36 derart in der Transportbox 20 angeordnet, dass der Sensorkopf 36' der Peilanlage während des Herablassens der Transportbox in das Wasser zwischen dem Rahmen 26 und der Halterung 24 angeordnet ist und der Sensorkopf 36' der Peilanlage in dem Wasser unterhalb des Rahmen 26 und der Halterung 24 angeordnet ist. Dies ist derart realisiert, dass der Sensorkopf 36' über das Scharnier 30 hinausragt und somit nach der Drehung des Rahmens im Wasser unterhalb des Scharniers 30 und somit auch unterhalb des Rahmens angeordnet ist. Der Rahmen 26 beeinflusst die Ortung des Wasserfahrzeugs 22 somit so wenig wie möglich. Natürlich kann die Peilanlage 36 auch direkt kopfüber an der Halterung 24 befestigt werden, statt an dem Rahmen 26. Dann kann der Sensorkopf 36' der Peilanlage jedoch bauartbedingt nicht so tief in das Wasser hineinreichen. Ferner müsste der Rahmen derart konzipiert sein, dass dieser die Peilanlage nicht beschädigt, wenn sich der Rahmen gegenüber der Halterung dreht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Rahmen 26, insbesondere die Stützelemente 28a, 28b, einen Schnellverschluss auf. Der Schnellverschluss ist nicht explizit gezeigt, greift jedoch in die entsprechenden Haltevorrichtungen 38a, 38b des Wasserfahrzeugs 22 ein um dieselben zu fixieren. Mittels des Schnellverschlusses ist das Wasserfahrzeug auf der Basisstation sicherer zu handhaben und die Transportbox ist schneller mit einem neuen Wasserfahrzeug beladbar. Der Schnellverschluss kann ferngesteuert betätigt werden, um das Wasserfahrzeug 20 freizugeben. Ist in jedem der Stützelemente 28a, 28b ein Fixierungselement vorgesehen, können sich die Fixierungselemente voneinander unterscheiden, beispielsweise unterschiedliche Schnellverschlüsse aufweisen.
Weiterhin ist das Wasserfahrzeug 22 mit zwei weiteren optionalen Modifikationen im Vergleich zu Fig. 1 gezeigt. So weist das Wasserfahrzeug 22 beispielsweise unterseitig im vorderen Bereich ein (Aktiv-) Sonar 40 auf. Mittels des Sonars 40 kann das Wasserfahrzeug eigenständig das Ziel orten, wenn es sich in der Nähe des Ziels befindet, beispielsweise wenn es die Zielposition erreicht hat. Weiter optional weist das Wasserfahrzeug 22 eine Signalerzeugungsanlage 42 auf, die ein akustisches Signal (auch als Ping bezeichnet) aussenden kann, das von der Peilanlage 36 detektiert werden kann um das Wasserfahrzeug 22 zu orten.
Ferner ist das Wasserfahrzeug 22 optional mittels einer Signalleitung 44, insbesondere einem Lichtwellenleiter, mit einem Spender 46 verbunden, in dem ein Vorrat der Signalleitung 44 vorhanden sein kann, beispielsweise aufgerollt ist. Entfernt sich das Wasserfahrzeug 22 von der Transportbox 20 gibt der Spender 46 weitere Signalleitung 44 frei, so dass das Wasserfahrzeug 22 idealerweise bis zum Abschluss der Mission mittels der Signalleitung 44 mit der Transportbox 20 verbunden ist. Der Vorrat an Signalleitung kann optional auch im Wasserfahrzeug 22 angeordnet sein, vorteilhafterweise im Heckbereich, oder sowohl im Wasserfahrzeug als auch im Spender 46 befinden sich jeweils ein anteiliger Signalleitungsvorrat. Typischerweise ist die Signalleitung 44 fest mit dem Wasserfahrzeug 20 verbunden, so dass der Spender 46 erst beim Beladen der Transportbox 20 mit dem Wasserfahrzeug 22 mit der Transportbox verbunden wird, Signalleitung 44 und Spender 46 sind daher ebenso wie das Wasserfahrzeug 22 gestrichelt gezeichnet. Hierfür weist die Transportbox 20 eine Aufnahme 48 für den Spender 46 auf. Vorteilhafterweise ist der Spender 46 rotierbar an der Aufnahme 48 angeordnet. So nimmt der Spender zunächst wenig Platz ein und kann unterhalb des Wasserfahrzeugs 22 angeordnet sein. Sobald das Wasserfahrzeug im Wasser ist und sich von der Transportbox 20 entfernt, kann der Spender 46 sich jedoch ausklappen. Ist der Spender 46 lang genug ausgeführt und richtig positioniert, kann ein Auslass 46' des Spenders tiefer in das Wasser hineinragen, als alle weiteren Elemente der Transportbox. Dies ist in Fig. 3d verdeutlicht.
Fig. 3 zeigt in Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c und Fig. 3d vier verschiedene Zustände der Transportbox 20 und des (Unter-) Wasserfahrzeugs 22. In Fig. 3a hängt die Transportbox 20 in der Luft an dem Zugmittel der Basisstation. Vorteilhafterweise bleibt das Zugmittel durchgehend mit der Transportbox 20 verbunden, so dass die Transportbox nach Abschluss der Mission wieder in bzw. auf die Basisstation gehoben werden kann um dort mit einem neuen Wasserfahrzeug bestückt zu werden. Primär ist das Wasserfahrzeug 22 ausgelegt, nur eine Mission auszuführen, so dass keine Notwendigkeit besteht, dass das Wasserfahrzeug 22 wieder an der Transportbox andockt. So wird das Wasserfahrzeug 22 beispielsweise bei der Zerstörung einer Seemine selbst ebenfalls zerstört.
Fig. 3b zeigt die Transportbox 20 in das Wasser eingetaucht. Der Rahmen 26 ist um die Rotationsachse der Scharniere 30 um ca. 180° rotiert, beispielsweise aufgrund der Wirkung von Auftriebselement 34. Die Ausrichtung des Wasserfahrzeugs 22 hat sich durch die Rotation des Rahmens 26 ebenfalls umgedreht. Hat das Wasserfahrzeug 22 in der Luft noch auf dem Kopf gestanden, ist es im Wasser nun richtig herum angeordnet. Auch der Sensorkopf 36' ist durch die Rotation des Rahmens 26 nun tiefer im Wasser als der Rahmen selbst.
Fig. 3c zeigt das Absetzen des Wasserfahrzeugs 22 in das Wasser. Das Fixierungselement, insbesondere der Schnellverschluss, wurde (ferngesteuert) gelöst und das Wasserfahrzeug 22 sinkt nach unten, entweder aufgrund negativer Trimmung oder durch aktiven Antrieb. Der Spender 46 beginnt sich zu drehen. Die Drehung kann durch einen initialen Zug des Wasserfahrzeugs an der Signalleitung eingeleitet werden. Durch den initialen Zug kann eine leichte Verspannung des Spenders mit dem Rahmen gelöst werden, wodurch die Drehung ermöglicht wird.
Fig. 3d zeigt den Beginn der Mission des Wasserfahrzeugs 22. Das Wasserfahrzeug 22 wird angetrieben und zu seiner Zielposition gesteuert. Der Auslass 46' des Spenders 46 ragt nunmehr tiefer in das Wasser hinein, als alle weiteren Elemente der Transportbox 20. Fig. 4 zeigt ein System 50 mit der Transportbox 20 und einer Beladevorrichtung 52 zum Beladen der Transportbox 20 mit einem Wasserfahrzeug 22. Fig. 4a, Fig. 4b und Fig. 4c zeigen in drei Schritten das Beladen der Transportbox 20 mit dem Wasserfahrzeug 22.
In Fig. 4a sind Transportbox 20 und Beladevorrichtung 52 sind in einer vorbestimmten Position zueinander angeordnet. Die Flalterung 24 der Transportbox ist abgeklappt um die Öffnung der Transportbox, d.h. des Rahmens, freizugeben.
Das Wasserfahrzeug 22 ist in der Beladevorrichtung 52 derart aufgenommen, insbesondere fixiert, dass die Flaltevorrichtung, mit der das Wasserfahrzeug in dem Rahmen der Transportbox fixierbar ist, freiliegend angeordnet ist. D.h., das Wasserfahrzeug wird mit anderen Mitteln 54 in der Beladevorrichtung 52 fixiert als in der Transportbox 20. Die Beladevorrichtung 52 weist nunmehr eine Kippeinrichtung 56 auf, die das Wasserfahrzeug derart in die Transportbox kippen kann, dass die Flaltevorrichtung 38 des Wasserfahrzeugs in einen Fixierungsbereich eines Fixierungselements tritt und von dem Fixierungselement automatisch in dem Rahmen fixiert ist. Die Kippeinrichtung wird vorteilhaft so ausgelegt, dass der Kippvorgang jederzeit unterbrechbar ist, und das Wasserfahrzeug in jeder Zwischenstellung sicher von der Kippeinrichtung gehalten wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Hydraulikzylinders oder einer Spindel (nicht gezeigt) erfolgen.
Die Endlage des Kippvorgangs ist in Fig. 4b dargestellt. Die Kippeinrichtung 56 ist beispielhaft um 90° gekippt und durch die vorbestimmte Position zueinander greifen die Haltevorrichtung 38 des Wasserfahrzeugs 20 und das korrespondierende Fixierungselement, insbesondere der Schnellverschluss, der Transportbox genau ineinander ein. Zu diesem Zeitpunkt ist das Wasserfahrzeug sowohl in der Transportbox als auch auf der Beladevorrichtung 52 fixiert. Nunmehr können die Mittel 54 zur Fixierung des Wasserfahrzeugs auf der Beladevorrichtung 52 gelöst werden und die Kippeinrichtung 56 schwenkt in ihre Ausgangsposition zurück. Dieser Zustand ist in Fig. 4c gezeigt. Die Halterung 24 kann mit dem Zugmittel verbunden und in das Wasser herabgelassen werden. Optional enthält die Beladevorrichtung 52 zusätzlich zu dem Wasserfahrzeug 22 auch den Spender sowie die zugehörige Signalleitung. Der Spender wird zu einem geeigneten Zeitpunkt vor, während oder nach dem Kippvorgang von der Beladevorrichtung gelöst (z.B. manuell) und mittels der Aufnahme an der Transportbox befestigt, ohne die vorkonfektionierte Signalleitung trennen zu müssen.
Es sei angemerkt, dass die Beladevorrichtung 52 nur beispielhaft gewählt ist. Zur platzsparenden Aufbewahrung der Wasserfahrzeuge kann insbesondere auch ein Regalsystem in der Basisstation eingebaut sein. Auch hier kann das Wasserfahrzeug auf einer entsprechenden Kippeinrichtung fixiert sein. Die Kippeinrichtung ist hier für die verschiedenen individuell ausgeführt, um unterschiedliche Höhen und/oder Entfernungen, aus der das Wasserfahrzeug in die Transportbox gekippt wird, überwinden zu können. So können unterschiedlich lange Kipp-Hebel und krumme Drehwinkel verwendet werden, um den Raum in dem Helikopter oder einer anderen Basisstation optimal auszunutzen. Insbesondere kann die Kippeinrichtung das Wasserfahrzeug auch in einem anderen Winkel als der gezeigten 90° drehen, um das Wasserfahrzeug in den Fixierungsbereich der Transportbox zu bringen.
Fig. 5 zeigt ein weiteres System 58 umfassend die Transportbox 20, hier in dem Zustand gemäß Fig. 3c dargestellt, und einer Basisstation 60. Die Transportbox 20 ist mittels eines Zugmittels 62, hier einem Seil, mit der Basisstation 60 (mechanisch) verbunden und befindet sich bereits unterhalb der Wasseroberfläche 64. Die Transportbox weist einen Schwimmer 66 auf, der beweglich an dem Zugmittel angeordnet ist. Somit befindet sich der Schwimmer immer auf der Wasseroberfläche, sobald die Transportbox 20 sich im Wasser befindet. Der Schwimmer 66 weist eine Antenne (nicht gezeigt) auf, die ausgebildet ist, ein Signal von einer Bedieneinheit aus der Basisstation zu empfangen und an eine Recheneinheit der Transportbox weiterzuleiten bzw. in der Gegenrichtung ein Signal von der Recheneinheit an die Basisstation zu senden. Außerhalb des Wassers legt sich der Schwimmer 66 auf die Halterung 24. Vorteilhafterweise ist die Öse 24' so ausgeformt, das sich eine stabile Lagerposition für den Schwimmer 66 ergibt, Der Schwimmer ist typischerweise mit einem Kabel (nicht dargestellt) mit der Recheneinheit der Transportbox verbunden. Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild von möglichen Signalflüssen zur Steuerung der Transportbox in Ausführungsbeispielen. In der Basisstation 60 ist eine Bedieneinheit 72 angeordnet. Mittels der Bedieneinheit 72 kann die Transportbox gesteuert werden. Signale von der Bedieneinheit an die Transportbox (und umgekehrt) können über eine Signalverbindung 74 zu einer Datenverarbeitungseinheit 82 der Recheneinheit 32 der Transportbox 20 übermittelt werden. Signale umfassen sowohl (Nutz-) Daten als auch Steuersignale. Dies ist prinzipiell mittels einer kabelgebundenen Signalverbindung möglich. Gezeigt ist jedoch eine drahtlose Signalverbindung 74, beispielsweise mittels WLAN oder einem beliebigen anderen geeigneten Funkstandard. Das Signal dringt jedoch nicht tief genug in das Wasser ein, um die Signale direkt an die Datenverarbeitungseinheit 82 bzw. eine an der Transportbox angeordnete Antenne schicken zu können. Daher ist zwischen Basisstation 60 und der Transportbox 20, vorteilhafterweise beweglich um das Zugmittel, ein Schwimmer 66 mit einer Antenne angeordnet, um das Signal von der Bedieneinheit zu empfangen (oder zu der Bedieneinheit zu senden). Zwischen Antenne 66 und Datenverarbeitungseinheit 82 besteht eine erste Signalverbindung 80. Die erste Signalverbindung 80 ist typischerweise kabelgebunden und reicht demnach von dem Schwimmer 66 zu der Transportbox. Die
Datenverarbeitungseinheit 82 verarbeitet die anfallenden Daten der Transportbox 20.
So kann auch der Sensorkopf 36' der Peilanlage eine (zweite) Signalverbindung 84 zu der Datenverarbeitungseinheit 82 aufweisen. Der Sensorkopf 36' sendet beispielsweise die Position des Wasserfahrzeugs 22 an die Datenverarbeitungseinheit 82. Umgekehrt kann die Datenverarbeitungseinheit aber auch den Trigger, also den vorbestimmten Zeitpunkt, zu dem das Wasserfahrzeug 82 sein akustisches Signal (Ping) aussendet, an den Sensorkopf übermitteln, damit dieser auf das akustische Signal hört. In anderen Worten kann der Sensorkopf 36' so in den Aktivmodus bzw. Lauschmodus geschaltet werden. Andernfalls kann der Sensorkopf in den Passivmodus geschaltet werden, so dass der Energieverbrauch minimiert wird.
Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit 82 eine (dritte) Signalverbindung zu einer Aktuator Steuerung 88 aufweisen. Die Aktuator Steuerung 88 kann, mittels einer (vierten) Signalverbindung 90 das Fixierungselement 92, insbesondere den Schnellverschluss, ansteuern, d.h. bevorzugt öffnen, um das Wasserfahrzeug 22 in das Wasser abzusetzen. Das Signal zum Öffnen des Fixierungselements kann von der Bedieneinheit 72 ausgesendet werden. Zur Kontrolle kann das Fixierungselement 92 über die vierte Signalverbindung 90 erfolgreiche Öffnen zurückmelden.
Weiterhin kann die Recheneinheit 32 eine Schnittstelle 94 zu dem Wasserfahrzeug 22 aufweisen. Die Schnittstelle 94 kann mittels einer fünften Signalverbindung 96 an die Datenverarbeitungseinheit 82 angeschlossen sein. Die Schnittstelle ist ferner mittels einer sechste Signalverbindung 98 mit dem Spender 46 für die Signalleitung 44 verbunden. Die Signalleitung 44 ist wiederum mit dem Wasserfahrzeug 22 verbunden. Über diese Verbindung kann die Datenverarbeitungseinheit 82 Signale an das Wasserfahrzeug 22 senden und von demselben empfangen, beispielsweise um dasselbe zu steuern, das Aussenden des akustischen Signals (Ping) anzufordern, etwaige Video und/oder Fotodaten von dem Wasserfahrzeug erhalten, etc.
Die Recheneinheit weist ferner eine Stromverteilung 100 auf, um die einzelnen elektrischen Komponenten der Transportbox 20 wie z.B. die Recheneinheit 32, den Sensorkopf 36‘, das Fixierungselement 92, etc. mit Energie zu versorgen. Die Energie kann von einer austauschbaren und/oder wiederaufladbaren Batterie 102 stammen, die mittels eines elektrischen Kontakts 104 mit der Stromverteilung 100 verbunden ist. Prinzipiell ist es auch möglich, insbesondere, wenn bereits eine Signalleitung aus der Basisstation zu der Transportbox 20 geführt ist, auch ein Stromkabel von der Basisstation zu der Transportbox 20 zu führen, um die Stromverteilung mit Energie zu speisen.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste:
20 Transportbox
22 Wasserfahrzeug 24 Halterung
26 Rahmen
28 Stützelement
30 Verbindungselement/Scharnier 32 Recheneinheit 34 Auftriebselement
36 Peilanlage
38 Haltevorrichtung
40 Sonar
42 Signalerzeugungsanlage 44 Signalleitung
46 Spender der Signalleitung 48 Aufnahme für den Spender 50 System
52 Beladevorrichtung 54 Mittel zur Fixierung des Wasserfahrzeugs in der Transportbox
56 Kippeinrichtung
58 weiteres System
60 Basisstation
62 Zugmittel 64 Wasseroberfläche
66 Schwimmer mit Antenne
72 Bedieneinheit
74 drahtlose Signalverbindung 80 erste Signalverbindung 82 Datenverarbeitungseinheit
84 zweite Signalverbindung
86 dritte Signalverbindung
88 Aktuator Steuerung
90 vierte Signalverbindung 2 Fixierungselement 94 Schnittstelle zu dem Wasserfahrzeug 96 fünfte Signalverbindung 98 sechste Signalverbindung 100 Stromverteilung
102 Batterie 104 elektrischer Kontakt

Claims

Patentansprüche
1. Transportbox (20) zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs (22) mittels eines Zugmittels (62) in das Wasser mit folgenden Merkmalen: einer Halterung (24) zur Befestigung des Zugmittels (62) zum Herablassen der Transportbox (20); und einem Rahmen (26), der ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug (22) in der Transportbox (20) aufzunehmen, wobei die Transportbox (20) ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug (22) oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzusetzen; und wobei die Transportbox (20) ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug (22) in einer ersten Ausrichtung aufzunehmen und das Wasserfahrzeug (22) in einer zweiten Ausrichtung in das Wasser abzusetzen.
2. Transportbox (20) gemäß Anspruch 1 , wobei der Rahmen (26) relativ zu der Halterung (24) beweglich ist, um das Wasserfahrzeug (22) oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzugeben.
3. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen (26) mittels eines Scharniers (30) mit der Halterung (24) verbunden ist, so dass der Rahmen (26) um eine Rotationsachse des Scharniers (30) rotierbar ist, um das Wasserfahrzeug (22) oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzugeben.
4. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen (26) ein Auftriebselement (34) aufweist, das eine geringere Dichte aufweist als das Wasser, so dass der Rahmen (26) in der Luft eine erste Position gegenüber der Halterung (24) einnimmt und in dem Wasser eine zweite Position gegenüber der Halterung (24) einnimmt, um das Wasserfahrzeug (22) oberseitig aufzunehmen und unterseitig in das Wasser abzugeben.
5. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transportbox (20) die Abwesenheit einer kabelgebundenen elektrischen Verbindung zu einer Bedieneinheit (72) aufweist, wenn die Transportbox (20) in das Wasser herabgelassen ist.
6. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wasserfahrzeug (22) ein Unterwasserfahrzeug umfasst, wobei die Transportbox (20) eine Peilanlage (36) aufweist, die ausgebildet ist, eine aktuelle Position des Unterwasserfahrzeugs zu bestimmen; wobei die Transportbox (20) eine Recheneinheit (32) aufweist, die ausgebildet ist, das Unterwasserfahrzeug basierend auf der aktuellen Position des Unterwasserfahrzeugs zu einer Zielposition zu steuern.
7. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wasserfahrzeug (22) ein Unterwasserfahrzeug umfasst, wobei die Transportbox (20) eine Peilanlage (36) aufweist, die ausgebildet ist, eine aktuelle Position des Unterwasserfahrzeugs zu bestimmen; wobei die Peilanlage (36) derart in der Transportbox (20) angeordnet ist, dass ein Sensorkopf (36‘) der Peilanlage (36) während des Herablassens der Transportbox (20) in das Wasser zwischen dem Rahmen (26) und der Halterung (24) angeordnet ist und der Sensorkopf der Peilanlage (36) in dem Wasser unterhalb des Rahmen (26) und der Halterung (24) angeordnet ist.
8. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Aufnahme (48) für einen Spender (46) einer Signalleitung (44) des Wasserfahrzeugs, wobei die Aufnahme (48) mit dem Spender (46) derart zusammenwirkt, dass der Spender (46) während des Herablassens der Transportbox (20) in das Wasser zwischen dem Rahmen (26) und der Halterung (24) angeordnet ist und ein Auslass des Spenders nach dem Absetzen des Wasserfahrzeugs in das Wasser tiefer in das Wasser hineinragt, als alle weiteren Elemente der Transportbox.
9. Transportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen (26) einen Schnellverschluss aufweist, der ausgebildet ist, eine mit dem Wasserfahrzeug (22) verbundenen Haltevorrichtung aufzunehmen und automatisch zu fixieren, wobei der Schnellverschluss ausgebildet ist, die Fixierung zu lösen wenn der Schnellverschluss ein entsprechendes Signal empfängt.
10. T ransportbox (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Schwimmer (66), der eine Antenne aufweist, die ausgebildet ist, ein Signal von einer Bedieneinheit (72) zu empfangen und an eine Recheneinheit (32) der Transportbox (20) weiterzuleiten oder ein Signal von der Recheneinheit an die Bedieneinheit zu senden, wobei der Schwimmer (66) ausgebildet ist, beweglich an dem Zugmittel (62) angeordnet zu werden.
11. System (50) umfassend die Transportbox (20) zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs (22) mittels eines Zugmittels in das Wasser gemäß einem der vorherigen Ansprüche und eine Beladevorrichtung zum Beladen der Transportbox (20) mit dem Wasserfahrzeug (22), wobei die Beladevorrichtung ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug (22) derart aufzunehmen, dass eine Haltevorrichtung, mit der das Wasserfahrzeug (22) in dem Rahmen (26) der Transportbox (20) fixierbar ist, freiliegend angeordnet ist; wobei die Beladevorrichtung eine Kippeinrichtung (56) aufweist, die ausgebildet ist, das Wasserfahrzeug (22) derart in die Transportbox (20) zu kippen, dass die Haltevorrichtung des Wasserfahrzeugs in einen Fixierungsbereich eines Fixierungselements tritt und von dem Fixierungselement in dem Rahmen (26) fixierbar ist.
12. Verfahren zum Absetzen eines Wasserfahrzeugs in das Wasser mittels einer Transportbox (20) mit folgenden Schritten:
- Oberseitiges Einführen des Wasserfahrzeugs (22) in die Transportbox;
- Aufnehmen des Wasserfahrzeugs in der Transportbox;
- Befestigen eines Zugmittels an der Transportbox;
- Herablassen der Transportbox (20) in das Wasser;
- Unterseitiges Absetzen des Wasserfahrzeugs aus der Transportbox (20) in das Wasser.
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