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Patent Searching and Data


Title:
UNDERWATER VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/229185
Kind Code:
A1
Abstract:
An underwater vehicle comprises a first height rudder, a second height rudder or in general terms height control means. The first height rudder is arranged at the stern and is designed to be pivoted into a descent position or an ascent position. The second height rudder, or the height control means, is/are arranged at the front and designed to be retracted to a retracted position, and to be extended to an extended position. The second height rudder, or the height control means, is/are extended to the extended position if the first height rudder is pivoted into the descent position.

Inventors:
BRINK GUNNAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/061895
Publication Date:
November 19, 2020
Filing Date:
April 29, 2020
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
International Classes:
B63G8/00; B63G8/18
Foreign References:
US5467728A1995-11-21
KR20110004981A2011-01-17
US6976445B12005-12-20
GB8816189D01988-12-14
KR101115124B12012-02-24
US6047656A2000-04-11
NL2003821C22011-05-19
US9969463B22018-05-15
Other References:
NORMAN POLMARKENNETH J. MOORE: "The design and construction of U.S. and Soviet submarines", COLD WAR SUBMARINES, pages 133,134
Attorney, Agent or Firm:
PFITZNER, Hannes et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Unterwasserfahrzeug (10), mit folgenden Merkmalen: einem ersten Höhenruder (12), das an dem Heck des Unterwasserfahrzeugs (10) angeordnet ist und ausgebildet ist, in eine Abtauchposition und eine Auftauchposition geschwenkt werden; und einem zweiten Höhenruder (14) oder zweiten Höhensteuermitteln, das bzw. die an der Front des Unterwasserfahrzeugs (10) angeordnet sind und ausgebildet sind, um in eine Einfahrposition eingefahren zu werden und in eine Ausfahrposition ausgefahren zu werden, wobei das zweiten Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel in die Ausfahrposition ausgefahren werden, wenn das erste Höhenruder (12) in die Abtauchposition geschwenkt wird und/oder ist.

2. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß Anspruch 1 , wobei das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel in die Ausfahrposition ausgeschwenkt wird, nachdem das erste Höhenruder (12) in die Abtauchposition geschwenkt ist oder sobald das erste Höhenruder (12) einen Endanschlag (12a und 12ab) der Abtauchposition erreicht hat.

3. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel in eine Einfahrposition geschwenkt wird, wenn das erste Höhenruder (12) in eine Auftauchposition geschwenkt wird oder ist oder wenn das erste Höhenruder (12) sich nicht mehr in der Abtauchposition befindet oder wenn das erste Höhenruder (12) den Endanschlag (12a und 12ab) für die Abtauchposition verlassen hat.

4. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Höhenruder (12) und das zweite Höhenruder (14) bzw. die zweiten Höhensteuermittel einen gemeinsamen Aktor, einen gemeinsamen Servomotor (24), einen gemeinsamen Magnetantrieb oder einen gemeinsamen Hydraulikantrieb aufweisen.

5. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Höhenruder (12) und das zweite Höhenruder (14) bzw. die zweiten Höhensteuermittel über einen Federmechanismus (28f) und/oder einem Gestänge (22) miteinander verbunden sind.

6. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel einen Scherenmechanismus und/oder einen Pantograph-Mechanismus (28) aufweist.

7. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel gegenüber der Längsachse (22b) des Unterwasserfahrzeugs (10) geneigt sind; und/oder wobei das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel gegenüber der Längsachse (22b) des Unterwasserfahrzeugs (10) in dieselbe Richtung geneigt sind wie das erste Höhenruder (12) in der Abtauchposition.

8. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Höhenruder (12) einen ersten Endaschlag aufweist, der eine Schwenkbewegung (12D) des ersten Höhenruders (12) in der Abtauchposition beschränkt; und/oder wobei das erste Höhenruder (12) einen zweiten Endaschlag aufweist, der die Schwenkposition des Höhenruders in der Auftauchposition beschränkt.

9. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß Anspruch 8, wobei das erste Höhenruder (12) mit dem zweiten Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel über einen Federmechanismus (28f) und/oder einer Spiralfeder verbunden sind.

10. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß Anspruch 9, wobei der Federmechanismus (28f) und/oder die Spiralfeder ausgebildet ist und/oder eine Federkraft des Federmechanismus (28f) und/oder der Spiralfeder so gewählt ist, um das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten Höhensteuermittel mit einer Ausfahrkraft zu beaufschlagen und/oder in eine Ausfahrrichtung zu bewegen, wenn das erste Höhenruder (12) den Endaschlag der Abtauchposition erreicht hat.

11. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Unterwasserfahrzeug (10) ein autonomes Unterwasserfahrzeug (10) ist.

12. Unterwasserfahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Höhenruder (12) und/oder das zweite Höhenruder (14) oder die zweiten

Höhensteuermittel zweigeteilt ausgeführt sind, wobei der erste Teil des ersten Höhenruders (12) und der zweite Teil des ersten Höhenruders (12) ausgebildet sind, um separat voneinander bewegt zu werden, und/oder wobei der erste Teil des zweiten Höhenruders (14) oder der zweiten Höhensteuermittel und der zweite Teil des zweiten Höhenruders (14) oder der zweiten Höhensteuermittel ausgebildet sind, um separat voneinander bewegt zu werden.

13. Verfahren zum Betreiben eines Unterwasserfahrzeugs (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren den Schritt des Ausfahrens des zweiten Hö- henruders (14) oder der zweiten Höhensteuermittel aufweist, wenn das erste Höhenruder (12) in eine Abtauchposition geschwenkt wird und/oder geschwenkt ist.

Description:
Unterwasserfahrzeug

Beschreibung

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Unterwasserfahrzeug, insbesondere ein autonomes Unterwasserfahrzeug. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben desselben. Bevorzugte Ausführungsbei- spiele beziehen sich auf ein unbemanntes Tauchfahrzeug mit einziehbarem Bugruder.

Die vertikale Bewegung eines Tauchfahrzeugs durch das Wasser wird durch die Bug- und Heckruder gesteuert. Dies sind horizontale Ruder, die paarweise an beiden Seiten des Rumpfes, am Bug und Heck befestigt sind. Bei manchen U-Boote sind zusätzlich zu den Heckrudern und statt Bugrudern Höhenruder am Turm des U-Bootes befestigt.

Bei üblichen bemannten U-Booten wird das Tauchen durch das Füllen der Ballasttanks mit Wasser unterstützt. Autonome Tauchfahrzeuge haben in der Regel gar keine Ballasttanks. Deren Gesamtgewicht ist so tariert, dass das eigene Gewicht etwa dem Gewicht des verdrängten Wassers fast entspricht. Sobald der Motor abgeschaltet ist, tauchen diese Fahrzeuge von selbst an die Wasseroberfläche zurück. Wenn kein Antrieb aktiv ist, treiben diese Fahrzeuge zu etwa 90% ihres Volumens unter der Wasseroberfläche und nur 10% oder weniger ragen über die Wasseroberfläche hinaus.

Die Tiefe eines solchen Fahrzeugs wird nur dadurch gesteuert, dass man das Fahrzeug in einem Winkel gegenüber der Horizontalen bringt und das Schiff dann durch das Wasser auf oder ab taucht.

Dieser Winkel wird von Heckrudern, die am Heck des Fahrzeugs meist auf Höhe des Seitenruder-Paars montiert sind, auf das Fahrzeug übertragen.

Die Tiefe des Fahrzeugs kann auch von einem anderen Satz von Rudern oder Flügeln, den sogenannten Bugrudern, die vorne am Bug oder am Turm des Fahrzeugs angebracht sind justiert werden.

Geräusche durch die Frontruder können allerdings das Sonar des Fahrzeugs stören. Zusätzlich zur Verringerung der störenden Geräusche und einer schnelleren Reaktion auf Änderungen der Ruderposition ist ein Vorteil der einziehbaren Bugruder die Verringerung des Wasserwiderstands.

Besonders hilfreich sind Bugruder beim Abtauchen eines unbemannten Tauchfahrzeugs, das zuvor an der Wasseroberfläche treibt oder gerade abgesetzt wurde: Falls nämlich ein Fahrzeug nur ein Paar Heckruder hat, wird das Heck eines waagrecht auf dem Wasser treibenden Fahrzeugs beim Einschalten des Propellers und nach unten geneigten Heckrudern leicht nach oben aus dem Wasser gehoben, was die Wirkung des Heckruders reduziert.

Häufig tauchen solche Fahrzeuge erst dann ab, wenn eine größere Welle über das Fahrzeug schwappt und Heckruder und Antriebspropeller lange genug unter Wasser sind, um das Abtauchen einzuleiten.

Bei ruhigem Wasser taucht ein Fahrzeug ohne Bugruder und mit nur Heckrudern unter Umständen gar nicht ab.

Bei bemannten U-Booten werden die Frontruder oft durch Hydraulikanlagen bewegt und ein- und ausgefahren. Teilweise werden auch Servomotoren eingesetzt.

Norman Polmar, Kenneth J. Moore: (Cold War submarines. The design and construction of U.S. and Soviet submarines. S. 133, 134) beschreibt, dass bei einigen U-Booten die Burgruder so ausgelegt sind, dass sie zurückgezogen werden, bevor das Boot durch Eis bricht oder an einem Pier anlegt, um Schäden zu vermeiden.

GB8816189D0 offenbart Tauchfahrzeug mit mehreren Finnen, damit bei Beschädigung einzelner Finnen weitere Finnen verbleiben.

KR101 1 1512481 offenbart ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug mit einziehbaren Heckrudern.

US6047656A offenbart einen Kajak oder ein Kanu mit einziehbaren Bugrudern, die über Seilzug und Fußpedal bedient werden, wobei diese Bugruder keine Höhenruder sind, sondern der seitlichen Steuerung des manuell betrieben Bootes dienen. NL2003821 C realisiert ein ähnliches Prinzip bei einem motorbetriebenen Schiff. US9969463B2 offenbart ein mit Baudenzügen realisiertes Steuerungssystem eines Schiffes mit beweglichen Seitenrudern bei denen das vordere Flügelpaar in Richtung der gewünschten Drehung des Schiffes dreht (zum Beispiel nach Steuerbord), das hintere Flügelpaar in die entgegengesetzte Richtung (zum Beispiel nach Backbord). Dadurch werden der Wenderadius und die Rolle des Schiffes im Vergleich zu herkömmlichen Lenksystemen reduziert und die Manövrierfähigkeit des Schiffes erhöht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Stand der Technik-Nachteile zu überwinden und insbesondere ein Steuerungskonzept für Unterwasserfahrzeuge zu schaffen, das das Abtauchen verbessert.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Unterwasserfahrzeug mit einen ersten und einem zweiten Höhenruder bzw. Höhensteuerungsmittel. Das erste Höhenruder befindet sich am Heck des Unterwasserfahrzeugs und ist ausgebildet, um geschwenkt zu werden, nämlich zwischen einer Abtauchposition und einer Auftauchposition. Hierbei kann die Abtauchposition ein beliebiger Winkel zwischen null und dem Endanschlag sein, wobei das Höhenruder dann so angeströmt wird, dass das Untenvasserfahrzeug mit der Nase nach unten geschwenkt wird (d. h. Richtung Meeresgrund). Umgekehrt stellt die Auftauchposition ein beliebiger Winkel zwischen null und dem Endanschlag dar, so dass das Unterwasserfahrzeug die Nase Richtung Wasseroberfläche schwenkt, sobald es angeströmt wird. Das zweite Höhenruder bzw. die zweiten Höhensteuermittel befinden sich an der Front des Unterwasserfahrzeugs und sind in erster Linie ausgebildet, um ein- und ausgefahren zu werden, nämlich zwischen einer Einfahrposition und einer Ausfahrposition. In der Einfahrposition erfolgt beispielsweise keine Anströmung trotz Fahrt durchs Wasser, da die Ruder z.B. in den Rumpf eingezogen sind, während in der Ausfahrposition das zweite Höhenruder durch die Fahrt durch das Wasser angeströmt werden kann. Hierbei kann entsprechend Ausführungsbeispielen in der Ausfahrposition das zweite Höhenruder einen Anstellwinkel (Winkel gegenüber der Längsachse) haben, der in die gleiche Richtung zeigt, wie das erste Höhenruder in der Abtauchposition. Beispielsweise ist es denkbar, die Bugruder bei jeder Verwendung immer zur gleichen Endposition auszufahren, vor allem, wenn nur das Abtauchen unterstützt werden soll. Das zweite Höhenruder wird in die Ausfahrposition ausgefahren, wenn das erste Höhenruder in die Abtauchposition geschwenkt wird oder in die Abtauchposition geschwenkt ist. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wird das zweite Höhenruder in die Ausfahrposition ausgeschwenkt, erst nachdem das erste Höhenruder in die Auftauchposition geschwenkt ist oder sobald das erste Höhenruder einen Endanschlag der Auftauchposition erreicht hat.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das zweite Höhenruder in die Einfahrposition zurückgeschwenkt, wenn das erste Höhenruder in eine Auftauchposition geschwenkt ist oder wird. Alternativ erfolgt das Zurückschwenken, wenn das erste Höhenruder sich nicht mehr in der Abtauchposition befindet oder wenn das erste Höhenruder den Endanschlag für die Abtauchposition verlassen hat.

Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis /zugrunde, dass ein vorderes Höhenruder bzw. vordere Höhensteuermittel, wie eine ausfahrbarer oder zusätzlicher Gondelantrieb (Thrustergondeln) das Abtauchen unterstützen kann, wobei durch das Ein- und Ausfahren die sonst mit dem vorderen Höhenruder verbundenen Nachteile überwunden werden. Entsprechend einer bevorzugten Variante wird das vordere Höhenruder in der Extremlage (Endanschlag) des hinteren Höhenruders aktiviert, d. h. ausgefahren, um hier entsprechend zu unterstützen.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel weisen das erste und das zweite Höhenruder einen gemeinsamen Aktor, wie zum Beispiel einen Servomotor, einen Magnetantrieb oder einen Hydraulikantrieb auf. Die Kopplung der zwei Höhenruder kann über ein Gestänge oder ein Federmechanismus oder einer Kombination daraus erfolgen. Das Gestänge bzw. der Federmechanismus wirkt beispielsweise auf einen Scherenmechanismus oder Panto- graph-Mechanismus des zweiten Höhenruders. Insofern umfasst das zweite Höhenruder entsprechend Ausführungsbeispielen ein Scherenmechanismus oder Pantograph-Mecha- nismus, der eine Bewegung, z. B. entlang der Längsachse derart umsetzt, dass die vorderen Höhenruder (links, rechts) ausgefahren werden.

Das hintere Höhenruder kann ein oder mehrere Endanschläge (erster Anschlag, der die Schwenkbewegung in der Abtauchposition beschränkt, zweiter Anschlag, der die Schwenkbewegung in der Auftauchposition begrenzt) aufweisen. Wenn man davon ausgeht, dass das erste Höhenruder mit dem zweiten Höhenruder über einen Federmechanismus, wie zum Beispiel eine Spiralfeder verbunden ist, kann das System wie folgt gestaltet sein: Der Federmechanismus/die Spiralfeder ist ausgebildet, z. B. durch die richtige Dimensionierung der Federkraft, um das zweite Höhenruder mit einer Ausfahrkraft zu beaufschlagen und in eine Ausfahrrichtung zu bewegen, wenn das erste Höhenruder den Anschlag der Abtauchposition erreicht hat.

Entsprechend Ausführungsbeispielen ist sowohl das erste als auch das zweite Höhenruder zweigeteilt ausgeführt, das heißt sowohl auf Steuerbord als auch auf Backbord jeweils ein Teil angeordnet. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel könne die zwei Teile separat voneinander bewegt werden, um so zum Beispiel eine Steuerbewegung/Rollbewegung auszuüben.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft ein Verfahren zum Betreiben des oben definierten Unterwasserfahrzeugs. Das Verfahren umfasst den Schritt des Ausfahrens des zweiten Höhenruders, wenn das erste Höhenruder in eine Abtauchposition geschwenkt ist oder wird.

Entsprechend Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem oben erläuterten Unterwasserfahrzeug um ein autonomes Unterwasserfahrzeug.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Unterwasserfahrzeugs mit zwei Rudern gemäß einem Basisausführungsbeispiel; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Mechanismus zur Steuerung der zwei Höhenruder gemäß erweitertem Ausführungsbeispiel.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist.

Fig. 1 zeigt ein Unterwasserfahrzeug 10 mit einem ersten Höhenruder 12 und einem zweiten Höhenruder 14. Wie hier dargestellt, kann sowohl das Höhenruder 12 als auch das Höhenruder 14 jeweils zweigeteilt ausgeführt sein, so dass beispielsweise Steuerbord und Backbord jeweils eine Höhenruderhälfte 12a und 12b bzw. 14a und 14b vorliegt. Das erste Höhenruder 12 (bzw. 12a und 12b), das am Heck des Unterwasserfahrzeugs 10 angeordnet ist, ist schwenkbar, wie anhand der Pfeile 12D dargestellt ist. Hierzu wird beispielsweise das Höhenruder 12a und 12b um die Achse 12r, die senkrecht zu der Längsachse/Fahrtrichtung (vgl. 10B) des Unterwasserfahrzeugs 10 verläuft und sich im Wesentlichen parallel zu der Wasseroberfläche 16 erstreckt, gedreht. Die Rotation ist mittels der Pfeile 12D angedeutet. Wenn beispielsweise das Höhenruder 12a und 12b im Uhrzeigersinn in der hier dargestellten Perspektive geschwenkt wird, wird das erste Höhenruder 12 in eine Abtauchposition geschwenkt werden. Die Abtauchposition kann beispielsweise zwischen 0° und +45° oder +60° oder sogar bis +90° definiert sein. Hierbei wird immer der Winkel des Ruderblatts des Höhenruders 12 gegenüber der Längsachse bzw. Fahrtrichtung 10b gemessen. Bei einer Schwenkung gegen Uhrzeigersinn wird das erste Höhenruder 12 in Richtung der Auftauchposition geschwenkt, wobei von einer Auftauchposition dann gesprochen wird, wenn das Ruderblatt im Bereich zwischen 0 und -45° oder bis zu -60° oder bis zu -90° befindet.

Das zweite Höhenruder ist ausgebildet, um ein- und ausgefahren zu werden. In der hier dargestellten Fig. 1 ist die Ausfahrposition der zwei Höhenruderteile 14a und 14b dargestellt. Bewegung ist anhand der Pfeile kenntlich gemacht. Die Ausfahrposition ist dadurch charakterisiert, dass bei Fahrt durch das Wasser (vgl. Bezugszeichen ,10b) die Höhenruderteile 14a und 14b mit dem Wasser wechselwirken können. Wie anhand der Pfeile dargestellt, können die Ruderteile 14a und 14b auch in den Rumpf des Unterwasserfahrzeugs 10 hineingezogen werden, so dass eine Wechselwirkung nicht mehr nur noch unwesentlich stattfindet.

Dies hat den Zweck, dass die Bugruder 14a und 14b beim Abtauchen das Höhenruder 12 unterstützen. Insofern werden bevorzugterweise die Bugruder 14a und 14b erst dann ausgefahren, wenn die Höhenruder 12a und 12b sich in einer Abtauchposition bzw. in eine extreme Abtauchposition bewegen bzw. bewegt sind. Beispielsweise kann eine gleichzeitige Bewegung erfolgen oder auch die Bewegung der Bugruder 14 erst dann eingeleitet werden, wenn die Höhenruder 12a und 12b einen bestimmten Winkel' erreicht oder einen bestimmen Winkel überschritten haben (z. B. ab 30° oder ab 45° oder eben am Endanschlag). Insofern ist es denkbar, dass die Bugruder 14a und 14b immer an der gleichen Endposition bzw. Position der Heckruder 12a und 12b ausgefahren werden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die Bugruder 14a und 14b ebenso einen Anstellwinkel (Winkel gegenüber der Längsachse 10b) aufweisen können, der so gewählt ist, dass die Nase des Unterwasserfahrzeugs 10 abtaucht. Hierzu sind die Bugruder 14a und 14b beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn geneigt. Bei dieser Variante ergibt sich dann die Situation, dass die Bugruder 14a und 14b immer mit demselben Anstellwinkel ausgefahren werden.

Wie oben erläutert, sind die Höhenruder 12a und 12b ausgebildet, um eine Rotationsbewegung auszuführen, während die Bugruder 14a und 14b eine Transversalbewegung ausführen.

Diese Bewegung kann beispielsweise durch zwei verschiedene Aktoren (Aktorik für Heckruder 12 und Aktorik für Bugruder 14) oder auch durch eine gemeinsame Aktorik mit Mechanik sichergestellt sein.

Eine derartige Aktorik/Mechanik ist in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt einen Verstellmechanismus 20 zur Verstellung der Höhenruder 12 am Heck und zur Verstellung der Bughöhenruder 14a und 14b. Der Mechanismus umfasst beispielsweise ein Gestänge 22, auf welchen der Servomotor 24 wirkt. Das Gestänge 22 ist beispielsweise ein Schub-/Zugges- tänge, das durch den Aktor 24 entlang seiner Längsachse 22b verschoben wird. Das Gestänge 22 ist mit dem Höhenruder 12 in Eingriff und kann dieses entsprechend rotieren (vgl. Pfeil für das Höhenruder). Die Rotation erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Gestänge über einen Hebelarm oder eine Zahnstange angreift.

Des Weiteren greift das Gestänge 22 an einen Mechanismus 28, hier in Form eines Panto- graph-Mechanismus (vergleichbar mit Scherenwagenheber bzw. Storchschnabelmechanismus) an. Dieser Pantograph-Mechanismus umfasst vier Schenkel 28sa, 28sb, 28sc, 28sd, die zu einem Viereck/einer Raute mittels Gelenken verbunden sind. Die zwei ausfahrbaren Bugruder 14a und 14b sind an zwei gegenüberliegenden Gelenkpunkten mit dem Mechanismus 28 in Eingriff (vgl. Gelenkpunkte 28ga und 28gc). Der Gelenkpunkt 28gd ist fix, während der gegenüberliegende Gelenkpunkt 28gb in Eingriff mit dem Gestänge 22 ist. Wenn der Gelenkpunkt 28gb entlang der Bewegungsrichtung 22b verschoben wird, ändert sich die Geometrie des Vierecks 28, so dass die Gelenkpunkte 28ga und 28gc entlang der Pfeilrichtungen 14v verschoben werden. Infolge der Bewegung des Mechanismus 28 entlang der Bewegungen 14 v, werden bei Stauchung des Mechanismus 28 entlang der Bewegungsrichtung 22b die zwei Bughöhenruder 14a und 14b ausgefahren, während bei Expansion des Mechanismus 28 entlang der Bewegungsrichtung 22b die zwei Bughöhenruder 14a und 14b eingefahren werden.

Die Funktionalität lässt sich wie folgt zusammenfassen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel neigt der Servomotor 24 die Höhenruder 12 am Heck höher oder tiefer, wobei entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen mindestens die Bewegung der Heckruder 12 nach unten durch einen Anschlag 12ab begrenzt wird. Der Servomotor 24 schwenkt auch die Höhenruder 14a und 14b am Bug nach außen (vgl. 14v) oder schiebt sie nach außen oder innen (vgl. 14v), beispielsweise mittels des Scherenwagenhebers/Pantograph-Mecha- nismus 28.

Entsprechend Ausführungsbeispielen können die gegenüberliegenden Bewegungspunkte des Mechanismus 28, wie zum Beispiel die Punkte 28gd und 28gb mit einer Feder 28f verbunden sein, die den Mechanismus unterstützt. Darüber hinaus sei angemerkt, dass die Fixierung des Punktes 28gd nicht zwingend erforderlich ist, so dass allgemein eine Fixierung des Mechanismus 28 an einem anderen Punkt auch möglich wäre, z. B. durch eine Führung senkrecht zu der Richtung 22b der Punkte 28ga und 28gb.

Entsprechend Ausführungsbeispielen greift das Gestänge 22 bzw. der Aktor 24 an den Mechanismus 28 über eine Feder an. Anders ausgedrückt heißt das, dass die vorderen Höhenruder 14a und 14b über mindestens einen Federmechanismus mit den hinteren Höhenrudern 12 verbunden sind. Ein Beispiel hierfür wäre die Spiralfeder 28f.

Eine spiralförmige Feder erlaubt es anders als eine gewendelte Feder wegen der konstanten Kraft, die diese ausübt, besonders gut, eine festgelegte Vorspannkraft der Feder einzustellen, die verhindert, dass die Vorderruder schon während des Neigens der Heckruder bewegt werden, sondern erst, wenn diese Heckruder ihren Anschlag erreicht haben.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann auch der Mechanismus 20 bzw. der Servomotor 24 an das Ruder 12 über eine Feder angreifen. Dies hat wiederum den Vorteil, dass das Heckruder nicht beschädigt wird. Wenn man davon ausgeht, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die Bewegung des hinteren Höhenruders 12 durch Endanschläge 12a und 12ab begrenzt wird, wird eine Beschädigung des Heckruders bei Erreichen des Anschlages vermieden. Die Kombination der zwei Federn 28f und der Feder am Heckruder 12 ermöglicht die koordinierte Bewegung der Ruder 12 und 14 zueinander. Beispielsweise kann durch entsprechende Wahl der Federhärten erreicht werden, dass zuerst das Ruder 12 mittels des Aktors 24 bewegt wird, bevor die Ruder 14a und 14b herausgefahren werden. Beispielsweise kann das Ruder 12 zuerst bis zu einem der optionalen Endanschläge 12aa und 12ab (zur Begrenzung der Ruderbewegung entlang der Richtung 12D in der Auftauchposition und/oder Abtauchposition) bewegt werden, bevor der Mechanismus 28 die Ruder 14a und 14b ein- und ausfährt. Entsprechend einer bevorzugten Variante wird zuerst das Ruder 12 bis zu dem Endanschlag 12ab (Endanschlag für Abtauchposition) bewegt, bevor die Ruder 14a und 14b ausgefahren werden. Beim Einfahren werden die Ruder 14a und 14b beispielsweise dann eingefahren, sobald das Ruder den Endanschlag 12ab verlassen hat bzw. nicht mehr mit diesem in Eingriff ist.

Entsprechend Ausführungsbeispielen können die Höhenruder 14a und 14b nach außen so konstruiert sein, dass sie dem Fahrzeug 10 nur eine Neigung mit einem vorher festgelegten nicht veränderbaren einzigen Winkel zur Horizontalen vermitteln. Die Heckruder 12 sind damit nur in der Neigung verstellbar, die Bugruder nur in der Länge, bis zu der sie ausgefahren oder ausgeschwenkt sind.

Entsprechend Ausführungsbeispielen wird nur ein einziger Servomotor 24 oder eine einzige Magnetspule 24 oder ein einziger Hydraulikzylinder 24 zur Bewegung der Höhenruder 12 und 14 (vorne und hinten gleichzeitig) verwendet. Es wäre entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen allerdings auch möglich, für die Heckruder links und rechts (vgl. 12a und 12b aus Fig. 1) unterschiedliche Servomotoren zu verwenden, um dem Rollen des Fahrzeuges um die Längsachse entgegenwirken zu können bzw. dieses zu steuern.

Entsprechend Ausführungsbeispielen sind die Servomotoren für die Steuerung des Neigungswinkels in der Mitte des Tauchfahrzeugs in Bezug auf die Längsachse und möglichst tief im Fahrzeug untergebracht, da ein tiefer Schwerpunkt rückstellende Kräfte auf das Fahrzeug ausübt, wenn das Fahrzeug sich in x- oder y- Richtung neigt.

An dieser Stelle sei angemerkt, auch wenn alle Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit Bughöhenrudern erläutert wurden, dass das Prinzip auch auf andere Höhensteuerungsmittel, wie z. B. Thrustergondeln statt Bugrudern übertragbar ist. Im Allgemeinen werden also Höhensteuerungsmittel an der Front ein- und ausgefahren. Entsprechend Ausführungsbeispielen ist das zweite Höhenruder als Höhensteuerungsmit- tel zu verstehen, die beispielsweise auch aktive Komponenten, wie z. B. einen Gondelantrieb (Thrustergondeln) umfassen können.

Gemäß Ausführungsbeispielen wird das zweite Höhenruder bzw. die zweiten Höhensteuermittel aus dem Rumpf bzw. Grundkörper des Unterwasserfahrzeugs 10 ausgefahren. Im ausgefahrenen Zustand ragen diese aus dem Grundkörper heraus, während sie in dem eingefahrenen Zustand entsprechend Ausführungsbeispielen komplett in den Grundkörper bzw. den Rumpf versenkt sein können.