[0001] Die Erfindung betrifft ein Unterseeboot mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen.
[0002] Zum Stand der Technik zählen Unterseeboote, die von einem in dem Druckkörper des
Unterseeboots angeordneten elektrischen Antriebsmotor angetrieben werden. Die von
dem Antriebsmotor erzeugte mechanische Leistung wird über eine Welle von dem Antriebsmotor
zu einem außenseitig des Druckkörpers des Unterseeboots angeordneten Propeller übertragen.
Eine solche Welle ist in der Regel über eine elastische Kupplung mit dem Antriebsmotor
verbunden und durch eine Druckkörperdurchführung durch den Druckkörper des Unterseeboots
zu dem Propeller geführt.
[0003] Typischerweise muss die Welle an der Druckkörperdurchführung gegenüber dem bei maximaler
Tauchtiefe anstehenden Außendruck abgedichtet werden, was mit einem großen konstruktiven
Aufwand verbunden ist. Darüber hinaus hat die hierzu erforderliche Dichtung den Nachteil,
dass sie, um die Druckdichtigkeit auch in maximaler Tauchtiefe zu gewährleisten, mit
erheblicher Kraft auf die Welle drückt, was wiederum zu verhältnismäßig großen energetischen
Verlusten bei der Leistungsübertragung von dem Antriebsmotor zu dem Propeller führt.
[0004] Diese mit der Druckkörperdurchführung der Propellerwelle verbundenen Probleme ergeben
sich auch bei Stelleinrichtungen für Seiten- und Tiefenruder von Unterseebooten, bei
denen bewegliche Bauteile zum Stellen der Ruderblätter durch den Druckkörper geführt
sind. Zwar ist aus
DE 103 49 591 B4 eine Rudereinrichtung bekannt, bei der der Stellantrieb außerhalb des Druckkörpers
angeordnet ist, so dass keine Druckkörperdurchführung erforderlich ist, allerdings
hat diese Rudereinrichtung, wie alle mit Ruderblättern ausgerüstete Rudereinrichtungen
den Nachteil, dass zum Rudern eine Bewegung des Unterseeboots entlang seiner Längsachse
erforderlich ist, da Ruderkräfte nur bei einer Anströmung der Ruderblätter entstehen
können.
[0005] Aus
DE 2 302 062 A,
DE 2 001 510 sowie
DE 1 895 486 sind Antriebe für Unterseeboote bekannt, die außerhalb des Druckkörpers angeordnet
sind. Für diese Antriebe sind jeweils Behälter vorgesehen, die beabstandet von dem
Druckkörper angeordnet sind. Insbesondere für militärisch genutzte Unterseeboote sind
diese Antriebe nicht geeignet, da ihre Anordnung große Signaturen erzeugt, die gegebenenfalls
zu einer Entdeckung des Unterseeboots führen kann.
[0006] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Unterseeboot
zu schaffen, das gegenüber den bislang bekannten Unterseebooten mit einem elektrischen
Antrieb einen verbesserten Antrieb aufweist und in Weiterbildung der Erfindung auch
verbesserte Rudereigenschaften aufweist.
[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Unterseeboot mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben sind.
[0008] Das erfindungsgemäße Unterseeboot, bei dem es sich insbesondere um ein militärisches
Unterseeboot handelt, weist einen Druckkörper auf und ist mit einem von einem elektrischen
Antriebsmotor angetriebenen Propeller ausgestattet. Gemäß der Erfindung ist dieser
Antriebsmotor außerhalb des Druckkörperinneren angeordnet. Insofern ist es bei dem
erfindungsgemäßen Unterseeboot nicht erforderlich, eine die Druckkörperstruktur schwächende
Druckkörperdurchführung für die Propellerwelle vorzusehen. Hierdurch wird auch die
bislang notwendige Abdichtung der Propellerwelle gegenüber dem Druckkörper im Bereich
einer Druckkörperdurchführung überflüssig, wodurch auch die damit verbundenen Leistungsverluste
bei der Leistungsübertragung von dem Antriebsmotor zu dem Propeller entfallen. Darüber
hinaus bedeutet die Anordnung des Antriebsmotors außerhalb des Inneren des Druckkörpers
einen erheblichen Platzgewinn in dem Druckkörper, was vor dem Hintergrund des in Unterseebooten
an sich begrenzten Raumangebots von besonders vorteilhafter Bedeutung ist.
[0009] Der Antriebsmotor des erfindungsgemäßen Unterseeboots ist als ein Außenläufer ausgebildet.
D. h., der drehbewegliche Rotor des elektrischen Antriebsmotors, mit dem typischerweise
der Propeller wirkungsverbunden ist, umschließt umfänglich dessen feststehenden Stator.
Grundsätzlich kann der elektrische Antriebsmotor sowohl als Asynchronmotor als auch
als Synchronmotor ausgebildet sein. Da zur Energieversorgung in Unterseebooten üblicherweise
ein Gleichstromnetz verwendet wird, ist der Antriebsmotor allerdings bevorzugt als
ein Synchronmotor und besonders vorteilhaft als ein Synchronmotor in Außenläufer-Bauform
ausgebildet, bei dem der ringförmige Außenläufer bzw. Rotor permanent magnetisiert
ist und vorzugsweise mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete Permanentmagnete
zur Erzeugung des Erregerfelds aufweist, während der Stator mehrere über seinen Außenumfang
verteilt angeordnete bestrombare Spulen trägt. Der Synchronmotor bzw. die Spulen des
Stators werden zweckmäßigerweise über einen Wechselrichter aus dem Gleichstromnetz
des Unterseeboots mit elektrischer Energie versorgt, wobei der Wechselrichter sowohl
mit dem Synchronmotor eine bauliche Einheit bilden kann als auch beabstandet von dem
Synchronmotor angeordnet sein kann.
[0010] Vorteilhaft bildet bei dem erfindungsgemäßen Unterseeboot der Rotor des Antriebsmotors
einen Teil des Propellers. Hierbei können an der äußeren Umfangsseite des drehbaren
Rotors über dessen Umfang verteilt mehrere vorzugsweise radial zu dem Rotor ausgerichtete
Propellerblätter zur Erzeugung eines Vorschubs angeordnet sein. D. h. bei dieser Weiterbildung
der Erfindung bilden der Antriebsmotor und der Propeller quasi eine Baueinheit, so
dass vorteilhafterweise keine zusätzlichen Mittel zur Übertragung der Motorleistung
des Antriebsmotors auf den Propeller erforderlich sind.
[0011] Besonders vorteilhaft ist der Stator des Antriebsmotors in die Druckkörperwandung
eingegliedert. Dementsprechend kann der Druckkörper bei dieser Ausgestaltung an seiner
Außenseite eine sich über den gesamten Umfang des Druckkörpers erstreckende ringförmige
Ausnehmung aufweisen, in der der ebenfalls ringförmig ausgebildete Stator, der vorzugsweise
mehrere nebeneinander angeordnete Spulen zur Erzeugung eines auf dem Umfang des Stators
wandernden magnetischen Feldes aufweist, bevorzugt mittels einer Schweißverbindung
befestigt ist.
[0012] Außenseitig des Stators, d. h. außenseitig des Außenumfangs des Stators ist typischerweise
der Rotor des Antriebsmotors angeordnet, wobei der Rotor vorteilhaft auch in die Druckkörperwandung
eingreift. Zur Herstellung möglichst guter Signatureigenschaften des Unterseeboots
ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass die Außenseite des Rotors mit der Außenseite
des Druckkörpers fluchtet, d. h., der Rotor und die den Rotor umgebenden Bereiche
der Druckkörperwandung bilden gemeinsam eine im Wesentlichen glatte Außenseite des
Unterseeboots, an der lediglich die an dem Außenumfang des Rotors angeordneten Propellerblätter
radial herausragen. Die Ausnehmung der Druckkörperwandung, in die der auf dem Stator
drehbar gelagerte Rotor eingegliedert ist, ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass
sich der Rotor auch unter maximaler Vorschubkraft des Propellers nicht in axialer
Richtung verschieben kann.
[0013] Grundsätzlich können die Propellerblätter starr an dem Rotor angeordnet sein, wobei
sie so ausgerichtet sind, dass sie dem Unterseeboot beim Drehen des Rotors einen Vorschub
in Richtung seiner Längsachse verleihen. In diesem Fall ist es allerdings erforderlich,
dass das Unterseeboot zusätzlich konventionelle Rudereinrichtungen zur Seiten- und
Tiefensteuerung aufweist. Um auf solche zusätzlichen Rudereinrichtungen verzichten
zu können, sieht eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Unterseeboots vor, dass der Propeller selbst Teil einer Rudereinrichtung bildet. Dementsprechend
ist der Propeller derart ausgebildet, dass er nicht nur einen Vorschub des Unterseeboots
in Richtung dessen Längsachse erzeugt, sondern auch beliebige Bewegungen des Unterseeboots
quer zu dieser Längsachse ermöglicht.
[0014] Zu diesem Zweck weist der Propeller vorteilhaft Propellerblätter auf, deren Anstellwinkel,
d. h. deren Ausrichtung quer zu ihrer Längsausdehnung veränderbar ist. Zur Änderung
ihrer Anstellwinkel sind die einzelnen Propellerblätter vorteilhafterweise jeweils
einzeln ansteuerbar. Dies ermöglicht jegliche Bewegung des Unterseeboots quer zu seiner
Längsachse, also sowohl Bewegungen in horizontaler als auch in vertikaler Richtung.
Dabei sind im Gegensatz zu bislang verwendeten Rudereinrichtungen vorteilhafterweise
auch dann Horizontalbewegungen quer zur Längsachse des Unterseeboots möglich, wenn
das Unterseeboot keinen Vorschub in Richtung seiner Längsachse erfährt.
[0015] Die für eine bestimmte Seiten- oder Tiefenbewegung erforderlichen Ruderkräfte können
bei entsprechendem Anstellwinkel nur von den Propellerblättern erzeugt werden, die
sich während der Drehung des Rotors gerade in einem bestimmten Umfangsabschnitt des
Rotors befinden, während die übrigen Propellerblätter bei gleichem Anstellwinkel dieser
Bewegung entgegenwirken würden. Aus diesem Grund ist vorteilhaft vorgesehen, dass
der Anstellwinkel der Propellerblätter in Abhängigkeit von deren Umfangsposition am
Rotor einzeln veränderbar ist. Ähnlich der Rotorblattverstellung eines Hubschraubers
erfolgt die Veränderung der Anstellwinkel der einzelnen Propellerblätter wegen der
Drehbewegung des Rotors zyklisch.
[0016] Um den Anstellwinkel der Propellerblätter ändern zu können, sind die Propellerblätter
vorteilhaft mit einer elektromagnetischen Verstelleinrichtung bewegungsgekoppelt.
Bevorzugt ist jedes Propellerblatt jeweils mit einer eigenen Verstelleinrichtung bewegungsgekoppelt,
d. h. jedes Propellerblatt ist jeweils mit einem Permanentmagneten bewegungsgekoppelt,
wobei jeder der Permanentmagneten durch Ansteuerung einer von mehreren um den Umfang
des Druckkörpers verteilt angeordneten Spulen, die jeweils von einem eigenen Spannungspulsgenerator
angeregt werden, verschiebbar ist.
[0017] Zweckmäßigerweise ist auch die Verstelleinrichtung in die Druckkörperwandung eingegliedert.
In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise möglich, die Spulen der Verstelleinrichtung
in der zur Aufnahme des Antriebsmotors dienenden Ausnehmung an der Außenseite des
Druckkörpers in Längsrichtung des Unterseeboots beabstandet von dem Stator des Antriebmotors
ortsfest anzuordnen, wobei die Permanentmagneten der Verstelleinrichtung mit dem Rotor
des Antriebsmotors derart bewegungsgekoppelt angeordnet sind, dass ihre Lage in Richtung
der Längsausdehnung des Unterseeboots mit der Lage der Spulen der Verstelleinrichtung
korrespondiert.
[0018] Vorteilhaft wird die Verstelleinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Unterseeboot also
von mehreren in der Druckkörperwandung ortsfest angeordneten Spulen und von einem
außenseitig der Spule an dem Rotor des Antriebsmotors in Umfangsrichtung des Druckkörpers
verschiebbar angeordneten Permanentmagneten gebildet, wobei bei dieser Ausgestaltung
der Permanentmagnet über ein Getriebemittel mit einem Propellerblatt bewegungsgekoppelt
ist. Als Getriebemittel kann z. B. ein Hebelgetriebe in Form eines Kurbeltriebs vorgesehen
sein, das die translatorische Bewegung des Permanentmagneten in eine Drehbewegung
des Propellerblatts um seine Längsachse umwandelt. Bei der Verstelleinrichtung sind
zweckmäßigerweise die Getriebemittel so ausgelegt und der Bewegungsweg des Permanentmagneten
so bemessen, dass das Propellerblatt bezogen auf die Bewegungsrichtung des Rotors
in einem Winkelbereich von 0° bis 90° verstellt werden kann.
[0019] Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein Unterseeboot gemäß der Erfindung in vereinfachter schematischer Seitenansicht,
- Fig. 2
- einen Bereich einer Druckkörperwandung mit dort angeordnetem Antriebsmotor in einer
schematischen Schnittansicht,
- Fig. 3.
- einen Rotor des Antriebsmotors mit daran angeordneten Propellerblättern und deren
Bewegungskopplung mit einer Verstelleinrichtung in stark vereinfachter schematischer
Seitenansicht und
- Fig. 4
- eine Heckansicht des erfindungsgemäßen Unterseeboots in stark vereinfachter schematischer
Darstellung.
[0020] Fig. 1 zeigt ein Unterseeboot mit einem Druckkörper 2, wobei außenseitig in die Wandung
des Druckkörpers 2 im Bereich des Hecks 3 des Unterseeboots ein elektrischer Antriebsmotor
4 des Unterseeboots eingegliedert ist. Der Antriebsmotor 4 ist als Außenläufermotor
ausgebildet, weist also einen drehbeweglichen Rotor 6 auf, der außen um einen feststehenden
Stator 8 angeordnet ist.
[0021] Die Außenseite des Rotors 6 fluchtet mit der Außenseite des Druckkörpers 2, wobei
die Außenseite des Rotors 6 eine der Außenkontur des Druckkörpers 2 korrespondierende
Wölbung aufweist. Durch diese Ausgestaltung beeinflusst der Antriebsmotor 4 im Wesentlichen
nicht die Umströmung und somit auch nicht die Signatur des Unterseeboots. An der Außenseite
des ringförmigen Rotors 6 sind über dessen Umfang in regelmäßigen Abständen verteilt
mehrere Propellerblätter 10 angeordnet, die, wie im folgenden noch ausführlicher erläutert
wird, neben dem Antrieb des Unterseeboots in Richtung dessen Längsausdehnung auch
zur Steuerung des Unterseeboots dienen und so Bewegungen des Unterseeboots quer zu
dessen Längsausdehnung ermöglichen. Die Längsachsen A der Propellerblätter 10 erstrecken
sich von dem Rotor 6 etwa radial nach außen.
[0022] Zur Aufnahme des Antriebsmotors 4 ist an der Außenseite der Wandung des Druckkörpers
2 eine sich über den gesamten Umfang des Druckkörpers 2 erstreckende ringförmige Ausnehmung
12 ausgebildet (Fig. 2). In dieser Ausnehmung 12 ist der im Wesentlichen ebenfalls
ringförmig ausgebildete Stator 8 des Antriebsmotors 4 ortsfest angeordnet.
[0023] Der Stator 8 weist eine Vielzahl von gleichmäßig über dessen Umfang verteilt angeordnete
Spulen 14 auf. Diese Spulen 14 werden zum Antrieb bzw. zum Steuern des Unterseeboots
über einen nicht dargestellten Wechselrichter aus dem Gleichstromnetz des Unterseeboots
mit elektrischer Energie versorgt. In radialer Richtung des Druckkörpers 2 außenseitig
der Spulen 14 weist der Stator 8 eine nutartige Ausnehmung 16 auf, die sich über den
gesamten Umfang des Stators 8 radial in Richtung der Mitte des Druckkörpers 2 erstreckt.
In dieser Ausnehmung 16 greift ein Abschnitt des Rotors 6 des Antriebsmotors 4 ein,
in dem eine Vielzahl gleichmäßig über den Umfang des Rotors 6 verteilter Permanentmagneten
18 korrespondierend zur Lage der Spulen 14 des Stators 8 angeordnet sind. Zur Bildung
eines magnetischen Schlusses mit dem Permanentmagneten 18 des Rotors 6 ist den Spulen
14 des Stators 8 ein Jochbauteil 20 zugeordnet. Der Querschnitt des Jochbauteils 20
hat die Form eines rechteckigen, einseitig offenen Rahmens, in dessen Inneren die
Spulen 14 angeordnet sind, wobei die freien Schenkel des Jochbauteils 20 auch die
außenseitig der Spulen 14 angeordneten Permanentmagneten 18 seitlich umfassen. Von
dem Wechselrichter werden die Spulen 14 des Stators 8 so mit Spannung versorgt, dass
sich ein um den Umfang des Stators 8 wanderndes magnetisches Feld bildet, welches
die Permanentmagneten 18 und damit einhergehend den Rotor 6 mit den daran angeordneten
Propellerblättern 10 zu einer Rotationsbewegung anregt. Die Drehzahl und der Drehsinn
dieser Rotationsbewegung können durch entsprechende Ansteuerung des Wechselrichters
eingestellt werden. Derartige elektromagnetische Anordnungen sind bei Außenläufern
grundsätzlich bekannt, auf die insoweit verwiesen wird.
[0024] Die Propellerblätter 10 sind über eine Welle 22, die eine Verlängerung der Längsachse
A der Propellerblätter 10 bildet, an dem Rotor 6 des Antriebsmotors 4 befestigt. Die
Welle 22 ist in dem Rotor 6 um die Längsachse A drehbar gelagert. Die Propellerblätter
10 sind jeweils über eine Verstelleinrichtung, die ein Getriebe aufweist, das mit
einem elektromagnetisch angetriebenen Linearmotor 24 bewegungsgekoppelt ist, um ihre
Längsachse A drehbar.
[0025] Die Linearmotoren 24, die jeweils einem Propellerblatt 10 zugeordnet sind, weisen
einen Stator 26 auf, der in Richtung der Längsausdehnung des Druckkörpers 2 an der
von dem Heck 3 des Unterseeboots abgewandten Seite des Antriebsmotors 4 ortsfest in
der Ausnehmung 12 angeordnet ist. Entsprechend der Anzahl der Propellerblätter 10
sind also in der Ausnehmung 12 mehrere Statoren 26 um den Umfang des Druckkörpers
2 verteilt nebeneinander in Reihe angeordnet. Die Statoren 26 weisen jeweils eine
Spule 28 auf. Dieser Spule 28, die zur Spannungsversorgung mit einem nicht dargestellten
Spannungspulsgenerator verbunden ist, ist jeweils ein in Richtung der Außenseite des
Druckkörpers 2 außenseitig angeordneter Permanentmagnet 30 zugeordnet, der in Umfangsrichtung
des Druckkörpers 2 in einer an dem Stator 26 ausgebildeten Ausnehmung 32 beweglich
geführt ist. Die Linearmotoren 24 weisen zur Bildung eines magnetischen Schlusses
mit dem Permanentmagneten 30 ein Jochbauteil 36 auf, dessen Querschnittskontur bei
kleinerer Baugröße im Wesentlichen der Querschnittskontur des Jochbauteils 20 des
Antriebsmotors 4 entspricht.
[0026] Die Permanentmagneten 30 sind an einem an der von dem Heck 3 des Unterseeboots abgewandten
Seite auskragenden Abschnitt 34 des Rotors 6 des Antriebsmotors 4 angeordnet, also
zusammen mit dem Rotor 6 drehbeweglich angeordnet. An der von der Spule 28 abgewandten
Seite des Permanentmagneten 30 ist ein stabförmiges Bauteil 38 angeordnet, das sich
in radialer Richtung des Druckkörpers 2 in Richtung der Außenseite des Rotors 6 erstreckt.
An dem von dem Permanentmagneten 30 abgewandten Ende des Bauteils 38 ist ein Gestänge
40 in Form eines Kurbelstriebs angelenkt, das den Permanentmagneten 30 über das Bauteil
38 mit der Welle 22 des Propellerblatts 10 bewegungskoppelt.
[0027] Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der Anstellwinkel der Propellerblätter 10 mit Hilfe
der Linearmotoren 24 in einem Winkelbereich von 0° bis 90° verstellbar. In dieser
Fig. 3 ist ein Abschnitt eines Rotors 6 des Antriebsmotors 4 des erfindungsgemäßen
Unterseeboots mit drei daran angeordneten Propellerblättern 10a, 10b und 10c dargestellt.
Jedes der Propellerblätter 10a, 10b und 10c ist über ein Gestänge 40 mit einem Permanentmagneten
30 bewegungsgekoppelt. Der Rotor 6 dreht sich beim Antrieb in Richtung X um seinen
Umfang. Entsprechend drehen sich auch die an dem Abschnitt 34 des Rotors 6 angeordneten
Permanentmagneten 30 in der ringförmigen Ausnehmung 32 in Richtung X. Hierbei wird
der mit dem Propellerblatt 10a gekoppelte Permanentmagnet 30 durch Bestromung der
ihm zugeordneten Spulen 28 über einen Spannungspulsgenerator derart angeregt, dass
er der Bewegung des Rotors 6 vorauseilt. Hierbei stellt das Gestänge 40 das Propellerblatt
10a in einen Anstellwinkel, bei dem das Propellerblatt 10a bezogen auf seine Breite
parallel zum Umfang des Rotors 6 ausgerichtet ist. In dieser Stellung erzeugt das
Propellerblatt 10a bei Drehung des Rotors 6 weder einen Vorschub in Richtung Y der
Längsausdehnung des Unterseeboots noch einen Vorschub quer zu dieser Längsausdehnung.
[0028] Der mit dem Propellerblatt 10b gekoppelte Permanentmagnet 30 wird so angeregt, dass
er mit dem Rotor 6 in einer Stellung mitläuft, in der das Gestänge 40 das Propellerblatt
10b in eine Stellung stellt, in der die Breitseiten des Propellerblatts 10b in einem
Winkel von 45° bezogen auf die Längsausdehnung des Unterseeboots ausgerichtet sind.
In dieser Stellung erzeugt das Propellerblatt 10b einen Vorschub in Richtung Y der
Längsausdehnung des Unterseeboots, ermöglicht also eine Geradeausfahrt des Unterseeboots.
[0029] Der mit dem Propellerblatt 10c gekoppelte Permanentmagnet 30 läuft dem Rotor 6 bezogen
auf die mit den Propellerblättern 10a und 10b gekoppelten Permanentmagneten 30 nach,
wodurch der Anstellwinkel des Propellerblatts 10c so gestellt wird, dass die Breitseiten
des Propellerblatts 10c im Wesentlichen parallel zur Richtung Y der Längsausdehnung
des Unterseeboots ausgerichtet sind. In dieser Stellung erzeugt das Propellerblatt
10c den maximalen Schub in einer Richtung quer zur Richtung Y, wobei die genaue Ruderwirkung
des Propellerblatts 10c davon abhängt, in welcher Umfangsposition des Rotors 6 es
sich gerade befindet.
[0030] Dies wird aus Fig. 4 deutlich, in der ein Rotor 6 dargestellt ist, über dessen Umfang
verteilt acht Propellerblätter 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j und 10k mit dem Anstellwinkel
des Propellerblatts 10c in Fig. 3 angeordnet sind. In Fig. 4 wirken die Propellerblätter
10d, 10f, 10e, 10h, 10j und 10k als Seitenruder und die Propellerblätter 10e und 10i
als Tiefenruder. Hierbei ist die Ruderkraft in der als Seitenruder wirkenden Propellerblätter
10d, 10j und 10k nach Steuerbord und die Ruderkraft der Propellerblätter 10f, 10g
und 10h nach Backbord gerichtet. Von den als Tiefenruder wirkenden Propellerblättern
10e und 10i wird von dem Propellerblatt 10e eine nach unten ausgerichtete und von
dem Propellerblatt 10i eine nach oben gerichtete Ruderkraft ausgeübt. Um eine bestimmte
Ruderwirkung erzielen zu können, ist der Anstellwinkel jedes Propellerblatts 10 bei
dem erfindungsgemäßen Unterseeboot einzeln veränderbar. Soll das Unterseeboot beispielsweise
nach Steuerbord fahren, werden die Propellerblätter 10, sobald sie die Position des
Propellerblatts 10f in Fig. 4 erreichen, z. B. in den Anstellwinkel des Propellerblatts
10c in Fig. 3 gestellt. Dieser Anstellwinkel kann bis in die Umfangsposition des Propellerblatts
10h in Fig. 4 beibehalten werden. Nach Verlassen dieser Position werden die Propellerblätter
10 in die einen Vortrieb in Längsrichtung des Unterseeboots erzeugende Stellung des
Propellerblatts 10b in Fig. 3 gestellt, die bis zum Erreichen der Position des Propellerblatts
10f in Fig. 4 beibehalten wird. Entsprechend kann auch die Tiefensteuerung erfolgen,
wobei auch eine Kombination beider Steuerungen denkbar ist, sodass jedes Propellerblatt
10 nur über einen Umfangsabschnitt verstellt werden muss, wodurch die Zahl der Verstellbewegungen
klein gehalten wird.
Bezugszeichenliste
[0031]
- 2
- Druckkörper
- 3
- Heck
- 4
- Antriebsmotor
- 6
- Rotor
- 8
- Stator
- 10, 10a-10k
- Propellerblatt
- 12
- Ausnehmung
- 14
- Spule
- 16
- Ausnehmung
- 18
- Permanentmagnet
- 20
- Jochbauteil
- 22
- Welle
- 24
- Linearmotor
- 26
- Stator
- 28
- Spule
- 30
- Permanentmagnet
- 32
- Ausnehmung
- 34
- Abschnitt
- 36
- Jochbauteil
- 38
- Bauteil
- 40
- Gestänge
- A
- Längsachse
- X
- Richtung
- Y
- Bauteil
1. Unterseeboot mit einem Druckkörper (2) und mit einem von einem elektrischen Antriebsmotor
(4) angetriebenen Propeller, wobei der Antriebsmotor (4) außerhalb des Druckkörperinneren
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (4) als Außenläufer ausgebildet ist.
2. Unterseeboot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (4) als Synchronmotor ausgebildet ist.
3. Unterseeboot nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (6) des Antriebsmotors (4) einen Teil des Propellers bildet.
4. Unterseeboot nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) des Antriebsmotors (4) in die Druckkörperwandung eingegliedert ist.
5. Unterseeboot nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite des Rotors (6) mit der Außenseite des Druckkörpers (2) fluchtet.
6. Unterseeboot nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller eine Rudereinrichtung bildet.
7. Unterseeboot nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller Propellerblätter (10) aufweist, deren Anstellwinkel veränderbar ist.
8. Unterseeboot nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel der Propellerblätter (10) in Abhängigkeit von deren Umfangsposition
am Rotor (6) veränderbar ist.
9. Unterseeboot nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerblätter (10) mit einer elektromagnetischen Verstelleinrichtung bewegungsgekoppelt
sind.
10. Unterseeboot nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung in die Druckkörperwandung eingegliedert ist.
11. Unterseeboot nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung von mehreren in der Druckkörperwandung ortsfest angeordneten
Spulen (28) und von einem außenseitig der Spulen (28) an dem Rotor (6) des Antriebsmotors
(4) in Umfangsrichtung des Druckkörpers (2) verschiebbar angeordneten Permanentmagneten
(30) gebildet wird, wobei der Permanentmagnet (30) über Getriebemittel mit einem Propellerblatt
(10) bewegungsgekoppelt ist.