Betriebsverfahren für ein Minenräumsystem und Minenräumsystem zur Auslösung von Seeminen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Minenräumsystems, wobei das Minenräumsystem wenigstens eine Drohne zur Auslösung von Seeminen umfasst. Dabei umfasst die Drohne wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Aus lösung der Seeminen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Minenräumsystem.

Bei bekannten Systemen zur Fernräumung von Seeminen werden unbemannte Drohnen eingesetzt, die zur Auslösung von Magnet minen mit magnetischen Spulen oder mit Permanentmagneten aus gestattet sind. Diese Magnetelemente erzeugen starke Magnet felder, die die Seeminen zur Detonation bringen können. Dabei sind die Drohnen so ausgeführt, dass sie durch die Detonation bei dem für die Auslösung typischen Abstand keinen Schaden nehmen.

Solche Drohnen können über ein eigenes Antriebssystem verfü gen, beispielsweise verfügt die Deutsche Marine über fern steuerbare Boote des Typs „Seehund", welche mit einem Diesel motor ausgestattet sind. Hierbei ist das Magnetelement als Magnetspule ausgebildet und zur Auslösung der Minen in den Rumpf der fernsteuerbaren Boote integriert. Die Magnetspule selbst ist dabei typischerweise aus einer Vielzahl von Win dungen aus Kupferkabel gebildet.

Neben solchen an der Oberfläche schwimmenden Drohnen sind auch Unterwasserdrohnen zur Minenräumung bekannt, die entwe der auch über einen eigenen Antrieb verfügen oder von anderen (Unter-)Wasserfahrzeugen gezogen werden können.

Die selbstangetriebenen Drohnen können beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben sein. Generell können bei sol chen selbstangetriebenen Drohnen die Magnetelemente prinzipi- eil entweder als zusätzliche Magnetelemente ausgeführt sein oder aber sie können eine Doppelfunktion erfüllen, bei der sie neben ihrer Funktion zur Minenauslösung außerdem zur Er zeugung eines magnetischen Erregerfeldes in dem Elektromotor dienen. Derartige Minenräumsystem mit magnetischer Doppel funktion sind beispielsweise in der DE102016203341A1 sowie in der noch nicht offengelegten deutschen Anmeldung mit dem Ak tenzeichen 102018 217 211.0 beschrieben.

Viele der bekannten Minenräumsysteme weisen nicht nur eine Drohne, sondern mehrere miteinander verbundene Drohnen auf, wobei jede dieser Drohnen ein oder mehrere Magnetelemente zur Auslösung der Seeminen umfasst. Ein solcher Verbund von zu sammenhängenden Drohnen, welche gemeinsam als Kette von einem Transportschiff geschleppt werden, ist beispielsweise in der EP0475834B1 beschrieben. Diese Verkettung von mehreren Droh nen dient dazu, eine vorgegebene magnetische Signatur eines hypothetischen Schiffes möglichst detailgetreu nachzubilden. Dies ist deswegen nötig, weil die heutigen relativ komplexen Seeminen dazu ausgelegt sind, nur auf bestimmte magnetische Signaturen anzusprechen, welche den Signaturen von bestimmten Schiffstypen entsprechen. Die Seeminen lassen sich also nicht ohne weiteres durch beliebige magnetische Signale zur Auslö sung bringen. Vielmehr ist ein bestimmtes zeitliches Profil einer magnetischen Größe, beispielsweise der von der Seemine gemessenen magnetischen Flussdichte nötig, um eine Detonation zu bewirken. Dieses zeitliche Profil muss der von der Seemine erwarteten, vordefinierten magnetischen Signatur eines be stimmten Schiffstyps möglichst weitgehend entsprechen, um die Detonation der Seemine bewirken zu können.

Um die magnetische Signatur eines vordefinierten Schiffstyps möglichst genau nachbilden zu können, werden nach dem Stand der Technik meist Minenräumsysteme verwendet, deren Längsaus dehnung im Bereich der Länge des „vorzutäuschenden" Schiffs typs liegt. Aus diesem Grund liegt die Kettenlänge von mehre ren aneinanderhängenden Drohnen eines Minenräumsystems häufig in der Größenordnung von 100 m oder mehr. Die Anzahl der mit- einander verketteten Drohnen kann beispielsweise im Bereich zwischen 3 und 7 liegen, wobei mit einer höheren Drohnenzahl typischerweise eine bessere Genauigkeit bei der Nachbildung einer bestimmten vorgegebenen magnetischen Signatur erreicht werden kann.

Nachteilig bei den Minenräumsystem nach dem Stand der Technik ist, dass durch die hohe Anzahl der verwendeten Drohnen be ziehungsweise durch die Länge der eingesetzten Ketten von Drohnen ein vergleichsweise hoher apparativer Aufwand ent steht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Minenräumsystems anzugeben, welches den genannten Nach teil überwindet. Insbesondere soll ein Betriebsverfahren zur Verfügung gestellt werden, welches im Vergleich zum Stand der Technik eine möglichst genaue Nachbildung eines vorgegebenen magnetischen Profils bei verringerter Anzahl der Drohnen be ziehungsweise bei verringerter Kettenlänge ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, ein entsprechendes Minenräumsystem anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren und das in Anspruch 12 beschriebene Minenräumsystem gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betrieb eines Minen räumsystems, wobei das Minenräumsystem wenigstens eine Drohne zur Auslösung von Seeminen umfasst. Dabei umfasst die Drohne wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung der Seeminen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) eine translatorische Fortbewegung der wenigstens eine Drohne im Wasser und b) die Durchführung einer ersten Drehbewegung der Drohne be züglich eines ersten Rotationsfreiheitsgrades.

Die wenigstens eine Drohne kann dabei prinzipiell entweder selbstangetrieben sein oder sie kann von einem anderen Was- serfahrzeug geschleppt werden. In jedem Fall ist die Drohne dasjenige Element des Minenräumsystems, welche mittels des wenigstens einen Magnetelements zu einer magnetisch induzier ten Detonation der Seeminen führen kann. Das wenigstens eine Magnetelement soll also so ausgelegt sein, dass die erzeugte magnetische Flussdichte zur Detonation einer Seemine in der Umgebung der Drohne ausreicht.

Die Drohne kann prinzipiell entweder an der Wasseroberfläche schwimmen oder tauchend unter der Wasseroberfläche bewegt werden. Es ist auch grundsätzlich eine Kombination dieser beiden Modi „Schwimmen" und „Tauchen" möglich. In jedem Fall soll gemäß Schritt a) eine translatorische Fortbewegung der Drohne erfolgen. Diese translatorische Fortbewegung kann ins besondere eine Bewegung parallel zur Wasseroberfläche sein. Bei der schwimmenden Ausführungsform kann es sich insbesonde re um eine Bewegung entlang der Wasseroberfläche handeln. Bei der tauchenden Ausführungsform kann es sich um eine entspre chende Bewegung entlang einer tieferliegenden Ebene handeln, welche parallel zur Wasseroberfläche liegt. Mit anderen Wor ten kann es sich bevorzugt um eine horizontale translatori sche Bewegung handeln. Es ist allerdings auch möglich und un ter Umständen vorteilhaft, dass die translatorische Bewegung zusätzlich auch eine vertikale Komponente enthält, sodass während der horizontalen Bewegung auch gleichzeitig eine Tauchtiefe der Drohne variiert wird. Die Drohne kann also in diesem Fall während der translatorischen Bewegung auch ein Sinken oder Steigen im Wasser durchführen. Wesentlich im Zu sammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist nur, dass die translatorische Bewegung in Schritt a) zumindest eine hori zontale Komponente, also mit anderen Worten eine Richtungs komponente parallel zur Wasseroberfläche aufweist.

In Schritt b) wird zusätzlich zu dieser translatorischen Fortbewegung eine Drehbewegung der Drohne im Wasser durchge führt. Die Reihenfolge dieser beiden Schritte a) und b) ist dabei grundsätzlich beliebig: sie können beispielsweise ent weder gleichzeitig oder auch nacheinander, insbesondere in mehrfach aufeinanderfolgendem Wechsel durchgeführt werden.

Die Drohne als frei im Wasser bewegbarer Körper weist grund sätzlich drei unabhängige Rotationsfreiheitsgrade auf. Bei der Drehung der Drohne soll es sich um eine Drehbewegung be züglich mindestens eines ersten dieser drei Rotationsfrei- heitsgrade handeln. Durch die Drehbewegung wird allgemein vorteilhaft erreicht, dass z.B. die magnetische Flussdichte an einem Zielort, welcher in der Umgebung der Drohne liegt, zusätzlich variiert wird.

Der beschriebe „Zielort" kann insbesondere ein Ort in der Um gebung des Minenräumsystems sein, an dem eine Seemine zur Auslösung gebracht werden kann. Dieser Zielort muss nicht auf einen punktartigen Bereich begrenzt sein, sondern es kann sich insbesondere auch um einen räumlich ausgedehnten Auslö- sebereich handeln, welcher insbesondere die Form eines kegel förmigen Zielbereichs aufweisen kann. Durch das beschriebene Zusammenwirken der translatorischen Fortbewegung und der Drehbewegung der Drohne kann vorteilhaft erreicht werden, dass an dem Zielort ein vordefiniertes magnetisches Profil ausgebildet werden kann, welches weitgehend der magnetischen Signatur eines gegebenen Schiffstyps entspricht. Besonders vorteilhaft liegt dieser Zielort bezüglich der translatori schen Fortbewegung (also „in Fahrtrichtung gesehen") vor der Drohne. So kann erreicht werden, dass die zur Auslösung der Seeminen erforderliche magnetische Signatur am Zielort simu liert wird, bevor die Drohne (oder auch das Minenräumsystem als Ganzes) den Zielort erreicht. Auf diese Weise kann ein größerer Abstand zwischen dem Minenräumsystem und der deto nierenden Seeminen gewahrt werden. Hiermit wird das Risiko einer Beschädigung des Minenräumsystems bei der Detonation der Seeminen reduziert.

Mit anderen Worten kann durch die beschriebene Kombination von translatorischer Fortbewegung und gezielter Drehbewegung ein gewünschtes magnetisches Profil an einen in Fahrtrichtung vor der Drohne liegenden Zielort vorausprojiziert werden. Be sonders vorteilhaft ist es, wenn dabei z.B. der Betrag der magnetischen Flussdichte an diesem vorausliegenden Zielort höher ist als in den übrigen Bereichen in der Umgebung der Drohne. Durch die Ausführung der Drehbewegung kann (gegebe nenfalls in Kombination mit den weiter unten beschriebenen zusätzlichen Regelgrößen) erreicht werden, dass am Zielort nicht nur zu einer bestimmten Zeit eine bestimmte magnetische Flussdichte erzeugt wird, sondern dass an dem Zielort auch ein bestimmter zeitlicher Verlauf der Flussdichte erzeugt wird, welcher der nachzubildenden magnetischen Signatur weit gehend entspricht. Das auf diese Weise nachgebildete magneti sche Profil kann insbesondere ein vordefinierter zeitlicher Verlauf des Betrags der magnetischen Flussdichte, einer oder mehrerer Richtungskomponenten der magnetischen Flussdichte oder auch einer Kombination dieser genannten Größen sein.

Durch diese beschriebene „Vorausprojektion" eines vorbestimm ten magnetischen Profils kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Minenräumsystem eine zuverlässige Detonation eine Seeminen bewirkt, wobei gleichzeitig im Vergleich zum Stand der Technik die Anzahl der benötigten Drohnen und/oder die Länge der verwendeten Kette von Drohnen reduziert werden kann. Diese Reduktion an apparativen Aufwand kann dadurch er reicht werden, dass mittels der Drehbewegung der Drohne ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Verfügung steht, um ein kom plexes magnetisches Profil an einem gegebenen Zielort nachzu bilden. So kann die Ausdehnung des Minenräumsystems insbeson dere dadurch reduziert werden, dass das Vorbeifahren eines ausgedehnten Drohnenzuges an der Seemine zumindest zum Teil durch ein „Vorausprojizieren" der gewünschten magnetischen Signatur an den potentiellen Ort der Seemine ersetzt wird. Dies bewirkt den weiteren Vorteil, dass die Detonation unter Umständen auch mit einem größeren und daher sichereren Ab stand zum Minenräumsystem erfolgen kann.

Das erfindungsgemäße Minenräumsystem weist wenigstens eine Drohne zur Auslösung von Seeminen auf. Die Drohne umfasst we nigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung der Seeminen. Außerdem umfasst die Drohne wenigstens ein Steue- relement zum Bewirken einer ersten Drehbewegung der Drohne bezüglich eines ersten Rotationsfreiheitsgrades. Insbesondere ist dieses Steuerelement dazu ausgelegt, die Drehbewegung zu bewirken, während die Drohne eine Wasseroberfläche schwimmt oder unter der Wasseroberfläche taucht. Es soll sich also um ein Steuerelement zum Bewirken einer Drehbewegung der Drohne im Wasser handelt. Es kann sich dabei grundsätzlich entweder um ein aktives oder um ein passives Steuerelement handeln. Unter einem aktiven Steuerelement soll dabei ein solches Steuerelement verstanden werden, welches ein eigenes Antrieb selement aufweist, um die entsprechende Drehbewegung aktiv zu bewirken. Unter einem passiven Steuerelement soll dabei ein solches Steuerelement verstanden werden, welches keinen eige nen Antrieb aufweist, aber mit einem weiteren Antrieb (bei spielsweise dem translatorischen Antrieb der Drohne oder ei nem externen Schleppantrieb durch ein Mutterschiff oder eine Führungsdrohne) Zusammenwirken kann, um mithilfe der Was serströmung eine Drehbewegung der Drohne zu bewirken. Mit dem erfindungsgemäßen Minenräumsystem können die weiter oben im Zusammenhang mit dem Betriebsverfahren beschriebenen Vorteile realisiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung gehen aus den von den Ansprüchen 1 und 12 abhängigen An sprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor. Dabei kön nen die beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens und des Minenräumsystems vorteilhaft miteinander kombiniert werden.

Allgemein besonders vorteilhaft weist die Drohne eine Längs achse A auf, und der erste Rotationsfreiheitsgrad entspricht einer Drehbewegung um diese Längsachse. Mit anderen Worten kann sich bei der Drehbewegung um ein Rollen beziehungsweise Krängen der Drohne handeln. Die längliche Form der Drohne ist besonders bevorzugt, um eine widerstandsarme Bewegung im Was ser zu ermöglichen. Die Drehbewegung um die Längsachse ist entsprechend diejenige Drehbewegung, welche im Wasser mit dem geringsten Widerstand möglich ist. Dies gilt insbesondere bei einer allgemein vorteilhaften weitgehend rotationssymmetri- sehen Ausgestaltung der Drohne mit der Längsachse A als Sym metrieachse .

Alternativ zur oben beschriebenen Drehung um die Längsachse ist es jedoch auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn der erste Rotationsfreiheitsgrad einer Drehbewegung um eine Achse entspricht, welche senkrecht zur Längsachse liegt. Beispielsweise kann eine solche Drehachse senkrecht zur Längsachse und (bei horizontaler Ausrichtung der Drohne im Wasser) im Wesentlichen parallel zur Wasseroberfläche liegen. Mit anderen Worten kann es sich bei der Drehbewegung dann um ein Stampfen beziehungsweise Trimmen der Drohne handeln. Ge mäß einer weiteren Alternative kann die Drehachse senkrecht zur Längsachse und (bei horizontaler Ausrichtung der Drohne im Wasser) im Wesentlichen senkrecht zur Wasseroberfläche liegen. Mit anderen Worten kann es sich bei der Drehbewegung dann um ein Gieren beziehungsweise klassisches Drehen han deln. Grundsätzlich sind aber auch Drehungen denkbar und un ter Umständen vorteilhaft, bei denen diese beschriebenen klassischen maritimen Rotationsfreiheitsgrade miteinander kombiniert werden, so dass eine Drehung bezüglich einer im Verhältnis zur Längsachse der Drohne schrägliegenden Drehach se durchgeführt wird.

Mit jeder der beschriebenen Drehbewegungen lässt sich eine am Zielort bewirkte magnetische Flussdichte bevorzugt dann be sonders gut variieren, wenn das wenigstens eine Magnetelement zur Ausbildung eines Magnetfeldes ausgelegt ist, bei dem we nigstens eine Polachse einen von Null verschiedenen Winkel a mit der für den ersten Rotationsfreiheitsgrad relevanten Ro tationsachse bildet. Diese Rotationsachse kann besonders be vorzugt die Längsachse der Drohne sein. Unter einer Polachse soll dabei allgemein eine solche Symmetriachse des Magnetfel des verstanden werden, auf der zwei magnetische Pole angeord net sind (ein Nordpol und ein Südpol). Eine solche Polachse wird in der Fachwelt auch als magnetische Achse bezeichnet. Bevorzugt kann der Winkel a im Bereich zwischen 10° und 90° liegen und besonders bevorzugt im Bereich zwischen 45° und 90° liegen. Dann bewirkt eine Drehung um die jeweilige Rota tionsachse eine besonders deutliche Änderung des durch die Drohne in der Umgebung erzeugten Magnetfeldes. Diese deutli che Änderung kann insbesondere eine Änderung eines am Zielort erzeugten Betrags der magnetischen Flussdichte oder aber auch eine Änderung des Wert und/oder des Vorzeichens einer oder mehrerer einzelner Richtungskomponenten der Flussdichte sein.

Allgemein vorteilhaft kann das Verfahren den folgenden zu sätzlichen Schritt umfassen: c) die Durchführung einer Drehbewegung der Drohne bezüglich eines zusätzlichen zweiten Rotationsfreiheitsgrades.

Eine solche Kombination von wenigstens zwei Rotationsfrei heitsgraden entspricht also einer komplexeren Drehbewegung, mittels welcher ein vorgegebenes magnetisches Profil an einem vorgegebenen Zielort noch genauer nachgebildet werden kann. Die beiden miteinander zu kombinierenden Rotationsfreiheits grade können allgemein beliebig aus den drei weiter oben be schriebenen klassischen maritimen Rotationsfreiheitsgraden ausgewählt werden (also jeweils zwei der Freiheitsgrade Rol len/Krängen und/oder Stampfen/Trimmen und/oder Gie ren/Drehen) . Besonders vorteilhaft können auch alle drei der genannten Rotationsfreiheitsgrade miteinander kombiniert wer den, um eine noch genauere Nachbildung eines gegebenen magne tischen Profils an einem gegebenen Zielort zu ermöglichen. Allgemein kann dieser zusätzliche Schritt c) ähnlich wie der bereits beschriebene Schritt b) gleichzeitig oder auch ab wechselnd mit der Translation in Schritt a) durchgeführt wer den. Auch die Schritte b) und c) können prinzipiell entweder gleichzeitig miteinander oder nacheinander durchgeführt wer den.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Verfahren den folgenden zusätzlichen Schritt umfassen: d) die Veränderung einer Tauchtiefe (T) der Drohne.

Unter der Tauchtiefe soll hier allgemein die vertikale Ent fernung des am tiefsten liegenden Punkts der Drohne zur Was seroberfläche verstanden werden. Bei einer schwimmenden und nicht vollständig in das Wasser eintauchenden Drohne kann diese Tauchtiefe auch geringer sein als die vertikale Höhe der Drohne. Es kann sich dann also insbesondere um eine Ein tauchtiefe einer an der Oberfläche schwimmenden Drohne han deln.

Auch durch eine solche Veränderung der (Ein-)Tauchtiefe kann der an einem gegebenen Zielort erzeugte Zeitverlauf der mag netischen Flussdichte noch genauer an ein vorgegebenes magne tisches Profil angepasst werden. Zur Erzeugung eines vorgege benen zeitlichen Verlaufs der magnetischen Flussdichte kann also der wenigstens eine Rotationsfreiheitsgrad vorteilhaft mit einer Variation der Tauchtiefe kombiniert werden. Allge mein kann dieser zusätzliche Schritt d) ähnlich wie der be reits beschriebene Schritt c) gleichzeitig oder auch abwech selnd mit der Translation in Schritt a) durchgeführt werden. Auch die Schritte b), c) und/oder d) können prinzipiell ent weder alle gleichzeitig miteinander oder zumindest teilweise sequenziell durchgeführt werden.

Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen Veränderung der Tauchtiefe kann (entweder innerhalb des Schritts d) oder in einem weiteren optionalen Schritt) auch die Geschwindig keit und/oder die Richtung der horizontalen Bewegung bzw. der horizontalen Bewegungskomponente der Drohne geändert werden. Auch dies kann vorteilhaft eine noch genauere Nachbildung ei nes vorgegebenen magnetischen Profils an einem bestimmten Ort ermöglichen .

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann das we nigstens eine Magnetelement der Drohne ein Permanentmagnet sein. Eine solche permanentmagnetische Drohne weist einen vergleichsweisen geringen apparativen Aufwand auf, sodass sie leicht herzustellen und einfach zu betreiben ist. Sie ist auch vergleichsweise robust.

Gemäß einer alternativen, zweiten vorteilhaften Ausführungs form kann das wenigstens eine Magnetelement der Drohne ein elektrisches Spulenelement sein. Ein Vorteil einer solchen elektrisch magnetisierten Drohne ist, dass insbesondere durch einen einstellbaren Stromfluss eine gewünschte Höhe der mag netischen Flussdichte relativ leicht modulierbar ist. Das elektrische Spulenelement kann beispielsweise entweder ein normalleitendes oder aber auch ein supraleitendes Spulenele ment sein. Bei Verwendung eines supraleitenden Spulenelements können bei vergleichsweise kleiner Baugröße besonders hohe magnetische Flussdichten erzeugt werden.

Es kann auch vorteilhaft sein, die erste Ausführungsform mit wenigstens einem Permanentmagneten und die zweite Ausfüh rungsform mit wenigstens einem elektrischen Spulenelement miteinander zu kombinieren, sodass mehrere unterschiedliche Magnetelemente nebeneinander vorliegen. Allgemein und unab hängig von der genauen Ausführung des Magnetelements bzw. der Magnetelemente können diese zur Ausbildung eines Magnetfeldes ausgelegt sein, dessen Polzahl vorteilhaft zwischen 2 und 16 liegt.

Bei einer Ausführungsform mit wenigstens einem elektrischen Spulenelement kann das Verfahren allgemein vorteilhaft den folgenden zusätzlichen Schritt umfassen: e) eine zeitliche Veränderung eines Betriebsstroms des elektrischen Spulenelements.

Hierdurch kann die magnetische Flussdichte an einem vorgege benen Zielort auf besonders einfache Weise zusätzlich beein flusst werden. In Kombination mit den bereits weiter oben be schriebenen Variationsmöglichkeiten kann so eine noch genaue re Nachbildung eines vorgegebenen magnetischen Profils erfol gen. Allgemein kann dieser zusätzliche Schritt e) ähnlich wie die bereits beschriebenen Schritte b), c) und d) gleichzeitig oder auch abwechselnd mit der Translation in Schritt a) durchgeführt werden. Auch die Schritte b), c), d) und/oder e) können - soweit vorhanden - prinzipiell entweder alle gleich zeitig miteinander oder zumindest teilweise sequenziell durchgeführt werden. Allgemein besonders vorteilhaft kann die wenigstens eine Drohne eine selbstangetriebene Drohne sein. Ein allgemeiner Vorteil einer selbstangetriebenen Drohne liegt darin, dass kein zusätzliches separates Mutterschiff benötigt wird, wel ches bei einer Detonation einer Seemine gefährdet würde. So mit werden die Risiken für das Mutterschiff und dessen Mann schaft vorteilhaft vermieden.

Beispielsweise kann die Drohne einen elektrischen Antrieb aufweisen. Hierzu kann die Drohne einen Elektromotor umfas sen, welcher beispielsweise eine Antriebsschraube der Drohne antreiben kann. Das zur Minenauslösung dienende wenigstens eine Magnetelement kann dabei vorteilhaft gleichzeitig ein Magnetelement einer Erregervorrichtung des Elektromotors sein, ähnlich wie dies in der DE102016203341A1 sowie in der noch nicht offengelegten deutschen Anmeldung mit dem Akten zeichen 102018 217 211.0 beschrieben ist. Hierbei ist es allgemein besonders vorteilhaft, wenn der Elektromotor eine entsprechend geringe magnetische Abschirmung aufweist.

Wie bereits erwähnt kann die Reihenfolge der beschriebenen Schritte unterschiedlich ausgestaltet sein. So können gemäß einer ersten vorteilhaften Variante die beiden Schritte a) und b) gleichzeitig erfolgen. Hierunter soll verstanden wer den, dass die beiden genannten Schritte zumindest teilweise zeitlich überlappen. Sie müssen also nicht zwingend genau die gleiche Zeitdauer aufweisen. So ist es beispielsweise möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn Schritt a) über einen längeren Zeitraum t _a andauert und Schritt b) innerhalb des Zeitraums t _a in einem oder mehreren einzelnen und vergleichs weise kürzeren Zeitintervallen t _b durchgeführt wird. Die ein zelnen Zeitintervalle t _b können dabei prinzipiell entweder untereinander gleich lang oder aber unterschiedlich lang aus gestaltet sein. Wesentlich ist bei dieser ersten Ausführungs variante nur, dass der Schritt b) erfolgt, während der Schritt a) andauert, also während die Drohne fortbewegt wird. Bevorzugt wird der Schritt b) während dieser Fortbewegung mehrere Male hintereinander durchgeführt. Auf diese Weise kann während der Fahrt der Drohne und somit während ihrer Po sitionsänderung eine kontrollierte Simulation der gewünschten magnetischen Signatur stattfinden. Ein Vorteil dieser ersten Ausführungsvariante ist, dass die Zeit für die Fortbewegung der Drohne gleichzeitig auch für die gezielte Variation des in der Umgebung erzeugten Magnetfeldes genutzt werden kann. Somit kann ein vorgegebenes ausgedehntes räumliches Gebiet in einer vergleichsweise kurzen Gesamtdauer von dem Minen räumsystem abgefahren werden und trotzdem besonders zuverläs sig von aktiven Seeminen befreit werden.

Gemäß einer alternativen, zweiten Variante können die beiden Schritte a) und b) aber auch zeitlich nacheinander erfolgen. Insbesondere können beide Schritte in wiederholter wechseln der Abfolge jeweils mehrfach ausgeführt werden. Mit anderen Worten kann die Drohne jeweils abwechselnd ein Stück transla torisch fortbewegt werden, um dann an der erreichten Position mittels der wenigstens eine Drehbewegung eine gezielte Nach bildung des vorgegebenen magnetischen Profils zu bewirken. Diese beiden Schritte a) und b) können jeweils abwechselnd eine Vielzahl von Malen hintereinander durchgeführt werden, um so ein räumlich ausgedehntes Gebiet zuverlässig abzuras tern und von Seeminen zu befreien. Ein Vorteil dieser zweiten Ausführungsvariante kann darin liegen, dass durch die Ent kopplung von horizontaler Bewegung und gezielter Modulation des in der Umgebung erzeugten Magnetfeldes eine besonders ge naue Nachbildung eines vorgegebenen magnetischen Profils an einem gegebenen feststehenden Zielort erfolgen kann.

Allgemein und unabhängig von der genauen Reihenfolge der bei den beschriebenen Schritte a) und b) ist es in jedem Falle vorteilhaft, wenn der Schritt b) mehrere Male hintereinander durchgeführt wird, wobei die Drohne während der einzelnen Ausführungen des Schritts b) jeweils eine unterschiedliche Position bei einer Projektion auf die Wasseroberfläche ein nimmt. Der Schritt b) kann insbesondere in periodisch wieder kehrender Abfolge wiederholt werden. Dabei kann die Dauer der einzelnen Zeitintervalle t _b für den Schritt b) jeweils vor- teilhaft in einem Bereich zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten liegen, besonders bevorzugt zwischen 10 Sekunden und 3 Minu ten. Ein solches Zeitintervall ist ausreichend, um bei einer gegebenen Position der Drohne eine vorgegebene magnetische Signatur an wenigstens einem Zielort und insbesondere auch an mehreren Zielorten in der Umgebung dieser Position nachzubil den.

Vorteilhaft kann das Minenräumsystem auch eine Mehrzahl von Drohnen zur Auslösung von Seeminen umfassen. So kann es also auch im Rahmen dieser Erfindung vorgesehen sein, dass mehrere solche Drohnen nach Art einer Kette aneinanderhängen und ge meinsam durch das Meer fahren. Durch die weiter oben be schriebenen Vorteile der Erfindung können dabei allerdings die Anzahl der Einzeldrohnen und/oder die räumliche Ausdeh nung der Kette im Vergleich zum Stand der Technik reduziert sein, wobei trotzdem ein vorgegebenes magnetisches Profil hinreichend genau nachgebildet werden kann.

Bei einer solchen Ausführungsform mit mehreren Drohnen ist es besonders vorteilhaft, wenn alle diese Einzeldrohnen die wei ter oben beschriebenen Merkmale aufweisen. So können zweckmä ßig alle Einzeldrohnen jeweils wenigstens ein Magnetelement zur magnetischen Auslösung von Seeminen aufweisen. Die trans latorische Fortbewegung gemäß Schritt a) ist vorteilhaft für die einzelnen Drohnen der Kette gekoppelt. Dabei ist jedoch eine gewisse translatorische Relativbewegung der einzelnen Drohnen nicht ausgeschlossen, da auch hiermit eine besonders genaue Nachbildung eines gegebenen magnetischen Profils er reicht werden kann. Die Drehbewegung gemäß Schritt b) muss zumindest für eine der Drohnen in der Kette realisiert sein. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn alle Drohnen der Ket te eine solche Drehbewegung gemäß Schritt b) ausführen. Diese Drehbewegung kann grundsätzlich entweder für alle Drohnen der Kette synchronisiert oder aber unabhängig voneinander erfol gen. Bei einer separaten Ausführung von unterschiedlichen Drehbewegungen der einzelnen Drohnen kann wiederum eine be- sonders genaue Nachbildung eines gegebenen komplexen magneti schen Profils erreicht werden.

Bei einer solchen Ausführungsform mit einer Kette von mehre ren aneinanderhängenden Drohnen ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest eine der Drohnen selbstangetrieben ist. Diese eine Drohne kann dann die übrigen Drohnen der Kette hinter sich her schleppen. Alternativ ist es jedoch auch möglich und unter Umständen vorteilhaft, wenn alle Drohnen der Kette ei nen eigenen Antrieb aufweisen. Somit wird sowohl eine trans latorische Relativbewegung als auch eine separate Drehung der einzelnen Drohnen besonders leicht ermöglicht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Minenräumsys tems kann die wenigstens eine Drohne eine selbstangetriebene Drohne sein. Unabhängig davon, ob diese Drohne selbstange trieben ist oder ob sie passiv bewegt wird, kann das Steue relement zum Bewirken der ersten Drehbewegung grundsätzlich entweder ein aktives oder ein passives Steuerelement sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die wenigstens eine Drohne ein eigenes Antriebselement aufweist, welches sowohl die translatorische Bewegung der Drohne als auch die Drehbewegung der Drohne antreiben kann. Zum Auslösen der Drehbewegung kann dabei gegebenenfalls ein zusätzliches passives Steuerelement vorliegen, beispielsweise ein Ruder oder eine Klappe. Es kann jedoch auch ein zusätzliches aktives Steuerelement für die Drehbewegung vorhanden sein, beispielsweise ein separater Mo tor.

Allgemein vorteilhaft und unabhängig vom translatorischen An trieb der Drohne kann das wenigstens eine Steuerelement bei spielsweise ein Ruder, eine Klappe oder ein Motor sein. Der Motor kann besonders vorteilhaft ein separater Motor sein, welche zusätzlich zu einem translatorischen Antriebsmotor der Drohne vorgesehen ist. Insbesondere kann dies ein separater Elektromotor sein. Er kann beispielsweise axial in der Nähe des Schwerpunkts der Drohne angeordnet sein, wo er eine Roll bewegung besonders effektiv auslösen kann. Allgemein und unabhängig vom Antrieb der Drohne und der ge nauen Realisierung des Steuerelements kann die Drohne so aus gebildet sein, dass in einem Bereich außerhalb der Drohne (aber nahe an ihrem Gehäuse) eine magnetische Flussdichte von wenigstens 5 mT, insbesondere wenigstens 50 mT oder sogar we nigstens 500 mT erreicht werden kann. Mit derart hohen magne tischen Flussdichten in der Nähe der Drohne kann auch aus re lativ großer Entfernung eine Magnetmine an einem entfernteren Zielort detoniert werden. Hierzu kann eine Außenwand der Drohne aus amagnetischem Material gebildet sein. Unter einem amagnetischen Material soll im Zusammenhang mit der vorlie genden Erfindung allgemein ein Material mit einer relativen Permeabilität m _G von höchstens 300 verstanden werden.

Zusätzlich kann die wenigstens eine Drohne allgemein vorteil haft noch ein weiteres Auslösesystem zur akustischen und/oder elektrischen Auslösung von Seeminen umfassen. Gemäß einer be sonders vorteilhaft Ausführungsform des Minenräumsystems kann dieses wiederum mehrere Drohnen zur Auslösung der Seeminen umfassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer nachzubildenden magnetischen Signatur eines Schiffes zeigt,

Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Minen räumsystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Figur 3 eine Rechteckspule zeigt,

Figur 4 ein räumliches Profil für eine mit der Rechteckspule der Figur 3 ausgebildete magnetische Flussdichte zeigt,

Figur 5 die Abhängigkeit der magnetischen Flussdichte vom Ab stand zum Spulenzentrum für verschiedene Raumrichtun gen zeigt, Figur 6 die Abhängigkeit von verschiedenen Komponenten der magnetischen Flussdichte vom Umlaufwinkel für einen magnetischen Quadrupol zeigt und Figur 7 eine schematische Darstellung eines Minenräumsystems nach einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer magneti schen Signatur 1 eines Schiffes gezeigt, welches eine Längs ausdehnung im Bereich von etwa 200 m aufweist. Diese magneti sche Signatur sollte durch ein Minenräumsystem möglichst de tailgetreu nachgebildet werden, um damit einer modernen kom plexen Seeminen das Vorbeifahren eines entsprechenden Schiffs vorzutäuschen und somit die Seemine zum Auslösen zu bringen. In Figur 1 ist die Abhängigkeit des Betrags der magnetischen Flussdichte B von der Position eines Beobachtungspunktes z.B. unterhalb des Schiffs dargestellt. Entsprechend ist auf der Abszisse der horizontale Abstand d des Beobachtungspunkts vom Schwerpunkt des Schiffs in Metern dargestellt. Es handelt sich hier also um eine ortsabhängige magnetische Signatur 1. Beispielhaft ist in Figur 1 nur der Betrag der magnetischen Flussdichte dargestellt. Entsprechende zusätzliche Kurven er geben sich analog, wenn abhängig vom horizontalen Abstand die einzelnen Richtungskomponenten (beispielsweise in den karte sischen Raumrichtungen x, y und z) der magnetischen Fluss dichte betrachtet werden. Moderne komplexe Seeminen sind häu fig dazu ausgelegt, sowohl einen gemessenen Verlauf für den Betrag der magnetischen Flussdichte als auch für deren ein zelne Richtungskomponenten mit den bekannten magnetischen Signaturen von vordefinierten Schiffstypen abzugleichen und nur bei einer ausreichend hohen Übereinstimmung zu detonie ren.

Im Folgenden wird unter einer magnetischen Signatur allgemein die Abhängigkeit der magnetischen Flussdichte von einer Orts koordinate verstanden, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Da eine Seemine aber nicht räumlich ausgedehnt ist, kann sie die detektierten magnetischen Parameter nicht als Funktion des Ortes, sondern nur als Funktion der Zeit messen. Diese Zeit abhängigkeit errechnet sich aus der in Figur 1 gezeigten Ortsabhängigkeit eines magnetischen Parameters in Kombination mit der Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Schiffs und dem (kürzesten) Abstand, in dem das Schiff an der stationären Seemine vorbeifährt. Von der Seemine tatsächlich gemessen wird also ein zeitabhängiges magnetisches Profil, welches sich als Funktion der in Figur 1 skizzierten magnetischen Signatur ergibt. Die Aufgabe eines Minenräumsystems ist es daher, das entsprechende zeitabhängige magnetische Profil ei nes solchen vorbeifahrenden Schiffes möglichst gut zu simu lieren und zwar idealerweise nicht nur für den in Figur 1 dargestellten Betrag der magnetischen Flussdichte B, sondern gleichzeitig auch für eine oder mehrere Richtungskomponenten. Dabei können sich komplexe charakteristische Muster für be stimmte vorgegebene Schiffstypen ergeben.

Figur 2 zeigt eine schematische teilperspektivische Schnitt darstellung eines Minenräumsystems 21 nach einem ersten Bei spiel der Erfindung. Dieses Minenräumsystem 21 umfasst in dem gezeigten Beispiel nur eine einzige Drohne 22, welche hier im Wasser 20 und unterhalb der Wasseroberfläche 29 taucht und zwar mit einer Tauchtiefe T. Alternativ oder zusätzlich kommt jedoch auch ein an der Wasseroberfläche schwimmender Einsatz in Betracht. Die Drohne 21 weist eine zentrale Längsachse A auf und bewegt sich entlang einer Fahrtrichtung v, welche hier mit der Längsachse A zusammenfällt.

Es handelt sich bei der Drohne 22 um eine selbstangetriebene Drohne, welche sich mittels eines Elektromotors 23 und einer mechanisch damit gekoppelten Antriebsschraube 24 selbst im Wasser fortbewegen kann und nicht von einem Mutterschiff ge schleppt werden muss. Alternativ ist aber auch eine Ausfüh rung mit einem nur passiven Schleppantrieb denkbar. Die Droh ne 22 ist dazu ausgelegt, an einem Zielort 26 ein zeitabhän giges magnetisches Profil zu erzeugen, welches möglichst ge- nau dem magnetischen Profil entspricht, welches ein mit einer typischen Fahrtgeschwindigkeit vorbeifahrendes Schiff mit ei ner vorgegebenen magnetischen Signatur erzeugen würde. Mit anderen Worten soll die magnetische Signatur eines bekannten Schiffstyps vorgetäuscht werden, um eine an dem Zielort 26 positionierte Seemine zur Detonation zu bringen.

Um das gewünschte zeitabhängige magnetische Profil am Zielort 26 zu erzeugen, ist die Drohne 23 mit wenigstens einem Magne telement ausgestattet. Nur beispielhaft sind für die Drohne 22 der Figur 2 mehrere unterschiedliche Magnetelemente ge zeigt: So weist diese Drohne zum einen mehrere Spulenelemente 27a auf, welche als Erregerspulen des Elektromotors 23 ver wendet werden. Diese Spulenelemente 27a erfüllen aber eine Doppelfunktion und dienen gleichzeitig dazu, bei der Erzeu gung des gewünschten magnetischen Profils am Zielort 26 mit zuwirken. Zusätzlich sind im hinteren Teil der Drohne 23 wei tere Spulenelemente 27b gezeigt, welche ebenfalls bei der Er zeugung des gewünschten magnetischen Profils mitwirken, aber nicht Teil des Elektromotors sind. Von beiden Spulentypen 27a bzw. 27b können jeweils ein oder mehrere in einer solchen Drohne vorhanden sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Spulenelemente mit einem variablen Strom gespeist werden können, sodass die Amplitude des erzeugten Magnetfel des zusätzlich modulierbar ist. Im vorderen Bereich weist die Drohne 22 zusätzlich einen Permanentmagneten 28 auf, welche hier beispielsweise als ringförmiger Scheibenmagnet darge stellt ist. Grundsätzlich können solche Permanentmagnete je doch in beliebiger Form und auch in beliebiger Anzahl in der Drohne vorhanden sein. Auch solche Permanentmagnete können bei der Erzeugung des gewünschten magnetischen Profils mit wirken. Die Anordnung der einzelnen unterschiedlichen Typen von Magnetelementen 27a, 27b und 28 innerhalb von einer Droh ne ist hier allerdings nur beispielhaft zu verstehen. Es kön nen zwar mehrere solche Elemente innerhalb einer Drohne ange ordnet sein, es ist jedoch allgemein ausreichend, wenn Drohne wenigstens ein Magnetelement umfasst, um eine magnetische Auslösung einer Seemine zu bewirken. Beim Beispiel der Figur 2 liegt die aktuelle Fahrtrichtung v der Drohne koaxial mit der Längsachse A. Prinzipiell kann die translatorische Bewegung der Drohne jedoch auch andere Rich tungskomponenten aufweisen. In Figur 2 liegt die Fahrtrich tung v leicht schräg im gezeigten Koordinatensystem (mit den kartesischen Richtungskoordinaten x, y und z). Die Fahrtrich tung v weist zwar eine relativ große horizontale Richtungs komponente innerhalb der xy-Ebene auf, welche parallel zur Wasseroberfläche liegt. Sie weist jedoch zusätzlich auch eine leichte Komponente in z-Richtung auf, welche hier einem leichten Sinken der Drohne entspricht.

Zusätzlich zu dieser translatorischen Bewegung führt die Drohne aber auch wenigstens eine Drehbewegung bezüglich we nigstens eines Rotationsfreiheitsgrades aus. Die drei unab hängigen Rotationsfreiheitsgrade der Drohne sind in Figur 2 durch die Pfeile rl, r2 und r3 bezeichnet. Dabei entspricht der Rotationsfreiheitsgrad rl einem Rollen bzw. Krängen der Drohne, der Rotationsfreiheitsgrad r2 entspricht einem Stamp fen bzw. Trimmen und der Rotationsfreiheitsgrad r3 entspricht einem Gieren bzw. Drehen. Es kann auch eine komplexe Drehbe wegung erfolgen, bei der die Drohne um mehrere der genannten Rotationsfreiheitsgrade gedreht wird. In jedem Fall wird durch die beschriebene Drehung der Drohne die zu einem be stimmten Zeitpunkt am Zielort 26 erzeugte magnetische Fluss dichte moduliert. Dies betrifft allgemein sowohl den Betrag als auch die einzelnen Richtungskomponenten der Flussdichte. Somit kann die Drehbewegung dazu genutzt werden, um an dem Zielort 26 das zeitabhängige magnetische Profil, welches der magnetischen Signatur eines vorbeifahrenden Schiffes entspre chen soll, möglichst genau nachzubilden. Um die Nachbildung des gewünschten magnetischen Profils noch weiter zu verbes sern kann die beschriebene Drehbewegung optional mit einer Variation der Tauchtiefe T und/oder mit einer Veränderung des Betriebsstroms eines Spulenelements 27a bzw. 28a und/oder mit einer Variation von Fahrtrichtung v und/oder Fahrtgeschwin digkeit kombiniert werden. Allgemein besonders wirksam ist es, wenn während der Fahrt der Drohne 22 durch das Wasser zumindest die beschriebene Drehbewegung mehrfach hintereinander ausgeführt wird. Damit kann erreicht werden, dass nacheinander an unterschiedlichen Zielorten 26 ein gewünschtes magnetisches Profil nachgebildet wird. Dies gilt unabhängig davon, ob die ausgeführte Drehbe wegung jeweils gleichzeitig mit der translatorischen Vor wärtsbewegung oder abwechselnd mit der translatorischen Vor wärtsbewegung der Drohne durchgeführt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehbewegung der Droh ne zumindest eine Drehbewegung bezüglich des ersten Rotati onsfreiheitsgrades rl ist, mit anderen Worten wenn sie ein Rollen bzw. Krängen der Drohne umfasst. Um ein solches Rollen zu ermöglichen, ist die Drohne 22 der Fig. 2 mit einem Steue relement 25 versehen. Dies kann entweder ein aktives Steue relement sein (beispielsweise ein Elektromotor) oder auch ein passives Steuerelement (beispielsweise ein Ruder oder eine Klappe). Auch für die Drehbewegung bezüglich der anderen Ro tationsfreiheitsgrade r2 und/oder r3 können entsprechende hier nicht näher dargestellte weitere Steuerelemente vorgese hen sein.

Die Minenauslösung durch das beschriebene Minenräumsystem 21 ist besonders wirksam, wenn an dem Zielort 26 eine im Ver gleich zur sonstigen Umgebung der Drohne vergleichsweise hohe magnetische Flussdichte erzeugt wird, wobei dieser Zielort 26 in Fahrtrichtung v gesehen noch vor der Drohne liegen kann. Besonders bevorzugt kann er wie in Figur 2 gezeigten Fahrt richtung vor der Drohne und bezüglich der Wasseroberfläche unterhalb der Drohne liegen. So kann das gewünschte magneti sche Profil an diesem Zielort jeweils vorausprojiziert werden und es können am Zielort angeordnete Seeminen bereits mit ei nem gewissen Abstand zur vorbeifahrenden Drohne zur Detonati on gebracht werden, was das Risiko einer Beschädigung der Drohne bei der Detonation verringert. Mit den folgenden Figuren 3 bis 6 soll verdeutlicht werden, wie die beschriebene Drehbewegung der Drohne dazu beiträgt, das mittels des wenigstens einen Magnetelements an einem Zie lort 26 erzeugte Magnetfeld zu variieren. So ist in Figur 3 eine annähernd quadratische Rechteckspule 31 gezeigt, wie sie beispielsweise als Spulenelement 27a oder 27b in der Drohne der Figur 2 zum Einsatz kommen kann. Die in Figur 3 gezeigten kartesischen Koordinatenrichtungen x, y und z stellen dabei nur ein lokales Koordinatensystem dar und sollen nicht not wendigerweise denen Figur 2 dargestellten Raumrichtungen ent sprechen. Das verwendete lokale Koordinatensystem wird jedoch in den folgenden Figuren 4 und 5 beibehalten. Bei einem Stromfluss durch die Rechteckspule 31 wird ein zweipoliges Magnetfeld erzeugt, dessen Polachse hier mit P bezeichnet ist.

In Figur 4 ist das simulierte räumliche Profil der mit der Rechteckspule 31 der Figur 3 ausgebildeten magnetischen Flussdichte B bei einem gegebenen konstanten Stromfluss ge zeigt. Gezeigt sind die Verläufe für den Betrag der magneti schen Flussdichte, welche sich vom Mittelpunkt Z aus nach au ßen gehend für drei verschiedene Flächenabschnitte ergeben: Einen quadratischen Ausschnitt der xy-Ebene, einen quadrati schen Ausschnitt der xz-Ebene und einen quadratischen Aus schnitt der yz-Ebene mit jeweils einer Kantenlänge, welche einem Mehrfachen des Spulendurchmessers entspricht. Hierzu sind die entsprechenden Flächenausschnitte durch Schraffur in Bereiche ähnlicher magnetischer Flussdichte unterteilt, wobei die Unterteilung in die Wertebereiche nach einer logarithmi- schen Skala gewählt wurde. Die Endpunkte der Wertebereiche sind in willkürlichen Einheiten angegeben, wobei die Zahlen werte nur verdeutlichen sollen, dass eine logarithmische Ska la verwendet wurde. In Figur 4 ist gut zu erkennen, dass für einen bestimmten Abstand vom Zentrum der Betrag der ausgebil deten magnetischen Flussdichte B stark von der räumlichen Orientierung des Beobachtungspunkts abhängt. Somit kann durch eine Drehbewegung der Drohne, welche die Spule trägt, eine deutliche Modulation der an einem außenliegenden Zielort er- zeugten magnetischen Flussdichte erreicht werden. Diese Modu lation ist besonders stark, wenn die Drehbewegung um eine Drehachse erfolgt, welche einen von Null verschiedenen Winkel mit der Polachse P einschließt. Mit anderen Worten ändert sich die Feldverteilung in der Umgebung besonders stark, wenn bei der Drehung die magnetische Polachse P selbst gekippt wird.

In Figur 5 ist die Abhängigkeit der von der Rechteckspule 31 der Figur 3 ausgebildeten magnetischen Flussdichte B vom Ab stand d vom Spulenzentrum M gezeigt. Diese Abhängigkeit ist für verschiedene Raumrichtungen gezeigt: So zeigt die Kurve Bx die Abstandsabhängigkeit für verschiedene Positionen ent lang der x-Achse. Die Kurve By zeigt analog die Abstandsab hängigkeit für verschiedene Positionen entlang der y-Achse. Schließlich zeigt die Kurve Bw die Abstandsabhängigkeit ent lang der diagonalen Richtung (innerhalb der xz-Ebene), die in Figur 4 mit w bezeichnet ist. Die Werte für den Betrag der magnetischen Flussdichte B sind wiederum jeweils in willkür lichen Einheiten auf einer logarithmischen Skala angegeben. Die Werte für den Abstand d sind in Vielfachen des Spulen durchmessers angegeben. Die auffälligen Spitzen der beiden Kurven By und Bw markieren dabei die Orte der stromdurchflos senen Leiter. Es zeigt sich, dass bei größeren Abständen von mehreren Spulendurchmessern die Beträge der Flussdichten auf der x-Achse deutlich größer sind als auf den anderen beiden Achsen. Auch dies zeigt, dass durch eine entsprechende Dre hung der Drohne die am Zielort erzeugte magnetische Fluss dichte stark moduliert werden kann. Auch die (hier nicht ge zeigten) Richtungskomponenten können entsprechend moduliert werden, wobei bei einem entsprechend hohen Drehwinkel auch Vorzeichenwechsel bewirkt werden können.

Die Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 5 gel ten nicht nur für die hier betrachtete Spulengeometrie, son dern in ähnlicher Weise auch für andere Spulenformen. Auch für permanentmagnetische Dipole gilt die starke Richtungsab hängigkeit der erzeugten magnetischen Flussdichte in ähnli- eher Weise. Auch bei mehrpoligen Magnetsystemen kann eine Drehung der Erregereinrichtung eine deutliche Modulation der erzeugten magnetischen Flussdichte bewirken. Dies soll durch Figur 6 beispielhaft für eine magnetische Quadrupolanordnung verdeutlicht werden: So zeigt Figur 6 die Abhängigkeit von verschiedenen Komponenten der magnetischen Flussdichte vom Umlaufwinkel 63 für einen magnetischen Quadrupol, welcher beispielsweise durch eine symmetrische Anordnung von vier elektrischen Spulenelementen realisiert werden kann. Im obe ren Teil der Figur 6 ist gezeigt, wie der Betrag der magneti schen Flussdichte 61 (hier in willkürlichen Einheiten) über einen halben Umlauf von 180° um die Quadrupolanordnung vari iert. Dieser Umlauf wurde bei einem konstanten Radius simu liert. Die magnetische Flussdichte 61 erreicht dabei jeweils im Bereich der beiden magnetischen Polachsen PI bzw. P2 ein Maximum, während sie in den Bereichen dazwischen um einen deutlichen Faktor abfällt.

Im unteren Teil der Figur 6 ist gezeigt, wie die Richtungs komponenten 62 der magnetischen Flussdichte bei einem ent sprechenden Umlauf variieren. Auch hier sind die Werte für die Richtungskomponenten 62 in willkürlichen Einheiten ange geben. Die Kurve Br bezeichnet den Verlauf der lokalen radia len Richtungskomponente, während die Kurve Bt den Verlauf der lokalen tangentialen Richtungskomponente zeigt. Über den hal ben Umlauf von 180° gesehen ergeben sich für beide Kurven starke Modulationen mit jeweils zwei Nulldurchgängen. Somit kann über eine entsprechende Drehung einer Drohne mit einem magnetischen Quadrupol eine starke Modulation sowohl für den Betrag der magnetischen Flussdichte als auch für die einzel nen Richtungskomponenten erreicht werden. Insbesondere kann ein vorgegebenes komplexes Profil der einzelnen Richtungskom ponenten nachgebildet werden.

Wenn also die zu detonierende Seemine nicht nur für den Be trag der magnetischen Flussdichte, sondern auch für deren einzelne Richtungskomponenten einen Abgleich mit einem ge speicherten Soll-Profil vornimmt, dann kann durch eine geeig- nete Abfolge von Drehbewegungen der Drohne trotzdem eine weitgehende Nachbildung des gewünschten magnetischen Profils erfolgen.

Figur 7 zeigt schließlich eine schematische Darstellung eines Minenräumsystems 21 nach einem weiteren Beispiel der Erfin dung. Das hier dargestellte Minenräumsystem weist eine Füh rungsdrohne 22 auf, welche beispielsweise ähnlich wie die Drohne 22 der Figur 2 aufgebaut sein kann. Insbesondere kann diese Führungsdrohne 22 eine selbstangetriebene Drohne sein und ähnliche Translationsbewegungen und Drehbewegungen wie die Drohne der Figur 2 ausführen. Zusätzlich weist das Minen räumsystem 21 der Figur 7 noch zwei weitere Drohnen 71 auf, welche durch ein Schleppseil 72 mit der Führungsdrohne 22 verbunden sind. Auch dieses mehrgliedrige Minenräumsystem ist insgesamt zur Ausbildung eines vordefinierten magnetischen Profils an einem Zielort 26 ausgelegt. Hierzu weist jede der Drohnen 22 bzw. 72 wenigstens ein Magnetelement auf. Auch die beiden hinteren Drohnen 71 sind dazu ausgebildet, jeweils voneinander unabhängig Drehbewegungen bezüglich wenigstens eines Rotationsfreiheitsgrades durchzuführen. Durch diese Mehrzahl von drehbar ausgebildeten Drohnen 22 bzw. 72 kann das gewünschte magnetische Profil am Zielort 26 noch detail getreuer moduliert werden. Dabei kann der apparative Aufwand (also insbesondere die Anzahl der Drohnen und/oder die räum liche Ausdehnung der Kette) durch die Ausnutzung der Drehbe wegungen vorteilhaft geringer gehalten werden als beim Stand der Technik.

Bezugszeichenliste

1 magnetische Signatur

20 Wasser

21 Minenräumsystem

22 Drohne

23 Elektromotor

24 Antriebsschraube

25 Steuerelement

26 Zielort

27a Spulenelement

27b Spulenelement

28 Permanentmagnet

29 Wasseroberfläche

31 Rechteckspule

61 Betrag der magnetischen Flussdichte

62 magnetische Flussdichte

63 Umlaufwinkel in Grad

71 Drohne

72 Schleppseil

A Längsachse

B magnetische Flussdichte

Br radiale Komponente der magnetischen Flussdichte

Bt tangentiale Komponente der magnetischen Flussdichte

Bx Verlauf der Flussdichte entlang der x-Achse

By Verlauf der Flussdichte entlang der y-Achse

Bw Verlauf der Flussdichte entlang der Richtung w d Abstand vom Schwerpunkt

M Mittelpunkt des Spulenelements

P Polachse

PI erste Polachse

P2 zweite Polachse rl erster Rotationsfreiheitsgrad r2 zweiter Rotationsfreiheitsgrad r3 dritter Rotationsfreiheitsgrad T Tauchtiefe v Fahrtrichtung w diagonale Raumrichtung in yz-Ebene x,y,z kartesische Raumrichtungen