Ausfahrbare und einfahrbare Mastvorrichtung für ein U-Boot

Abstract

 Die Mastvorrichtung (4) für ein U-Boot (1) weist einen ausfahrbaren und einfahrbaren Mast (3), der als Träger für Informationseinrichtungen (6), als Sehrohr oder als Schnorchel für die Frischluftversorgung und/oder Abgasabführung ausgebildet ist, und Mittel zum Ausfahren und Einfahren des Mastes auf. Auf der Außenseite des Mastes (3) sind in dessen Längsrichtung voneinander beabstandete Wasserleitrippen (7) vorgesehen. Diese Wasserleitrippen befinden sich wenigstens auf der Wasseranströmseite (3a) des Mastes (3) und erstrecken sich in Mastumfangsrichtung (Fig.1).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Mastvorrichtung für ein U-Boot gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Bei einer Fahrt des U-Bootes mit ausgefahrenem Gerät, insbesondere einem Informationsgerät, wenig unter der Wasseroberfläche, derart, dass sich mindestens der obere Längenabschnitt des Mastes oberhalb der natürlichen Wasseroberfläche befindet, ergibt sich das Phänomen, dass an der Anströmseite des Mastes Wasser am Mast nach oben aufsteigt und sich somit vorne an dem Mast eine Welle mit Schaum und Gischt ausbildet, wie es als Bugwelle bei Überwasserschiffen bekannt ist. Eine solche Wasseraufwurfausbildung auf der Mastanströmseite ist insbesondere aus der Luft über eine große Distanz gut zu erkennen, so dass diese Ausbildung ein wichtiges Ortungsmerkmal darstellt, um das U-Boot zu erkennen. Diese Ausbildung ist in Höhe und Länge umso größer, je schneller das U-Boot fährt. Um die Wasseraufwurfausbildung möglichst gering zu halten, muss die Fahrgeschwindigkeit des U-Bootes entsprechend klein sein, was einen weiteren Nachteil darstellt. Zur Verringerung dieser Nachteile hat man den Mast und auch andere längliche aus- und einfahrbare Geräte wie Sehrohr und Schnorchel für die Frischluftversorgung und/oder Abgasabführung mit einem strömungsgünstigen Querschnittsprofil versehen, wodurch eine Verkleinerung der Wasseraufwurfausbildung und/oder eine gewisse erhöhte Fahrgeschwindigkeit des U-Bootes erreicht wird. Jedoch ist die erreichte Verkleinerung der Wasseraufwurfausbildung nicht zufriedenstellend, insbesondere für den Fall, wenn das U-Boot in strategisch sensiblen Gewässern mit ausgefahrenem Gerät und/oder gleichzeitig erhöhter Geschwindigkeit fährt.

[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer Mastvorrichtung der einleitend angeführten Art dahingehend, dass die Ortbarkeit eines mit ausgefahrenem Mast fahrenden U-Bootes verringert ist, insbesondere wenn bei einer solchen Fahrt ein erhöhte Fahrgeschwindigkeit des U-Bootes erforderlich ist.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angegeben.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Lösung, d. h. durch das Vorsehen von Wasserleitrippen an der Außenseite des Mastes, wobei hier der Ausdruck "Mast" in einem erweiterten Sinn zu verstehen ist, d. h. dass Sehrohre und luft-/gasführende Schnorchel und dergleichen ebenfalls gemeint sind, wird eine sehr wesentlich verringerte Wasseraufwurfausbildung erreicht, die eine Ortbarkeit des U-Bootes in erheblichem Maße erschwert oder sogar unmöglich macht. Es ist nicht nur die Höhe der Wasseraufwurfausbildung an der Wasseranströmseite des Mastes sehr verkleinert und beträchtlich verkürzt, nämlich durch die Anschlagwirkung der jeweils nächsten freien Wasserleitrippe, sondern es ist auch die Länge der Wasseraufwurfausbildung sehr beträchtlich verkürzt, die abströmseitig des Mastes eine Wasserfahne bildet. Dem Bestreben einer Wasseraufwurfausbildung wird auch durch die sich unterhalb der Wasseroberfläche in Nähe derselben befindlichen Wasserleitrippen wirksam entgegengewirkt, weil schon diese Rippen die in diesem Bereich an der Mastanströmseite aufsteigende Wasserströmung stoppen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass vergleichsweise eine weiter erhöhte Fahrgeschwindigkeit des U-Bootes bei ausgefahrenem Mast ermöglicht ist, wobei im Verhältnis nur eine kleine und vernachlässigbare Vergrößerung der Wasseraufwurfausbildung eintritt.

[0006] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung erstrecken sich die Wasserleitrippen innerhalb einer Querebene um den Mast, die im rechten Winkel zur Längsmittelachse des Mastes verläuft. Der Abstand der Wasserleitrippen voneinander beträgt vorzugsweise 15 cm bis 40 cm, wobei die Wasserleitrippen umfangsmäßig eine Breite von etwa 10 mm bis 50 mm aufweisen. Durch diese Ausgestaltungsweise wird eine besonders kleine Wasseraufwurfausbildung bewirkt.

[0007] Um eine noch weitere Verkleinerung der Wasseraufwurfausbildung zu erreichen, besteht eine weitere Ausgestaltung darin, dass die von der Mastwandung radial abstehenden Wasserleitrippen eine nach unten gerichtete Seitenneigung aufweisen. Der Winkel der Seitenneigung der Wasserleitrippen beträgt etwa 10° bis 40°.

[0008] Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung können die Wasserleitrippen noch eine zusätzliche Funktion übernehmen. Hierzu ist dem Mast ein Führungsschacht zugeordnet, in welchen der Mast eingefahren wird, wenn er seine Funktion erfüllt hat. In diesem Fall sind die Wasserleitrippen Anlagemittel, die den Mast im Falle einer mittelbar radial auf ihn einwirkenden Schockbelastung an der Innenseite des Führungsschachtes seitlich abstützen. Anstelle eines Führungsschachtes kann auch eine Säulenführungskonstruktion vorgesehen sein, die an ihrem Oberende seitlich wirksame Stützmittel aufweist. Aus diesen Weiterbildungen ergibt sich der konstruktive und wirtschaftliche Vorteil, dass der Mast eine geringere Biegefestigkeit aufweisen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass er durch die Schockbelastungen des U-Bootes beschädigt wird.

[0009] Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein U-Boot mit ausgefahrenem Mast in Seitenansicht,

Fig. 2

eine teilweise Seitenansicht des ausgefahrenen Mastes,

Fig. 3

einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4

einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5a, 5b

Vergleichsbilder eines Wasseraufwurfes bei ausgefahrenem Mast,

Fig. 6

eine gegenüber der Fig. 2 abgeänderte Ausführungsform in Seitenansicht,

Fig. 7, 8 und 9

weitere Ausführungsformen des Mastes, teilweise in Schnittdarstellung und teilweise in Seitenansicht.

[0010] Fig. 1 zeigt ein U-Boot 1 mit einem üblichen Turm 2, aus dem ein Mast 3 einer allgemein mit 4 bezifferten Mastvorrichtung ausgefahren ist, derart, dass sich der obere Abschnitt des Mastes über der Wasseroberfläche 5 befindet. Der Mast 3 ist an seinem Oberende in bekannter Weise mit Informationseinrichtungen 6, z. B. Sensor und Funkeinrichtungen, versehen. Anstelle eines Mastes oder zusätzlich zu einem mit Informationseinrichtungen versehenen Mast kann auch ein sogenannter Schnorchel als Ausfahrgerät aus dem Turm 2 ausgefahren werden, der für die Frischluftversorgung des U-Bootes bestimmt ist. Falls das U-Boot dieselelektrisch angetrieben wird, kann auch ein Schnorchel für die Abgasabführung vorgesehen sein, wobei es möglich ist, auch einen Schnorchel vorzusehen, der sowohl für die Frischluftversorgung als auch für die Abgasabführung verwendet werden kann. Weiterhin kann als längliches Ausfahrgerät auch ein Sehrohr vorgesehen sein, welches aus dem Turm 2 oder an anderer Stelle des U-Bootes vorgesehen ist. Alle diese Geräte und vergleichbare Ausfahrgeräte sollen von dem in den Patentansprüchen definierten Patentschutz miterfasst sein, wobei im Folgenden und in den Ansprüchen der Einfachheit halber nur der Begriff Mast verwendet ist.

[0011] Die Mastvorrichtung 4 weist des weiteren eine übliche Antriebseinrichtung für den Mast 3 auf, die nicht dargestellt ist, weil sie nicht zur Erfindung gehört und dem Fachmann bekannt ist.

[0012] Der Mast 3 ist mit einer Mehrzahl von Wasserleitrippen 7 versehen, die auf der Außenseite des Mastes in dessen Längsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Wie es insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, erstrecken sich die Wasserleitrippen 7 in Umfangsrichtung um den gesamten Mast 3 herum. In alternativer Ausgestaltung ist es jedoch möglich, dass sich die Wasserleitrippen 7 nur auf der Wasseranströmseite 3a des Mastes befinden und sich etwa um den halben Mastumfang erstrecken. In weiterer alternativer Ausgestaltung ist es möglich, dass nur der hintere Endbereich 3b des Mastes 3 frei von Wasserleitrippen ist.

[0013] Der in den Figuren 1 bis 7 dargestellte Mast 3 ist ein solcher mit vorzugsweise strömungsgünstigem Querschnittsprofil, wie Fig. 3 zeigt. Jedoch ist es möglich, dass auch andere Querschnittsprofile gewählt werden können.

[0014] Der Abstand der Wasserleitrippen 7 voneinander beträgt etwa 15 cm bis 40 cm und vorzugsweise etwa 25 cm bis 30 cm. Die radiale Abmessung der Wasserleitrippen von der Wand des Mastes 3, d. h. deren Breite, beträgt etwa 10 mm bis 30 mm und vorzugsweise etwa 20 mm. Umfangsmäßig kann die radiale Abmessung einen gleichbleibenden Wert aufweisen; jedoch ist es auch möglich, dass die Wasserleitrippen anströmseitig des Mastes eine etwas kleinere radiale Abmessung aufweisen, wie dies aus Fig. 3 gut zu erkennen ist.

[0015] Wie es beispielsweise aus den Figuren 1, 2 und 7 gut zu erkennen ist, erstrecken sich die Wasserleitrippen 7 innerhalb einer Querebene um den Mast herum, die im rechten Winkel zur Längsmittelachse 8 des Mastes 3 verläuft. Alternativ kann aber auch so vorgegangen sein, dass sich die Wasserleitrippen 7 innerhalb einer Querebene um den Mast 3 herum erstrecken, die von der Wasseranströmseite 3a des Mastes in Richtung zu seiner Abströmseite 3b nach unten geneigt verläuft. Dies ist aus Fig. 6 klar zu entnehmen. Der Neigungswinkel α der nach unten geneigten Querebene beträgt etwa 5° bis 15° und vorzugsweise etwa 10°.

[0016] In den vorstehend beschriebenen Ausbildungsmöglichkeiten für die Wasserleitrippen 7 erstrecken sich die Wasserleitrippen in Bezug auf ihre radiale Richtung, d.h. in ihrer von der Wand des Mastes nach auswärts gerichteten Richtung, im Wesentlichen im rechten Winkel zur Mastwand. Es ist jedoch auch möglich, wie es aus Fig. 4 ersichtlich ist, dass die Wasserleitrippen 7 eine nach unten gerichtete Seitenneigung β aufweisen. Der Winkel dieser Seitenneigung beträgt etwa 10° bis 40° und vorzugsweise etwa 15° bis 20°. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass das an der Wand des Mastes nach oben gleitende Wasser stark nach unten abgelenkt wird und so zu einer besonders radialen Verkleinerung der weiter vorstehend genannten Wasseraufwurfausbildung beiträgt.

[0017] Wie die Figuren 1 und 2 zeigen und es besonders deutlich aus der Fig. 2 entnehmbar ist, bildet sich an der Wasseroberfläche 5 an der Wasseranströmseite 3a des Mastes 3 eine Wasseraufwurfausbildung 9 aus, wenn der Mast 3 aus dem Wasser herausragt und sich das U-Boot 1 in Fahrt befindet. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Höhenausbildung des Wasseraufwurfes 9 schließlich durch die nächstliegende freie Wasserleitrippe 7a vollständig gestoppt wird. Eine Bremsung des am Mast unterhalb der Wasseroberfläche 5 aufsteigenden Wassers wird aber auch schon durch diejenigen Wasserleitrippen 7 bewirkt, die sich unterhalb der Wasseroberfläche befinden. Demzufolge kann sich auch keine lange nachlaufende Schweifausbildung 9a entwickeln (Fig. 2).

[0018] Die Figuren 5a und 5b zeigen zwei Vergleichsbilder für eine Wasseraufwurfausbildung 9 bei fahrendem U-Boot mit ausgefahrenem Mast 3. Beide Figuren zeigen einen Mast 3, der ein strömungsgünstiges Querschnittsprofil aufweist. Fig. 5a zeigt zudem einen Mast, der keine Wasserleitrippen hat. Man erkennt, dass die Wasseraufwurfausbildung 9 eine sehr große Höhe hat, etwa 0,6 m, und einen relativ hohen und langen Schweif 9a nach sich zieht. Dagegen zeigt Fig. 5b, dass die Höhenausbildung der Wasseraufwurfausbildung 9 durch die Wasserleitrippe 7 begrenzt wird und etwa 0,3 m beträgt mit der Folge, dass auch der Schweif 9a wesentlich kürzer ist als in dem Beispiel nach Fig. 5a.

[0019] Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Mastvorrichtung 4. Bei dieser Ausführungsform wird der Mast 3 in einem Führungsschacht 10 geführt, wenn der Mast z. B. eingefahren wird, d. h. in seine untere Endlage gebracht wird, z. B. wenn sich das U-Boot auf einen Tieftauchgang vorbereitet. Die Wasserleitrippen 7 bilden dann mit ihrem Außenrand Anlagemittel, die den Mast im Falle einer mittelbar seitlich auf ihn einwirkenden Schockbelastung des U-Bootes an der Innenseite 11 des Führungsschachtes 10 seitlich abstützen. Da relativ viele Wasserleitrippen 7 an dem Mast 3 vorgesehen sind, erfolgt bei Schockbelastung eine relativ gleichmäßige Anlage des Mastes 3 an dem jeweiligen Wandbereich 11 des Schachtes 10. Die Anlagefunktion der Wasserleitrippen führt daher zu dem Vorteil, dass der Mast eine geringere Stabilität aufweisen kann, weil keine Durchbiegungsgefahr für ihn besteht. Die Festigkeitskonstruktion des Mastes 3 kann somit darauf abgestellt sein, dass er diejenigen Biegekräfte aufnimmt, die er in seinem ausgefahrenen Zustand bei fahrendem U-Boot aufnehmen muss.

[0020] Eine andere weitere Ausgestaltung der Mastvorrichtung zu derjenigen in Fig. 7 ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Anstelle eines Führungsschachtes ist eine Säulenführungskonstruktion 12 vorgesehen. Diese umfasst beispielsweise zwei vertikale Säulen 13, an welchen eine Traverse 14, die den Mast 3 trägt, hydraulisch vertikal verfahrbar ist, wodurch der Mast vertikal verfahrbar ist. In ihrem oberen Bereich sind die Säulen 13 mit einem seitlich wirksamen Stützmittel 15, z. B. in Form eines rohrförmigen Ringes, versehen. An diesem Stützmittel stützt sich der Mast 3 über seine Wasserleitrippen 7 geführt und in horizontaler Richtung seitlich ab, wenn er aus- und eingefahren wird und wenn er sich in seinen beiden Endstellungen und in Zwischenstellungen befindet. Fig. 8 zeigt den Mast in einer teilweise ausgefahrenen Stellung, während Fig. 9 den Mast in der eingefahrenen, unteren Endstellung zeigt. Auch mit dieser Führungskonstruktion ergibt sich eine leichtere Bauweise der Mastvorrichtung bei gleicher Festigkeit derselben.

Ansprüche

1. Mastvorrichtung für ein U-Boot (1), wobei die Vorrichtung einen ausfahrbaren und einfahrbaren Mast (3), der als Träger für Informationseinrichtungen (6), als Sehrohr oder als Schnorchel für die Frischluftversorgung und/oder Abgasabführung ausgebildet ist, und Mittel zum Ausfahren und Einfahren des Mastes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Mastes (3) in dessen Längsrichtung voneinander beabstandete Wasserleitrippen (7) vorgesehen sind, die sich wenigstens auf der Wasseranströmseite (3a) des Mastes (3) befinden und sich in Mastumfangsrichtung erstrecken.

2. Mastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Wasserleitrippen (7) voneinander etwa 15 cm bis 40 cm beträgt.

3. Mastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitrippen (7) eine Breitenabmessung von etwa 10 mm bis 50 mm aufweisen.

4. Mastvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wasserleitrippen (7) innerhalb einer Querebene um den Mast (3) erstrecken, die im rechten Winkel zur Längsmittelachse (8) des Mastes (3) verläuft.

5. Mastvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wasserleitrippen (7) innerhalb einer Querebene um den Mast (3) erstrecken, die von der Wasseranströmseite (3a) des Mastes (3) in Richtung zu seiner Abströmseite (3b) nach unten geneigt verläuft.

6. Mastvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) der Querebene etwa 5° bis 15° beträgt.

7. Mastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Außenwand des Mastes (3) radial abstehenden Wasserleitrippen (7) eine nach unten gerichtete Seitenneigung (β) aufweisen.

8. Mastvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Seitenneigung (β) der Wasserleitrippen (7) etwa 10° bis 40° beträgt.

9. Mastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Führungsschacht (10) zur geführten Aufnahme des mit den Wasserleitrippen (7) versehenen Mastes (3) aufweist und dass die Wasserleitrippen (7) bei in den Führungsschacht (10) eingefahrenem Mast (3) und bei verfahrendem Mast Anlagemittel sind, die den Mast im Falle einer seitlich auf ihn einwirkenden Schockbelastung des U-Bootes an der Innenseite (11) des Führungsschachtes (10) seitlich abstützen.

10. Mastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Säulenführungskonstruktion (12) zur geführten Aufnahme des mit den Wasserleitrippen (7) versehenen Mastes (3) aufweist und dass die Wasserleitrippen (7) bei in die Säulenführungskonstruktion (12) eingefahrenem Mast (3) und bei verfahrendem Mast Anlagemittel sind, die den Mast im Falle einer seitlich auf ihn einwirkenden Schockbelastung des U-Bootes an Stützmitteln (15) der Säulenführungskonstruktion (12) seitlich abstützen.

Zeichnung