DE102005008805A1 - Hüllkörper für eine Unterwasserantenne - Google Patents

Abstract

Bei einem Hüllkörper (10) zur Aufnahme einer Unterwasserantenne (13) mit einer austauschbaren Wasserfüllung ist zur Verhinderung der Aufnahme mindestens des Sendebetriebs einer Sonaranlage bei fehlender Wasserfüllung im Körperinnern ein Wasserfühler (21) angeordnet, der so ausgebildet ist, dass er bei Unterschreiten eines minimalen Füllgrads ein Steuersignal generiert, das zu Warnhinweisen oder Sperrsignalen weiterverarbeitet wird (Fig. 1).

Description

• Die Erfindung betrifft einen Hüllkörper zur Aufnahme einer Unterwasserantenne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
• Solche Hüllkörper sind beispielsweise am Bug von mit Sonaranlagen ausgestatteten Überwasserschiffen angeordnet und nehmen das sog. Wetend der Sonaranlage, also deren Unterwasserantenne, auch Basis genannt, auf. Die Hüllkörper bieten der Unterwasserantenne einen mechanischen Schutz und minimieren Strömungsgeräusche an der Unterwasserantenne, wozu sie strömungsoptimiert geformt sind. Die Hüllkörper besitzen ein umfassendes, stählerndes Befestigungsfundament und ein über mehr als 180° Umfangswinkel sich erstreckendes, akustisch transparentes Fenster aus Gummi oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Die Hüllkörper sind vollständig mit Wasser gefüllt, wozu eigens eine verschließbare Einfüllöffnung im Hüllkörper vorgesehen ist.
• Zu Wartungs- und Reparaturzwecken der Unterwasserantenne, z.B. zum Aus- und Einbau von elektroakustischen Wandlern, wird der Hüllkörper entleert, so dass er zur Durchführung der notwendigen Arbeiten an der Unterwasserantenne betreten werden kann. In dieser Zeit darf die Sonaranlage auch nicht probeweise in der Betriebsart "Senden" betrieben werden. Wird dies dennoch versehentlich getan, so führt dies zur unmittelbaren Zerstörung der elektroakustischen Wandler und/oder deren Leistungsverstärker, da die im Sendefall erzeugte große akustische Energie nicht ins Wasser abgegeben werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorsorge dafür zu treffen, dass bei fehlender Wasserfüllung im Hüllkörper ein Ansteuern der Unterwasserantenne mit Sendeleistung zuverlässig verhindert ist.
• Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
• Der erfindungsgemäße Hüllkörper hat den Vorteil, dass mit Hilfe des vom Wasserfühler bei unzureichender Wasserfüllung generierten Steuersignals ein Verblocken der Sonaranlage gegen Einschalten zumindest des Sendebetriebs und/oder ein Warnhinweis in akustischer oder optischer Form, z.B. auf dem Display des Bediengeräts, herbeigeführt werden kann. Damit wird ein unbeabsichtigtes Fehlverhalten des Operators am Bediengerät verhindert und Schaden an der Sonaranlage in wirtschaftlich erheblichen Größenordnungen verhindert.
• Zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hüllkörpers mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen 2 bis 4. Eine Sonaranlage mit Unterwasserantenne und dem diese einschließenden erfindungsgemäßen Hüllkörper ist in Anspruch 5 bis 7 angegeben.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Wasserfühler ein im Handel erhältlicher Infrarot-Sensor eingesetzt. Ein solcher Infrarot-Sensor erzeugt an seinem Ausgang ein Steuersignal, solange der optische Pfad zwischen Sender und Empfänger des Sensors nicht vom Wasser durchsetzt ist. Ein solcher Sensor ist robust, hat keine mit Wasser in Kontakt kommende, elektrische Komponenten und ist weitgehend störunanfällig.
• Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• 1 einen Querschnitt eines wassergefüllten Hüllkörpers mit einliegender Unterwasserantenne, schematisiert dargestellt,
• 2 ausschnittweise ein Blockschaltbild einer Sonaranlage mit einer Unterwasserantenne, einem Sendegenerator, Leistungsverstärkern und einer Antennen-Schutzvorrichtung.
• Der in 1 im Querschnitt schematisch dargestellte Hüllkörper 10 besitzt ein über mehr als 180° sich erstreckendes, akustisches Fenster 12 aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und ein das Fenster 12 auf dessen Ober-, Unter- und Rückseite umfassendes Befestigungsfundament 11, mit dem der Hüllkörper 10 bugseitig am Schiffsboden eines Überwasserschiffes, vertikal von dem Schiffsboden abstehend, befestigbar ist.
• Im Innern des strömungsoptimiert geformten Hüllkörpers 10 ist eine als sog. Zylinderbasis ausgebildete Unterwasserantenne 13 aufgenommen, die oben und unten am Befestigungsteil 11 abgestützt ist. Die Unterwasserantenne 13 weist in bekannter Weise einen zylinderförmigen Träger 14 und eine Vielzahl von auf dem Außenmantel des Trägers 14 angeordnete, elektroakustische Wandler 15 auf (2). Die Wandler 15 sind in vertikalen Reihen, sog. Staves, angeordnet und in Umfangsrichtung äquidistant über den Umfang verteilt platziert. Die Unterwasserantenne 13 ist das sog. Wetend einer Aktiv-Sonaranlage, und dient im Sendebetrieb der Sonaranlage als akustischer Sender und im Empfangsbetrieb der Sonaranlage als akustischer Empfänger. Zur akustischen Ankopplung der Unterwasserantenne 13 an das Seegebiet ist der Hüllkörper 10 vollständig mit Wasser gefüllt, wozu im Hüllkörper 10 eine hier nicht dargestellte verschließbare Einfüllöffnung vorgesehen ist.
• Die in 2 ausschnittweise im Blockschaltbild skizzierte Sonaranlage 25 weist einen Sendegenerator 16 zur Erzeugung elektrischer Sendesignale und eine Signalverarbeitung 20 für die Aufbereitung der Empfangssignale auf. Sendegenerator 16 und Signalverarbeitung 20 sind über Leistungsverstärker 17 an den elektroakustischen Wandlern 15 angeschlossen. Eine sog. Weiche sorgt im Sendemodus für die Einspeisung der verstärkten, elektrischen Sendesignale in die Wandler 15 und im Empfangsmodus für die Einspeisung der an den Wandlern 15 abnehmbaren, verstärkten elektrischen Ausgangssignale in die Signalverarbeitung 20. Die Sonaranlage 25 wird von einem Bediengerät 18 aus von einem Operator aktiviert bzw. deaktiviert, und aus der Signalverarbeitung 20 gewonnene Informationssignale, wie Zielort, Zielentfernung, Zielgeschwindigkeit etc., werden auf einem Monitor 19 angezeigt. Alle Funktionen der Sonaranlage werden von einer digitalen Steuerimpulselektronik 22 gesteuert, die auch die Ansteuerung des Bediengeräts 18 und Monitor 19 vornimmt und das MMI (Mensch/Maschinen-Interface) enthält.
• Für Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Unterwasserantenne 13 bei im Trockendock liegendem Überwasserschiff wird die Wasserfüllung des Hüllkörpers 10 abgelassen, so dass das Innere des Hüllkörpers 10 begehbar ist und Arbeiten an der Unterwasserantenne 13 ausgeführt werden können. Solange der Hüllkörper 10 entleert ist, darf der Sendebetrieb der Sonaranlage nicht aktiviert werden, da die große akustische Energie nicht ans Wasser abgegeben werden kann und zu einer Schädigung und Zerstörung der elektroakustischen Wandler 15 und/oder der Leistungsverstärker 17 führt. Zum Schutze der Unterwasserantenne 13 ist eine Schutzvorrichtung 24 vorgesehen, die dem Operator über die Steuerelektronik 22 an der Bedienkonsole 18 eine Information darüber gibt, ob der Hüllkörper 10 wassergefüllt ist oder nicht und ggf. das Einschalten des Sendemodus der Sonaranlage 25 blockiert. Die Schutzvorrichtung 24 weist einen im Körperinnern des Hüllkörpers 10 angeordneten Wasserfühler 21 auf, der so ausgebildet ist, dass er bei Unterschreiten eines minimalen Füllgrads des Hüllkörpers 10 ein Steuersignal generiert. Vorzugsweise wird als Wasserfühler 21 ein im Handel angebotener Infrarot-Sensor mit Sender und Empfänger verwendet, an dessen Ausgang ein Signal solange abnehmbar ist, wie der optische Pfad zwischen Sender und Empfänger nicht von Wasser durchsetzt ist. Alternativ kann als Wasserfühler 21 auch ein Schwimm- oder Druckschalter eingesetzt werden. Der Wasserfühler 21 ist vorzugsweise auf der Oberseite des Trägers 14 der Unterwasserantenne 13 angeordnet (1), kann jedoch im oberen Bereich des Befestigungsfundaments 11 oberhalb der Unterwasserantenne 13 angebracht werden. Der Signalausgang des Wasserfühlers 21 ist an der Steuerungselektronik 22 angeschlossen. Ein vom Wasserfühler 21 generiertes Steuersignal wird Steuersignal der Steuerungselektronik 22 zugeführt, die auf das Steuersignal hin ein Blockier- oder Sperrsignal an die Bedienkonsole 18 gibt, wodurch entweder das Aktivieren der Sonaranlage 25 zumindest für die Betriebsart "Senden" blockiert oder der Sendegenerator 16 gesperrt ist und/oder die Leistungsverstärker 17 inaktiv geschaltet werden. Der blockierte Status der Sonaranlage wird im Monitor 19 dem Operator sichtbar dargestellt. Zusätzlich kann noch eine akustische und/oder optische Warnvorrichtung 23 vorgesehen sein, die ebenfalls von der Steuerungselektronik 22 aktiviert wird und ein akustisches und/oder optisches Warnsignal ausgibt. Alternativ kann die Warnvorrichtung 23 auch direkt von dem Steuersignal am Ausgang des Wasserfühlers 21 aktiviert werden.
• Nach Abschluss der Reparaturarbeiten und nach Wiederbefüllung des Hüllkörpers 10 ändert sich der Signalausgang des Wasserfühlers 21, und die Sperrmodalitäten von Sonaranlage, Sendegenerator 16 und/oder Leistungsverstärker 17 sind aufgehoben.

Claims (7)

1. Hüllkörper zur Aufnahme einer Unterwasserantenne (13), insbesondere für Sonaranlagen, mit einer austauschbaren Wasserfüllung, dadurch gekennzeichnet, dass im Körperinnern ein Wasserfühler (21) angeordnet ist, der so ausgebildet ist, dass er bei Unterschreiten eines minimalen Füllgrads ein Steuersignal generiert.
2. Hüllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Füllgrad so festgelegt ist, dass zumindest die Unterwasserantenne (13) vollständig in die Wasserfüllung eingetaucht ist.
3. Hüllkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserfühler (21) ein Infrarot-Sensor ist.
4. Hüllkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserfühler (21) ein Schwimm- oder Druckschalter ist.
5. Sonaranlage mit einer Unterwasserantenne (13) und einem die Unterwasserantenne (13) aufnehmenden Hüllkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserfühler (21) Teil einer Antennen-Schutzvorrichtung (24) ist und mit seinem Signalausgang an eine Steuerungselektronik (22) angeschlossen ist, die so ausgebildet ist, dass sie auf das Steuersignal des Wasserfühlers (21) hin ein Blockier- oder Sperrsignal für einen Sendegenerator (16) oder für zwischen Sendegenerator (16) und Unterwasserantenne (13) angeordnete Leistungsverstärker (17) oder gegen das Einschalten der Sonaranlage, zumindest in deren Betriebsart "Senden" erzeugt.
6. Sonaranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen-Schutzvorrichtung (24) eine Warnvorrichtung (23) aufweist, die auf das Steuersignal des Wasserfühlers (21) oder auf das Blockier- oder Sperrsignal der Steuerungselektronik (22) hin ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt.
7. Sonaranlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockier- oder Sperrsignal eine optische Anzeige auf einem Monitor (19) einer Bedienkonsole (18) auslöst.