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Patent Searching and Data


Title:
LOW-NOISE WEAPON COMPENSATION DEVICE IN A SUBMARINE, AND OPERATING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/274783
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a submarine (10) comprising a gun barrel (20). The submarine (10) has a weapon compensation cell (30), wherein the submarine (10) has a weapon compensation device, and the gun barrel (20) and the weapon compensation cell (30) are connected together so as to conduct water. The weapon compensation device has a gas expansion device (40), wherein the gas expansion device (40) has a regulating device, and the regulating device regulates the flow of gas through the gas expansion device (40) on the basis of the pressure of the weapon compensation cell (30).

Inventors:
RADEMANN HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/066836
Publication Date:
January 05, 2023
Filing Date:
June 21, 2022
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP MARINE SYS GMBH (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B63G8/32; B63G13/02; F41F3/10
Foreign References:
JPS5869398A1983-04-25
FR2763391A11998-11-20
DE102014017554A12016-06-02
EP3250877B12019-02-27
EP3274646B12019-10-23
EP3408604B12019-10-16
KR20210045613A2021-04-27
EP3507191B12020-03-18
US5165360A1992-11-24
US3773025A1973-11-20
DE102016201101B42018-02-08
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Unterseeboot (10) mit einem Waffenrohr (20), wobei das Unterseeboot (10) eine Waffenausgleichszelle (30) aufweist, wobei das Unterseeboot (10) eine Waffenausgleichseinrichtung aufweist, wobei das Waffenrohr (20) und die Waffenausgleichszelle (30) wasserführend miteinander verbunden sind, wobei die Waffenausgleichseinrichtung eine Gasentspannungsvorrichtung (40) aufweist, wobei die Gasentspannungsvorrichtung (40) eine Regelvorrichtung aufweist, wobei die Regelvorrichtung zur Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung (40) fließenden Gasstromes in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichszelle (30) ausgebildet ist.

2. Unterseeboot (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffenausgleichszelle (30) und die Regelvorrichtung gasführend zur Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung (40) fließenden Gasstromes in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichszelle (30) verbunden sind.

3. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichzelle (30) dadurch erfolgt, dass die Gasentspannungsvorrichtung (40) einen ersten Gasbereich (50) und einen zweiten Gasbereich (60) aufweisen, wobei der erste Gasbereich (50) und der zweite Gasbereich (60) voneinander getrennt sind, wobei der zweite Gasbereich (60) der Gasentspannungsvorrichtung (40) mit der Waffenausgleichszelle (30) gasführend verbunden ist, wobei der zweite Gasbereich (60) in Form eines Zylinderkolbens ausgeführt ist, wobei der erste Gasbereich (50) ein Einlassventil aufweist, wobei das Einlassventil mechanisch mit dem Kolben (70) des zweiten Gasbereichs (60) verbunden ist.

4. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung (40) fließenden Gasstromes dadurch erfolgt, dass das Einlassventil eine kegelförmig erweiternde Öffnung aufweist, wobei das Einlassventil einen kegelförmigen Verschlusskörper aufweist, wobei der kegelförmige Verschlusskörper in die kegelförmig erweiternde Öffnung einführbar ist, wobei der kegelförmigen Verschlusskörper mechanisch mit dem Kolben (70) des zweiten Gasbereichs (60) verbunden ist.

5. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil gasführend mit dem Waffenrohr (20) und der Waffenausgleichszelle (30) verbindbar ist.

6. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil mit einem Vier-Wege-Ventil (120) gasführend verbunden ist, wobei das Vier-Wege-Ventil (120) mit dem Waffenrohr (20) und der Waffenausgleichszelle (30) verbunden ist.

7. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentspannungsvorrichtung (40) einen Trennbereich (130) zur Abtrennung von Wasser aus dem Gasstrom aufweist.

8. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentspannungsvorrichtung (40) einen Schalldämpfer aufweist oder mit einem Schalldämpfer verbunden ist.

9. Unterseeboot (10) nach Anspruch 2 oder einem auf Anspruch 2 rückbezogenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Vier-Wege-Ventil (120) über ein Absperrventil (140) mit einer Druckluftversorgung (150) verbunden ist.

10. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelförmigen Verschlusskörper die kegelförmig erweiternde Öffnung nicht vollständig verschließen kann.

11. Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des den zweiten Gasbereichs (60) begrenzenden Zylinderkolben und die Kegelform des Einlassventils derart aufeinander abgestimmt sind, dass der durch das Einlassventil strömende Volumenstrom unabhängig vom Druck ist. 12. Verfahren zum geräuscharmen Bewässern und Belüften eines Waffenrohres (20) in einem Unterseeboot (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Druckkörper, wobei das aus dem Waffenrohr (20) oder der Waffenausgleichzelle (30) strömende Gas in das Innere des Druckkörpers geleitet wird, wobei der Gasstrom in das Innere des Druckkörpers in Abhängigkeit des Druckes in der

Waffenausgleichzelle (30) geregelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom volumenkonstant geregelt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Gasstromes mittels eines ersten Gasbereichs (50) und eines zweiten Gasbereichs (60) und eines Einlassventils im ersten Gasbereich (50) erfolgt, wobei die Regelung des Einlassventils mechanisch mittels eines Kolbens (70) des zweiten Gasbereichs (60) erfolgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Gasstromes mittels eines Ventils erfolgt, wobei der Öffnungsbereich des Ventils kontinuierlich verändert wird.

Description:
Geräuscharme Waffenausgleichseinrichtung in einem Unterseeboot sowie Verfahren zum Betreiben

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Minimierung der Geräuschentwicklung einer Waffenausgleichseinrichtung zum Bewässern und Belüften von Waffenrohren in einem Unterseeboot.

Unterseeboote weisen üblicherweise Waffenrohre auf, aus denen Waffen ausgestoßen werden können. Die Hauptwaffe ist üblicherweise ein Schwergewichtstorpedo. Es können üblicherweise jedoch auch weitere Waffen, beispielsweise Flugkörper oder Minen, ausgestoßen werden. Um eine Waffe auszustoßen haben sich verschiedene Ausstoßarten etabliert. Beispielsweise kann eine Waffe mittels Druckluft oder Druckwasser oder mittels einer mechanischen Vorrichtung ausgestoßen werden, des Weiteren können insbesondere Torpedos auch selbst ablaufend sein, sie verlassen das Waffenrohr also aus eigener Kraft. Jede dieser Arten hat ihre Vor- und Nachteile.

Aus der DE 10 2014 017 554 A1 ist beispielsweise ein mechanischer Ausstoß mittels eines Linearmotors bekannt. Aus der EP 3 250 877 B1 ist ein mechanischer Ausstoß mit einem Elastomer bekannt. Aus der EP 3 274 646 B1 ist ein mechanischer Ausstoß mittels Schubkettebekannt.

Der Druckwasserausstoß ist vorteilhaft, um insbesondere eine schwere Waffe schnell zu beschleunigen. Hierzu wird zum Ausstoß Wasser mit Druck hinter die Waffe in das Waffenrohr geleitet und so die Waffe ausgestoßen.

Aus der EP 3 408 604 B1 ist ein Druckwasserausstoß mit einem Abbremsmechanismus zur Geräuschvermeidung bekannt.

Waffen, insbesondere Torpedos, können jedoch auch beispielsweise mittels Druckluft ausgestoßen werden, mechanisch ausgestoßen werden oder selbstablaufen ausgebildet sein. Für den Ausstoß von Minen ist beispielsweise der mechanische Ausstoß bevorzugt. Daher kann ein Waffenrohr auch mehrere Möglichkeiten zum Ausstößen vom Waffen aufweisen. Weiter kann ein Waffenrohr auch verwendet werden, um beispielsweise Taucher und/oder Ausrüstungsgegenstände auszuschleusen oder aufzunehmen.

Eine Waffenausgleichseinrichtung dient dazu, ein Waffenrohr zu bewässern und zu belüften ohne dass sich der Gesamtauftrieb des Unterseeboots erheblich ändert, da kein Wasser aus der Umgebung aufgenommen wird oder an diese abgegeben wird. Beim Bewässern wird Wasser aus einer Waffenausgleichszelle in ein Waffenrohr verbracht. Die Waffenausgleichszelle wird auch Torpedozelle genannt. Dazu wird Luft in die Waffenausgleichszelle gefördert und Luft aus dem Waffenrohr muss in des Innere des Unterseebootes verbracht werden, Bei Belüften wird das Wasser zurück in die Waffenausgleichzelle geführt, wozu Luft in das Waffenrohr eingebracht wird und nun die Luft aus der Waffenausgleichszelle in das Innere des Unterseebootes geleitet wird. Die Waffenausgleichseinrichtung dient dazu diese Luftströme zu leiten.

Aus der KR 10 2021 0 045 613 A ist ein Entwässerungssystem für Torpedorohre bekannt.

Ein wichtiger Punkt bei der Verwendung eines Waffenrohrs ist, dass das Waffenrohr also be- und entwässert werden können muss. Beim Fluten des Waffenrohrs muss Luft aus dem Waffenrohr entweichen können. Ebenso muss beispielsweise nach einem erfolgten Waffenausstoß das Waffenrohr zum Nachladen entwässert werden. Das Wasser wird dann in die Waffenausgleichszelle abgegeben und die hierbei entweichende Luft in das Innere des Unterseebootes geleitet. Ein wichtiger Punkt für die Geräuschentwicklung ist hierbei, dass durch die Luft mitgeführte Wasser. Hierzu es beispielsweise aus der EP 3 507 191 B1 ein Schalldämpfer bekannt, bei dem eine Trennung von Gas und Wasser erfolgt.

Aus der US 5 165 360 A ist eine Vorrichtung bekannt, die in der Lage ist, eine schnelle Feuerfolge für einen Unterwasser-Doppelrohrwerfer auszuführen. Eine Luftzylinderanordnung treibt einen in einem Wasserzylinder untergebrachten Wasserkolben in einer von zwei entgegengesetzten Kolbenhubrichtungen an. Der Wasserzylinder wird kontinuierlich mit Meeresdruck versorgt und ausgeglichen. Ein Kolbenhub in einer ersten Richtung setzt Impulswasser in dem Wasserzylinder unter Druck, das dann einem ersten Abschussrohr des Doppelrohr-Abschussgeräts zugeführt wird. Ein Kolbenhub in einer entgegengesetzten zweiten Richtung setzt wiederum Impulswasser in dem Wasserzylinder unter Druck, das dann einem zweiten Startrohr zugeführt wird. Somit ist jeder entgegengesetzte Kolbenhub ein Krafthub.

Aus der US 3 773 025 A ist eine Druckgas-Ausstoßvorrichtung bekannt, wie sie zum Abschießen von Torpedos von Unterseebooten verwendet wird, und weist einen beträchtlichen Abfall des Gasdrucks auf, wenn der Gegenstand in der Vorrichtung auf die Ausstoßgeschwindigkeit beschleunigt wird. Diese Erfindung steuert den Druck des Gases durch einen Druckregler, der zwischen einer Druckgasquelle und dem Rohr oder Halter der Ausstoßvorrichtung angeordnet ist; und der Druckregler führt zusätzliches Gas zu, wenn das Gasvolumen während des Ausstoßvorgangs zunimmt. Der Druck wird gesteuert und kann für den vollständigen Ausstoßvorgang im Wesentlichen auf dem vollen Druck gehalten werden und kann angepasst werden, um eine Änderung der Masse eines auszustoßenden Artikels und Änderungen des Ausstoßwiderstands zu kompensieren, wie z die Wassertiefe und die relative Geschwindigkeit, bei der ein Auswurfvorgang durchgeführt werden kann. Der gesteuerte Druck ermöglicht gleichförmige wiederholte Operationen der Ausstoßvorrichtung und ermöglicht auch wiederholte Operationen, ohne darauf zu warten, dass ein Zwischendruckreservoir wieder auf einen vorbestimmten Druck gebracht wird.

Aus der DE 10 2016 201 101 B4 ist ein geräuschfreies Waffenausstoßsystem bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Geräuschentwicklung des aus dem Waffenrohr oder der Waffenausgleichszelle strömenden Gases zu reduzieren.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Unterseeboot mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Verfahren mit den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. Das erfindungsgemäße Unterseeboot weist ein Waffenrohr auf. Das Unterseeboot weist eine Waffenausgleichszelle auf. Weiter weist das Unterseeboot eine Waffenausgleichseinrichtung auf. Um das Waffenrohr zu bewässern kann Wasser aus der Waffenausgleichszelle in das Waffenrohr geleitet werden, ebenso kann zum Entwässern des Waffenrohrs das Wasser aus dem Waffenrohr zurück in die Waffenausgleichszelle gefördert werden. Hierdurch bleibt die Masse innerhalb des Druckkörpers konstant, sodass es keine Veränderung des Auftriebs während des Vorganges für das Unterseeboot gibt. Das Waffenrohr und die Waffenausgleichszelle sind hierzu wasserführend miteinander verbunden. Die Waffenausgleichseinrichtung weist weiter eine Gasentspannungsvorrichtung auf. Die Gasentspannungsvorrichtung dient dazu, das durch das mittels Wasser unter Druck verdrängte Gas zu entspannen, dadurch an den Druck im Inneren des Unterseebootes anzugleichen und so das Gas in das Innere des Unterseebootes abzugeben. Theoretisch könnte man das Gas auch direkt einleiten, was aber dazu führen würde, dass der Volumenstrom abhängig vom Druck ist und gerade am Anfang bei hohem Druck sehr schnell und damit sehr laut ausströmen würde. Gerade diese Geräuschentwicklung gilt es erfindungsgemäß zu minimieren. Die Gasentspannungsvorrichtung weist dafür erfindungsgemäß eine Regelvorrichtung auf, wobei die Regelvorrichtung zur Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung fließenden Gasstromes in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichszelle ausgebildet ist. Die Regelvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei einem hohen Druck in der Waffenausgleichzelle der Gasstrom verringert ist und bei einem geringen Druck in der Waffenausgleichszelle erhöht ist. Hierdurch wird verhindert, dass bei sehr hohem Druck sehr viel Gas schnell und damit laut entweicht und bei geringem Druck das Gas nur noch sehr langsam entweicht und damit die Zeit bis zur Wiedereinsatzfähigkeit des Waffenrohrs unnötig verlängert wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Waffenausgleichszelle und die Regelvorrichtung gasführend zur Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung fließenden Gasstromes in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichszelle verbunden.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Waffenausgleichszelle eine Druckmessvorrichtung auf. Diese Druckmessvorrichtung ist mit einer Steuervorrichtung verbunden. Die Steuervorrichtung ist weiter mit einem Steuermotor verbunden, wobei der Steuermotor zur Einstellung der Regelvorrichtung zur Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung fließenden Gasstromes in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichszelle ausgebildet ist. Vorteil dieser Ausführungsform ist die einfache Integration, insbesondere auch Nachrüstbarkeit. Nachteilig ist, dass diese aktive Steuerung auf eine funktionsfähige Stromversorgung angewiesen ist. Daher ist die Funktionsfähigkeit bei einem Ausfall des elektrischen Systems gegebenenfalls nicht oder nur eingeschränkt gegeben.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Regelvorrichtung elektronisch ausgeführt und mit einem Druckmesser in der Waffenausgleichszelle verbunden. Die Regelvorrichtung steuert ein Ventil in Abhängigkeit des gemessenen Druckes in der Waffenausgleichszelle.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regelung in Abhängigkeit des Druckes der Waffenausgleichzelle dadurch, dass die Gasentspannungsvorrichtung einen ersten Gasbereich und einen zweiten Gasbereich aufweist. Der erste Gasbereich und der zweite Gasbereich sind voneinander getrennt. Gas kann somit nicht innerhalb der Gasentspannungsvorrichtung vom ersten Gasbereich in den zweiten Gasbereich gelangen. Es kann jedoch bei entsprechender Schaltung Gas über ein weiteres Bauteil, beispielsweise über die Waffenausgleichszelle von dem zweiten Gasbereich in den ersten Gasbereich gelangen. Innerhalb der Gasentspannungsvorrichtung sind der erste Gasbereich und der zweite Gasbereich jedoch getrennt. Der zweite Gasbereich ist der Gasentspannungsvorrichtung mit der Waffenausgleichszelle gasführend verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung zwischen der Gasentspannungsvorrichtung und der Waffenausgleichszelle an der Oberseite der Waffenausgleichszelle angeordnet, sodass diese Verbindung vorzugsweise in direktem Kontakt mit dem in der Waffenausgleichszelle befindlichen Gas steht. Auch wenn es theoretisch möglich ist, die Waffenausgleichszelle vollständig mit Wasser zu füllen, so weist diese dennoch vorzugsweise immer wenigstens einen kleinen Gasraum auf. Der zweite Gasbereich ist in Form eines Zylinderkolbens ausgeführt. Dieses bedeutet, dass Gas, welches in den zweiten Gasbereich hinein oder aus diesem hinaus strömt, einen Kolben in dem Zylinder bewegen kann. Somit ist der zweite Gasbereich über den Kolben größenveränderlich. Der erste Gasbereich weist ein Einlassventil auf. Das Einlassventil ist mechanisch mit dem Kolben des zweiten Gasbereichs verbunden. Hierdurch ist eine einfache mechanische Kopplung gegeben, sodass das System auch unabhängig von einer einsatzfähigen Elektronik funktionsfähig bleibt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regelung des durch die Gasentspannungsvorrichtung fließenden Gasstromes dadurch, dass das Einlassventil eine kegelförmig erweiternde Öffnung aufweist und dass das Einlassventil einen kegelförmigen Verschlusskörper aufweist. Der kegelförmige Verschlusskörper ist in die kegelförmig erweiternde Öffnung einführbar. Somit kann das erste Ventil in Abhängigkeit der Position des kegelförmigen Verschlusskörpers geöffnet und geschlossen werden. Hierbei ist erfindungsgemäß unter kegelförmig nicht nur ein mathematischer Kegel gemeint, sondern umfasst insbesondere auch den Kegelstumpf oder andere entsprechende Abwandlungen des mathematischen Kegels in der praktischen Anwendung. Bevorzugt handelt es sich um einen geraden Kegel oder geraden Kegelstumpf. Der kegelförmigen Verschlusskörper ist mechanisch mit dem Kolben des zweiten Gasbereichs verbunden, beispielsweise über eine Kolbenstange.

In einerweiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Einlassventil gasführend mit dem Waffenrohr und der Waffenausgleichszelle verbindbar. Insbesondere ist das Einlassventil über ein oder mehrere Ventile gasführend mit dem Waffenrohr und der Waffenausgleichszelle verbindbar, sodass wahlweise eine Verbindung zwischen dem ersten Gasraum und dem Waffenrohr oder dem ersten Gasraum und der Waffenausgleichszelle bereit gestellt werden kann. Verbindbar heißt somit in diesem Zusammenhang, dass eine gasführende Verbindung besteht oder durch eine einfachen Schalt- oder Anordnungsvorgang hergestellt werden kann, diese aber Wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.

Durch die Kopplung des Einlassventils an einen Kolben, welcher durch den Druck im Inneren der Waffenausgleichszelle geregelt wird, wird erreicht, dass die Öffnung des Einlassventils um so kleiner ist, je höher der Druck ist, beziehungsweise die um so größer ist, je geringer der Druck ist. Der Vorteil dadurch ist, dass bei hohem Druck durch die kleine Öffnung das Gas nicht zu schnell und damit zu laut ausströmen kann. Gleichzeitig vergrößert sich die Öffnung bei sinkendem Druck und kompensiert so den durch das sinkende Druckgefälle sinkenden Gasstrom, sodass gerade zum Ende des Vorgangs eine deutliche Beschleunigung erreicht wird, die jedoch geräuschtechnisch unkritisch ist. Somit kann auf einfache mechanische Weise ein Optimum zwischen leise und schnell für das Bewässern und Belüften des Waffenrohres erreicht werden.

Das Waffenrohr eines Unterseebootes wird oft auch Torpedorohr genannt. Da über das Waffenrohr aber regelmäßig auch andere Waffen ausgestoßen werden, insbesondere Flugkörper oder Minen, ist der Begriff Torpedorohr irreführend. Zudem wird das Waffenrohr auch oft genutzt, um Taucher oder deren Ausrüstung aus einem Unterseeboot auszuschleusen und gegebenfalls wieder aufzunehmen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Kolben des zweiten Gasbereichs eine Feder auf, wobei die Feder den Kolben zur Verkleinerung des zweiten Gasbereichs belastet. Die Feder kann als Druckfeder auf der dem zweiten Gasbereich abgewandten Seite des Kolbens oder als Zugfeder innerhalb des zweiten Gasbereichs angeordnet sein. Selbstverständlich kann auch jedes ähnlich einer Feder krafterzeugende Element verwendet werden, beispielsweise ein kompressibles Material anstelle einer Druckfeder oder ein dehnbares Material („Gummiband“) anstelle einer Zugfeder. Ebenso kann der Effekt mittels anziehender oder abstoßender Kräfte erreicht werden, beispielsweise magnetisch.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Einlassventil mit einem Vier- Wege-Ventil gasführend verbunden, wobei das Vier-Wege-Ventil mit dem Waffenrohr und der Waffenausgleichszelle verbunden ist. Hierbei ist das Vier-Wege-Ventil so geschaltet, dass in der ersten Stellung des Ventils das Einlassventil mit dem Waffenrohr verbunden ist und in der zweiten Stellung mit der Waffenausgleichszelle. Bevorzugt ist der vierte Anschluss des Vier-Weg-Ventils mit einer Druckluftversorgung verbunden. Eine Druckluftversorgung kann ein Druckgasspeicher, eine Druckgasflasche, ein bootsweites Druckluftversorgungsystem oder dergleichen sein.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Gasentspannungsvorrichtung einen Trennbereich zur Abtrennung von Wasser aus dem Gasstrom auf. Beispielsweise kann ein solcher Trennbereich Leitbleche und/oder Lochbleche aufweisen, um die Trennung zu unterstützen. Alternativ kann der Trennbereich auch entsprechend der EP 3 507 191 B1 ausgeführt sein. Weiter alternativ kann ein Schalldämpfer, beispielweise gemäß der EP 3 507 191 B1 , hinter dem Trennbereich zu weiteren Trennung von Gas und Wasser angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Gasentspannungsvorrichtung einen Schalldämpfer auf oder ist mit einem Schalldämpfer verbunden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Vier-Wege-Ventil über ein Absperrventil mit einer Druckluftversorgung verbunden ist. Eine Druckluftversorgung kann ein Druckgasspeicher, eine Druckgasflasche, ein bootsweites Druckluftversorgungsystem oder dergleichen sein. Durch das Absperrventil kann die Ausstoßvorrichtung beziehungsweise das Waffenrohr zuverlässig von der Druckluftversorgung getrennt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der kegelförmigen Verschlusskörper die kegelförmig erweiternde Öffnung nicht vollständig verschließen. Dieses kann beispielsweise über die Länge der Kolbenstange erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit ist, dass der Kegel der kegelförmig erweiternden Öffnung und/oder des kegelförmigen Verschlusskörpers Erhebungen zur Verhinderung des Verschließens aufweist. Die Erhebungen können bevorzugt entlang der Kegeloberfläche parallel zur Strömung angeordnet sein und vorzugsweise gerade. Weiter sind es drei bis sechs solcher Erhebungen. Es können aber auch punktuelle Erhebungen sein. Wesentlich ist, dass immer eine minimale Öffnung verbleibt. Diese ist vorzugsweise so dimensioniert, dass die Geräuschentwicklung bei maximalem Druck (entweder durch die Druckluftversorgung oder den Umgebungsdruck bei maximaler Tiefe zur Öffnung des Waffenrohrs, bevorzugt der maximalen Tauchtiefe) unterhalb des geforderten maximalen Geräuschpegels liegt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Querschnittsfläche des den zweiten Gasbereichs begrenzenden Zylinderkolben und die Kegelform des Einlassventils derart aufeinander abgestimmt, dass der durch das Einlassventil strömende Volumenstrom unabhängig vom Druck ist.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum geräuscharmen Bewässern und Belüften eines Waffenrohres in einem Unterseeboot mit einem Druckkörper. Das aus dem Waffenrohr oder der Waffenausgleichzelle strömende Gas wird in das Innere des Druckkörpers geleitet. Der Gasstrom in das Innere des Druckkörpers wird in Abhängigkeit des Druckes in der Waffenausgleichzelle geregelt. Besonders bevorzugt wird der Gasstrom volumenkonstant geregelt. Hierdurch wird eine Geräuschminimierung auf ein konstantes Niveau erzielt und durch eine weitere Öffnung des Ventils bei geringen Druckdifferenzen eine schnelle Einsatzbereitschaft des Waffenrohrs hergestellt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regelung des Gasstromes mittels eines ersten Gasbereichs und eines zweite Gasbereichs und eines Einlassventil im ersten Gasbereich, wobei die Regelung des Einlassventils mechanisch mittels eines Kolbens des zweiten Gasbereichs erfolgt. Durch diese einfache mechanische Kopplung und Regelung wird eine zuverlässige und möglichst ausfallsichere Lösung bereitgestellt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regelung des Gasstromes mittels eines Ventils, wobei der Öffnungsbereich des Ventils kontinuierlich verändert wird. Hierbei kann der Öffnungsbereich durch eine Abstandsveränderung zwischen zwei Komponenten erfolgen. Alternativ kann der Öffnungsbereich beispielsweise mittels einer Blende oder dergleichen vergrößert werden. Ist der Öffnungsbereich bereits maximal geöffnet, so kann dieser auch bei weiter sinkendem Druck natürlich nicht weiter geöffnet werden.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Unterseeboot anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 Unterseeboot mit erfindungsgemäßen Bauteil in einem ersten Zustand Fig. 2 Unterseeboot mit erfindungsgemäßen Bauteil in einem zweiten Zustand Fig. 3 Unterseeboot mit erfindungsgemäßen Bauteil in einem dritten Zustand io

In den Figuren Fig. 1 bis Fig. 3 ist das gleiche Unterseeboot 10 in unterschiedlichen Schaltzuständen der erfindungsgemäßen Vorrichtungskomponenten gezeigt. Das Unterseeboot 10 ist partiell, nur in der vorderen Sektion zu sehen. Die gezeigten Komponenten sind nicht maßstäblich, sondern rein schematisch. Schraffierte Bereiche sind mit Wasser gefüllte Bereiche. Somit ist der Füllstand der entsprechenden Komponenten grob schematisch angedeutet.

Das in Fig. 1 gezeigte Unterseeboot 10 weist ein Waffenrohr 20 auf. Das Waffenrohr 20 durchstößt in den Druckkörper des Unterseeboots 10. Vor der Mündungsklappe des Waffenrohrs 20 ist ein Vorlauf 22 angeordnet. In der Außenhaut des Unterseeboots 10 ist eine Außenhautklappe 24 angeordnet. Das Waffenrohr 20 ist wasserführend mit der Waffenausgleichszelle 30 verbunden. Flierdurch kann Wasser aus dem Waffenrohr 20 in die Waffenausgleichszelle 30 oder aus der Waffenausgleichszelle 30 in das Waffenrohr 20 gefördert werden. Dieses geschieht mithilfe von Druckluft, welche einer Druckluftversorgung 150 entnommen werden kann. Die Druckluft kann über ein Vier- Wege-Ventil 120 wahlweise in das Waffenrohr 20 oder in die Waffenausgleichszelle 30 geleitet werden. In dem in Fig. 1 gezeigten Fall ist das Absperrventil 140 offen und die Druckluft wird über das Vier-Wege-Ventil 120 in die Waffenausgleichzelle 30 geleitet. Hierdurch wird Wasser aus der Waffenausgleichszelle 30 in das Waffenrohr 20 gedrückt. Die aus dem Waffenrohr 20 durch das eindringende Wasser vertriebene Luft gelangt über das Vier-Wege-Ventil 120 in die Gasentspannungsvorrichtung 40 und tritt in die Gasentspannungsvorrichtung 40 über das Einlassventil 80 ein und gelangt so in den ersten Gasbereich 50. Durch die Verbindung zwischen der Waffenausgleichszelle 30 und dem zweiten Gasbereich 60 der Gasentspannungsvorrichtung 40 wird der Kolben 70 im gezeigten Fall nach oben gedrückt. Über die Kolbenstange 110 wird somit auch der kegelförmige Verschlusskörper 100 des Einlassventils 80 nach oben gedrückt, sodass der Spalt zwischen dem kegelförmigen Verschlusskörper 100 und der sich kegelförmig erweiternden Öffnung 90 minimal ist. Hierdurch strömt bei hohem Druck aufgrund des geringen Querschnitts der Öffnung nur eine bestimmte Gasmenge in den ersten Gasbereich 50, wodurch die Geräuschentwicklung auf einem geringen Niveau gehalten werden kann. Aus dem ersten Gasbereich 50 gelangt das Gas in einen Trennbereich 130, in dem das Gas von Wasser, welches von dem Gas mitgerissen wurde, getrennt wird. Das Gas gelangt durch den Luftauslass 132 in das Innere des Druckkörpers. Das Wasser kann über die Wasserauslass 134 entnommen werden.

Fig. 2 zeigt den Zustand nach dem vollständigen Fluten des Waffenrohrs 20. Das Absperrventil 140 ist geschlossen, sodass keine Druckluft in das Waffenrohr 20 gelangt. Das Vier-Wege-Ventil 120 ist nun so geschaltet, dass die Waffenausgleichszelle 30 nun auch über das Einlassventil 80 mit dem ersten Gasbereich 50 verbunden ist. Hierdurch kann der Überdruck, welcher sich durch die Druckluft im Inneren der Waffenausgleichszelle 30 eingestellt hat, abgebaut werden. Während das Gas aus der Waffenausgleichszelle 30 über das Einlassventil 80, den ersten Gasbereich 50 und den Trennbereich 130 über den Luftauslass 132 an das Innere des Unterseeboots 10 abgegeben wird, sinkt der Druck in der Waffenausgleichszelle 30 und somit auch im dem damit verbundenen zweiten Gasbereich 60 der Gasentspannungsvorrichtung 40. Hierdurch sinkt der Kolben 70 und über die Kolbenstange 110 auch der kegelförmigen Verschlusskörper 100, sodass der Spalt zwischen dem kegelförmigen Verschlusskörper 100 und der sich kegelförmig erweiternden Öffnung 90 breiter wird. Durch den geringeren Widerstand durch die größere Öffnung kann nun bei geringerem Druck mehr Gas durch das Einlassventil 80 strömen, sodass im Optimalfall der Volumenstrom unabhängig vom anliegenden Druck gehalten wird. Hierdurch wird erreicht, dass zum einen am Anfang bei sehr hohem Druck kein sehr lautes Geräusch entsteht, zum anderen, dass eine sehr lange Dauer des Vorgangs durch eine permanent sehr kleine Öffnung vermieden wird.

In Fig. 3 wird nun das Absperrventil 140 geöffnet, sodass die Druckluft aus der Druckluftversorgung 150 in das Waffenrohr 20 geleitet wird und hierdurch das Wasser aus dem Waffenrohr 20 in die Waffenausgleichszelle 30 befördert wird das durch das in die Waffenausgleichszelle 30 eindringende Wasser vertriebene Gas kann erneut über das Einlassventil 80 und den ersten Gasbereich 50 sowie die Trennbereich 130 und den Luftauslass 132 ins Innere des Unterseeboots abgegeben werden. Hierbei wird erneut über den Kolben 70, welche den zweiten Gasbereich 60 begrenzt, und welcher durch den Gasdruck verändert wird der Spalt im Einlassventil 80 angepasst, sodass zum einen eine übermäßige Geräuschentwicklung vermieden wird, zum anderen ein schnelles entweichen des Gases auch bei geringen Drücken erfolgt. Bezugszeichen

10 Unterseeboot

20 Waffenrohr

22 Vorlauf

24 Außenhautklappe

30 Waffenausgleichszelle

40 Gasentspannungsvorrichtung

50 erster Gasbereich

60 zweiter Gasbereich

70 Kolben

80 Einlassventil

90 kegelförmig erweiternde Öffnung 100 kegelförm iger Verschlusskörper 110 Kolbenstange 120 Vier-Wege-Ventil 130 Trennbereich 132 Luftauslass 134 Wasserauslass 140 Absperrventil 150 Druckluftversorgung