DE102004062126A1 - Unmanned underwater vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The The invention relates to an unmanned underwater vehicle in the preamble of claim 1 defined genus.
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.Self-propelled, Unmanned underwater vehicles are considered autonomous or remote controlled Vehicles to carry various tasks under water, so-called missions, used, such. to explore the seabed topography, for mine clearance and mine destruction. This will be similarly constructed vehicles depending on the requirement profile with different devices and Equipped components that, due to their function compelling in certain areas on the pressure hull must be attached. The arrangement and weight of the devices and components influence the trim position of the underwater vehicle significantly, so that different equipped Vehicles must be trimmed separately, so that the vehicle in Water takes a quasi-horizontal orientation and thus largely horizontally and roll stabilized.
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.Of the Invention is the object of an underwater vehicle of the type mentioned above to create a way in a simple constructive Determine the trim position of the underwater vehicle after entry, exit, or remodeling of for one given mission required equipment in quasi final assembly To be able to correct the condition.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.The Task is inventively by the features in claim 1 solved.
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.The Underwater vehicle according to the invention has the advantage that on the one hand with the help of the buoyancy means generated by the equipment Downforce on the underwater vehicle, causing a significant deterioration the trim position of the underwater vehicle would be compensated and on the other hand, an unexpectedly poor trim attitude of the underwater vehicle when changing or rebuilding the equipment again can be compensated. The accommodation of the buoyancy agent on pressure vessels is largely independent of the special position of the equipment or equipment in or on the pressure hull. In order to open also the possibility the underwater vehicle with extreme weight and volume to equip different equipment, without the pressure body change yourself, i.e. to adapt its volume to the weight of the equipment.
Zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.Expedient embodiments of the underwater vehicle according to the invention with advantageous developments and refinements of the invention result from the other claims.
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.According to one advantageous embodiment of the Invention are the buoyancy means in an existing on the pressure hull, flooded rear chamber arranged. This has the advantage that the Buoyancy means the performance of the vehicle, in particular the vehicle speed and do not negatively affect vehicle life. The flow resistance of the vehicle, its flow behavior and the flow on the pressure hull are not changed. It can the buoyancy means arranged in the rear chamber differ Depending on whether the vehicle is autonomous or wired, and in the latter case, whether it needs to take up the cable supply reel or only at the end of the cable.
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.According to one advantageous embodiment of the Invention, the buoyancy means at least one in the rear chamber used buoyancy body which has a density smaller than that of the water. By selecting the density of body material and the dimensions of the buoyant body may be one for the desired trim position the underwater vehicle required lift very accurately become.
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.at Vehicles, in the rear chamber a developable cable wrap a Data transmission cable is housed in accordance with one advantageous embodiment the invention of at least one buoyant body of the shape of the cable through the winding adjusted in the tail chamber released white space.
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.If the cable winding is designed as a coil in which the cable is wound on a hollow cylindrical coil carrier, the at least one buoyant body is advantageously formed as a hollow cylinder and inserted into the interior of the coil former or in a free space between the cable coil and the inner wall of the rear chamber. However, if the cable winding is spoolless, the cable being drawn off on the inside of the cable winding, then the at least one buoyancy body is hollow-cylindrical and accommodates the cable winding in its interior. In underwater vehicles, in which only the end of the data transmission cable is fixed and the unwindable cable reel is arranged on the control platform of the underwater vehicle platform, the at least one buoyancy body is cylindrical so that its cylinder jacket rests against the inner wall of the hollow chamber and at least one Part of the axial length of the hollow chamber extends. The buoyant body has a passage opening to Passing the data transmission cable and a recess for receiving an attacking on the data transmission cable strain relief.
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.at Underwater vehicles that work autonomously, so do not have one Data transmission cable with communicate the platform is, according to an advantageous embodiment the invention, the rear chamber sealed with a cover plate waterproof, so that the rear chamber forms an air-filled cavity. The correct trim position is determined by an appropriate dimensioning of the axial thickness scored the cover plate. Because the cover plate with a diameter reduced section protruding into the cavity, can through the Dimensioning the axial depth of this section both the volume of the cavity as well as the weight of the cover plate can be varied.
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.According to one advantageous embodiment of the Invention, the buoyancy means with at least one buoyant body one opposite the density of the water of smaller density on the outside on the pressure vessels is arranged. In this case, the buoyant body with respect to acting on the underwater body arranged output so arranged on the pressure body, that the buoyancy body as possible volume can be kept small.
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.According to one advantageous embodiment of the Invention are in the case that the drive unit of the underwater vehicle has a plurality of propeller drives arranged distributed in the outside of the pressure hull Output tubes with pipe end projecting propellers included are, are provided as buoyancy buoyancy sleeves, each on one of the drive tubes are pushed. Preferably, the buoyancy tubes with the same wall thickness executed and the required lift is determined by sizing the sum the axial length the buoyancy sleeves set.
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.has the drive unit port and starboard each two above the other arranged drive pipes, so are in accordance with an advantageous embodiment the invention, the buoyancy sleeves Run longer than the upper back and starboard drive tubes the pushed on the lower drive tubes buoyancy sleeves. By this constructive measure may be insufficient roll angle stability of the underwater vehicle be improved.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The The invention is based on embodiments shown in the drawing closer in the following described. Show it:
Das
in
Um
dem vom Kabelwickel
Im
Ausführungsbeispiel
der
Wie
in
In
Wie
in
Das
beschriebene Unterwasserfahrzeug mit Druckkörper
Wie
in der Schnittdarstellung in
Selbstverständlich kann
auch hier das Gewicht der Abdeckplatte
Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die in
Bei
den in
Da
die Propeller-Schutzvorrichtungen
Die
Veränderung
der Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs durch Anbau der Propeller-Schutzvorrichtungen
Das
in
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