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DE102004062126A1 - Unbemanntes Unterwasserfahrzeug - Google Patents

Unbemanntes Unterwasserfahrzeug Download PDF

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DE102004062126A1
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Detlef Dipl.-Ing. Lambertus
Oliver Dipl.-Ing. Jung
Ralf Dipl.-Ing. Richter
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    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14Control of attitude or depth
    • B63G8/26Trimming equipment

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Abstract

Bei einem unbemannten Unterwasserfahrzeug mit einem außen vom Wasser umströmten Druckkörper (11), mit einem Antriebsaggregat und mit mindestens einem austauschbaren, als Ein- oder Anbaugerät ausgebildeten Ausrüstgerät sind zur Trimmung des mit wechselbaren Ein- und/oder Anbaugeräten ausrüstbaren Unterwasserfahrzeugs im umströmten Außenbereich und/oder in einem nicht umströmten, gefluteten Innenbereich des Druckkörpers Auftriebsmittel so angeordnet und dimensioniert, dass eine auf die Auftriebsmittel wirkende Auftriebskraft zu einer quasi horizontalen Ausrichtung des mit den Ein- und/oder Anbaugeräten ausgerüsteten Druckkörpers (11) führt. Bevorzugt sind dabei die Auftriebsmittel in eine am Druckkörper (11) ausgebildete, geflutete Heckkammer (14) eingesetzt und weisen einen Auftriebskörper (26) mit einer Dichte auf, die kleiner ist als die Dichte des Wassers (Fig. 2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
  • Eigenangetriebene, unbemannte Unterwasserfahrzeuge werden als autonom arbeitende oder ferngesteuerte Fahrzeuge zur Durchführung diverser Aufgaben unter Wasser, sog. Missionen, eingesetzt, so z.B. zur Erkundung der Meeresboden-Topographie, zur Minenaufklärung und Minenvernichtung. Dabei werden gleichartig aufgebaute Fahrzeuge je nach Anforderungsprofil mit unterschiedlichen Geräten und Komponenten ausgestattet, die aufgrund ihrer Funktion zwingend in bestimmten Bereichen am Druckkörper angebracht werden müssen. Die Anordnung und das Gewicht der Geräte und Komponenten beeinflussen die Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs erheblich, so dass unterschiedlich ausgerüstete Fahrzeuge jeweils gesondert getrimmt werden müssen, damit das Fahrzeug im Wasser eine quasi horizontale Ausrichtung einnimmt und damit weitgehend horizontal- und rollstabilisiert ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Unterwasserfahrzeug der eingangs genannten Art eine Möglichkeit zu schaffen, in einfacher konstruktiver Weise die Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs nach Ein-, Aus-, An- oder Umbau von für eine vorgegebene Mission erforderlichen Ausrüstgeräten im quasi endmontierten Zustand noch korrigieren zu können.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Unterwasserfahrzeug hat den Vorteil, dass mit Hilfe der Auftriebsmittel einerseits ein von den Ausrüstgeräten erzeugter Abtrieb am Unterwasserfahrzeug, der zu einer wesentlichen Verschlechterung der Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs führen würde, kompensiert werden kann und andererseits eine unerwartet schlechte Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs bei Wechsel oder Umbau der Ausrüstgeräte wieder ausgeglichen werden kann. Die Unterbringung der Auftriebsmittel am Druckkörper ist dabei weitgehend unabhängig von der speziellen Lage des oder der Ausrüstgeräte im oder am Druckkörper. Damit eröffnet sich auch die Möglichkeit das Unterwasserfahrzeug mit vom Gewicht und vom Volumen her extrem unterschiedlichen Ausrüstgeräten zu bestücken, ohne den Druckkörper selbst ändern, d.h. sein Volumen an das Gewicht der Ausrüstgeräte anpassen zu müssen.
  • Zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Auftriebsmittel in einer am Druckkörper vorhandenen, gefluteten Heckkammer angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Auftriebsmittel die Leistung des Fahrzeugs, insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugstandzeit nicht negativ beeinflussen. Der Strömungswiderstand des Fahrzeugs, dessen Strömungsverhalten und die Strömung am Druckkörper werden nicht verändert. Dabei können die in der Heckkammer angeordneten Auftriebsmittel unterschiedlich gestaltet sein, je nachdem, ob das Fahrzeug autonom oder kabelgeführt ist, und im letzteren Fall, ob es den Kabelvorratswickel aufnehmen muss oder nur am Kabelende festgelegt ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Auftriebsmittel mindestens einen in die Heckkammer eingesetzten Auftriebskörper auf, der eine Dichte besitzt, die kleiner als die des Wassers ist. Durch Auswahl der Dichte des Körpermaterials und der Abmessungen des Auftriebskörpers kann ein für die gewünschte Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs erforderliche Auftrieb sehr genau eingestellt werden.
  • Bei Fahrzeugen, in deren Heckkammer ein abwickelbarer Kabelwickel eines Datenübertragungskabels untergebracht ist, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der mindestens eine Auftriebskörper der Form des durch den Kabelwickel in der Heckkammer freigegebenen Leerraums angepasst.
  • Ist der Kabelwickel als Spule ausgeführt, bei der das Kabel auf einem hohlzylindrischen Spulenträger aufgewickelt ist, ist vorteilhaft der mindestens eine Auftriebskörper hohlzylindrisch ausgebildet und in den Innenraum des Spulenkörpers oder in einem zwischen Kabelwickel und Innenwand der Heckkammer vorhandenen Freiraum eingeschoben. Ist der Kabelwickel jedoch spulenträgerlos, wobei das Kabel auf der Innenseite des Kabelwickels abgezogen wird, so ist der mindestens eine Auftriebskörper hohlzylindrisch ausgebildet und nimmt in seinem Innern den Kabelwickel auf. Bei Unterwasserfahrzeugen, in denen lediglich das Ende des Datenübertragungskabels festgelegt ist und der abspulbare Kabelwickel auf der die Steuerung des Unterwasserfahrzeugs vornehmenden Plattform angeordnet ist, ist der mindestens eine Auftriebskörper zylindrisch so ausgebildet, dass sein Zylindermantel an der Innenwand der Hohlkammer anliegt und sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Hohlkammer erstreckt. Der Auftriebskörper weist eine Durchgangsöffnung zum Durchführen des Datenübertragungskabels sowie eine Ausnehmung zur Aufnahme einer an dem Datenübertragungskabel angreifenden Zugentlastung auf.
  • Bei Unterwasserfahrzeugen, die autonom arbeiten, also nicht über ein Datenübertragungskabel mit der Plattform kommunizieren, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Heckkammer mit einer Abdeckplatte wasserdicht verschlossen, so dass die Heckkammer einen luftgefüllten Hohlraum bildet. Die richtige Trimmlage wird durch eine entsprechende Bemessung der axialen Dicke der Abdeckplatte erzielt. Da die Abdeckplatte mit einem im Durchmesser reduzierten Abschnitt in den Hohlraum hineinragt, kann durch die Bemessung der axialen Tiefe dieses Abschnittes sowohl das Volumen des Hohlraums als auch das Gewicht der Abdeckplatte variiert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Auftriebsmittel mindestens einen Auftriebskörper mit einer gegenüber der Dichte des Wassers kleineren Dichte auf, der außen auf dem Druckkörper angeordnet ist. Dabei wird der Auftriebskörper bezüglich des auf den Unterwasserkörper wirkenden auszugleichenden Abtriebs so am Druckkörper angeordnet, dass der Auftriebskörper möglichst volumenklein gehalten werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind im Falle, dass das Antriebsaggregat des Unterwasserfahrzeugs mehrere Propellerantriebe aufweist, die in außen am Druckkörper verteilt angeordneten Abtriebsrohren mit rohrendseitig vorstehenden Propellern aufgenommen sind, sind als Auftriebsmittel Auftriebshülsen vorgesehen, die auf jeweils eines der Antriebsrohre aufgeschoben sind. Vorzugsweise sind die Auftriebshülsen mit gleicher Wandstärke ausgeführt, und der erforderliche Auftrieb wird durch die Bemessung der Summe der axialen Länge der Auftriebshülsen eingestellt.
  • Besitzt das Antriebsaggregat backbord- und steuerbordseitig jeweils zwei übereinander angeordnete Antriebsrohre, so werden gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Auftriebshülsen auf den oberen back- und steuerbordseitigen Antriebsrohren länger ausgeführt als die auf den unteren Antriebsrohren aufgeschobenen Auftriebshülsen. Durch diese konstruktive Maßnahme kann eine nicht ausreichende Rollwinkelstabilität des Unterwasserfahrzeugs verbessert werden.
  • Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine stark schematisierte Seitenansicht eines eigenangetriebenen, unbemannten Unterwasserfahrzeugs,
  • 2 einen Längsschnitt einer Heckkammer des Fahrzeugs in 1,
  • 3 und 4 eine Stirn- und eine Seitenansicht eines Auftriebskörpers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zum Einsetzen in die Heckkammer in 2,
  • 5 eine perspektivische Darstellung des Auftriebskörpers gemäß 3 und 4,
  • 6 eine gleiche Darstellung wie in 2 der Heckkammer mit modifiziertem Heckkammerverschluss.
  • 7 eine perspektivische Darstellung eines realen, unbemannten Unterwasserfahrzeugs,
  • 8 eine Draufsicht des Unterwasserfahrzeugs gemäß 7 mit einem zusätzlichen Anbaugerät,
  • 9 eine Vorderansicht des Unterwasserfahrzeugs in Richtung Pfeil IX in 8.
  • Das in 1 in Seitenansicht schematisiert dargestellte Unterwasserfahrzeug hat einen Druckkörper 11, ein Antriebsaggregat mit am Druckkörper 11 angeflanschten, elektrischen Propellerantrieben 12, von denen jeweils zwei übereinander auf der Backbord- und Steuerbordseite des Druckkörpers 11 angeordnet sind, sowie je zwei vertikal und zwei horizontal ausgerichtete Stabilisierungsflossen 13. An der Rückseite des Druckkörpers 11 ist eine geflutete Heckkammer 14 vorhanden. Das in 1 skizzierte Unterwasserfahrzeug wird von einer hier nicht dargestellten Plattform aus ferngesteuert, wozu das Unterwasserfahrzeug über ein Datenübertragungskabel 15, z.B. ein Glasfaserkabel oder einen Kupferdraht, mit der Plattform fest verbunden ist. Wie in der Schnittdarstellung in 2 zu erkennen ist, ist das Datenübertragungskabel 15 als Kabelwickel 16 in der gefluteten Heckkammer 14 aufgenommen, wobei der Kabelwickel 16 als Spule ausgeführt ist, das Kabel 15 also auf einen hohlzylindrischen Spulenträger 17 aufgewickelt ist, der auf seiner einen Stirnseite einen Radialflansch 18 vorzugsweise einstückig trägt. Das eine Ende des Kabelwickels 16 ist durch eine Dichtung 19 hindurch in das Innere des Druckkörpers 11 geführt, während das andere Ende des Kabels 15 vom Kabelwickel 16 durch einen die Heckkammer 14 stirnseitig verschließenden Auslauftrichter 20 hindurch abgezogen wird. Das Abziehen des Kabels 15 von dem Kabelwickel 16 erfolgt umlaufend über den Radialflansch 18, der hierzu entsprechend gerundet ist. Zur Befestigung des Spulenträgers 17 in der Heckkammer 14 ist in die zum Auslauftrichter 20 weisende Stirnseite des Radialflansches 18 eine Ausnehmung 21 eingearbeitet, in die eine Scheibe 22 mit einer zentralen Bohrung 23 eingelegt ist. Mittels eines durch die zentrale Bohrung 23 in der Scheibe 22 hindurchgeführten Schraubbolzens 24, der in einer die Heckkammer 14 druckkörperseitig begrenzenden Bodenplatte 25 eingeschraubt ist, ist der Spulenträger 17 axial auf der Bodenplatte 25 festgespannt.
  • Um dem vom Kabelwickel 16 mit Spulenträger 17 erzeugten Abtrieb im Heckbereich entgegenzuwirken und eine gute Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs mit quasi horizontaler Ausrichtung des Druckkörpers 11 im Wasser zu erreichen, enthält die Heckkammer 14 Auftriebsmittel in Form eines Auftriebskörpers 26 (2). Der Auftriebskörper 26 besteht aus einem Material, dessen Dichte kleiner ist als die des Wassers und ist an den in der Heckkammer 14 vorhandenen Leerraum angepasst. Durch Wahl der Materialdichte und den Abmessungen des Auftriebskörpers 26 kann am Heck ein solcher Auftrieb erzeugt werden, dass das Unterwasserfahrzeug eine exakte Trimmlage einnimmt.
  • Im Ausführungsbeispiel der 2 ist der Auftriebskörper 26 hohlzylindrisch ausgeführt und in den Innenraum des hohlzylindrischen Spulenträgers 17 eingesetzt. Im Beispiel der 2 füllt der Auftriebskörper 26 den gesamten, zwischen dem Schraubbolzen 24 und der Innenwand des Spulenträgers 17 vorhandenen Ringraum aus. Ist weniger Auftrieb erforderlich, so kann entweder die axiale Länge des Auftriebskörpers 26 reduziert werden oder für den Auftriebskörper 26 ein Material gewählt werden, das eine größere Dichte aufweist. Wird ein größerer Auftrieb gefordert, so kann die Dichte des Materials des Auftriebskörpers 26 verkleinert werden und/oder – wie dies in 1 nicht dargestellt ist – ein weiterer Auftriebskörper 26 in der Heckkammer 14 untergebracht werden. Ein solcher zusätzlicher Auftriebskörper 26 kann beispielsweise in die Ausnehmung 21 eingesetzt werden und den von der Scheibe 22 und dem Kopf des Schraubbolzens 24 nicht ausgefüllten Bereich der Ausnehmung 21 belegen.
  • Wie in 2 ebenfalls nicht dargestellt ist, kann ein Auftriebskörper zusätzlich oder anstelle des in 2 dargestellten Auftriebskörpers 26 eingesetzt und in dem Freiraum angeordnet werden, der ggf. zwischen dem Außenumfang des Kabelwickels 16 und der Innenwand der Heckkammer 14 vorhanden ist. Eine solche Anordnung eines Auftriebskörpers anstelle des Auftriebskörpers 26 ist auch dann erforderlich, wenn der Kabelwickel 16 spulenträgerlos ist und das Kabel auf der Innenseite des Kabels abgezogen wird.
  • In 3 bis 5 ist ein Auftriebskörper 26' dargestellt, der zur Integration in der Heckkammer 14 bei solchen Unterwasserfahrzeugen vorgesehen ist, die keinen Kabelwickel 16 mit sich führen, gleichwohl über das Datenübertragungskabel 15 von einer Plattform ferngesteuert sind. In diesem Fall ist der Kabelwickel auf der Plattform angeordnet und das vom Kabelwickel ablaufende Kabelende durch die Heckkammer 14 lediglich hindurchgeführt und in der Heckkammer 14 mittels einer Zugentlastung festgelegt. Die Heckkammer 14 ist nach wie vor durch den Auslauftrichter 20 verschlossen.
  • Wie in 3 bis 5 zu sehen ist, ist der Auftriebskörper 26' zylindrisch ausgebildet, und zwar so, dass er mit seinem Zylindermantel sich an die zylindrische Innenwand der Heckkammer 14 anzulegen vermag. Der Auftriebskörper 26' erstreckt sich je nach erforderlichem Auftrieb mehr oder weniger über die gesamte axiale Länge der Heckkammer 14. Im Auftriebskörper 26' sind eine Durchgangsöffnung 27 und eine Aussparung 28 vorhanden. Die Durchgangsöffnung 27 dient zur Durchführung des Datenübertragungskabels 15 vom Auslauftrichter 20 bis zur Bodenplatte 25 und die Aussparung 28 zur Aufnahme einer hier nicht gezeigten Zugentlastung, die an dem durch die Durchgangsöffnung 27 hindurchgeführten Abschnitt des Datenübertragungskabels 15 angreift und das Datenübertragungskabel 15 in der Heckkammer 14 zugfest festlegt.
  • Das beschriebene Unterwasserfahrzeug mit Druckkörper 11 und Heckkammer 14 wird in unveränderter Bauform auch als autonom arbeitendes, eigenangetriebenes, unbemanntes Unterwasserfahrzeug eingesetzt. Damit entfällt eine Fernsteuerung des Unterwasserfahrzeugs durch die Plattform, so dass das Datenübertragungskabel 15 nicht mehr vorhanden ist. Auch bei einem solchen Unterwasserfahrzeug wird die Heckkammer 14 zur Kompensation einer Hecklastigkeit des Unterwasserfahrzeugs herangezogen und mit Auftriebsmitteln zur Herstellung der gewünschte Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs versehen.
  • Wie in der Schnittdarstellung in 6 gezeigt ist, ist die vom Druckkörper 11 abgekehrte Stirnseite der Heckkammer 14 jetzt nicht mehr mit einem Auslauftrichter abgeschlossen, sondern mit einer dichtend eingesetzten Abdeckplatte 29 verschlossen, so dass die Heckkammer 14 einen luftgefüllten Hohlraum 30 bildet, als Auftriebsmittel also Luft verwendet wird. Die Abdeckplatte 29 ist im Durchmesser gestuft ausgeführt und weist einen durchmesserkleineren Plattenabschnitt 291 und einen durchmessergrößeren Plattenabschnitt 292 auf. Der durchmesserkleinere Plattenabschnitt 291 ist in die Heckkammer 14 soweit eingeschoben, bis der durchmessergrößere Plattenabschnitt 292 auf der Stirnseite der Heckkammer 14 aufliegt. Die Befestigung der Abdeckplatte 29 erfolgt durch Schrauben 31, die in 6 nur symbolisch angedeutet sind und radial durch die Heckkammerwand hindurch in den durchmesserkleineren Plattenabschnitt 291 eingeschraubt werden. Die Abdeckplatte 29 ist vorzugsweise aus Aluminium gefertigt. Der gewünschte Auftrieb im Heckbereich ist durch Änderungen des Gewichts der Abdeckplatte 29 einstellbar, wobei vorzugsweise die axiale Dicke der Abdeckplatte 29 geändert wird. Wird die Abdeckplatte 29 auf der Außenseite des durchmessergrößeren Plattenabschnitts 292 abgetragen, so reduziert sich lediglich das Gewicht der Abdeckplatte 29. Wird die Abdeckplatte 29 auf der innenliegenden Stirnseite des durchmesserkleineren Plattenabschnitts 291 abgetragen, so verändert sich neben dem Gewicht der Abdeckplatte 29 auch das Volumen des in der Heckkammer 14 vorhandenen Hohlraums 30, so dass es zu einer deutlicheren Steigerung des Auftriebs kommt.
  • Selbstverständlich kann auch hier das Gewicht der Abdeckplatte 29 durch Auswahl der Dichte des Plattenmaterials variiert werden.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, die in 6 leere Heckkammer 14 mit einem Material vollständig oder teilweise auszufüllen, dessen Dichte und Volumen entsprechend dem geforderten Auftrieb gewählt ist. Das Material kann auch in Form eines oder mehrerer einzelner Auftriebskörper eingesetzt werden. Die Heckkammer 14 ist dann nicht wasserdicht verschlossen, sondern geflutet.
  • Bei den in 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs sind die Auftriebsmittel nicht in der gefluteten Heckkammer 14 des Druckkörpers 11, sondern in dem vom Wasser umströmten Außenbereich des Druckkörpers 11 angeordnet. Das Antriebsaggregat des Unterwasserfahrzeugs weist hier insgesamt vier Propellerantriebe 12 auf, von denen zwei Propellerantriebe an oder nahe der Oberseite des Druckkörpers 11 und zwei an oder nahe der Unterseite des Druckkörpers 11 jeweils auf der Steuer- und Backbordseite des Druckkörpers 11 angeordnet sind. Jeder Propellerantrieb 12 besitzt in bekannter Weise einen Elektromotor, der über eine Antriebswelle einen Propeller 40 antreibt. Der Elektromotor und die Antriebswelle sind in jeweils einem am Druckkörper 11 befestigten Antriebsrohr 41 aufgenommen, wobei die Antriebswelle im Antriebsrohr 41 drehgelagert ist. Auf das aus dem Antriebsrohr 41 herausragende Ende der Antriebswelle ist der Propeller 40 aufgesetzt. Jeder Propeller 40 ist mit einer schematisch angedeuteten Schutzvorrichtung 42 versehen, die den Propeller 40 gegen Beschädigung bei Grundberührung, bei Schiffswandberührung oder durch Treibgut schützt. Außerdem verhindert die Propeller-Schutzvorrichtung 42, dass sich unter ungünstigen Umständen das Datenübertragungskabel 15 in den Propellern 40 verfangen kann.
  • Da die Propeller-Schutzvorrichtungen 42 das Unterwasserfahrzeug verteuern und nicht bei allen Missionen oder Einsatzprofilen erforderlich sind, insbesondere nicht bei Konzeption des Unterwasserfahrzeugs als Einmalfahrzeug, werden sie optional angeboten, so dass das Unterwasserfahrzeug sowohl mit als auch ohne Propeller-Schutzvorrichtung 42 eingesetzt werden kann. Die Propeller-Schutzvorrichtungen 42 stellen somit Anbaugeräte dar, die als Zubehör gleich mit geordert oder bei Änderung des Einsatzprofils des Unterwasserfahrzeugs später nachgerüstet werden können. Das Unterwasserfahrzeug ist ohne die Propeller-Schutzvorrichtungen 42 getrimmt, so dass es im Wasser eine quasi horizontale Lage einnimmt. Abweichungen von der Hydrodynamik werden durch geschlossene Regelkreise aufgefangen, an die die Propellerantriebe 12 angeschlossen sind.
  • Die Veränderung der Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs durch Anbau der Propeller-Schutzvorrichtungen 42 wird durch Auftriebskörper kompensiert, deren Dichte kleiner ist als die des Wassers und auf die Antriebsrohre 41 aufgeschoben sind. Die Wandstärke der Auftriebshülsen 43 ist vorzugsweise gleich bemessen und der gewünschte Auftrieb, der den durch den Anbau der Propeller-Schutzvorrichtungen 42 erzeugten Abtrieb im Heck des Unterwasserfahrzeugs kompensieren muss, ist sowohl durch die Summe der Hülsenlängen der Auftriebshülsen 43 als auch durch deren Lage auf den Antriebsrohren 41 relativ zu den Propeller-Schutzvorrichtungen 42 eingestellt. Wie in 7 durch Vergleich der beiden Auftriebshülsen 43 auf den backbordseitigen Antriebsrohren 41 zu erkennen ist, sind die Hülsenlängen der Auftriebshülsen 43 auf den oberen Antriebsrohren 41 größer als die Hülsenlängen der Auftriebshülsen 43 auf den unteren Antriebsrohren 41. Die Summe der Längen der Auftriebshülsen 43 ist nach wie vor konstant und auf die erforderliche Auftriebskraft abgestimmt. Durch diese unterschiedliche Längenbemessung der Auftriebshülsen 43 kann eine ungenügende Rollwinkelstabilität des Unterwasserfahrzeugs verbessert werden.
  • Das in 7 in perspektivischer Ansicht zu sehende Unterwasserfahrzeug ist in 8 in Draufsicht dargestellt. Jedoch ist auf die Propeller-Schutzvorrichtungen 42 verzichtet worden, so dass auch die beispielhaft zur Kompensation des von den Propeller-Schutzvorrichtungen 42 im Heck des Unterwasserfahrzeug erzeugten Abtriebs vorgesehenen Auftriebshülsen 43 auf den Antriebsrohren 41 entfallen sind. Das in 8 in Draufsicht und in 9 in Stirnansicht zu sehende Unterwasserfahrzeug ist mit einem Seitensichtsonar ausgerüstet, das eine backbordseitige Unterwasserantenne 44 und eine steuerbordseitige Unterwasserantenne 45 mit jeweils einer elektroakustischen Wandleranordnung aufweist. Die Unterwasserantennen 44, 45 werden als Anbaugeräte am Druckkörper 11 angeordnet, und zwar wird jeweils eine an den beiden unteren Antriebsrohren 41 des backbordseitigen und steuerbordseitigen Propellerantriebs 12 befestigt. Um den von den beiden Unterwasserantenne 44, 45 am Unterwasserfahrzeug erzeugten Abtrieb zu kompensieren, sind am Druckkörper 11 drei Auftriebskörper 46 angeordnet. Das Material der Auftriebskörper 46 weist wiederum eine Dichte auf, die kleiner ist als die Dichte des Wasser. Die Auftriebskörper 46 sind der Umfangskontur des Druckkörpers 11 angepasst und am Druckkörper 11 zwischen den Antriebsrohren 41 der Propellerantriebe 12 befestigt. Dabei ist jeweils ein Auftriebskörper 46 zwischen den beiden backbordseitigen und den beiden steuerbordseitigen Antriebsrohren 41 und ein Auftriebskörper 46 zwischen dem oberen, backbordseitigen Antriebsrohr 41 und dem oberen, steuerbordseitigen Antriebsrohr 41 angeordnet. Die axiale Länge der Auftriebskörper 46 ist so bemessen, dass die Summe der Auftriebskörper 46 eine Auftriebskraft am Unterwasserfahrzeug generiert, die die von den beiden Unterwasserantennen 44, 45 nach ihrem Anbau an die beiden unteren Antriebsrohre 41 am Unterwasserfahrzeug hervorgerufene, zusätzliche Abtriebskraft gänzlich kompensiert.

Claims (13)

  1. Unbemanntes Unterwasserfahrzeug mit einem außen vom Wasser umströmten Druckkörper (11), mit einem Antriebsaggregat und mit mindestens einem austauschbaren, als Ein- oder Anbaugerät ausgebildeten Ausrüstgerät, dadurch gekennzeichnet, dass im umströmten Außenbereich des Druckkörper (11) und/oder in einem nicht umströmten gefluteten Innenbereich des Druckkörpers (11) Auftriebsmittel so angeordnet und dimensioniert sind, dass eine auf die Auftriebsmittel wirkende Auftriebskraft zu einer quasi horizontalen Ausrichtung des mit dem Ausrüstgerät ausgerüsteten Druckkörpers (11) führt.
  2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Auftriebsmittel in einer am Druckkörper (11) vorhandenen, gefluteten Heckkammer (14) angeordnet sind.
  3. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebsmittel mindestens einen in die Heckkammer (14) eingesetzten Auftriebskörper (26; 26') aufweisen, dessen Material eine Dicke besitzt, die kleiner als die des Wassers ist.
  4. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftriebskörper (26) der Form eines in der Heckkammer (14) vorhandenen Leerraums angepasst ist, der durch einen in der Heckkammer (14) angeordneten Kabelwickel (16) eines Datenübertragungskabels (15) vorgegeben ist.
  5. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelwickel (16) auf einem hohlzylindrischen Spulenträger (17) aufgenommen ist und der Auftriebskörper (26) hohlzylindrisch ausgebildet und in den vom Spulenträger (17) eingeschlossenen Innenraum oder in einem zwischen Kabelwickel (16) und Innenwand der Heckkammer (14) vorhandenen Freiraum eingesetzt ist.
  6. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrisch ausgebildete Auftriebskörper (26') mit seinem Zylindermantel an der Innenwand der Heckkammer (14) anliegt und sich zumindest über eine Teil der axialen Länge der Heckkammer (14) erstreckt und dass der Auftriebskörper (26') eine Durchgangsöffnung (27) zum Hindurchführen eines Datenübertragungskabels (15) und eine Aussparung (28) zur Aufnahme einer an dem Datenübertragungskabel (15) angreifenden Zugentlastung aufweist.
  7. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebsmittel ein die Heckkammer (14) vollständig oder teilweise ausfüllendes Material aufweisen, dessen Dichte und Volumen entsprechend dem geforderten Auftrieb gewählt ist.
  8. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebsmittel einen Hohlraum aufweisen, der von der mit einer Abdeckplatte (29) wasserdicht verschlossenen Heckkammer (14) gebildet ist, und dass die axiale Dicke der Abdeckplatte (29) in Anpassung an die erforderliche Auftriebskraft bemessen ist.
  9. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (29) mindestens teilweise in die Heckkammer (14) hineinragt und die Auftriebskraft durch Änderung der axialen Tiefe des in die Heckkammer (14) hineinragenden Abschnitts (292) der Abdeckplatte (29) erzielt ist.
  10. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebsmittel mindestens einen Auftriebskörper aus einem Material, dessen Dichte kleiner ist als die Dichte des Wassers, aufweisen und dass der mindestens eine Auftriebskörper (46) außen auf dem Druckkörper (11) angeordnet ist.
  11. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat mehrere Propellerantriebe (12) aufweist, die in außen am Druckkörper (11) verteilt angeordneten Antriebsrohren (41) mit rohrendseitig vorstehenden Propellern (40) aufgenommen sind, und dass auf jedes Antriebsrohr (41) eine Auftriebshülse (43) aus einem Material, dessen Dichte kleiner ist als die Dichte des Wassers, aufgeschoben ist.
  12. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebshülsen (43) eine vorzugsweise gleiche Wandstärke aufweisen und dass die erforderliche Auftriebskraft durch Bemessen der Summe der Hülsenlängen der Auftriebshülsen (43) eingestellt ist.
  13. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat jeweils auf der Backbord- und Steuerbordseite einen oberen und einen unteren Propellerantrieb (12) aufweist und dass die auf die Antriebsrohre (41) der oberen Propellerantriebe (12) aufgeschobenen Auftriebshülsen (43) eine größere Länge als die auf die Antriebsrohre (41) der unteren Propellerantriebe (12) aufgeschobenen Auftriebshülsen (43) aufweisen.
DE102004062126A 2004-12-23 2004-12-23 Unbemanntes Unterwasserfahrzeug Expired - Fee Related DE102004062126B4 (de)

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