Messeinrichtung für eine maritime Beobachtungs- und Verteidigungsplattform und

Plattform

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beobachtungs- und zu Verteidigungszwecken im maritimen Umfeld, insbesondere zum Schutz vitaler Einrichtungen auf See oder in küstennahen Regionen wie Windparks, Öl- und Gasfördereinrichtung oder -verladeeinrichtungen und dergleichen. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine am Meeresgrund verankerbare, über die Meeresoberfläche herausragende Plattform mit darauf angeordneten Beobachtungs- und Verteidigungseinrichtungen sowie ein Verfahren zu reversiblen Installation einer Beobachtungs- und Verteidigungsplattform nach und eine Messeinrichtung zur Detektion der dynamischen Bewegungen der Plattform. Die Erfindung umfasst dabei eine Beobachtungs- und Verteidigungseinrichtung für einen maritimen Einsatz, wobei sie ein erstes Basiselement aufweist, welches unterhalb der Wasseroberfläche auf den Meeresgrund abgesenkt werden kann, weiterhin eine mit dem Basiselement verbundene ausgedehnte Stützstruktur, welche im Einsatzzustand sich nach oben von der Basisstruktur erstreckt, eine an der Stützstruktur in beweglicher Entfernung zur Basisstruktur montierte Deckstruktur, die derart gestaltet ist, dass sie der Einrichtung während des Transports und der Aufstellung einen stabilisierenden Auftrieb gegenüber im Wasser schwimmenden Teilen der Einrichtung geben kann. Die Erfindung umfasst weiterhin eine Messeinrichtung als Überwachungssystem für die erfindungsgemäße Plattform, welche rotatorische und translatorische Relativbewegungen von auf der Plattform installierten Einrichtungen wie Radaren, Sensoren und Effektoren detektieren kann.

Aus dem Stand der Technik sind maritime Verteidigungseinrichtungen grundsätzlich bekannt. So offenbart GB 558,455 A eine schwimmfähige Struktur, deren oberer Teil über die Wasseroberfläche hinausragt und der Öffnungen für Beobachtungen sowie für die Schussabgabe durch Geschütze besitzt. Ein unterer Teil liegt unter der Wasseroberfläche und enthält Raum für Ballasttanks, Pumpeinrichtungen und Mannschaftsquartiere. An der Außenseite sind Stabilisierungsflächen vorgesehen, die auch die Steuerung der Einrichtung unterstützen. GB 558,484 A offenbart ebenfalls eine schwimmfähige Struktur als Waffenträger, bei der der obere, offene und über die Wasseroberfläche hinausragende Teil ein um die senkrechte Achse drehbares Geschütz zur Schussabgabe in jede Richtung trägt. Da die Ge- schütze in schwimmenden Einrichtungen lokalisiert sind, unterliegen sie dadurch dem Ein- fluss des Wellengangs. Somit ist ein präzises Zielen und Ausrichten der Waffe nicht möglich.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik am Meeresboden reversibel verankerbare Schwimmplattformen bekannt. So offenbart GB 2 376 442 eine militärisch nutzbare Schwimmplattform mit Eigenantrieb, von der vier die Struktur senkrecht durchdringende Stelzen unter dem Boden hydraulisch absenkbar sind, sodass die Plattform in Küstennähe auf dem Meeresgrund abgesetzt und verankert werden kann. Auf Deck sind Helikopterlandeplätze, Kräne, Wohn- und Versorgungscontainer sowie andere Aufbauten vorgesehen. Für einen universellen, militärisch sinnvollen Einsatzbereich sind die absenkbaren Stützen relativ lang und reichen während einer Transportphase sowie insbesondere im abgesetzten Zustand über die Deckoberfläche teilweise hinaus. Damit behindern diese Stützen die Rundumsicht über Deck. Ein Einsatz als Beobachtungs- und Verteidigungsplattform ist nicht möglich, da hierbei eine möglichst vollständige Rundumsicht für Sensoren und Effektoren, d.h. Kanonen und / oder Raketen erforderlich ist. Darüber hinaus ist diese Einrichtung mit eigenem Antrieb sehr komplex und teuer.

Weiterhin sind Plattformen bekannt, die in einer kompakten Geometrie zu einem Einsatzort gebracht und am geplanten Verankerungsort zu einer neuen Geometrie entfaltet werden. So offenbart US 6,564,741 eine schwimmfähige Einheit, an deren Unterseite teleskopartige Stelzen angebracht sind. Am unteren Ende der Stelzen befinden sich jeweils ein oder mehrere Auftriebskörper sowie Körper, die Ballastmaterial tragen können. Während des Transports sind die teleskopartigen Stelzen eingefahren und die Struktur schwimmt mit der oberen Plattform an der Wasseroberfläche. Sobald der Einsatzort erreicht ist, wird die Teleskopstruktur unterhalb der Wasseroberfläche bis zu einer gewünschten Länge herausgefahren und anschließend der Ballast abgeworfen. Dadurch gewinnen die Auftriebskörper an Einfluss und es steigt die obere Plattform auf das gewünschte Niveau oberhalb der Wasseroberfläche an. Diese Struktur wird über Seile mit einer Anzahl von Grundankern fixiert. Obwohl diese Struktur einfach zum Einsatzort zu verbringen und in Betrieb zu nehmen ist, ist sie als schwimmende Struktur Wellengang und Strömung ausgesetzt und damit nicht für einen Einsatz als Beobachtungs- und Verteidigungseinrichtung nutzbar.

Aus der WO 99 /51821 oder der US 3 996 754 sind maritime Strukturen bekannt, bei denen zumindest eine zentrale Säule vorgesehen ist, welche über eine fest verbundene Pfeileranordnung bis auf den Meeresboden absenkbar ist. Dabei kann eine Plattform zur Aufnahme von Arbeitsgerätschaften entlang der zentralen Säule mit Hilfe einer Antriebseinrichtung derart entlang der Säule verschoben werden, dass während einer Transport- bzw. Montagephase von der Küste an den Bestimmungsort die Plattform nahe der genannten Pfeileranordnung lokalisiert ist. Zum Betrieb wird diese Plattform entlang des über die Meeresoberfläche herausragenden Teils der zentralen Säule soweit verschoben, dass sie wenigstens einige Meter über die Meeresoberfläche herausragt. Die genannten Plattformen sind vorgesehen, Einrichtungen für die Öl- bzw. Gasförderung oder Windturbinen zu tragen. Es ist für die mit fünfzig Tonnen Gewicht relativ leichten Strukturen im Stand der Technik nicht vorgesehen, dass sie besonders verwindungssteif sind oder ihre Verwindungsdynamik vermessen werden kann, da es im genannten Einsatzfall unerheblich ist, ob sich beispielsweise das über die Deckoberfläche herausragende Bohrgestänge dynamisch gegen andere Deckaufbauten periodisch bewegt. Daher sind diese genannten Strukturen für den Einsatz als Maritime Beo- bachtungs- oder Verteidigungsplattform nicht nutzbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Plattform für Beo- bachtungs- und Verteidigungszwecke inklusive einer Messeinrichtung zur Detektion der Plattform-Dynamik bereitzustellen, die von einem Montageort einfach an ihren Einsatzort in Küstennähe verbracht und dort am Meeresboden verankert werden kann. Die Plattform soll geeignet sein, einen oder mehrere Sensoren und Effektoren zu tragen und diesen über den Einsatz eine ausreichend stabile Grundlage zu bieten. Die Erfindung soll weiterhin ein kostengünstiges und einfaches Verfahren zur reversiblen Verankerung der Plattform bereitstellen.

Es ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Plattform ohne Hilfe von Schwimmkränen oder Helikoptern oder dergleichen an ihrem Bestimmungsort installiert werden kann. Der Bestimmungsort in der Nähe der zu schützenden Einrichtungen wie maritimen Ölfeldern, Ölfördereinrichtungen oder Windfarmen ist auch abhängig von der Reichweite der installierten Sensoren und Verteidigungseinrichtungen zu wählen. Die Plattform kann auf dem Meeresgrund installiert werden, wobei es nachfolgend möglich ist, diese Plattform wieder aufzunehmen und an einem anderen Bestimmungsort wieder in Betrieb zu nehmen. Auch für diese Neupositionierung werden keine Schwimmkräne oder Helikopter benötigt. Die erfindungsgemäße Plattform ist stabil in allen Zuständen: während der Schwimmphase hin zum Bestimmungsort und genauso während der Einsatzphase nach Installation auf dem Meeresgrund. Das Design der Plattform ist so gewählt, dass sie über einen großen Bereich von Wassertiefen geeignet ist, beispielsweise für Tiefen zwischen zehn bis dreißig Metern, aber gleichfalls auch für andere Wassertiefen.

Es ist für alle dargestellten Ausführungsformen vorgesehen, dass die Plattform und ihre Komponenten in Einrichtungen an Land hergestellt und zumindest teilweise auch montiert werden. Die Endmontage von Auslegern, zentraler Säule und Hauptdeck erfolgt an der Küste in einer geeigneten Montageeinrichtung, beispielsweise einem Trockendock oder die Plattform wird nach Montage über Kräne in das Wasser bugsiert. Die Sensoren und Effektoren der Plattform sind zwar im Vergleich zur Plattform selbst wesentlich empfindlicher gegen mechanische Belastungen, jedoch sind sie luftverladbar. Je nach Einsatzort kann es daher sinnvoll sein, beispielsweise die Effektoren und / oder die Sensoren nach Aufstellen der Plattform per Helikopter zu transportieren.

Die erfindungsgemäße Plattform weist folgende Vorteile auf:

• sie bietet eine stabile Grundlage für Sensoren und / oder Waffensystemen

• es ist nötigenfalls eine schnelle Relokalisierung der Plattform möglich

• es werden keine speziellen Schiffe für die Installation und Relokalisation benötigt

• der Aufenthaltsraum für Mannschaften ist explosionsgeschützt, des weiteren ist eine Notfallschutzeinrichtung innerhalb der zentralen Säule möglich

• sie ist robust gegenüber asymmetrischen Angriffen aus Speed-Booten oder mit improvised explosive devices (lEDs)

• der Zugang für nicht autorisierte Personen ist eingeschränkt

• maximaler Sicht- und Wirkbereich durch geeignete Anordnung von Sensoren und Effektoren

• Detektion der durch Wind und Wellengang sowie durch meteorologische Einflüsse induzierte Bewegung der Plattform

• Verwendung der gemessenen Plattformdynamik zur Korrektur der Ausrichtung der Sensoren und / oder Effektoren auf der Plattform

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht (Fig. 1a) und eine Draufsicht (Fig. 1 b) einer erfindungsgemäßen Plattform in der installierten Einsatzkonfiguration,

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht (Fig. 2a) und eine Draufsicht (Fig. 2b) der

Plattform in der Transportkonfiguration,

Fig. 3a einen Detailausschnitt des Höhenausgleichs an den Auslegerenden der Plattform,

Fig. 3b eine Schnittzeichnung entlang der Linie A-A aus Fig. 3a,

Fig. 4a den Höhenantrieb für die Hauptplattform entlang der mittleren Tagesäule,

Fig. 4b eine Schnittzeichnung entlang Linie A-A aus Fig. 4a und Fig. 4c eine perspektivische Ansicht des Höhenantriebs.

Fig. 5a eine typische Anordnung der Komponenten auf dem Oberdeck der Plattform,

Fig. 5b eine typische Anordnung von Versorgungseinrichtungen innerhalb des Oberdecks.

Fig. 6a bis 6h den Ablauf der Installationsphase der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7a bis 7f den Ablauf der De-Installationsphase zur Versetzung der Plattform.

Fig. 8 den schematischen Aufbau der Messeinrichtung zum Plattform-

Überwachungssystem.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert erläutert.

Fig. 1 a zeigt eine Seitenansicht (Pfeil A der Fig. 1 b) der Plattform mit mehreren Auslegern 2, einer zentralen Säule 3, an der das Hauptdeck 4 in variabler Höhe befestigt ist. Die Ausleger 2 tragen im Bereich ihrer außen liegenden Enden Aufnahmebehälter 5 für Ballast oder Höhenausgleichseinrichtungen. Mehrere Ballasttanks 6 sind bevorzugt auf der Ebene der Ausleger 2 vorgesehen. Die Plattformkonstruktion 1 steht mit ihrer zentralen Säule 3 und / oder ihrer Aufnahmebehälter 5 auf dem Meeresboden 7 auf und das Hauptdeck wird in einer gewissen Höhe oberhalb des mittleren Wasserstands 8 fixiert. Die Komponenten sind aus meerwasserfesten Materialien wie z.B. Edelstählen oder faserverstärkten Kunststoffen bzw. Schichtmaterialien gefertigt. Insbesondere das Hauptdeck 4, die zentrale Säule 3 sowie die Ausleger 2 mit den Aufnahmebehältern 5 sind zumindest teilweise als Hohlkörper gestaltet und können über geeignete Ventil- und Pumpeinheiten mit Meerwasser teilweise oder auch vollständig befüllt werden und das Meerwasser auch wieder herausgelassen werden, beispielsweise über das Einblasen von Druckluft. Die Einrichtungen zur Beobachtung und Verteidigung sind auf und innerhalb des Hauptdecks 4 untergebracht. Im Hauptdeck 4 sowie in der zentralen Säule 3 sind Schutzräume bei Angriffen auf die Plattform 1 vorgesehen (nicht dargestellt).

Fig. 2a zeigt eine Seitenansicht (Pfeil A der Fig. 2b) der erfindungsgemäßen Plattform 1 in einer Transportkonfiguration, in der die Plattform beispielsweise durch einen oder mehrere Schlepper (nicht dargestellt) von einer Montagewerft zum bestimmungsgemäßen Einsatzort geschleppt werden kann. Dabei ist das Hauptdeck 4 entlang der zentralen Säule 3 in die Nähe der unteren Ausleger 2 heran bewegt worden und der Füllstand der einzelnen Einheiten mit Seewasser ist derart austariert, dass die Plattform 1 teilweise aus der Meeresoberfläche 8 herausragt. In der Ausführungsform nach Fig. 2b sind die Aufnahmebehälter 5 als integrierte Verlängerungen der Ausleger 2 fortgeführt und die Ballasttanks 6 sind zirkulär um die zentrale Säule 3 ausgeführt. Die Aufnahmebehälter 5 tragen Höhenausgleichseinrichtungen 9, mit deren Hilfe die Enden der Ausleger 2 vom Meeresboden abgedrückt bzw. angehoben werden können. Es ist dem Fachmann direkt verständlich, dass die genannten Hohlräume in Fig. 2 und 3 auch mehrfach unterteilt sein können, soweit des konstruktiv und her- stellerseitig vorteilhaft erscheint.

Fig. 3a zeigt das säulenentfernte Ende der Ausleger 2 mit Aufnahmebehälter 5 nach der Ausführungsform aus Fig. 2. Zentral angeordnet ist in dieser Ausführungsform die Höhenausgleichsvorrichtung 9 sowie optional eine weitere Kammer 10, die mit einem Ballaststoff wie Kies, Sand oder Beton gefüllt ist. Dieser Ballaststoff liefert zusätzlich einen Beitrag für das nötige Gewicht, um die Plattform 1 auf unvorbereitetem Meeresboden unterschiedlicher Dichte und Festigkeit zu installieren. Fig. 3b zeigt die Schnittzeichnung entlang der Linie A-A aus Fig. 3a mit dem Ende des Auslegers 2 und Höhenausgleichsvorrichtung 9. Diese besteht aus einem Hydraulikzylinder 1 1 , der einen ausfahrbaren Stempel 12 aus dem Aufnahmebehälter 5 herausdrücken kann. Im installierten Zustand der Plattform 1 kann der Stempel 12 nach unten aus dem Aufnahmebehälter 5 herausgedrückt werden, sodass in diesem Falle der Stempel 12 mit seiner unteren Fläche auf dem Meeresgrund ansteht. Die Höhenausgleichsvorrichtung dient dem Ausgleich von geneigten oder unebenen Meeresbodengegebenheiten.

Anhand der Fig. 4a-c wird der Hubmechanismus des Hauptdecks 4 in Bezug auf die zentrale Säule 3 näher beschrieben. Fig. 4a ist eine Schnittzeichnung entlang der Linie B-B aus Fig. 4b. An der Wand der zentralen Säule 3 sind eine oder mehrere grundsätzlich bekannte Zahnstangen 13 befestigt, in die jeweils ein oder mehrere Antriebsritzel 14 eingreifen. Diese Antriebsritzel 14 werden durch Elektromotoren 15 angetrieben. Antriebsritzel 14 und Elektromotoren 15 sind in einer Einheit montiert, die sich innerhalb des Hauptdecks 4 befindet, sodass bei Betrieb der Elektromotoren 15 das Hauptdeck 4 relativ zu den Auslegern 2 entlang der zentralen Säule 3 bewegt werden kann. Elektromotoren 15, Antriebsritzel 14, Zahnstangen 13 sowie eine entsprechende Steuerung sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, sodass sie hier nicht weiter erläutert werden. Fig. 4b zeigt eine Schnittzeichnung entlang der Linie A-A der Fig. 4a und erlaubt eine Draufsicht auf die doppelwandi- ge Ausführung von zentraler Säule 3 und Hauptdeck 4 inklusive der Antriebskomponenten Zahnstangen 13, Antriebsritzel 14 und Elektromotoren 15. Im Bereich der Antriebsritzel 14 ist ein Spritzschutz 16 gegen Meerwasser vorgesehen. Fig. 4c ist eine Seitenansicht der Antriebseinheit entlang der Linie C-C aus Fig. 4a. Um die zentrale Säule 3 ist das Hauptdeck herum angeordnet. Die Antriebsritzel 14 greifen dabei in die Zahnstange 13 ein und erlauben so einen Versatz des Hauptdecks entlang der Achse der zentralen Säule 3.

In einer alternativen Ausführungsform wird der Hubmechanismus des Hauptdecks 4 in Bezug zu der zentralen Säule 3 mittels hydraulischer Hubzylinder gebildet, welche an wechselnden Befestigungspunkten an der zentralen Säule 3 mittels Bolzen befestigt sind. Die Plattform wird bei dieser Ausführungsform wiederholt um jeweils eine Hubhöhe der Zylinder angehoben, provisorisch an der zentralen Säule fixiert, während die Zylinder wieder eingezogen werden und am nächstgelegenen Befestigungspunkt mit der Säule verbunden werden.

Die Konfiguration der Komponenten für Beobachtungs- und Verteidigungszwecke ist in Fig. 5a-b dargestellt. Die zentrale Säule 3 durchsticht das Hauptdeck 4 zentral. Auf dem oberen Deck sind Effektoren 16 bestehend aus Geschützen mit optionalen Lenkwaffenwerfern positioniert. Eine Sensoreinheit 17 und ein Seeradar 18 dienen der Lageerfassung. Der Funkmast 19 wird über eine Kommunikationseinheit 20 betrieben. Generator 21 und Munitionsdepot 22 ergänzen die Aufbauten. Das Hauptdeck enthält Luken 23 und über eine Treppe 24 sind die Ebenen des Hauptdecks 4 verbunden. In der unteren Ebene sind Werkstatt 25, Aufenthaltsraum für eine Bedienmannschaft 26, Lager 27 sowie Einrichtungen für die Energieumformung und Energieverteilung 28. Weitere nicht dargestellte Komponenten sind vorgesehen, so z.B. weitere Waffensysteme wie Lenkwaffen, Raketen, Torpedos zum Eigenschutz oder weitere Beobachtungseinrichtungen und Sensoren, z.B. akustische Senso- ren oder Einrichtungen zur Aufklärung der Unterwasserlage. Die Effektoren 16 überstreichen den vollen Azimut und sind in der dargestellten Konfiguration derart angeordnet, dass der nicht abgedeckte Raumwinkel minimal ist. Die in Fig. 5a-b gezeigte Konfiguration stellt nur eine Möglichkeit zur Gestaltung der erfindungsgemäßen Plattform 1 dar. Es ist im Rahmen dieser Erfindung möglich, weitere Varianten und Ausführungsformen vorzusehen. So können die Effektoren 16 auch in Bezug auf die zentrale Achse 3 gegenüberliegend positioniert werden oder es sind mehr als zwei Effektoren an geeigneten Stellen vorgesehen. Weiterhin kann das Hauptdeck 4 mehrere Zwischendecks zur Unterbringung von Mannschaften, Nachschub und Peripheriegeräten vorsehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Plattform 1 nicht auf dauerhaft engagiertes Bedienpersonal angewiesen, sondern kann zumindest für eine begrenzte Zeit von einer entfernten übergeordneten Kommandoeinheit gesteuert werden.

Fig. 6 a-h zeigt eine Sequenz des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Installation der Plattform 1 auf dem Meeresboden. Die einzelnen Schritte werden dabei durch das gezielte Fluten von Teilen der Gesamtstruktur mit Ballast und insbesondere mit Meerwasser unterstützt. Die im jeweiligen Verfahrensschritt gefluteten Teile sind dunkel eingefärbt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Neigung des Meeresgrunds von 3° gegenüber dem Meeresspiegel angenommen. Fig. 6a zeigt die Positionierung in Phase 1. Die Plattform 1 wird durch geeignete Einrichtungen wie einen oder mehrere Schlepper in Position gezogen. Zur Erhöhung der Stabilität liegt das Hauptdeck 4 während des Transports auf den Auslegern 2 auf. Fig. 6b zeigt mit Phase 2 den Beginn der Installation, wobei das Eintauchen der aus den drei Auslegern gebildeten Basis mit dem Öffnen eines Ventils (nicht dargestellt) an der Unterseite der zentralen Säule 3 eingeläutet wird. Es folgt das Öffnen der Ventile auf der Unterseite der Ballasttanks 6 zum Eintritt von Wasser sowie der Ventile auf der Oberseite der Ballasttanks zum Entweichen von Luft. In dieser Phase wird die Stabilität durch das luftgefüllte Hauptdeck 4 sichergestellt. Zum Halten der Position sind i.a. zwei Schlepper ausreichend. Das Absinken der Basis wird nach Fig. 6c kontrolliert durch das relative Anheben des Hauptdecks gegenüber der Basis über die Zahnstangen 13, Antriebsritzel und Elektromotoren 15, wobei sich zentrale Säule 3 und Ballasttanks 6 weiter mit Meerwasser füllen. In Phase 4 nach Fig. 6d berührt ein erster Teil des Auslegers 2 den Meeresboden 7. Fig. 6e zeigt Phase 5, wonach die Plattform 1 nun vollständig auf dem Meeresboden aufsteht. In der Phase 6 des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Fig. 6f werden ein oder mehrere Hydraulikzylinder 11 Stempel 12 so weit ausfahren, dass das Hauptdeck 4 horizontal ausgerichtet liegt und die Neigung des Meeresbodens oder Welligkeiten etc. ausgeglichen ist. Zur Sicherung der Plattform 1 wird in Phase 7 nach Fig. 6g die gesamte aus den Auslegern 2 gebildete Basis mit Wasser geflutet und schließlich in Phase 8 nach Fig. 6h das Hauptdeck 4 auf die gewünschte Höhe über dem Meeresspiegel angehoben. Die Ventile zum Einlass des Meerwassers sowie zur Entlüftung werden geschlossen. Die verwendeten Ventile sind dem Fachmann grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Ort und Anzahl der Ventile werden je nach Anwendung neu gewählt. Zur weiteren Erhöhung der Stabilität ist es vorgesehen, Teile des in die Plattform 1 eingebrachten Meerwassers durch andere Ballastmaterialien zu ersetzen, beispielsweise Schlamm, Kies oder Beton. Aufgrund des hohen Eigengewichts der Plattform 1 wird dies aber nur bei sehr rauer See vonnöten sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur De-Installation der Plattform 1 vom Meeresgrund wird in Fig. 7a-f dargestellt; es besteht im Wesentlichen aus denselben Schritten wie in Fig. 6 dargestellt - durchgeführt in umgekehrter Reihenfolge. In Phase 1 nach Fig. 7a wird zuerst das Hauptdeck 4 entriegelt und das Ventil der zentralen Säule 3 geöffnet. Mithilfe der Antriebseinheit aus Zahnstangen 13, Antriebsritzel 14 und Elektromotoren 15 wird in Phase 2 nach Fig. 7b das Hauptdeck 4 sowie herabgelassen, bis es auf der Meeresoberfläche aufliegt bzw. teilweise eintaucht. In Fig. 7c der Phase 3 werden die Ventile der Ballasttanks 6 geöffnet und mittels eingepresster Druckluft das Ballastwasser aus der Basis entfernt. Sobald genügend Auftrieb vorhanden ist, wird in Phase 4, Fig. 7d, über die Antriebseinheit das Hauptdeck 4 in Richtung der Ausleger 2 bewegt, sodass die Plattform 1 sich vom Meeresboden löst und frei schwimmen kann. Eventuell herausgefahrene Stempel 12 werden wieder eingezogen. In Phase 5, Fig. 7e, ist das Hauptdeck oberhalb der Basis aus den Auslegern 2 zum Aufliegen gekommen. In Phase 6, Fig. 7f, wird schließlich das verbleibende Wasser aus der zentralen Säule 3 mittels Druckluft herausgepresst und abschließend alle Ventile geschlossen. Die Plattform 1 ist zum Abtransport bereit.

Für die Plattform sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen vorgesehen. Diese betreffen die statische und dynamische Stabilität der Plattform 1 und des Hauptdecks 4. Damit eine präzise Bedrohungserfassung und Zielbekämpfung überhaupt möglich ist, muss die absolute Lage im Raum jeder Sensoreinheit 17 und jeder Bewaffnungseinheit 16 mit hoher Präzision für sich allein und auch relativ zu den anderen Komponenten eines Plattform Systems für (möglichst) jeden Zeitpunkt einer Überwachung und für jeden Zeitpunkt einer Bedrohungsbekämpfung bekannt sein. Gleichzeitig ist das dynamische Verhalten der Komponenten aufzuzeigen, etwa Schwingungen, die durch das Abfeuern einer Waffe oder die Bewegung der Kanone während der Zielverfolgung in die Plattform induziert werden. Gleichzeitig müssen die von außen in die Plattform eingetragenen Veränderungen aus der Normlage erfasst wer- den, etwa Verformungen durch inhomogene Sonneneinstrahlung über den Verlauf eines Tages oder bei Wolkenzug hinweg oder durch Winddruck und Wellengang.

Gegenüber bekannten Plattformen mit verschiebbaren Hauptdecks aus dem Stand der Technik für die Öl- oder Gasexploration erfüllt die erfindungsgemäße Plattform 1 mit ihrem Hauptdeck 4 und der zentralen Säule 3 grundlegend andere und deutlich erweiterte mechanische und dynamische Anforderungen. So ist die erfindungsgemäße Plattform 1 besonders steif und schwingungs- sowie verwindungsarm. Dazu ist die Plattform 1 mit ihrem Hauptdeck 4 und der zentralen Säule 3 besonders massiv ausgestaltet, denn durch eine hohe Masse können beispielsweise RückStoßkräfte besonders effektiv aufgenommen werden. Die Masse des Hauptdecks 4 und der zentralen Säule 3 liegen dazu jeweils im Bereich von 100t (einhundert Tonnen) bis 800t, bevorzugt jeweils im Bereich von 500t, sodass sich für die Plattform eine Gesamtmasse von bevorzugt 1 O00t (eintausend Tonnen) ergibt.

Zur Versteifung sind innerhalb des Hauptdecks 4 Stützstrukturen zur Unterdrückung von Schwingungen vorgesehen. Diese Strukturen werden gebildet aus passiven Verstrebungen zwischen einzelnen Elementen der tragenden Struktur innerhalb des Hauptdecks 4. Besonders bevorzugt sind diese Verstrebungen so angeordnet, dass sie zumindest teilweise entlang der Verbindungslinie zwischen den Effektoren und der zentralen Säule 3 orientiert sind. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Versteifungsstrukturen gebildet aus aktiv gesteuerten Hydraulikzylindern, die derart angesteuert werden, dass sie einer Schwingung des Hauptdecks 4 dämpfend entgegenwirken.

Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Plattform vorgesehen, den mechanischen Übergang zwischen der zentralen Säule 3 und dem Hauptdeck 4 zu versteifen und ein vorhandenes und zwecks Erhaltung der Leichtgängigkeit des aus Zahnstangen und Zahnrädern gebildeten Hubmechanismus' tolerierte mechanische Spiel zu eliminieren. Dazu werden bei Erreichen einer gewünschten Position des Hauptdecks 4 in Bezug auf die Höhe der zentralen Säule 3 mehrere Verbindungsbolzen in Verriegelungslöcher eingeführt oder eingeschlagen und so das mechanische Spiel der Antriebseinheit eliminiert.

In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 4a-c werden zur Stabilisierung des mechanischen Übergangs zwischen Hauptdeck 4 und zentraler Säule 3 die über die Antriebsritzel 14 in die Zahnstangen 13 einwirkenden Elektromotoren 15 bei Erreichen der gewünschten Posi- tion nicht stromlos bzw. abgeschaltet, sondern ihr Moment wird geeignet beibehalten. Jeweils zwei Antriebsritzel 14 wirken dabei auf eine Zahnstange 13. Im Zusammenspiel der Gewichtskraft des Hauptdecks 4 mit der entgegengesetzt wirkenden Hubwirkung des Antriebs wird der mechanische Übergang versteift und das Spiel zwischen Hauptdeck 4 und zentraler Säule 3 eliminiert. In einer weiteren Ausführungsform werden die Elektromotoren 15 nach Fig. 4b so gegenläufig angesteuert, dass sie das jeweils zugeordnete Antriebsritzel 14 verspannen, wodurch das Antriebsspiel ebenfalls wirksam eliminiert wird.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plattform ist vorgesehen, mehrere hydraulische Klemmen jeweils mit einem ersten drehbar gelagerten Ende oberhalb und / oder unterhalb des Hauptdecks 4 so zu positionieren, dass sie jeweils mit einem zweiten freien Ende so gegen die zentrale Säule 3 anpressbar sind, dass beim Anpressen das mechanische Spiel zwischen Hauptdeck 4 und zentraler Säule 3 wirksam eliminiert wird.

In der Plattform 1 ist weiterhin vorgesehen, die Auswirkungen thermischer Einflüsse zu minimieren. Die maritime Beobachtungs- und Verteidigungsplattform 1 ist sich verändernden witterungsbedingten Einflüssen von beispielsweise Sonneneinstrahlung, Wind, Regen oder Gischt etc. ausgesetzt. Aufgrund des thermischen Ausdehnungsverhaltens der für die Plattform 1 verwendeten Materialien führen diese witterungsbedingten Einflüsse zu Veränderungen von Längen, Abständen und Wnkeln auf dem Hauptdeck 4, welche in einer Größenordnung liegen, die für die Anwendung als Beobachtungs- und Verteidigungsplattform nicht mehr vernachlässigt werden kann. Daher sind erfindungsgemäß Einrichtungen vorgesehen, die diese Geometrieänderungen minimieren.

Dazu ist vorgesehen, wenigstens auf Teilen der Außenfläche der Plattform 1 eine Beschich- tung aus grundsätzlich bekannten Materialien vorzunehmen, welche reflektierend in Bezug auf Sonneneinstrahlung und / oder thermisch isolierend wirkt, also schlechtere Wärmeleiteigenschaften als das für die Plattform 1 verwendete Material - Metalle, meist Stahl - aufweist. Diese Schicht kann durch bekannte Verfahren wie sprühen oder streichen aufgebracht werden oder auch durch vorgefertigte Einrichtungen wie Platten oder Folien gebildet sein.

Weiterhin ist vorgesehen, die im Innern des Hauptdecks 4 liegende Stützstruktur zumindest in Teilen aktiv und geregelt zu heizen und / oder zu kühlen, um die durch äußere witterungs- bedingte Einflüsse hervorgerufene Längendehnung bzw. Längenschrumpfung zu kompensieren. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die gesamte Struktur zumindest des Hauptdecks 4 auf ein Temperaturniveau zu heizen, welches über den typischen Einsatztemperaturen in der Umgebung der Plattform 1 liegt. Alternativ kann die gesamte Struktur zumindest des Hauptdecks 4 auf ein Temperaturniveau gekühlt werden, welches unter den typischen Einsatztemperaturen in der Umgebung der Plattform 1 liegt. Dazu ist vorgesehen, Rohre oder Schläuche, die mit einer temperierten Flüssigkeit befüllbar sind, im Innern des Hauptdecks 4 in für einen Fachmann grundsätzlich bekannter Weise so zu positionieren, dass sie im thermischen Kontakt mit den Stütz- und Flächenstrukturen stehen und ein Wärmeaustausch zwischen der temperierten Flüssigkeit (z.B. Wasser) und den Strukturen des Hauptdecks 4 erfolgen kann. In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, Verdrehungen und Verwindungen des Hauptdecks 4 direkt zu detektieren. Dazu wird zwischen geeigneten Referenzpunkten beispielsweise in der Nähe der äußeren Ecken ein richtungsbezogenes Vektorsignal (beispielsweise senkrecht zur Ebene des Hauptdecks) ausgetauscht. Dies kann beispielsweise durch die Aussendung von linear polarisiertem Licht von einem Referenzpunkt zu einem zweiten Referenzpunkt geschehen. Zwischen dem ersten, aussendenden Referenzpunkt und dem zweiten, empfangenden Referenzpunkt ist eine Messeinrichtung für die relative Verdrehung des zweiten Referenzpunktes um die Verbindungslinie der Referenzpunkte vorgesehen. Dies kann in einer bevorzugten Ausführungsform durch einen Polarisationsfilter und einem nachfolgend geschalteten Detektor erfolgen. Sofern sich aufgrund einer Plattformverwindung die Richtung einer Senkrechten zwischen den beiden Referenzpunkten verändert, wird das linear polarisierte Licht bei Durchtritt durch den Polarisationsfilter in bekannter Weise in Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel abgeschwächt und diese Ab- schwächung wird nachfolgend durch den Detektor ermittelt. Bei Analyse der Größe der Ab- schwächung sowie deren zeitlichen Verlauf kann direkt auf das Verwindungsverhalten der Plattformebene zwischen den Referenzpunkten geschlossen werden. Sofern mehrere Referenzstrecken auf der Plattformebene - bevorzugt nicht parallel zueinander - gewählt werden, kann durch die Analyse der Detektorsignale direkt auf das Schwingungsverhalten der gesamten Plattformebene und den darauf montieren Sensoren und Bewaffnungen geschlossen werden.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der zuvor genannten Einrichtung ist der Lichtsensor ein Sensor, der zusätzlich den Auftreffpunkt des Lichtsignals auflösen kann. Diese Sensoren sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise unter der Bezeichnung Quadrantendiode. Das zeitlich veränderliche Lichtsignal an den einzelnen Dioden wird aufgezeichnet und an eine Recheneinheit übergeben. Damit ist es bei dieser Ausführungsform möglich, zusätzlich zum dynamischen Verwindungsverhalten um die Strahlachse herum auch das Schwingungsverhalten jeweils senkrecht um die Strahlachse zu detektieren. Die Recheneinheit erstellt ein dynamisches Schwingungsbild des Hauptdecks 4 und übergibt diese Informationen zur Weiterverarbeitung an die den Geschützen 16 zugeordneten Geschützrechnern.

In einer Ausführungsform sind innerhalb des Hauptdecks 4 Kanäle oder Röhren vorgesehen, in denen das linear polarisierte Lichtsignal vor Witterungseinflüssen geschützt geführt wird. In einer weiteren Ausführungsform ist die Verwendung von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern vorgesehen.

Fig. 8 zeigt schematisch den Aufbau der Messeinrichtung 1000 des Plattform- Überwachungssystems. Zur Erläuterung der Funktionsweise ist ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit drei Achsen x-y-z eingezeichnet. Die Rotationswinkel um diese Achsen sind jeweils mit α, ß, γ bezeichnet. Eine Strahlungsquelle 100, beispielsweise ein Halbleiter- oder Festkörperlaser, emittiert ein Strahlenbündel 200 mit von der Kreisform abweichendem, also nicht-zirkularem Querschnitt. Derartige Lichtstrahlungsquellen sind als Linienlaser grundsätzlich bekannt, wobei deren Bündelquerschnitte denen eines Rechtecks oder alternativ einer Ellipse ähneln können. Durch einen Strahlteiler 101 wird das Strahlenbündel 200 in zwei Teilstrahlenbündel 201 und 202 aufgeteilt, wobei das Teilstrahlenbündel 202 auf einen positionsempfindlichen, flächigen Detektor 102 trifft. Das Teilstrahlenbündel 201 trifft auf einen teildurchlässigen Spiegel 103, welcher am Objekt B befestigt ist. Die Reflektivität des Spiegels 103 liegt bevorzugt zwischen 40% und 60%, besonders bevorzugt bei 50%. Ein erster Teil des auf den Spiegel 103 treffenden Strahlenbündels 201 trifft auf den positionsempfindlichen, flächigen Detektor 104 am Objekt B. Ein zweiter Teil des Strahlenbündels 201 wird durch den teildurchlässigen Spiegel 103 reflektiert und bildet das Strahlenbündel 203. Dieses trifft bei geeigneter Positionierung des Spiegels 103 wieder auf den Strahlteiler 101 , welcher das Strahlenbündel 204 auf einen positionsempfindlichen, flächigen Detektor 105 umlenkt. Detektoren 102, 104 und 105 können gebildet werden beispielsweise durch positionsempfindliche Fotodioden oder CCD-Elemente.

Bevorzugt sind die Elemente Strahlungsquelle 100, Strahlteiler 101 sowie Detektoren 102 und 105 in einer fest mit Objekt A verbundenen ersten Einheit 1001 zusammengefasst. Bevorzugt sind der teildurchlässige Spiegel 103 und der Detektor 104 in einer fest mit Objekt B verbundenen zweiten Einheit 1002 zusammengefasst. Die Einheiten 1001 und 1002 sind ausreichend mechanisch stabil, besitzen geeignete Durchgänge bzw. Fenster für die Strahlenbündel und können thermisch stabilisiert werden.

Die Reflexion des Strahlenbündels 203 erfolgt erfindungsgemäß nicht parallel zum Strahlenbündel 201. Der Winkel ε zwischen diesen beiden Bündeln ist durch geeignete Justage des teildurchlässigen Spiegels 103 bevorzugt so groß zu bemessen, dass dieser oberhalb der erwarteten relativen jeweiligen Winkeldynamik der Objekte A und B um zumindest die Raumwinkel ß und γ liegt. Damit wird gewährleistet, dass auch bei maximaler zu erfassender Winkeldynamik eine Nichtparallelität und damit die Messbarkeit der Dynamik in x-Richtung erhalten bleibt.

Das Teilstrahlenbündel 202 dient der automatischen Selbsteichung des Systems: Ändert die Strahlungsquelle 100 beispielsweise durch mechanische oder thermische Einflüsse seine Position, so bedingt dies eine Änderung des am Detektor 102 detektierten Signals. Ein in Bezug auf eine Sollposition in Richtung y verschobener Linienlaser 100 führt zu einer Verschiebung des Signals am positionsempfindlichen Detektor 102 entlang der x-Richtung. Eine Verdrehung um einen Wnkel α führt am Detektor 102 zu einer um den Winkel ß verdrehten Signalantwort. Derartige Änderungen werden automatisch als Systemänderung erkannt und numerisch zum Nullpunkt des Systems im Sinne einer Selbsteichung korrigiert.

Die Messeinrichtung 1000 hat die Aufgabe, die relativen translatorischen (x-y-z) sowie rotatorischen (α, ß, γ ) Bewegungen zwischen zwei Objekten A und B zu messen. Dies wird nachfolgend erläutert. Relative Bewegungen des Objekts B in Bezug auf das Objekt A in z- sowie in y-Richtung werden vom Detektor 104 direkt erkannt. Bewegungen entlang der x- Richtung führen aufgrund der Nichtparallelität der Strahlenbündel 201 und 203 zu einem Versatz des Signals am Detektor 105 ebenfalls entlang der entgegengesetzten x-Richtung. Eine relative Bewegung um den Winkel α wird aufgrund des nicht-zirkularen Querschnitts des Strahlenbündels 201 direkt am positionsempfindlichen, flächigen Detektor 104 erkannt. Eine Rotation um den Winkel ß führt zu einem Versatz des Signals am Detektor 105 in z- Richtung. Eine relative Bewegung des Objekts B in Bezug auf Objekt A um den Winkel γ wird am Detektor 105 durch einen Versatz in x-Richtung erfasst. Mit Hilfe der dargestellten erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1000 des Überwachungssystems können relative translatorische Bewegungen im Bereich von weniger als 1/100 mm sowie rotatorische Bewegungen von weniger als 1/10 milrad erfasst werden.

Es ist vorgesehen, die Messeinrichtung 1000 auf dem Hauptdeck 4 einer maritimen Beo- bachtungs- und Verteidigungsplattform 1 einzusetzen (wobei das Hauptdeck 4 vermittels einer Antriebseinrichtung entlang der zentralen Säule 3 verschoben werden kann), um die dynamischen translatorischen und rotatorischen Bewegungen zwischen Objekten A und B - beispielsweise Sensoren 17, 18 und Effektoren 16 - auf dem Hauptdeck 4 zueinander zu detektieren. Die Daten werden durch eine geeignete Verarbeitungseinheit an die Positionssensoren und Aktoren der Sensoren 17, 18 und Effektoren 16 auf dem der Plattform 1 übertragen und dort weiter verarbeitet. Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, die dynamischen Abweichungen für die Berechnung von Korrekturwerten der der Ausrichtung der Effektoren, d.h. der Waffenrohre der installierten Kanonen, zu verwenden.