EP3568346A1 - Device and method for controlling an underwater vehicle - Google Patents

Device and method for controlling an underwater vehicle

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EP3568346A1
EP3568346A1 EP18700846.1A EP18700846A EP3568346A1 EP 3568346 A1 EP3568346 A1 EP 3568346A1 EP 18700846 A EP18700846 A EP 18700846A EP 3568346 A1 EP3568346 A1 EP 3568346A1
Authority
EP
European Patent Office
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depth
acceleration
speed
trim
keel
Prior art date
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Application number
EP18700846.1A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP3568346B8 (en
EP3568346B1 (en
Inventor
Hans Jürgen Dr. BOHLMANN
Manuel Scharmacher
Tim Klusmeier
Sönke Markmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Marine Systems GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3568346A1 publication Critical patent/EP3568346A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3568346B1 publication Critical patent/EP3568346B1/en
Publication of EP3568346B8 publication Critical patent/EP3568346B8/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/22—Adjustment of buoyancy by water ballasting; Emptying equipment for ballast tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/20—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using models or simulation, e.g. statistical models or stochastic models
    • 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
    • B63G8/14—Control of attitude or depth

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling an underwater vehicle, wherein the device is designed for carrying out a method for determining hydrodynamic coefficients of an underwater vehicle.
  • the z-direction is the direction perpendicular to the longitudinal axis of the submarine, with positive values pointing downwards.
  • the y-direction is the direction transverse to the longitudinal axis of the submarine, with positive values pointing to starboard.
  • the propulsion speed which corresponds to the speed u, which the boat at the current propeller speed in advance driving on even
  • the coefficient for describing the normal force Z as a function of a dimensionless value the coefficient describing the normal force Z as a function of the product u ⁇ w, a dimensionless value, the coefficient describing the normal force Z as a function of the product u ⁇ ⁇ w ⁇ , a dimensionless value, the coefficient of description the normal force Z as a function of
  • hydrodynamic torque about the y-axis also called ramming moment
  • the coefficient for describing the ramming moment M a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of u ⁇ w, a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of u
  • the object of the invention is to provide a device, wherein the device with a method determines the hydrodynamic coefficients on a real submarine and uses them for precise control.
  • the inventive device for controlling an underwater vehicle has at least one front hydroplane and at least one rear depth rudder.
  • the underwater vehicle has at least one first ballast tank and at least one first trim tank and at least one second trim tank.
  • the control device has means for controlling the at least one front depth rudder, the at least one rear depth rudder, the at least one first ballast tank, the at least one first trim tank and the at least one second trim tank.
  • the device is designed to carry out a first operating state and to carry out a second operating state, wherein the device automatically performs a method for determining hydrodynamic coefficients in the first operating state and controls the underwater vehicle according to a predetermined course in the second operating state, wherein in the second operating state the first Operating state specific hydrodynamic coefficients are used.
  • the method for determining hydrodynamic coefficients comprises the following steps:
  • steps a) to I) are carried out in any order.
  • the step m) is carried out after the steps a) to I).
  • a pitch angle ⁇ of the submarine is from -1 ° ⁇ ⁇ + 1 °, preferably from -0.2 ° ⁇ ⁇ + 0.2 °, particularly preferably from -0.05 ° ⁇ ⁇ + 0.05 ° to understand.
  • the pitch angle is the angle between the longitudinal axis of the submarine and the projection of the longitudinal axis of the submarine into the plane and thus reflects the inclination in the z direction.
  • a pitch angle ⁇ of the submarine of
  • Acceleration-free travel is understood to mean an operating mode in which the boat moves at a constant speed, wherein constant is to be regarded as constant within the scope of the detection accuracy and control accuracy.
  • the various first speeds and second speeds are indicated by the index /.
  • / 1 for the first first speed and the first second speed
  • i 2 for the second first speed and the second second speed.
  • the measured values for the trips are evaluated with a flat keel.
  • the measured values obtained in steps a) to d) are used as a function of
  • regression lines give as limits for u -> co the rear depth rudder angle ⁇ sn and front rudder angle 5 b, n for the so-called buoyancy and torque-free ride. Only the limit values are evaluated here.
  • the filling volume of the control cell a dimensionless value, the trim cell filling, wherein the trimming moment M
  • the rudder angle is measured according to FIG and become the values and determined.
  • the coefficients result from this as mean values.
  • the z-component of the boat's center of gravity including flooded clearances for the state of buoyancy-free and torque-free travel; the z-coordinate of the center of gravity of the displacement in the boat
  • the determination takes place from the measured data by means of multilinear regression using the variables already known from a).
  • Stability lever arm z GB determined.
  • steps a) to d) are performed in addition to steps a) to d): n) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at a third first speed and a first first trim position,
  • first speeds in particular a total of five to eight first speeds, particularly preferably six first speeds.
  • further second velocities in particular a total of four to eight second velocities, particularly preferably five second velocities, are used.
  • the first velocities are selected from the range from 4 kN to 25 kN, preferably from the range from 5 kN to 20 kN, particularly preferably from the range from 6 kN to 15 kN.
  • the second velocities are selected from the range from 4 kN to 25 kN, preferably from the range from 5 kN to 20 kN, particularly preferably from the range from 6 kN to 14 kN.
  • an angle of + 15 ° to + 25 °, in particular + 18 ° to + 22 ° is selected as the first front rudder position and that as the second front rudder position an angle of -15 ° up to - 25 °, in particular from - 18 ° to - 22 °.
  • the method is carried out such that the diving depth is chosen such that at least 25 m, preferably at least 50 m, more preferably at least the length of the submarine, water above the submarine and at least 25 m , preferably at least 50 meters, most preferably at least the length of the submarine, are water below the submarine.
  • This method determines the hydrodynamic coefficients in the uninfluenced deep water area.
  • the method is carried out such that the immersion depth is selected such that less than 25 m, preferably less than 15 m, water above the submarine and at least 25 m, preferably at least 50 m, most preferably least the length of the submarine are water under the submarine.
  • This method determines the hydrodynamic coefficients in the near-surface region and is important, for example, for snorkeling. This method is preferably used in addition to the determination in the uninfluenced deep water area.
  • the method is carried out such that the diving depth is chosen such that at least 25 m, preferably at least 50 m, more preferably at least the length of the submarine, water above the submarine and less than 25 m, preferably less than 15 m, are water under the submarine.
  • This method determines the hydrodynamic coefficients in the baseline area and is important, for example, for submerged cruises in shallow water. This method is preferably used in addition to the determination in the uninfluenced deep water area.
  • the speed u of the submarine, the front depth rudder angle of the rear depth rudder angle, the volume change of the trim tanks and the volume change of the control cell are detected during the acceleration-free rides.
  • the rotational speed n of the screw and the trim angle 6> are additionally recorded during the acceleration-free travel.
  • the roll angle und and volume change of the ballast tank are additionally respectively determined during acceleration-free travel detected.
  • the weight distribution in the submarine is kept constant until the targeted changes during the process. In particular, care is taken to ensure that the crew does not change their position, as this leads to undetectable mass shifts and thus reduces the measurement accuracy of the method.
  • step m the coefficients
  • V CT1 and V CT2 Fill volume of the control cell V CT1 and V CT2> the trim cell fillings V TT1 and V TT2 and the rudder angles for buoyancy and torque-free travel.
  • the first first trim layer and the second first trim layer are selected differently by 500 kNm ⁇ 50 kNm.
  • steps e) and I) a first second trim layer and a second second trim layer are selected, wherein the first second trim layer and the second second trim layer are selected differently by 1000 kNm ⁇ 100 kNm ,
  • step m) the coefficients and
  • the stability lever arm determines z rD .
  • flow forces at rudder and hull Since the flow forces in submerged travel increase with the square of the driving speed, while the static forces remain constant, there is the possibility of determining the flow forces or hydrodynamic coefficients from the compensation of known statically induced weight forces with previously unachieved accuracy. All measuring runs are carried out at different constant speeds and different predetermined trim angles of the boat by appropriate laying of front and rear depth rudder at constant depth. This results in the ability to determine hydrodynamic coefficients depending on the depth of the boat or the distance of the boat to the water surface.
  • the device is designed to change during operation in the second operating state at a suitable predetermined course in the first operating state.
  • the invention in another aspect, relates to a method of automatically controlling an underwater vehicle, the method of automatically controlling an underwater vehicle comprising a method of determining hydrodynamic coefficients and a method of calculating the control measures.
  • the automatic control method includes the following steps:
  • step II control of the underwater vehicle using the hydrodynamic coefficients determined in step I).
  • the method for determining hydrodynamic comprises the following steps:
  • steps a) to I) are carried out in any order.
  • the step m) is carried out after the steps a) to I).
  • step II) the control behavior of the underwater vehicle predicted with the hydrodynamic coefficients agrees with the real control behavior of the underwater vehicle.
  • step I) is carried out again in the event of a deviation in the control behavior.
  • step II) it is checked in step II) whether step I) can be carried out within a predefined control specification.
  • step I) a change to step I) can be prevented in step II).
  • step I) of the method can not be used during the modes of crawl and combat.
  • Fig. 1 the angles and sizes are shown using the example of a submarine with a rudder.

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Abstract

The invention relates to a device and a method for controlling an underwater vehicle, the device being designed to carry out a method for determining hydrodynamic coefficients of an underwater vehicle through acceleration free travel.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Unterfasserfahrzeugs  Device and method for controlling an underrunning vehicle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten eines Unterwasserfahrzeugs ausgebildet ist. The invention relates to a device and a method for controlling an underwater vehicle, wherein the device is designed for carrying out a method for determining hydrodynamic coefficients of an underwater vehicle.
Derzeit verwenden Unterwasserfahrzeuge, insbesondere Unterseeboote, Vorrichtungen, um die Tiefe des Unterwasserfahrzeugs konstant zu halten. Alle weiteren Steuervorgänge werden manuell durch die Mannschaft vorgenommen, wodurch es darauf ankommt, dass die Mannschaft aus Erfahrung die richtigen Steuervorgänge vornimmt, um den gewünschten Kurs zu fahren. Currently underwater vehicles, especially submarines, use devices to keep the depth of the submersible constant. All other controls are done manually by the crew, which requires that the team of experience make the proper controls to drive the desired course.
Eine Automatisierung ist kaum möglich, da die exakte Beschreibung der wirkenden Kräfte komplex ist und präzise Kenntnis der hydrodynamischen Koeffizienten voraussetzt. Diese können jedoch theoretisch für den konkreten Einzelfall nur bei Kenntnis aller Parameter berechnet werden, wobei die Kenntnis aller Parameter praktisch nie gegeben ist. Außerdem können sich diese Koeffizienten während eines Einsatzes oder zwischen Einsätzen verändern. Beispielsweise kann bei einem Unterwasserfahrzeug mit einer Verdrängung von etwa 2000 Tonnen bereits eine Gewichtsveränderung beziehungsweise Gewichtsverlagerung von 200 kg eine merkbare Veränderung der hydrodynamischen Koeffizienten bewirken. Automation is hardly possible because the exact description of the acting forces is complex and requires precise knowledge of the hydrodynamic coefficients. However, these can theoretically be calculated for the specific case only with knowledge of all parameters, with the knowledge of all parameters is practically never given. In addition, these coefficients may change during use or between operations. For example, in a submersible with a displacement of about 2000 tons, a weight change of 200 kg may already cause a noticeable change in the hydrodynamic coefficients.
Bei stationärer Fahrt eines Unterseeboots ist insbesondere die auf das Boot wirkende Normalkraft gleich null. Diese wird durch die folgende Gleichung beschrieben: In stationary travel of a submarine, in particular, the normal force acting on the boat is equal to zero. This is described by the following equation:
Ebenso gilt für die bei stationärer Fahrt am Boot, dass die angreifenden Trimmmomente gleich null sind. Dieses beschreibt die folgende Gleichung: Die z-Richtung ist die Richtung senkrecht zur Längsachse des Unterseebootes, wobei positive Werte nach unten zeigen. The same applies to the stationary ride on the boat that the attacking trim moments are equal to zero. This describes the following equation: The z-direction is the direction perpendicular to the longitudinal axis of the submarine, with positive values pointing downwards.
Die y-Richtung ist die Richtung quer zur Längsachse des Unterseebootes, wobei positive Werte nach steuerbord zeigen. Hierbei ist: der hintere Tiefenruderwinkel,  The y-direction is the direction transverse to the longitudinal axis of the submarine, with positive values pointing to starboard. Where: the rear depth rudder angle,
der vordere Tiefenruderwinkel,  the front depth rudder angle,
der Anstellwinkel des Unterseeboots,  the angle of attack of the submarine,
der Driftwinkel des Unterseeboots,  the drift angle of the submarine,
ein Faktor für Ruder, bei X-Ruder = 4, bei Kreuzruder = 1, das Verhältnis— ,  a factor for rudder, with X rudder = 4, with rudder = 1, the ratio,
das Gewicht des Unterseeboots einschließlich gefluteter Freiräume,  the weight of the submarine including flooded clearances,
ein dimensionsloser Wert, der Formauftrieb des Unterseeboots,  a dimensionless value, the uplift of the submarine,
ein dimensionsloser Wert, der Ursprung des bootsfesten Koordinatensystems,  a dimensionless value, the origin of the boat-fixed coordinate system,
die Länge des Unterseeboots,  the length of the submarine,
die Dicht des umgebenden Wassers,  the seal of the surrounding water,
die Erdbeschleunigung,  the gravitational acceleration,
die Geschwindigkeit des Unterseeboots bei Fahrt durch das Wasser, die Geschwindigkeitskomponente in x-Richtung,  the speed of the submarine when traveling through the water, the velocity component in the x-direction,
die Geschwindigkeit des Unterseeboots bei stationärer Fahrt durch das Wasser the speed of the submarine while stationary through the water
für einen frei wählbaren Referenzfahrtzustand, die Propulsionsgeschwindigkeit, welche der Geschwindigkeit u entspricht, die das Boot bei der momentanen Propellerdrehzahl bei Vorausfahrt auf ebenemfor a freely selectable homing condition, the propulsion speed, which corresponds to the speed u, which the boat at the current propeller speed in advance driving on even
Kiel mit Nullruderlagen erreichen würde, ein dimensionsloser Wert, Would reach Kiel with zero rudder, a dimensionless value,
die Geschwindigkeitskomponente in y-Richtung quer zum Unterseeboot, ein dimensionsloser Wert,  the velocity component in the y-direction across the submarine, a dimensionless value,
die Geschwindigkeitskomponente in z-Richtung normal zum Unterseeboot, ein dimensionsloser Wert,  the velocity component in the z-direction normal to the submarine, a dimensionless value,
die Hydrodynamische Kraft in z-Richtung,  the hydrodynamic force in z-direction,
der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von dem Produkt u■ w, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von dem Produkt u■ \w\, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von the coefficient for describing the normal force Z as a function of a dimensionless value, the coefficient describing the normal force Z as a function of the product u ■ w, a dimensionless value, the coefficient describing the normal force Z as a function of the product u ■ \ w \, a dimensionless value, the coefficient of description the normal force Z as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the normal force Z as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the normal force Z as a function of
ein dimensionsloser Wert, a dimensionless value,
der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von the coefficient for describing the normal force Z as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the normal force Z as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the normal force Z as a function of
ein dimensionsloser Wert, das hydrodynamische Drehmoment um die y-Achse, auch Stampfmoment genannt,  a dimensionless value, the hydrodynamic torque about the y-axis, also called ramming moment,
der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von u■ w, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von uthe coefficient for describing the ramming moment M, a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of u ■ w, a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of u
\w\, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von w \ w \, a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of w
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von |w a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of | w
ein dimensionsloser Wert, a dimensionless value,
der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von the coefficient for describing the ramming moment M as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of
ein dimensionsloser Wert. a dimensionless value.
Diese hydrodynamischen Koeffizienten können theoretisch berechnet oder im Modellversuch experimentell bestimmt werden. Dieses ist jedoch extrem aufwändig und kann auch nicht präzise für die aktuelle Beladungssituation des Unterseeboots durchgeführt werden, sodass mit Näherungswerten gearbeitet werden muss. These hydrodynamic coefficients can be theoretically calculated or experimentally determined in a model experiment. However, this is extremely complex and can not be performed precisely for the current loading situation of the submarine, so that you have to work with approximate values.
Die exakte Kenntnis dieser Parameter erlaubt eine präzise Vorhersage des Bootsverhaltens. Somit können Manöver sehr präzise gesteuert werden, wenn diese Parameter exakt bekannt sind. Die berechneten oder im Modellversuch bestimmten hydrodynamischen Koeffizienten sind für eine präzise Vorhersage des Bootsverhaltens daher im Allgemeinen zu ungenau. Deshalb werden die hydrodynamischen Koeffizienten üblicher Weise durch Auswertung von Großausführungsversuchen verifiziert bzw. korrigiert, wobei die heute verwendeten Großausführungsversuchen jedoch nur aufwändige Näherungsverfahren darstellen. The exact knowledge of these parameters allows a precise prediction of the boat behavior. Thus, maneuvers can be controlled very precisely if these parameters are known exactly. The calculated or model hydrodynamic coefficients are therefore generally too inaccurate for accurate boat behavior prediction. Therefore, the hydrodynamic coefficients are usually verified or corrected by evaluating large-scale execution experiments, but the large-scale implementation tests used today represent only elaborate approximation methods.
Nur mit dieser exakten Kenntnis ist es möglich, ein Unterwasserfahrzeug gezielt und präzise automatisch zu steuern. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, wobei die Vorrichtung mit einem Verfahren die hydrodynamischen Koeffizienten an einem realen Unterseeboot bestimmt und diese zur präzisen Steuerung verwendet. Only with this exact knowledge is it possible to control an underwater vehicle in a targeted and precise manner automatically. The object of the invention is to provide a device, wherein the device with a method determines the hydrodynamic coefficients on a real submarine and uses them for precise control.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs mit den in Anspruch 3 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. This object is achieved by the device having the features specified in claim 1 and by the method for automatically controlling an underwater vehicle having the features specified in claim 3. Advantageous developments will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawings.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs weist wenigstens ein vorderes Tiefenruder und wenigstens ein hinteres Tiefenruder auf. Das Unterwasserfahrzeug weist wenigstens einen ersten Ballasttank und wenigstens einen ersten Trimmtank und wenigstens einen zweiten Trimmtank auf. Die Vorrichtung zur Steuerung weist Mittel zur Ansteuerung des wenigstens einen vorderen Tiefenruders, des wenigstens einen hinteren Tiefenruders, des wenigstens einen ersten Ballasttanks, des wenigstens einen ersten Trimmtanks und des wenigstens einen zweiten Trimmtanks auf. Die Vorrichtung ist zur Durchführung eines ersten Betriebszustands und zur Durchführung eines zweiten Betriebszustands ausgebildet, wobei die Vorrichtung im ersten Betriebszustand automatisch ein Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten durchführt und im zweiten Betriebszustand das Unterwasserfahrzeug gemäß einem vorgegebenem Kurs steuert, wobei im zweiten Betriebszustand die im ersten Betriebszustand bestimmten hydrodynamischen Koeffizienten verwendet werden. Das Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten weist die folgenden Schritte auf: The inventive device for controlling an underwater vehicle has at least one front hydroplane and at least one rear depth rudder. The underwater vehicle has at least one first ballast tank and at least one first trim tank and at least one second trim tank. The control device has means for controlling the at least one front depth rudder, the at least one rear depth rudder, the at least one first ballast tank, the at least one first trim tank and the at least one second trim tank. The device is designed to carry out a first operating state and to carry out a second operating state, wherein the device automatically performs a method for determining hydrodynamic coefficients in the first operating state and controls the underwater vehicle according to a predetermined course in the second operating state, wherein in the second operating state the first Operating state specific hydrodynamic coefficients are used. The method for determining hydrodynamic coefficients comprises the following steps:
a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage, a) acceleration-free trip with a flat keel at constant depth and at a first first speed and a first first trim position,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage, (b) Acceleration-free smooth-keel ride at constant depth and at the first first speed and a second first trim position;
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage, (c) acceleration-free smooth-keel flight at constant depth and at a second first speed and first first trim position;
d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage, e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung, d) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at the second first speed and the second first trim position, (e) Acceleration-free, oblique keel cruise at a constant depth and at a first second speed and a first front depth rudder position and a first trim tank fill;
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (f) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the first second speed and at a second front depth rudder position and at the first trim tank fill;
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung, (g) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, first-second-speed, first-anterior-depth-steering, and second-trim-tank-filling;
h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung, (h) Acceleration-free, oblique keel cruise at constant depth and at the first second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank fill;
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (i) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, second second-speed, first-front-row thrust and first-trim-tank filling;
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (j) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the second second speed and the second front depth rudder position and the first trim tank fill;
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung, (k) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, second-second-speed, first-forward-aft, and second trim-tank-fill,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,  I) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the second second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank filling,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden Schritten ermittelten Messgrößen, m) determining hydrodynamic coefficients from the measured variables determined in the preceding steps,
wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Der Schritt m) wird nach den Schritten a) bis I) durchgeführt. wherein steps a) to I) are carried out in any order. The step m) is carried out after the steps a) to I).
Unter einem ebenen Kiel ist insbesondere ein Stampfwinkel Θ des Unterseeboots von - 1° < θ < + 1°, bevorzugt von - 0,2° < θ < + 0,2°, besonders bevorzugt von - 0,05° < θ < + 0,05° zu verstehen. Der Stampfwinkel ist der Winkel zwischen der Längsachse des Unterseeboots und der Projektion der Längsachse des Unterseeboots in die Ebene und gibt somit die Neigung in z- Richtung wieder. Unter einem schrägem Kiel ist ein insbesondere Stampfwinkel Θ des Unterseeboots von | #| > 0,5 °, bevorzugt von | #| > 1°, besonders bevorzugt von | #| > 2° zu verstehen. Unter beschleunigungsfreier Fahrt wird ein Betriebsmodus verstanden, bei dem sich das Boot mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, wobei konstant als konstant im Rahmen der Erfassungsgenauigkeit und Regelgenauigkeit anzusehen ist. Under a plane keel, in particular, a pitch angle Θ of the submarine is from -1 ° <θ <+ 1 °, preferably from -0.2 ° <θ <+ 0.2 °, particularly preferably from -0.05 ° <θ <+ 0.05 ° to understand. The pitch angle is the angle between the longitudinal axis of the submarine and the projection of the longitudinal axis of the submarine into the plane and thus reflects the inclination in the z direction. Under an oblique keel is a particular pitch angle Θ of the submarine of | # | > 0.5 °, preferably of | # | > 1 °, more preferably of | # | > 2 ° to understand. Acceleration-free travel is understood to mean an operating mode in which the boat moves at a constant speed, wherein constant is to be regarded as constant within the scope of the detection accuracy and control accuracy.
Da die Fahrt bei konstanter Tiefe erfolgt, kompensieren sich die vertikal verlaufende Kräfte, also die Gravitations- oder die Auftriebsbeschleunigung , sodass es zu keinem Auf- oder Abtrieb kommt. Because the ride is done at a constant depth, the vertical forces, so the gravitational or the lift acceleration compensate each other so that there is no up or down.
Bei einer beschleunigungsfreien Fahrt gleichen sich die Kräfte aus. Somit wirkt keine resultierende Kraft auf das Unterseeboot. Es gilt somit, dass die Summe aller wirkenden Kräfte null ist. Des Weiteren gilt, dass auch die Summe aller Kraftveränderungen zwischen zwei beschleunigungsfreien Fahrten gleich null sein muss. Die absolute Geschwindigkeit in horizontaler Richtung ist bei Fahrt definitionsgemäß größer null. Aus technischen Gründen sind sehr geringe Geschwindigkeiten, insbesondere kleiner 2 kn, ganz besonders kleiner 1 kn, nicht vorteilhaft. With an acceleration-free ride, the forces balance out. Thus, no resulting force acts on the submarine. It is therefore true that the sum of all acting forces is zero. Furthermore, the sum of all force changes between two acceleration-free journeys must be zero. By definition, the absolute speed in the horizontal direction is greater than zero when driving. For technical reasons, very low speeds, in particular less than 2 knots, especially smaller than 1 knots, are not advantageous.
Um die Messwerte sinnvoll zu indizieren, werden die verschiedenen ersten Geschwindigkeiten und zweiten Geschwindigkeiten mit dem Index / bezeichnet. So ist / = 1 für die erste erste Geschwindigkeit und die erste zweite Geschwindigkeit und i = 2 für die zweite erste Geschwindigkeit und die zweite zweite Geschwindigkeit. To meaningfully index the readings, the various first speeds and second speeds are indicated by the index /. Thus, / = 1 for the first first speed and the first second speed and i = 2 for the second first speed and the second second speed.
Als weiter Index wird /( verwendet, um die Trimm- und Gewichtszustände zu unterscheiden. So ist k = 1 für die erste erste Trimmlage und die erste vordere Tiefenruderlage und k = 2 für die zweite erste Trimmlage und die zweite vordere Tiefenruderlage. Die Messwerte werden getrennt für Fahrten bei ebenem Kiel und bei schrägem Kiel getrennt ausgewertet. As a further index, / (is used to distinguish the trim and weight states, for example k = 1 for the first first trim position and the first front rudder position and k = 2 for the second first trim position and the second front depth rudder position separately evaluated for rides on a flat keel and at an angle keel separately.
Beispielsweise zunächst werden die Messwerte für die Fahrten bei ebenem Kiel ausgewertet. Zunächst werden die in den Schritten a) bis d) erhaltenen Messwerte als Funktion von— durch For example, first, the measured values for the trips are evaluated with a flat keel. First, the measured values obtained in steps a) to d) are used as a function of
Berechnung von Ausgleichsgeraden ausgewertet. Die Ausgleichsgeraden ergeben als Grenzwerte für u -> co die hinteren Tiefenruderwinkel δ sn und vorderen Tiefenruderwinkel 5 b, n für die sogenannte auftrieb- und momentfreie Fahrt. Es werden hierbei nur die Grenzwerte ausgewertet. Calculation of regression line evaluated. The regression lines give as limits for u -> co the rear depth rudder angle δ sn and front rudder angle 5 b, n for the so-called buoyancy and torque-free ride. Only the limit values are evaluated here.
Hierbei ist: die x-Koordinate des Schwerpunkts der Regelzelle, e'n dimensionsloser Wert, Where: the x-coordinate of the center of gravity of the control cell, e ' n dimensionless value,
der positive Abstand des Schwerpunkts vom vorderen zum hinteren the positive distance of the center of gravity from the front to the back
Trimmzellenvolumen, ein dimensionsloser Wert, Trim cell volume, a dimensionless value,
die x-Koordinate des vorderen Tiefenruders, ein dimensionsloser Wert,  the x-coordinate of the front depth rudder, a dimensionless value,
die x-Koordinate des hinteren Tiefenruders, ein dimensionsloser Wert,  the x-coordinate of the rear depth rudder, a dimensionless value,
das Füllvolumen der Regelzelle, ein dimensionsloser Wert, die Trimmzellenfüllung, wobei das Trimmmoment M the filling volume of the control cell, a dimensionless value, the trim cell filling, wherein the trimming moment M
ein dimensionsloser Wert. a dimensionless value.
Wie bereits ausgeführt, werden die Ruderwinkel über — aufgetragen. Die Steigung dieser As already stated, the rudder angles are superimposed. The slope of this
Geraden ist nicht relevant, entscheidet ist der für null und somit für gegen unendlich extrapolierte Grenzwert. Die x-Koordinaten von Trimm- und Regelzellen und Ruderposition sind aus der Bootsgeometrie bekannt. Line is not relevant, decides is the zero and thus for against infinite extrapolated limit. The x-coordinates of trim and control cells and rudder position are known from boat geometry.
Durch Subtraktion der aus den Schritten a) bis d) ermittelten Werten bei verschiedenen Trimm- und Gewichtszuständen gemessenen Ruderwinkel gemäß und werden die Werte und ermittelt. Die Koeffizienten ergeben sich daraus als Mittelwerte.By subtracting the values determined from the steps a) to d) at different trim and weight states, the rudder angle is measured according to FIG and become the values and determined. The coefficients result from this as mean values.
Daraus ergeben sich dann die Koeffizienten zur Beschreibung des Stampfmoments: This then gives the coefficients for the description of the ramming torque:
sowie: such as:
Die Füllvolumen der Regelzelle VCT1 und VCT2 und die Trimmzellenfüllungen VTT1 und VTT2 für Trimm- und Gewichtszustände des Unterseebootes, gekennzeichnet durch den Index k= 1 und k = 2 erg 3eben sich als Mittelwerte der Werte.The filling volumes of the control cell V CT1 and V CT2 and the trim cell fillings V TT1 and V TT2 for trimming and weight states of the submarine, characterized by the index k = 1 and k = 2 erg 3 just as average values.
Insbesondere werden durch Auswertung der Versuchsreihe a) die KoeffizientenIn particular, by evaluating the test series a) the coefficients
die Füllvolumen der Regelzelle VCT1 und VCT2 , die Trimmzellenfüllungen the filling volumes of the control cell V CT1 and V CT2 , the trim cell fillings
νΎ TΎTΛl und TT2 und die Ruderwinkel δ sn und 5 b, n für auftrieb- und momentfreie Fahrt bestimmt. Anschließend werden die in den Schritten e) bis I) ermittelten Messwerte für die Fahrten mit achter- oder vorlastig statisch vertrimmten Boot ausgewertet. ν Ύ T Ύ T Λ l and TT2 and the rudder angle δ sn and 5 b, n determined for buoyancy and torque-free ride. Subsequently, the measured values ascertained in steps e) to I) for the journeys are evaluated with an aft- or pre-loaded statically balanced boat.
Hierbei gilt: Where:
Hierbei ist: der Stabilitätshebelarm Here is: the stability lever arm
e'n dimensionsloser Wert, e 'n dimensionless value,
die z-Komponente des Gewichtsschwerpunkts des Bootes einschließlich gefluteter Freiräume für den Zustand der auftriebs- und momentfreien Fahrt, die z-Koordinate des Auftriebsschwerpunkts der Formverdrängung im bootsfesten the z-component of the boat's center of gravity, including flooded clearances for the state of buoyancy-free and torque-free travel; the z-coordinate of the center of gravity of the displacement in the boat
Koordinatensystem.  Coordinate system.
Die Ermittlung erfolgt aus den gemessenen Daten mittels multilinearer Regression unter Verwendung der bereits aus a) bekannten Größen. The determination takes place from the measured data by means of multilinear regression using the variables already known from a).
Insbesondere werden hierbei die Koeffizienten und der In particular, the coefficients and the
Stabilitätshebelarm zGB bestimmt. Stability lever arm z GB determined.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden zusätzlich zu den Schritten a) bis d) die folgenden Schritte ausgeführt: n) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage, In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the following steps are performed in addition to steps a) to d): n) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at a third first speed and a first first trim position,
o) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage.  o) acceleration-free ride with a flat keel at constant depth and at a third first speed and a second first trim position.
Besonders bevorzugt werden weitere erste Geschwindigkeiten, insbesondere insgesamt fünf bis acht erste Geschwindigkeiten, besonders bevorzugt sechs erste Geschwindigkeiten, verwendet. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischenParticular preference is given to using further first speeds, in particular a total of five to eight first speeds, particularly preferably six first speeds. In a further embodiment of the method for the determination of hydrodynamic
Koeffizienten werden zusätzlich zu den Schritten e) bis h) die folgenden Schritte ausgeführt: Coefficients, in addition to steps e) to h), the following steps are carried out:
p) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung, (p) Acceleration-free, oblique keel cruise at a constant depth and at a third second speed and a first front thruster position and a first trim tank fill;
q) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten(q) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, third-third-speed, second-anterior-in-depth, and first-grade
Trimmtankfüllung, Trim tank,
r) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten(r) Acceleration-free cruise with oblique keel at constant depth and at a third second speed and a first front rudder position and a second one
Trimmtankfüllung, Trim tank,
s) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung. s) Acceleration-free cruise with oblique keel at constant depth and at a third second speed and a second front depth rudder position and a second trim tank filling.
Besonders bevorzugt werden weitere zweite Geschwindigkeiten, insbesondere insgesamt vier bis acht zweite Geschwindigkeiten, besonders bevorzugt fünf zweite Geschwindigkeiten, verwendet. Particularly preferably, further second velocities, in particular a total of four to eight second velocities, particularly preferably five second velocities, are used.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten sind die ersten Geschwindigkeiten ausgewählt aus dem Bereich von 4 kn bis 25 kn, bevorzugt aus dem Bereich von 5 kn bis 20 kn, besonders bevorzugt aus dem Bereich von 6 kn bis 15 kn. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the first velocities are selected from the range from 4 kN to 25 kN, preferably from the range from 5 kN to 20 kN, particularly preferably from the range from 6 kN to 15 kN.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten sind die zweiten Geschwindigkeiten ausgewählt aus dem Bereich von 4 kn bis 25 kn, bevorzugt aus dem Bereich von 5 kn bis 20 kn, besonders bevorzugt aus dem Bereich von 6 kn bis 14 kn. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the second velocities are selected from the range from 4 kN to 25 kN, preferably from the range from 5 kN to 20 kN, particularly preferably from the range from 6 kN to 14 kN.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird als ersten vorderen Tiefenruderlage ein Winkel von + 15° bis + 25°, insbesondere von + 18° bis + 22° gewählt wird und dass als zweite vorderen Tiefenruderlage ein Winkel von - 15° bis - 25°, insbesondere von - 18° bis - 22° gewählt. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Tauchtiefe so gewählt wird, dass wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser über dem Unterseeboot und wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser unter dem Unterseeboot sind. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, an angle of + 15 ° to + 25 °, in particular + 18 ° to + 22 °, is selected as the first front rudder position and that as the second front rudder position an angle of -15 ° up to - 25 °, in particular from - 18 ° to - 22 °. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the method is carried out such that the diving depth is chosen such that at least 25 m, preferably at least 50 m, more preferably at least the length of the submarine, water above the submarine and at least 25 m , preferably at least 50 meters, most preferably at least the length of the submarine, are water below the submarine.
Dieses Verfahren bestimmt die hydrodynamischen Koeffizienten im unbeeinflussten Tiefwasserbereich. This method determines the hydrodynamic coefficients in the uninfluenced deep water area.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Tauchtiefe so gewählt wird, dass weniger als 25 m, bevorzugt weniger als 15 m, Wasser über dem Unterseeboot und wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser unter dem Unterseeboot sind. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the method is carried out such that the immersion depth is selected such that less than 25 m, preferably less than 15 m, water above the submarine and at least 25 m, preferably at least 50 m, most preferably least the length of the submarine are water under the submarine.
Dieses Verfahren bestimmt die hydrodynamischen Koeffizienten im oberflächennahen Bereich und ist zum Beispiel für Schnorchelfahrt wichtig. Dieses Verfahren wird bevorzugt zusätzlich zum Bestimmung im unbeeinflussten Tiefwasserbereich verwendet. This method determines the hydrodynamic coefficients in the near-surface region and is important, for example, for snorkeling. This method is preferably used in addition to the determination in the uninfluenced deep water area.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Tauchtiefe so gewählt wird, dass wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser über dem Unterseeboot und weniger als 25 m, bevorzugt weniger als 15 m, Wasser unter dem Unterseeboot sind. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the method is carried out such that the diving depth is chosen such that at least 25 m, preferably at least 50 m, more preferably at least the length of the submarine, water above the submarine and less than 25 m, preferably less than 15 m, are water under the submarine.
Dieses Verfahren bestimmt die hydrodynamischen Koeffizienten im grundnahen Bereich und ist zum Beispiel für getauchte Fahrten im Flachwasser wichtig. Dieses Verfahren wird bevorzugt zusätzlich zum Bestimmung im unbeeinflussten Tiefwasserbereich verwendet. This method determines the hydrodynamic coefficients in the baseline area and is important, for example, for submerged cruises in shallow water. This method is preferably used in addition to the determination in the uninfluenced deep water area.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden während der beschleunigungsfreien Fahrten jeweils die Geschwindigkeit u des Unterseeboots, der vordere Tiefenruderwinkel der hintere Tiefenruderwinkel die Volumenänderung der Trimmtanks und die Volumenänderung der Regelzelle erfasst.In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the speed u of the submarine, the front depth rudder angle of the rear depth rudder angle, the volume change of the trim tanks and the volume change of the control cell are detected during the acceleration-free rides.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden während der beschleunigungsfreien Fahrten zusätzlich die Umdrehungsgeschwindigkeit n der Schraube und der Trimmwinkel 6>erfasst. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the rotational speed n of the screw and the trim angle 6> are additionally recorded during the acceleration-free travel.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden während der beschleunigungsfreien Fahrten jeweils zusätzlich der Rollwinkel ^ und Volumenänderung des Ballasttanks erfasst. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird während des Verfahrens die Gewichtsverteilung im Unterseeboot bis auf die gezielten Änderungen konstant gehalten. Insbesondere wird darauf geachtet, dass die Besatzung ihre Position nicht verändert, da dieses zu nicht erfassbaren Masseverschiebungen führt und somit die Messgenauigkeit des Verfahrens verringert. In another embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the roll angle und and volume change of the ballast tank are additionally respectively determined during acceleration-free travel detected. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the weight distribution in the submarine is kept constant until the targeted changes during the process. In particular, care is taken to ensure that the crew does not change their position, as this leads to undetectable mass shifts and thus reduces the measurement accuracy of the method.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden im Schritt m) die Koeffizienten die In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, in step m) the coefficients
Füllvolumen der Regelzelle VCT1 und VCT2 > die Trimmzellenfüllungen VTT1 und VTT2 und die Ruderwinkel für auftrieb- und momentfreie Fahrt bestimmt.Fill volume of the control cell V CT1 and V CT2> the trim cell fillings V TT1 and V TT2 and the rudder angles for buoyancy and torque-free travel.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden die erste erste Trimmlage und die zweite erste Trimmlage um 500 kNm ± 50 kNm unterschiedlich gewählt. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden in den Schritten e) und I) eine erste zweite Trimmlage und eine zweite zweite Trimmlage gewählt, wobei die erste zweite Trimmlage und die zweite zweite Trimmlage um 1000 kNm ± 100 kNm unterschiedlich gewählt werden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden in Schritt m) die Koeffizienten und In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, the first first trim layer and the second first trim layer are selected differently by 500 kNm ± 50 kNm. In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, in steps e) and I) a first second trim layer and a second second trim layer are selected, wherein the first second trim layer and the second second trim layer are selected differently by 1000 kNm ± 100 kNm , In a further embodiment of the method for determining hydrodynamic coefficients, in step m) the coefficients and
der Stabilitätshebelarm zrD bestimmt. Bei beschleunigungsfreien Fahrten des Unterseebootes werden durch Änderung von Tankfüllungen aufgebrachte statische Kräfte durch Ström ungskräfte an Ruder und Rumpf kompensiert. Da die Strömungskräfte in getauchter Fahrt mit dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit anwachsen, während die statischen Kräfte konstant bleiben, ergibt sich die Möglichkeit, die Ström ungskräfte bzw. hydrodynamischen Koeffizienten aus der Kompensation von bekannten statisch eingeleiteten Gewichtskräften mit bisher nicht erreichter Genauigkeit zu bestimmen. Alle Messfahrten werden bei verschiedenen konstanten Geschwindigkeiten und verschiedenen vorgegebenen Trimmwinkeln des Bootes durch entsprechendes Legen von vorderem und hinterem Tiefenruder auf konstanter Tiefe durchgeführt. Damit ergibt sich die Möglichkeit, hydrodynamische Koeffizienten in Abhängigkeit von der Tauchtiefe des Bootes bzw. vom Abstand des Bootes zur Wasseroberfläche zu bestimmen. the stability lever arm determines z rD . During acceleration-free trips of the submarine static forces applied by changing tank fillings are compensated by flow forces at rudder and hull. Since the flow forces in submerged travel increase with the square of the driving speed, while the static forces remain constant, there is the possibility of determining the flow forces or hydrodynamic coefficients from the compensation of known statically induced weight forces with previously unachieved accuracy. All measuring runs are carried out at different constant speeds and different predetermined trim angles of the boat by appropriate laying of front and rear depth rudder at constant depth. This results in the ability to determine hydrodynamic coefficients depending on the depth of the boat or the distance of the boat to the water surface.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung ausgebildet während des Betriebs im zweiten Betriebszustand bei geeignetem vorgegebenen Kurs in den ersten Betriebszustand zu wechseln. In a further embodiment of the invention, the device is designed to change during operation in the second operating state at a suitable predetermined course in the first operating state.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs ein Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten und ein Verfahren zur Berechnung der Steuermaßnahmen aufweist. In another aspect, the invention relates to a method of automatically controlling an underwater vehicle, the method of automatically controlling an underwater vehicle comprising a method of determining hydrodynamic coefficients and a method of calculating the control measures.
Das Verfahren zur automatischen Steuerung weist die folgenden Schritte auf: The automatic control method includes the following steps:
I) Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten mittels des Verfahrens zur I) Determination of hydrodynamic coefficients by means of the method for
Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten, Determination of hydrodynamic coefficients,
II) Steuerung des Unterwasserfahrzeugs unter Verwendung der in Schritt I) ermittelten hydrodynamischen Koeffizienten. II) control of the underwater vehicle using the hydrodynamic coefficients determined in step I).
Das Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen weist die folgenden Schritte auf: The method for determining hydrodynamic comprises the following steps:
a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage, a) acceleration-free trip with a flat keel at constant depth and at a first first speed and a first first trim position,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage, (b) Acceleration-free smooth-keel ride at constant depth and at the first first speed and a second first trim position;
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage, d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage, (c) acceleration-free smooth-keel flight at constant depth and at a second first speed and first first trim position; d) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at the second first speed and the second first trim position,
e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung, (e) Acceleration-free, oblique keel cruise at a constant depth and at a first second speed and a first front depth rudder position and a first trim tank fill;
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (f) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the first second speed and at a second front depth rudder position and at the first trim tank fill;
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten(g) Acceleration-free, oblique keel, at constant depth and at the first second speed and the first front rudder position and a second one
Trimmtankfüllung, Trim tank,
h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung, (h) Acceleration-free, oblique keel cruise at constant depth and at the first second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank fill;
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (i) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, second second-speed, first-front-row thrust and first-trim-tank filling;
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (j) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the second second speed and the second front depth rudder position and the first trim tank fill;
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung, (k) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, second-second-speed, first-forward-aft, and second trim-tank-fill,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten I) Acceleration-free travel with oblique keel at constant depth and at the second second speed and the second front depth rudder position and the second
Trimmtankfüllung, Trim tank,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden Schritten ermittelten Messgrößen, m) determining hydrodynamic coefficients from the measured variables determined in the preceding steps,
wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Der Schritt m) wird nach den Schritten a) bis I) durchgeführt. wherein steps a) to I) are carried out in any order. The step m) is carried out after the steps a) to I).
Die weiter oben ausgeführten weiteren Ausführungsformen des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten sind hier entsprechend. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung prüft das Verfahren in Schritt II), ob das mit den hydrodynamischen Koeffizienten vorhergesagte Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs mit dem realen Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs übereinstimmt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird bei einer Abweichung im Steuerungsverhalten Schritt I) erneut durchgeführt. The further embodiments of the method for determining hydrodynamic coefficients set out above are corresponding here. In a further embodiment of the invention, the method checks in step II) whether the control behavior of the underwater vehicle predicted with the hydrodynamic coefficients agrees with the real control behavior of the underwater vehicle. In a further embodiment of the invention, step I) is carried out again in the event of a deviation in the control behavior.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in Schritt II) geprüft, ob innerhalb einer vorgegebenen Steuervorgabe Schritt I) durchführbar ist. In a further embodiment of the invention, it is checked in step II) whether step I) can be carried out within a predefined control specification.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann in Schritt II) ein Wechsel zu Schritt I) verhindert werden. In a further embodiment of the invention, a change to step I) can be prevented in step II).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist Schritt I) des Verfahrens nicht während der Betriebsarten Schleichfahrt und Gefecht einsetzbar ist. In a further embodiment of the invention, step I) of the method can not be used during the modes of crawl and combat.
Fig. 1 Darstellung der Vektoren und Winkel am Unterseeboot Fig. 1 representation of the vectors and angles on the submarine
In Fig. 1 sind die Winkel und Größen am Beispiel eines Unterseeboots mit Kreuzruder gezeigt. In Fig. 1, the angles and sizes are shown using the example of a submarine with a rudder.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei das Unterwasserfahrzeug wenigstens ein vorderes Tiefenruder und wenigstens ein hinteres Tiefenruder aufweist, wobei das Unterwasserfahrzeug wenigstens einen ersten Ballasttank und wenigstens einen ersten Trimmtank und wenigstens einen zweiten Trimmtank aufweist, wobei die Vorrichtung zur Steuerung Mittel zur Ansteuerung des wenigstens einen vorderen Tiefenruders, des wenigstens einen hinteren Tiefenruders, des wenigstens einen ersten Ballasttanks, des wenigstens einen ersten Trimmtanks und des wenigstens einen zweiten Trimmtanks aufweist, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines ersten A device for controlling an underwater vehicle, wherein the underwater vehicle has at least one front aileron and at least one rear depth rudder, wherein the underwater vehicle has at least a first ballast tank and at least a first trim tank and at least one second trim tank, wherein the device for controlling means for controlling the at least one front depth rudder, the at least one rear depth rudder, the at least one first ballast tank, the at least one first trim tank and the at least one second trim tank, the apparatus for performing a first
Betriebszustands und zur Durchführung eines zweiten Betriebszustands ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung im ersten Betriebszustand automatisch ein Verfahren zur  Operating state and for performing a second operating state is formed, wherein the device in the first operating state automatically a method for
Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten durchführt und im zweiten  Determination of hydrodynamic coefficients and in the second
Betriebszustand das Unterwasserfahrzeug gemäß einem vorgegebenem Kurs steuert, wobei im zweiten Betriebszustand die im ersten Betriebszustand bestimmten  Operating state controls the underwater vehicle according to a predetermined course, wherein in the second operating state, the determined in the first operating state
hydrodynamischen Koeffizienten verwendet werden, wobei das Verfahren zur  hydrodynamic coefficients are used, the method for
Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten die folgenden Schritte aufweist:  Determination of hydrodynamic coefficients comprising the following steps:
a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage,  a) acceleration-free trip with a flat keel at constant depth and at a first first speed and a first first trim position,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage,  (b) Acceleration-free smooth-keel ride at constant depth and at the first first speed and a second first trim position;
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage,  (c) acceleration-free smooth-keel flight at constant depth and at a second first speed and first first trim position;
d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage,  d) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at the second first speed and the second first trim position,
e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung,  (e) Acceleration-free, oblique keel cruise at a constant depth and at a first second speed and a first front depth rudder position and a first trim tank fill;
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,  (f) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the first second speed and at a second front depth rudder position and at the first trim tank fill;
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung, h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung, (g) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, first-second-speed, first-anterior-depth-steering, and second-trim-tank-filling; (h) Acceleration-free, oblique keel cruise at constant depth and at the first second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank fill;
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer  i) Acceleration-free travel with angled keel at constant depth and at a
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,  second second speed and the first front depth rudder position and the first trim tank fill,
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der  (j) Acceleration free travel with oblique keel at constant depth and at
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,  second second speed and the second front depth rudder position and the first trim tank fill,
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der  k) Acceleration-free travel with angled keel at constant depth and at
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,  second second speed and the first front depth rudder position and the second trim tank filling,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der  I) acceleration-free drive with oblique keel at constant depth and at the
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,  second second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank filling,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden  m) determining hydrodynamic coefficients from those in the preceding
Schritten ermittelten Messgrößen,  Determined steps,
wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei der Schritt m) nach den Schritten a) bis I) durchgeführt wird.  wherein the steps a) to I) are carried out in any desired sequence, the step m) being carried out after the steps a) to I).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung während des Betriebs im zweiten Betriebszustand ausgebildet ist, bei geeignetem vorgegebenen Kurs in den ersten Betriebszustand zu wechseln. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device is formed during operation in the second operating state to change at a suitable predetermined course in the first operating state.
3. Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs ein Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten und ein Verfahren zur Berechnung der Steuermaßnahmen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: 3. A method of automatically controlling an underwater vehicle, the method of automatically controlling an underwater vehicle comprising a method for determining hydrodynamic coefficients and a method for calculating the control measures, the method comprising the following steps:
I) Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten mittels des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten,  I) determination of hydrodynamic coefficients by means of the method for the determination of hydrodynamic coefficients,
II) Steuerung des Unterwasserfahrzeugs unter Verwendung der in Schritt I)  II) control of the underwater vehicle using the in step I)
ermittelten hydrodynamischen Koeffizienten,  determined hydrodynamic coefficients,
wobei das Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten die folgenden Schritte aufweist: a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage, the method for determining hydrodynamic coefficients comprising the following steps: a) acceleration-free trip with a flat keel at constant depth and at a first first speed and a first first trim position,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage, (b) Acceleration-free smooth-keel ride at constant depth and at the first first speed and a second first trim position;
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage, (c) acceleration-free smooth-keel flight at constant depth and at a second first speed and first first trim position;
d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage, d) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at the second first speed and the second first trim position,
e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung, (e) Acceleration-free, oblique keel cruise at a constant depth and at a first second speed and a first front depth rudder position and a first trim tank fill;
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (f) Acceleration-free inclined-keel flight at constant depth and at the first second speed and at a second front depth rudder position and at the first trim tank fill;
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung, (g) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, first-second-speed, first-anterior-depth-steering, and second-trim-tank-filling;
h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung, (h) Acceleration-free, oblique keel cruise at constant depth and at the first second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank fill;
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung, (i) Acceleration-free, oblique-keel, constant-depth, second second-speed, first-front-row thrust and first-trim-tank filling;
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der (j) Acceleration free travel with oblique keel at constant depth and at
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,  second second speed and the second front depth rudder position and the first trim tank fill,
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der k) Acceleration-free travel with angled keel at constant depth and at
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,  second second speed and the first front depth rudder position and the second trim tank filling,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der I) acceleration-free drive with oblique keel at constant depth and at the
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,  second second speed and the second front depth rudder position and the second trim tank filling,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden m) determining hydrodynamic coefficients from those in the preceding
Schritten ermittelten Messgrößen, wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei der Schritt m) nach den Schritten a) bis I) durchgeführt wird. Determined steps, wherein the steps a) to I) are carried out in any desired sequence, the step m) being carried out after the steps a) to I).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Schritt II) prüft, ob das mit den hydrodynamischen Koeffizienten vorhergesagte Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs mit dem realen Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs übereinstimmt. 4. The method according to claim 3, characterized in that the method in step II) checks whether the predicted with the hydrodynamic coefficient control behavior of the underwater vehicle coincides with the real control behavior of the underwater vehicle.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung im Steuerungsverhalten Schritt I) erneut durchgeführt wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that in a deviation in the control behavior step I) is performed again.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt II) geprüft wird, ob innerhalb einer vorgegebenen Steuervorgabe Schritt I) durchführbar ist. 6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that it is checked in step II), whether within a given control step I) is feasible.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt II) ein Wechsel zu Schritt I) verhindert werden kann. 7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that in step II) a change to step I) can be prevented.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the
Verfahren Schritt I) nicht während der Betriebsarten Schleichfahrt und Gefecht einsetzbar ist. Method step I) can not be used during the modes of crawl and combat.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109436196B (en) * 2018-10-23 2020-10-30 上海船舶研究设计院（中国船舶工业集团公司第六0四研究院） Ship inclination test device, ship and ship inclination test method
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6343896A (en) * 1986-08-11 1988-02-24 Nec Corp Automatic control device for weight trim of underwater boat
DE19635670A1 (en) 1996-09-03 1998-03-05 Gabler Ing Kontor Luebeck Monitoring system for the driving condition of a submarine
JP3033571B1 (en) * 1999-01-21 2000-04-17 日本電気株式会社 Submersible depth control system
JP2004334714A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Yamaha Motor Co Ltd Parameter optimization method, parameter optimization device, parameter optimization program, and sailing control device
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