-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur
Beobachtung von Unterwasserobjekten.
-
Die
Erfindung betrifft genauer die Beobachtung und die Zerstörung einer
Bodenmine oder einer Bojentaumine.
-
Das
Dokument
FR-A-2 750
946 beschreit einen Minentöter in Form eines kleinen Geräts, das eine
Zerstörungsladung
trägt.
Das Gerät
ist verbrauchbar, da es zum Zeitpunkt der Zerstörung der Mine zerstört wird,
und besitzt keinen Detektor, der ein Unterwasserobjekt erfassen
kann.
-
Es
ist auch das Dokument
EP-A-0
691 264 bekannt, das ein Unterwasserfahrzeug beschreibt, das
von einem Schiff an der Oberfläche
oder einem Luftschiff gesteuert wird, das auf abnehmbare Weise eine
Zerstörungseinheit
trägt,
die von einer Zwischenausrüstung
gebildet ist, die am Boden oder in einer Zwischentiefe zwischen
dem Boden und dem Objekt durch das Unterwasserfahrzeug, das vor
der Explosion der Ladung gesteuert wird, angeordnet wird, und die
auch von einem Gerät,
das die Ladung trägt,
gebildet ist, das ausgehend von der Zwischenausrüstung eingesetzt wird, die
einen Ankerungspunkt für
die Bewegungen des die Ladung tragenden Geräts darstellt, die vom Schiff
an der Oberfläche kontrolliert
werden.
-
Das
die Ladung tragende Gerät
ist an einen Steuerposten für
diese Bewegung und/oder die Zündung
der Ladung, die sich an Bord des Schiffes an der Oberfläche oder
des Luftschiffes befindet, durch ein Kabel zur Übertragung eines Fernsteuerbefehls, das
das Schiff an der Oberfläche
mit der Zerstörungseinheit
verbindet, ange schlossen. Das Fernsteuerkabel ist ein Fernkontrollkabel,
das außer
den Fernsteuerbefehlen Informationen überträgt, die von Detektoren geliefert
werden, und das aufgewickelt sein kann oder nach und nach von einer
Spule abgewickelt werden kann, die von einer Kabeltrommel getragen
wird, die selbst von dem Gehäuse
der Zwischenausrüstung
der Zerstörungseinheit
getragen wird.
-
Das
Unterwasserfahrzeug, das die Zerstörungseinheit trägt, wird
von dem Schiff an der Oberfläche
durch ein zweites Übertragungskabel,
Steuerkabel genannt, gesteuert, das von einer auf dem Schiff an
der Oberfläche
befindlichen Kabeltrommel abgewickelt oder auf diese aufgewickelt
werden kann.
-
Überdies
ist das die Ladung tragende Gerät mit
der Zwischenausrüstung
der Zerstörungseinheit durch
ein Verbindungskabel verbunden, dessen Länge derart gesteuert wird,
dass es die Bewegungen des die Ladung tragenden Geräts in Bezug
zur Zwischenausrüstung
kontrolliert. Eine solche Ausführung
ist somit relativ komplex im Einsatz in dem Maße, als sie zwei getrennte
Kabel erfordert, die vom Schiff an der Oberfläche ausgehen.
-
Das
Dokument
US 3 880 103 beschreibt
ein in die Luft ausziehbares Minensuchsystem, das ein Hubmodul,
das mit Sonargeräten
versehen ist, und ein Unterwasserfahrzeug umfasst, das über ein
Kabel mit dem Hubmodul verbunden und mit einer Kamera, die vorne
am Körper
des Fahrzeugs befestigt ist, und mit an den Seiten befestigten Triebwerken versehen
ist. Das Unterwasserfahrzeug umfasst einen Betätigungsarm, dessen vom Fahrzeug
entferntes Ende mit einem Werkzeug versehen ist. Es ist nicht vorgesehen,
dass der Betätigungsarm
einen Detektor tragen kann. Es ist nicht vorgesehen, dass das Unterwasserfahrzeug
einen Detektor für
Unterwasserobjekte umfasst.
-
Die
Erfindung soll die Nachteile der oben erwähnten Systeme beseitigen.
-
Die
Erfindung schlägt
eine Vorrichtung vor, die sowohl eine korrekte Identifizierung als
auch eine hohe Sicherheit bietet. Nun erfordert die korrekte und zuverlässige Identifizierung
eine Annäherung
an das Unterwasserobjekt, das eine Mine sein kann, auf geringe Distanz.
Die mögliche
Zerstörung
setzt den Einsatz einer Explosionsladung in unmittelbarer Nähe des Unterwasserobjekts
unter Berücksichtigung
der Tatsache voraus, dass die modernen Minen immer besser vor den
Explosionen durch Einwirkung geschützt sind und somit im Allgemeinen
die Anbringung der Explosionsladung in direktem Kontakt mit der
Mine erfordern. Die modernen Minen sind auch mit Detektoren ausgestattet,
die das Unterwasserfahrzeug erfassen und die Explosion der Mine
und die Zerstörung
des Unterwasserfahrzeugs hervorrufen können. Die Sicherheit des Unterwasserfahrzeugs
ist umso besser gewährleistet,
als der Abstand zum Unterwasserobjekt groß ist.
-
Die
früher
vorgeschlagenen Lösungen
sind im Allgemeinen kostspielig und heikel im Einsatz auf Grund
der Vielzahl der eingesetzten Fahrzeuge oder Geräte, die ihre Steuerung schwierig
macht, insbesondere in unruhigen oder stürmischen Gewässern.
-
Die
Vorrichtung zur Beobachtung von Unterwasserobjekten ist nach einem
Aspekt der Erfindung von dem Typ, umfassend einen Körper, Antriebsmittel,
mindestens eine Sensoreinrichtung, die in der Lage ist, ein Unterwasserobjekt
zu erfassen, eine Einrichtung zur Identifi zierung des Unterwasserobjekts
und ein ausziehbares Element, das vom Körper getragen wird und mit
einem zum Körper
beweglichen Ende versehen ist, wobei mindestens eine Sensoreinrichtung
am beweglichen Ende des ausziehbaren Elements angeordnet ist, damit
der Körper
vom Unterwasserobjekt entfernt bleiben kann, während sich die Sensoreinrichtung
dem Unterwasserobjekt annähert.
Das bewegliche Ende kann sich somit vom Körper der Vorrichtung entfernen,
der in einem Sicherheitsabstand bleibt, was die Gefahr eines Aufpralls
des Körpers
am Unterwasserobjekt verringert. Insbesondere wenn das Unterwasserobjekt
eine Mine ist, wird die Gefahr der Erfassung der Vorrichtung durch
einen Sensor der Mine verringert, wodurch die Wahrscheinlichkeit
des Überlebens
der Vorrichtung und einer Wiederverwendung wesentlich größer wird.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Angriffseinrichtung,
die am beweglichen Ende des ausziehbaren Elements angeordnet ist.
Die Angriffseinrichtung kann eine abwerfbare Zerstörungsladung
umfassen. Die Zerstörungsladung
kann bei dem Unterwasserobjekt angeordnet und von der Vorrichtung
getrennt sein, die sich nun entfernen und die Zerstörungsladung
aus der Ferne beispielsweise durch ein akustisches Signal betätigen kann.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Sonargerät, das am
beweglichen Ende des ausziehbaren Elements angeordnet ist.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Kamera, die am beweglichen
Ende des ausziehbaren Elements angeordnet ist. Das Ausgangssignal
der Kamera kann an den Körper
der Vorrichtung durch eine Drahtverbindung übertragen werden. Eine automatische
Ana lyse- und Identifizierungseinheit kann an Bord des Körpers der Vorrichtung
eingebaut sein, um eine Bildanalyse und eine automatische Identifizierung
des Unterwasserobjekts durchzuführen.
Die Vorrichtung kann nun die Identifizierung des Unterwasserobjekts
an eine weitere Vorrichtung, beispielsweise ein Schiff an der Oberfläche oder
ein Luftschiff, über
eine Draht-, Akustik-, Funkverbindung, usw. übertragen. Ein an Bord der
anderen Vorrichtung eingebauter Operator kann nun eine Angriffsentscheidung
auf das Unterwasserobjekt treffen oder nicht. Alternativ wird die Entscheidung
für Angriff
oder nicht automatisch an Bord der anderen Vorrichtung getroffen,
die mit einer taktischen Steuereinheit ausgestattet ist, oder an Bord
der Zerstörungsvorrichtung,
die mit einer taktischen Steuereinheit, die mit der Analyseeinheit
verbunden ist, ausgestattet ist. Alternativ kann das Ausgangssignal
der Kamera an die andere Vorrichtung übertragen werden, die die Bildanalyse
und die Entscheidungsfindung durchführt. Die Kamera kann dem Unterwasserobjekt
für eine
sicherere Identifizierung angenähert
werden, wobei eine geringe Explosionswahrscheinlichkeit der Mine
aufrechterhalten wird.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit für die Antriebsmittel
und das ausziehbare Element, wobei die Steuereinheit mit der Kamera
verbunden ist, um eine visuelle Regelung durchzuführen. Die
Vorrichtung kann sich somit in einer gewünschten Position in Bezug zu
dem Unterwasserobjekt halten.
-
Vorzugsweise
ist das ausziehbare Element teleskopisch. Im eingezogenen Zustand
kann das ausziehbare Element entlang des Körpers, insbesondere in einem
konkaven Abschnitt des Körpers,
verstaut werden, um einen geringeren Fortbewegungswiderstand zu
bieten und die Steuerung der Vorrichtung zu erleichtern.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung ist das ausziehbare Element vertikal und seitlich
zum Körper
ausrichtbar. Die Steuerung des ausziehbaren Elements in Bezug zum
Unterwasserobjekt ist einfach und flexibel. Der Körper der
Vorrichtung kann gegenüber
einem Wasserstrom gehalten werden, woraus sich eine gute Stabilität ergibt,
und das ausziehbare Element kann seitlich zum Unterwasserobjekt
erweitert werden.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung umfasst das ausziehbare Element Lagesensoren für die lineare
und/oder Winkelposition, die es ermöglichen, die Position des beweglichen
Endes des ausziehbaren Elements zu bestimmen, insbesondere die Position
in Bezug zum Körper
der Vorrichtung oder zu einem Bezugspunkt des Körpers.
-
Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Beobachtung von Unterwasserobjekten,
bei dem sich ein Tauchgerät
mit Eigenantrieb einem Unterwasserobjekt in einem Sicherheitsabstand
nähert, dann
ein vom Körper
des Geräts
getragenes ausziehbares Element ausgezogen wird, so dass sich ein
Ende des ausziehbaren Elements, das in Bezug zum Körper beweglich
ist, dem Unterwasserobjekt in einem geringern Abstand als dem Sicherheitsabstand
nähert,
wobei ein Relokalisierungsschritt durch eine Sensoreinrichtung,
die am beweglichen Ende des ausziehbaren Elements angeordnet ist,
durchgeführt
wird, wobei dann ein Schritt der Identifizierung des Unterwasserobjekts
eingesetzt wird.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung wird ein Bildaufnahmegerät dem Unterwasserobjekt angenähert.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung wird die Position des Endes des ausziehbaren Elements in
Bezug zum Körper
des Geräts
erfasst.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung wird die Steuerung der Position des Körpers und
der Position des Endes des ausziehbaren Elements an Bord des Geräts ausgearbeitet.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung wird die Steuerung der Position des Körpers und
der Position des Endes des ausziehbaren Elements an Bord einer anderen
Vorrichtung, die von dem Gerät
entfernt ist, ausgearbeitet.
-
Bei
einer Ausführungsart
der Erfindung trägt das
Ende des ausziehbaren Elements eine Zerstörungsladung, wirft dann die
Zerstörungsladung
bei Kontakt mit dem Unterwasserobjekt oder in unmittelbarer Nähe des Unterwasserobjekts
ab, entfernt sich das Gerät
dann von dem Unterwasserobjekt und steuert dann aus der Ferne die
Explosion der Zerstörungsladung.
-
Die
vorliegende Erfindung wird durch die Studie der detaillierten Beschreibung
einiger Ausführungsarten
besser verständlich,
die als nicht einschränkende
Beispiele angeführt
sind und durch die beiliegenden Zeichnungen dargestellt werden,
wobei:
-
1 eine
schematische Ansicht ist, die eine Anordnung zur Beobachtung von
Unterwasserobjekten nach einem Aspekt der Erfindung darstellt;
-
2 eine
schematische Ansicht eines späteren
Einsatzschrittes der in 1 dargestellten Anordnung ist;
-
3 eine
Variante der 1 ist;
-
4 eine
Variante der 2 ist;
-
5 eine
Seitenansicht des Unterwasserfahrzeugs ist;
-
6 eine
Draufsicht des Unterwasserfahrzeugs der 5 ist;
-
7 eine
Draufsicht des Unterwasserfahrzeugs aus 5 in Beobachtungsposition
ist;
-
8 eine
Seitenansicht des Unterwasserfahrzeugs der 7 ist; und
-
9 eine
Detailansicht des Endes des ausziehbaren Elements ist.
-
Wie
in den 1 und 2 zu sehen ist, setzt ein Schiff 1 an
der Oberfläche
ein Unterwasserfahrzeug 2 mit Hilfe eines Verbindungskabels 3 ein, das
die Übertragung
von Informationen zwischen dem Schiff 1 und dem Unterwasserfahrzeug 2 gewährleistet,
insbesondere von Erfassungsinformationen, wie beispielsweise visuellen
Bildern oder Sonarinformationen, Positionsinformationen und Steuerinformationen.
-
Das
Unterwasserfahrzeug 2 umfasst einen länglichen Körper 4, in dem sich
Speicherbatterien für
elektrische Energie 5 befinden, eine Antriebsteuereinheit 6,
die mit Mitteln zur Bestimmung der Position des Unterwasserfahrzeugs 2 und
Steuermitteln für
den Antriebsmotor versehen ist, ein Sonargerät 7, das vorne am
Körper 4 angeordnet
ist, und eine Einheit zur Identifizierung 8 von Unterwasserobjekten.
-
Das
Unterwasserfahrzeug 2 umfasst ferner ein ausziehbares Element 9,
das in einer unter dem Körper 4 befestigten
Lagerung 10 angeordnet ist. Das ausziehbare Element 9 kann
in Form einer Teleskopstange vorhanden sein, die mit Hilfe von Betätigungsmitteln,
wie beispielsweise elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen
Zylindern, verschiebbar ist. Das ausziehbare Element 9 wird
ebenfalls von der Steuereinheit 8 gesteuert.
-
In 1 befindet
sich das ausziehbare Element 9 in der verstauten Position,
wobei es zur Gänze
in der Lagerung 10 angeordnet ist, um einen minimalen Luftwiderstand
zu bieten.
-
In 2 ist
das ausziehbare Element 9 in ausgezogener Position dargestellt,
in der es eine wesentlich größere Länge als
in der verstauten Position hat. Das ausziehbare Element 9 kann
zu diesem Zweck mit einer Vielzahl von Abschnitten 9a versehen
sein, die ineinander gesteckt werden. Es ist ferner verständlich,
dass das ausziehbare Element 9 mit einer Vielzahl von Betätigungselementen
versehen ist, unter anderem mindestens einem Betätigungselement zur Längensteuerung,
mindestens einem Betätigungselement
zur Peilwinkelsteuerung und einem Betätigungselement zur Standortsteuerung.
-
Das
ausziehbare Element 9 umfasst ein Ende 11, das
sich gegenüber
der Lagerung 10 in der in 2 dargestellten
ausgezogenen Position und in der Lagerung 10 in der 1 dargestellten
verstauten Position befindet.
-
Triebgondeln 12 sind
beiderseits des Körpers 4 befestigt
und umfassen jeweils einen Motor 13, der eine stromlinienförmige Spirale 14 antreibt. Vier
Stabilisierungsflügel 15 sind
ebenfalls hinten am Körper 4 befestigt.
Natürlich
können
andere Anordnungen von Triebwerken und Stabilisatoren verwendet
werden.
-
Das
Unterwasserfahrzeug 2, das mit dem Schiff 1 durch
das Kabel 3 verbunden ist, kann sich so unter Wasser bewegen,
eine Mine 16 mittels des Sonargeräts 7 erfassen, dann,
wobei es einen Mindestabstand, genannt Sicherheitsabstand, zur Mine 16 einhält, das
ausziehbare Element 9 einsetzen, dessen Teleskopabschnitte 9a die
Verlängerung
ermöglichen,
so dass das freie Ende 11 des ausziehbaren Elements 9 in
unmittelbare Nähe
der Mine 16 gelangt. Die maximale Länge des ausziehbaren Elements 9 kann
ungefähr
15 Meter betragen. In 2 tragen die von dem Sonargerät 7 entsandten
Wellen das Bezugszeichen 17.
-
Wie
insbesondere in 9 dargestellt ist, umfasst das
ausziehbare Element 9 ein kugelförmiges Gehäuse 18, das mit einem
transparenten vorderen Ende 18a, einer Kamera 19,
die im kugelförmigen Gehäuse 18 angeordnet
ist, und einer abwerfbaren Zerstörungsladung 20,
die auf einer Seite des kugelförmigen
Gehäuses 18 vorgesehen
ist, versehen ist. Das ausziehbare Element 9 ist so mit
Mitteln zur Beobachtung des Unterwasserobjekts sowie mit Zerstörungsmitteln
ausgestattet. Die Kamera 19 kann entlang einer oder zweier
Achsen ausrichtbar sein, um die Anzeige von Unterwasserobjekten,
wie der Mine 16, und die Positioniersteuerung des ausziehbaren Elements 9 zu
vereinfachen, insbesondere wenn das Ende 11 der Mine 16 angenähert ist,
wenn Bilder von der Mine 16 durch die Kamera 19 aufgenommen
werden, dann wenn die Zerstörungsladung 20 mit
der Mine 16 in Kontakt gebracht wird. Die Kamera 19 ist mit
der Identifizierungseinheit 8 durch ein Datenübertragungskabel,
das nicht dargestellt ist, verbunden. Die Identifizierungseinheit 8 führt eine
Analyse der von der Kamera 19 erhaltenen Bilder und eine
Identifizierung der Mine 16 beispielsweise durch Vergleich
mit einer Datenbasis von Minenbildern durch.
-
Optional
kann das Ende 11 des ausziehbaren Elements 9 mit
einem Sonargerät,
das nicht dargestellt ist, versehen sein, insbesondere einem Sonargerät zur Identifizierung
von Unterwasserobjekten, das ein akustisches Bild aufnehmen kann,
beispielsweise ein Hochfrequenzsonargerät, auch akustische Kamera genannt.
Ferner ist die Identifizierungseinheit 8 mit der Steuereinheit 6 verbunden,
um eine visuelle Regelung am Unterwasserobjekt vornehmen zu können, die
es ermöglicht,
das Unterwasserobjekt im Feld der Kamera 19 durch eine
geeignete Betätigung
der Antriebsmittel 12 des Unterwasserfahrzeugs 2,
der Betätigungselemente
des ausziehbaren Elements 9 und der Betätigungselemente zur Ausrichtung
der Kamera 19 zu halten. Die Identifizierungseinheit 8 umfasst
eine Recheneinheit, Speichermittel, einen Kommunikationsbus, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse und
eine Software zur visuellen Regelung, die Sollwerte ausarbeitet,
die an die Steuereinheit 6 gesandt werden, um das Unterwasserobjekt
in dem Feld der Kamera 19 zu halten.
-
Nach
einer Erfassung eines Unterwasserobjekts durch andere Mittel, beispielsweise
ein Sonargerät
eines Schiffes an der Oberfläche,
ein durch ein Schiff an der Oberfläche gezogenes Sonargerät oder einen
Helikopter, wird die Vorrichtung zur Beobachtung von Unterwasserobjekten
zu Wasser gelassen und in einen Sicherheitsabstand zum Unterwasserobjekt
gebracht, insbesondere durch Fernsteuerung, manuelle oder automatische
Steuerung oder durch ein entferntes System, im Allgemeinen das Schiff, das
das Zuwasserlassen der Beobachtungsvorrichtung vorgenommen hat.
Die Beobachtungsvorrichtung kann mit Hilfe eines Sonargeräts des entfernten Systems
geführt
werden. Gegebenenfalls ist die Beobachtungsvorrichtung gegen den
Wasserstrom ausgerichtet, um eine zufrieden stellende Stabilität und Manövrierbarkeit
zu bewahren. Das ausziehbare Element wird nun teilweise ausgezogen,
dann erfolgt ein Abtasten durch Drehung der Kamera um ihre Drehachsen,
um das Unterwasser objekt in dem Kamerafeld zu erfassen. Im Falle
eines Scheiterns kann das Ausziehen des ausziehbaren Elements verstärkt oder
das ausziehbare Element hinsichtlich seines Standortes und/oder
Peilwinkels verschoben werden, um das Unterwasserobjekt zu relokalisieren, d.h.
seinen Standort wiederzufinden. Wenn das Unterwasserobjekt in dem
Feld der Kamera erfasst ist, erfolgt eine Feinregelung der Ausrichtung
und eines Zooms der Kamera. Es kann nun zum Modus der visuellen
Regelung übergegangen
werden, um das automatische Halten des Unterwasserobjekts im Feld der
Kamera zu gewährleisten.
Als Variante erfolgt die Regelung mit Hilfe eines Sonargeräts, das
auf dem Körper 4 oder
am Ende 11 des ausziehbaren Elements montiert ist, oder
auch mit Hilfe eines Ultraschalsensors oder Tastfühlers.
-
Als
Variante ist die Vorrichtung zur Beobachtung und Zerstörung von
Unterwasserobjekten in Form eines Schiffes an der Oberfläche vorhanden, das
mit denselben Mitteln ausgerüstet
ist, nämlich
einer ausziehbaren Stange, die eine Bildaufnahme und ein Ablegen
der Zerstörungsladung
in unmittelbarer Nähe
eines Unterwasserobjekts ermöglicht,
während das
Schiff von dem Unterwasserobjekt entfernt bleibt.
-
Bei
der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsart
ist das Schiff 1 mit einem Sender/Empfänger 21 von akustischen
Signalen versehen. Das Unterwasserfahrzeug 2 ist mit einem
Sender/Empfänger
von akustischen Signalen 22 versehen, der im Körper 4 angeordnet
ist und durch akustische Wellen mit dem Sender/Empfänger 21 kommunizieren
kann. Es kann auch das Kabel 3, das zwischen dem Schiff 1 und
dem Unterwasserfahrzeug 2 angeordnet ist, weggelassen und
eine Ferndatenkommunikation zwischen dem Schiff 1 und dem
Unterwasserfahrzeug 2, insbesondere von Identifizierungs-
oder Bilddaten, ermöglicht
werden.
-
Dank
der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Beobachtung von Unterwasserobjekten
verwirklicht, die für
verschiedne Unterwasserarbeiten geeignet ist, wie beispielsweise
die Identifizierung und Zerstörung
von Minen, die Kontrolle von Leitungen oder Kabeln, Schweißarbeiten,
usw., und zwar unter erhöhten
Sicherheitsbedingungen dank des Sicherheitsabstandes, der zwischen
dem Körper
der Beobachtungsvorrichtung und dem beobachteten Unterwasserobjekt
eingehalten wird.