AUFTRIEBSMASSE

Die Erfindung betrifft eine Auftriebsmasse zur Erzeugung eines Auftriebs an einem Unterwassergerät.

Beispiele für Unterwassergeräte, an denen eine Auftriebskraft erzeugt werden muss, sind von einem Unterwasserfahrzeug geschleppte Schleppkörper oder eigenangetriebene, bemannte oder unbemannte Laufkörper, die als autonom arbeitende oder ferngesteuerte Fahrzeuge zur Durchführung diverser Aufgaben unter Wasser, sog. Missionen, eingesetzt werden, so z.B. zur Erkundung der Meeresbodentopographie, zur Minenaufklärung und Minenvernichtung. Dabei werden diese Laufkörper je nach Anforderungsprofil mit unterschiedlichen Geräten und Komponenten ausgestattet, die aufgrund ihrer Funktion zwingend in bestimmten Bereichen am Laufkörper angebracht werden müssen. Der Laufkörper mit angebauten Geräten soll im Wasser weitgehend auftriebsneutral und mit seiner Längsachse horizontal ausgerichtet sein, wozu der Laufkörper, je nach Ausrüstung mittels gesondert an- oder eingebrachter Auftriebskörper getrimmt werden muss.

Bei bekannten Laufkörpern wird zur Trimmung Polyurethan- oder Epoxid-Schaummaterial verwendet, das abhängig von seiner geforderten Druckfestigkeit mit unterschiedlichen spezifischen Dichten geliefert wird. Die Auftriebskörper werden aus dem Schaummaterial, das nur in Plattenform

vorliegt, in der Weise hergestellt, dass zunächst die Schaumplatten verklebt und danach in die gewünschte Körperform gebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auftriebsmasse anzugeben, mit der in fertigungstechnisch einfacher Weise an Unterwassergeräten ein gewünschter Auftrieb gezielt erzeugt werden kann, und zwar unabhängig von einer sich ändernden Tauchtiefe des Unterwassergeräts.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Auftriebsmasse hat den Vorteil, dass durch das Zusetzen der Hohlkörper, zu dem Grundwerkstoff, dessen spezifische Dichte ohnehin deutlich kleiner ist als Wasser und damit bereits einen Grundauftrieb erzeugt, der insgesamt gewünschte Auftrieb sehr genau eingestellt werden kann. Der Grundstoff und das Material der Hohlkugeln sind wasserdicht, d.h. sie nehmen kein Wasser oder Wasser nur in vernachlässigbar kleinen Mengen auf. Dadurch und durch die Druckfestigkeit von Grundstoff und Hohlkugeln ist eine Volumenänderung der Auftriebsmasse bei Wassereinsatz extrem klein und unabhängig von der Tauchtiefe, so dass auch die Auftriebskrafterzeugung unabhängig von der Einsatztiefe ist. Die Auftriebsmasse kann in beliebige Formen gebracht werden und behält diese nach Aushärten bei. Aufgrund des großen Impedanzunterschieds zwischen Wasser und der Auftriebsmasse kann letztere als Material für die Gestaltung von am Unterwassergerät angeordneten, druckfesten Reflektoren für die Unterwasserakustik eingesetzt werden.

Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Auftriebsmasse mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen .

Die Erfindung ist nachfolgend im einzelnen näher beschrieben.

Die Auftriebsmasse besteht aus einem wasserdichten Grundwerkstoff, der kein oder nur wenig Wasser aufnimmt, und eine spezifische Dichte aufweist, die deutlich kleiner ist als die von Wasser. Der Grundwerkstoff ist ein Polyurethan auf äther- oder Esterbasis oder ein Epoxidsystem, jeweils mit darin enthaltenen, durchmesserkleinen, hohlen Glaskugeln, sog. Microbubbles . Der Grundwerkstoff hat eine spezifische Dichte, die ungefähr im Bereich zwischen 0,4 und 0,9g/cm ³ liegt, z.B. 0,5g/cm ³ beträgt.

Zur hochgenauen Einstellung des gewünschten Auftriebs werden dem Grundwerkstoff Hohlkörper zugesetzt, deren Anzahl und Größe abhängig von dem gewünschten Auftrieb und einer geforderten minimalen Druckfestigkeit gewählt werden. Vorzugsweise werden als Hohlkörper Kunststoff-Hohlkugeln verwendet, deren Kunststoff wasserdicht ist, also keine oder eine nur geringe Neigung zur Wasseraufnahme besitzt. Der Kugeldurchmesser der Hohlkugeln wird entsprechend der gewünschten minimalen Druckfestigkeit gewählt und liegt bei einer Einsatztiefe der Auftriebsmasse von typischerweise 500m bis 1000m im Bereich um 25mm, ist also deutlich größer als der Durchmesser der Microbubbles des Grundwerkstoffs, wodurch sich eine Druckfestigkeit der Hohlkugeln ergibt, die größer ist als die erforderliche minimale Druckfestigkeit, die bei einer Tauchtiefe des Unterwassergeräts von 1000m etwa lOObar beträgt .

Der Grundwerkstoff mit den zugesetzten Hohlkörpern ist zur Verarbeitung knetfahig eingestellt und härtet nach der Verarbeitung und nach endgültiger Formgebung der Auftriebsmasse aus.

Aufgrund ihrer geringen spezifischen Dichte weist die Auftriebsmasse einen sehr großen Impedanzunterschied zu Wasser auf. Dadurch kann die Auftriebsmasse zusätzlich auch als druckfester Reflektor für mindestens einen am Unterwassergerat angeordneten, elektroakustischen Wandler eingesetzt werden, wobei aufgrund der Knetfahigkeit die Möglichkeit einer beliebigen Formgebung des Reflektors besteht .

Mit der erfmdungsgemaßen Auftriebsmasse, die relativ kostengünstig herstellbar und verarbeitbar ist, können beliebige Geometrien von Auftriebskorpern geschaffen werden. Die Auftriebsmasse kann als Verfullung von Hohlräumen des Unterwassergerats oder als formgebender Korper des Unterwassergerats, z.B. als stromungsgunstige Verkleidung des Unterwassergerats, benutzt werden. Auch kann die Auftriebsmasse tragende Funktionen übernehmen, wie Halterungen und Befestigungspunkte für weitere Einbauten am Unterwassergerat. Das Unterwassergerat/Fahrzeug kann beispielsweise eine an der Bordwand eines Unterwasserfahrzeugs, z.B. eines U-Boots, angeordnete elektroakustische Seitenantenne einer Sonareinnchtung, ein von einem Schleppfahrzeug unter Wasser gezogener Schleppkorper oder ein eigenangetriebener, bemannter oder unbemannter Laufkorper, letzterer auch als autonomes oder ferngelenktes unbemanntes Unterwasserfahrzeug bezeichnet, sein. Es kann aber ebenso ein festpositionierter Tauch- oder

Schwimmkörper sein. Bei Einsatz der Auftriebsmasse in Seitenantennen von U-Booten, wird beispielsweise die Auftriebsmasse in einen zwischen dem im wesentlichen vertikal ausgerichteten Trager für die Wandleranordnung und der Bordwand vorhandenen Freiraum eingefüllt. Sie kann jedoch auch als Werkstoff für eine Grundplatte, dem sog. Fundament, herangezogen werden, über die der Trager mit Wandleranordnung an der Bordwand befestigt wird.