[0001] Die Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System sowie ein
Verfahren zum Ausschleusen mindestens eines Tauchers unter Wasser. Weiterhin betrifft
die Erfindung ein Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System sowie ein Verfahren
zum Aufnehmen mindestens eines Tauchers unter Wasser.
[0002] In
WO 03/097445 A1 wird ein Transportsystem für Taucher beschrieben, welches ein Begleitfahrzeug und
eine Tauchkapsel 10 umfasst. Die Tauchkapsel besitzt einen Schwimmkörper 12 mit einem
Luk und einer Kammer 14. Die Kammer 14 des Schwimmkörpers 12 vermag einen Taucher
aufzunehmen. Eine Druckentlastungs-Vorrichtung vermag den Druck in der Kammer auf
den Normaldruck zu bringen.
[0003] JP 2014 201 078 A offenbart ein Tauchfahrzeug mit einer Taucherkammer mit einem Luftdruck-Einstellmechanismus
und einer Luke zum Ein- und Aussteigen, die sich unterhalb der Taucherkammer befindet.
[0004] DE 203 21 279 U1 offenbart ein Unterseeboot mit einem im Wesentlichen zylindrischen, langgestreckten
Druckkörper, der im Wesentlichen mindestens einen quer zur Längsachse des Druckkörpers
angeordneten Schleusendruckkörper aufweist. Der Schleusendruckkörper weist eine druckdicht
verschließbare Zugangsöffnung zum Druckkörper und eine druckdicht verschließbare Zugangsöffnung
nach außen auf.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Konzept zum Aussetzen bzw. Aufnehmen
eines Tauchers von bzw. an einem vorgegebenen Ziel zu schaffen.
[0006] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Unterwasserfahrzeug mit den in Anspruch 1 und
in Anspruch 19 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren mit den in Anspruch 16 und
in Anspruch 20 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
[0007] Das erfindungsgemäße Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen eines Tauchers umfasst
ein Schleusen-System, welches dazu ausgestaltet ist, unter Wasser mindestens einen
Taucher auszuschleusen.
[0008] Dieses Schleusen-System umfasst
- eine Schleuse zum Ausschleusen des oder mindestens eines Tauchers,
- eine erste Fluidverbindung,
- eine erste Fließraten-Einstellungs-Einheit,
- einen Regler und
- einen Fluiddruck-Sensor.
[0009] Ein Fluid lässt sich durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse hineinleiten.
Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit lässt sich ansteuern und vermag die Fließrate
von Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse auf einen durch
die Ansteuerung vorgegebenen Wert einzustellen.
[0010] Der Fluiddruck-Sensor vermag eine Größe zu messen. Diese gemessene Größe korreliert
mit dem Druck eines Fluid in der Schleuse. Das Fluid in der Schleuse, dessen Druck
gemessen wird, kann das gleiche Fluid sein wie das Fluid, welches durch die erste
Fluidverbindung in die Schleuse geströmt ist, oder ein anderes Fluid.
[0011] Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit automatisch anzusteuern,
und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Der Regler vermag die erste
Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene
Fluiddruck in der Schleuse ansteigt, bis er gleich einem Zielwert für den Fluiddruck
ist. Dieser Zielwert ist vorgegeben oder gemessen oder berechnet.
[0012] Das lösungsgemäße Verfahren zum Ausschleusen eines Tauchers wird unter Verwendung
einer lösungsgemäßen Schleusen-Systems an Bord des Unterwasserfahrzeugs durchgeführt
und umfasst die folgenden Schritte:
- Der oder jeder auszuschleusende Taucher begibt sich aus dem Unterwasserfahrzeug in
die Schleuse.
- Ein Fluid wird durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse hinein geleitet.
- Der Fluiddruck-Sensor misst eine Größe, die mit dem Druck eines Fluid in der Schleuse
korreliert.
- Der Regler steuert abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors automatisch die erste
Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel an, dass der gemessene Fluiddruck
ansteigt, bis er gleich dem Zielwert für den Fluiddruck ist.
- Die angesteuerte erste Fließraten-Einstellungs-Einheit stellt entsprechend der Ansteuerung
die Fließrate von Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse auf
einen vorgegebenen oder berechneten Fließraten-Wert ein.
[0013] Die Erfindung stellt sicher, dass der Fluiddruck ansteigt, bis der Fluiddruck den
vorgegebenen oder berechneten Zielwert erreicht. Die Gefahr wird verringert, dass
der Fluiddruck in der Schleuse auf einen zu großen oder zu kleinen Zielwert ansteigt.
Dadurch wird die Gefahr verringert, dass der Taucher in der Schleuse oder nach dem
Ausschleusen aufgrund eines falschen Fluiddrucks einen gesundheitlichen Schaden erleidet.
[0014] Diese Anforderung lässt sich dank der Erfindung automatisch erreichen, also ohne
dass ein Mensch die Fließraten-Einstellungs-Einheit betätigt oder einen Sensor-Wert
abliest. Dadurch wird die Gefahr verringert, dass ein Mensch einen Fehler begeht und
dadurch den Taucher gefährdet. Die Erfindung ermöglicht es aber, dass ein Mensch einen
Stelleingriff vornimmt und die Stelleingriffe des Reglers quasi überschreibt.
[0015] Das vorgegebene Ziel beim Ausschleusen kann daraus bestehen, den Prozess des Ausschleusen
hinsichtlich des Zeitbedarfs und / oder des Druck-Verlauf zu optimieren. Entsprechend
kann das vorgegebene Ziel beim Aufnehmen daraus bestehen, den Prozess des Aufnehmens
zu optimieren.
[0016] In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen
eines Tauchers einen Wasserdruck-Sensor. Der Wasserdruck-Sensor vermag eine Größe
zu messen, welche mit dem Druck des das Unterwasserfahrzeug umgebenden Wassers korreliert
ist. Der Regler vermag den Zielwert in Abhängigkeit von einem Signal des Wasserdruck-Sensors
zu berechnen.
[0017] Diese Ausgestaltung erspart die Notwendigkeit, dass ein Besatzungsmitglied des Unterwasserfahrzeugs
manuell den Zielwert vorgibt. Natürlich kann ein Besatzungsmitglied einen automatisch
berechneten Zielwert durch eine Benutzereingabe überschreiben. Ermöglicht wird, dass
der Regler als Zielwert den Druck des Wassers verwendet, welches das Unterwasserfahrzeug
umgibt. Dieser Druck des umgebenden Wassers und somit der Zielwert hängt von der aktuellen
Tauchtiefe des Unterwasserfahrzeugs sowie von der Wassertemperatur und in geringerem
Maße von dem Salzgehalt des Wassers ab.
[0018] Diese Ausgestaltung ermöglicht es, automatisch in der Schleuse einen Fluiddruck herzustellen
und oder aufrechtzuerhalten, der gleich dem Wasserdruck des umgebenden Wassers ist.
Die Gefahr, dass der Taucher gesundheitliche Schäden erleidet, wird weiter verringert.
[0019] Lösungsgemäß vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern.
In einer Ausgestaltung vermag der Regler diese so anzusteuern, dass der Anstieg des
Fluiddrucks in der Schleuse eine vorgegebene Nebenbedingung erfüllt. Die Nebenbedingung
ist beispielsweise, dass der Anstieg des Fluiddrucks unterhalb einer vorgegebenen
Schranke bleibt, damit ein Taucher nicht gefährdet wird. Die Gefahr wird weiter verringert,
dass der Taucher die sogenannte Taucherkrankheit oder ein Baro-Traumata oder eine
sonstige gesundheitliche Beeinträchtigung erleidet, die bei einem zu starken Anstieg
oder Abfall des umgebenden Fluiddrucks auftreten kann, insbesondere wenn dieses Fluid
Luft ist, dessen Druck rasch verändert werden kann.
[0020] Erfindungsgemäß ist in einem Datenspeicher des Reglers mindestens ein erster und
ein zweiter Druck-Verlauf abgespeichert, beispielsweise indem mehrere Stützstellen
oder eine Funktion abgespeichert sind. Die beiden abgespeicherten Druck-Verläufe geben
einen geforderten zeitlichen Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks in der Schleuse
vor. Die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit und
/ oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall zunimmt, unterscheiden,
Lösungsgemäß steuert der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig
von Signalen des Fluiddruck-Sensors an. Gemäß der Ausgestaltung mit dem Druck-Verlauf
misst der Fluiddruck-Sensor einen zeitlichen Verlauf der korrelierenden Größe. Der
Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern,
dass der gemessene tatsächliche zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks gleich
dem oder einem abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.
[0021] Diese Ausgestaltung reduziert weiter die Gefahr, dass der Taucher eine gesundheitliche
Gefährdung, beispielsweise die Taucherkrankheit, erleidet. Ein Mensch müsste oft viele
Stelleingriffe vornehmen, um einen geforderten zeitlichen Verlauf des Fluiddrucks
zu bewirken. Die Gefahr ist groß, dass der Mensch hierbei einen Fehler begeht. Die
Ausgestaltung schließt einen solchen Fehler aus.
[0022] Erfindungsgemäß sind in dem Datenspeicher des Reglers mehrere Druckverläufe abgespeichert.
Jeder abgespeicherte Druck-Verlauf gibt einen geforderten zeitlichen Verlauf des ansteigenden
Drucks vor. Die beiden Druck-Verläufe unterscheiden sich in wenigstens einem Zeitintervall
hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit und / oder der Beschleunigung, mit welcher
der Fluiddruck in der Schleuse zunimmt. Beispielsweise gibt ein erster Verlauf einen
raschen und ein zweiter Verlauf einen langsamen Druck-Anstieg vor.
[0023] Ein abgespeicherter zeitlicher Druck-Verlauf lässt sich auswählen, beispielsweise
manuell von einem Besatzungsmitglied des Unterwasserfahrzeugs oder auch automatisch
vom Regler. Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel
anzusteuern, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks
gleich dem ausgewählten abgespeicherten Druck-Verlauf ist. Der Druck-Verlauf lässt
sich abhängig von einer vorgegebenen Bedingung auswählen, so dass erfindungsgemäß
abhängig von der Anforderung, dass Ausschleusen möglichst schnell oder mit möglichst
wenig Geräuschentwicklung oder mit möglichst wenig Energieverbrauch durchgeführt werden
soll.
[0024] In einer Ausgestaltung lässt sich ein Zustand herstellen, bevorzugt mittels der ersten
Fluidverbindung, in welchem
- ein unterer Bereich der Schleuse mit Wasser gefüllt ist und
- ein oberer Bereich der Schleuse mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt ist.
[0025] In dieser Ausgestaltung ist der Fluiddruck-Sensor bevorzugt als ein Luftdruck-Sensor
ausgestaltet. Die vom Luftdruck-Sensor gemessene Größe korreliert mit dem Druck der
Luft oder des sonstigen Gases in dem oberen Bereich der Schleuse.
[0026] Ein Gas im Sinne der Anmeldung kann ein technisches Gas, z.B. Stickstoff, Kohlendioxid
oder Helium oder eine Mischung aus diesen technischen Gasen, sein, wobei das oder
jedes technische Gas an Bord des Unterwasserfahrzeugs mitgeführt wird. Das Gas kann
auch eine Mischung verschiedener Gase sein, insbesondere künstlich hergestellte Atemgas-Gemische
wie beispielsweise Trimix oder Nitrox.
[0027] Lösungsgemäß lässt sich durch die erste Fluidverbindung hindurch ein Fluid in die
Schleuse hinein leiten. In einer Ausgestaltung ist dieses Fluid Wasser. Die erste
Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag also zu bewirken oder zu ermöglichen, dass
Wasser durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse hineinfließt. Gemäß
einer Ausgestaltung mit Wasser als dem einströmenden Fluid vermag der Regler die erste
Fließraten-Einstellungs-Einheit mit folgendem Regelungs-Ziel anzusteuern: Die erste
Fluidverbindung bewirkt oder ermöglicht den Zufluss von Wasser in die Schleuse solange,
bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse zu einem gemessenen Luftdruck
im oberen Bereich führt, der gleich dem Zielwert für den Luftdruck ist.
[0028] Diese Ausgestaltung erspart die Notwendigkeit, Luft oder ein sonstiges Gas in die
Schleuse zu leiten und dort zu komprimieren. Möglich ist, den tatsächlichen Luftdruck
im oberen Bereich ausschließlich dadurch zu ändern, dass Wasser in die Schleuse geleitet
wird. Dies führt zu einer einfachen mechanischen Ausgestaltung des Schleusen-Systems.
Möglich ist auch, sowohl Wasser als auch Luft in die Schleuse zu leiten. Dies führt
oft zu einem schnelleren Ausschleusen.
[0029] In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug ein Reservoir für Luft oder
ein anderes Gas. Als Fluid für die erste Fluidverbindung wird Luft oder dieses andere
Gas verwendet. Die erste Fluidverbindung vermag den Zufluss von Luft aus dem Luft-Reservoir
hindurch in die Schleuse hinein zu bewirken oder zu ermöglichen.
[0030] In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung wird die Luft in der Schleuse von einströmendem
Wasser komprimiert. In einer anderen Fortbildung umfasst das Luft-Reservoir eine Druckluft-Anlage.
Diese Druckluft-Anlage vermag Druckluft bereitzustellen. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
umfasst ein Druckluft-Ventil, welches den Fluss von Druckluft durch die erste Fluidverbindung
steuert. Der Regler vermag zur Erreichung des Regelungs-Ziels das Druckluft-Ventil
anzusteuern, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Diese Ausgestaltung
ermöglicht oft ein rascheres Ausschleusen. Der tatsächliche zeitliche Verlauf des
ansteigenden Luftdrucks lässt sich leichter an einen geforderten Verlauf anpassen,
weil der Fluss von Druckluft sich oft besser steuern lässt als der von Wasser.
[0031] In einer anderen Fortbildung dieser Ausgestaltung wird nicht notwendigerweise eine
Druckluft-Anlage benötigt. Als Luft-Reservoir kann auch ein Raum im Inneren des Druckbehälters
des Unterwasserfahrzeugs verwendet werden, beispielsweise ein Raum, in dem sich Besatzungsmitglieder
aufhalten können. Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit umfasst einen Kompressor
für Luft. Der Luft-Kompressor vermag Luft aus dem Luft-Reservoir zu komprimieren und
im oberen Bereich der Schleuse einen Luftdruck zu erzeugen, der größer als der Luftdruck
im Luft-Reservoir ist. Der Regler vermag zur Erreichung des Regelungs-Ziels den Luft-Kompressor
anzusteuern, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors. Diese Ausgestaltung
spart eine Druckluft-Anlage ein.
[0032] In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System zusätzlich zu der ersten Fluidverbindung
eine zweite Fluidverbindung und zusätzlich zu der ersten Fließraten-Einstellungs-Einheit
eine zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit. Durch die erste Fluidverbindung hindurch
lässt sich Luft oder ein anderes Gas in die Schleuse hineinleiten. Durch die zweite
Fluidverbindung hindurch lässt sich Wasser in die Schleuse hineinleiten. Die erste
Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag abhängig von einer Ansteuerung durch den Regler
den Fluss von Luft durch die erste Fluidverbindung auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.
Die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag abhängig von einer Ansteuerung durch
den Regler den Fluss von Wasser durch die zweite Fluidverbindung mindestens entweder
zu verhindern oder aber zu ermöglichen und / oder zu bewirken. Möglich ist, dass die
zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig von der Ansteuerung den Fluss von
Wasser durch die zweite Fluidverbindung auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag,
also den Fluss zu steuern vermag.
[0033] Der Regler vermag einerseits die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern,
um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors.
Andererseits vermag der Regler die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern,
und zwar dergestalt, dass die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit den Zufluss von
Wasser in die Schleuse bewirkt oder ermöglicht, bis der steigende Füllstand des Wassers
in der Schleuse eine vorgegebene Eigenschaft erfüllt. Diese vorgegebene Eigenschaft
kann beispielsweise ein vorgegebener Füllstand des Wassers in der Schleuse oder auch
der vorgegebene Zielwert für den Luftdruck im oberen Bereich sein. Möglich ist also,
dass der Luftdruck sowohl durch die Zufuhr von Luft als auch durch die Zufuhr von
Wasser geregelt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht oft ein rascheres Ausschleusen
und dass der tatsächliche Druck-Verlauf nahe einem geforderten Druck-Verlauf liegt.
[0034] In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System einen Füllstands-Sensor, der eine
Größe zu messen vermag. Diese gemessene Größe korreliert mit dem Füllstand des Wassers
in dem unteren Bereich. Beispielsweise misst der Füllstands-Sensor den Druck, den
das Wasser im unteren Bereich auf den Füllstands-Sensor ausübt. Dieser Druck ist bekanntlich
um so höher, je höher der Füllstand ist. Eine Fluidverbindung des Schleusen-Systems
ist als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet. Durch diese Wasser-Fluidverbindung
hindurch lässt sich Wasser in die Schleuse leiten. Eine Fließraten-Einstellungs-Einheit
des Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet.
Diese Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag abhängig von einer Ansteuerung
durch den Regler die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung hindurch
auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, also den Fluss von Wasser in die Schleuse
zu steuern. In einer Ausgestaltung steuert der Regler die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit
abhängig von Signalen des Füllstands-Sensors an.
[0035] Gemäß dieser Ausgestaltung vermag der Regler den aktuellen Füllstand des Wassers
in der Schleuse zu ermitteln, und zwar abhängig von Signalen des Füllstands-Sensors.
Der Regler vermag weiterhin die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit abhängig vom
ermittelten Füllstand anzusteuern. Lösungsgemäß vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar abhängig von Signalen des
Fluiddruck-Sensors. Gemäß der Ausgestaltung verwendet der Regler zusätzlich den ermittelten
aktuellen Füllstand des Wassers, um die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern.
Somit werden zwei Stellschrauben zur Verfügung gestellt, um den Luftdruck zu regeln:
die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit und die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit.
[0036] In einer Ausgestaltung ermittelt der Regler den aktuellen Füllstand des Wassers in
der Schleuse durch eine Berechnung und verwendet für diese Berechnung einerseits Signale
des Fluiddruck-Sensors und andererseits Signale des Füllstands-Sensors. Diese Ausgestaltung
führt oft zu geringeren Messfehlern, insbesondere wenn der Füllstands-Sensor den Füllstand
nur näherungsweise messen vermag.
[0037] In einer bereits beschriebenen Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System eine Wasser-Fluidverbindung
und eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit, welche den Fluss von Wasser durch
die Wasser-Fluidverbindung zu steuern vermag. Der Regler vermag den tatsächlichen
Füllstand von Wasser in der Schleuse zu ermitteln. In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung
ist eine geforderte funktionale Abhängigkeit vorgegeben. Diese Abhängigkeit beschreibt,
wie ein Maß für die Fließ-Geschwindigkeit oder die Fließ-Rate von Wasser durch die
Wasser-Fluidverbindung von dem Füllstand von Wasser in der Schleuse abhängen soll.
Der Regler vermag die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Ziel anzusteuern,
dass die tatsächliche Fließ-Geschwindigkeit oder Fließ-Rate durch die Wasser-Fluidverbindung
von dem ermittelten tatsächlichen Füllstand in der Schleuse so abhängt, wie es durch
die vorgegebene funktionale Abhängigkeit gefordert ist.
[0038] Diese Ausgestaltung reduziert die Geräuschemissionen beim Zufluss von Wasser in die
Schleuse und vermeidet insbesondere, dass das einlaufende Wasser bei niedrigem Füllstand
ein Gurgeln oder Sprudeln verursacht. Andererseits lässt sich die Zuflussrate bei
höherem Füllstand steigern, was Zeit eingespart.
[0039] In einer Ausgestaltung umfasst das Unterwasserfahrzeug einen Wassertank. Eine Fluidverbindung
des Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet, die in Verbindung
mit dem Wassertank und mit der Schleuse steht. Durch diese Wasser-Fluidverbindung
hindurch lässt sich Wasser aus dem Wassertank in die Schleuse und bevorzugt auch umgekehrt
aus der Schleuse in den Wassertank leiten. Eine Fließraten-Einstellungs-Einheit des
Schleusen-Systems ist als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet.
Diese Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag die Fließrate von Wasser durch
die Wasser-Fluidverbindung hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Der
Regler vermag die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, und zwar abhängig
von Signalen des Fluiddruck-Sensors.
[0040] Diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit, dass das Unterwasserfahrzeug umgebendes
Wasser aufnimmt und in die Schleuse leitet oder umgekehrt Wasser aus der Schleuse
in die Umgebung ableitet. Dieser Vorgang kann oft zu einer Wasserströmung oder sonstigen
Wasserbewegung führen, die unerwünscht ist, beispielsweise weil das Unterwasserfahrzeug
dann entdeckt werden kann. Außerdem können sich im umgebenden Wasser Partikel oder
Substanzen befinden, die nicht in das Unterwasserfahrzeug gelangen sollen. In vielen
Ausgestaltungen ist ein solcher eigener Wassertank bereits vorhanden, beispielsweise
als eine Trimmzelle, die die Lage des Unterwasserfahrzeugs im Wasser zu beeinflussen
vermag. Auch eine ansteuerbare Pumpe ist oft bereits installiert.
[0041] In einer anderen Ausgestaltung verbindet die Wasser-Fluidverbindung die Schleuse
mit dem umgebenden Wasser. Diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit, einen
eigenen Wassertank vorzusehen. Der Druck des umgebenden Wassers drückt Wasser in die
Schleuse, so dass zum Ausschleusen keine Pumpe benötigt wird.
[0042] In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System eine dritte Fluidverbindung und
eine dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit. Fluid lässt sich durch die dritte Fluidverbindung
hindurch aus der Schleuse heraus ableiten. Die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit
vermag die Fließrate von Fluid durch die dritte Fluidverbindung hindurch auf einen
vorgegebenen Wert einzustellen. Lösungsgemäß vermag der Regler die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und zwar abhängig von Signalen des
Fluiddruck-Sensors. Gemäß dieser Ausgestaltung vermag der Regler zusätzlich die dritte
Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, um das Regelungs-Ziel zu erreichen, und
zwar bevorzugt ebenfalls abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors.
[0043] Diese Ausgestaltung verringert weiter das Risiko, dass in der Schleuse ein zu hoher
Fluiddruck auftritt. Insbesondere wird das Risiko verringert, dass in einem oberen
Bereich der Schleuse ein zu hoher Luftdruck erzeugt wird. Möglich ist, bei Bedarf
rasch Fluid aus der Schleuse abzulassen.
[0044] In einer Ausgestaltung umfasst das Schleusen-System zusätzlich eine Einstiegs-Öffnung
und eine Ausstiegs-Öffnung für einen Taucher. Der Regler ist dazu ausgestaltet, die
erste Fließraten-Einstellungs-Einheit anzusteuern, während beide Öffnungen geschlossen
sind.
[0045] In einer Ausgestaltung des lösungsgemäßen Verfahrens zum Ausschleusen eines Tauchers
umfasst das Schleusen-System eine erste Fluidverbindung für Luft und eine zweite Fluidverbindung
für Wasser. Während des Ausschleusens wird ein Zustand hergestellt, in welchem sich
in einem oberen Bereich der Schleuse Luft und in einem unteren Bereich der Schleuse
Wasser befindet. Gemäß der Ausgestaltung werden ein Luftdruck-Anstiegs-Vorgang und
ein Füllstands-Anstiegs-Vorgang durchgeführt.
[0046] Der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang umfasst folgende Schritte:
- Durch die erste Fluidverbindung hindurch wird Luft oder ein anderes Gas in die Schleuse
hinein geleitet.
- Der Regler steuert zur Erreichung des Regelungs-Ziels die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
abhängig von Signalen des als Luftdruck-Sensor ausgestalteten Fluiddruck-Sensors an.
[0047] Der Füllstands-Anstiegs-Vorgang umfasst folgende Schritte:
- Durch die zweite Fluidverbindung hindurch wird Wasser in die Schleuse hinein geleitet.
- Der Regler steuert die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit dergestalt an, dass
die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit den Zufluss von Wasser in die Schleuse
bewirkt oder ermöglicht, bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse eine
vorgegebene Eigenschaft erfüllt.
[0048] In einer Ausgestaltung wird der Füllstands-Anstiegs-Vorgang vor dem Luftdruck-Anstiegs-Vorgang
begonnen. Der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang wird begonnen, bevor der Füllstands-Anstiegs-Vorgang
beendet wird. Die beiden Vorgänge werden somit zeitlich überlappend durchgeführt,
was Zeit einspart.
[0049] Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug, welches zum Aufnehmen eines Tauchers unter
Wasser ausgestaltet ist, besitzt die gleichen Bestandteile wie das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug
zum Ausschleusen des Tauchers, aber mit folgenden Abwandlungen:
- Das Unterwasserfahrzeug zum Aufnehmen besitzt notwendigerweise einen Druckkörper mit
einem Innenbereich, der mit einem Fluid gefüllt ist und in dem sich ein Mensch aufhalten
kann, insbesondere ein mit Luft gefüllter Innenbereich. Selbstverständlich kann auch
das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug zum Ausschleusen eines Tauchers einen solchen
Innenbereich umfassen.
- Durch die erste Fluidverbindung hindurch lässt sich ein Fluid aus der Schleuse herausleiten.
- Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit vermag die Fließrate von Fluid aus der Schleuse
durch die erste Fluidverbindung hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.
- Der Regler vermag die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit wahlweise mit dem Regelungs-Ziel
anzusteuern, dass der gemessene Fluiddruck absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich
des Druckkörpers ist oder mit dem Regelungs-Ziel, dass der zeitliche Verlauf des absinkenden
gemessenen Fluiddrucks (P_Ist(t)) gleich dem zweiten abgespeicherten geforderten zeitlichen
Druck-Verlauf ist. Diese Ansteuerung führt der Regler wiederum abhängig von Signalen
des Fluiddruck-Sensors durch.
[0050] Das lösungsgemäße Verfahren, um unter Wasser einen Taucher aufzunehmen, wird unter
Verwendung dieses lösungsgemäßen Unterwasserfahrzeugs durchgeführt und umfasst folgende
abweichenden Schritte:
- Der oder jeder Taucher begibt sich aus dem umgebenden Wasser in die Schleuse.
- Ein Fluid wird aus der Schleuse heraus und durch die erste Fluidverbindung hindurch
geleitet.
- Der Regler steuert abhängig von Signalen des Luftdruck-Sensors automatisch die erste
Fließraten-Einstellungs-Einheit mit dem Regelungs-Ziel an, dass der Fluiddruck in
der Schleuse absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich des Druckkörpers ist.
- Die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit stellt die Fließrate von Fluid aus der Schleuse
durch die erste Fluidverbindung hindurch gemäß der Ansteuerung auf einen vorgegebenen
Wert ein.
- Der oder jeder aufzunehmende Taucher begibt sich aus der Schleuse in den Innenbereich.
[0051] Die Erfindung und die vorteilhaften Ausgestaltungen zum Aufnehmen eines Tauchers
erzielen die entsprechenden Vorteile wie die zum Ausschleusen eines Tauchers.
[0052] Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug mit dem Schleusen-System kann ein militärisches
oder ein ziviles Unterwasserfahrzeug sein. Es kann einen eigenen Antrieb aufweisen
und / oder dazu ausgestaltet sein, von einem anderen Fahrzeug durch das Wasser bewegt
zu werden. Das Unterwasserfahrzeug kann einen Turm aufweisen, und die Schleuse ist
in diesem Turm angeordnet. Die Schleuse kann auch in einem Druckkörper an einer Position
außerhalb des Turms angeordnet sein und vom Druckkörper noch außen führen. Möglich
ist auch, dass ein Torpedorohr oder ein sonstiges Waffenrohr eines militärischen Unterwasserfahrzeugs
als die Schleuse des lösungsgemäßen Schleusen-Systems verwendet wird.
[0053] Das lösungsgemäße Unterwasserfahrzeug lässt sich dafür verwenden, mindestens einen
Taucher auszuschleusen und / oder wieder aufzunehmen. In einer möglichen Anwendung
wird das Schleusen-System dafür verwendet, mindestens einen Gegenstand durch die Schleuse
auszuschleusen und / oder wieder aufzunehmen. Bevorzugt wird für das Ausschleusen
oder Aufnehmen eines Gegenstands ein Regelungs-Ziel verwendet, bei dem der Fluiddruck
rascher ansteigt oder abfällt, denn die Anforderung, dass ein Taucher nicht durch
eine zu rasche Druck-Veränderung gefährdet werden darf, gilt für einen Gegenstand
nicht.
[0054] Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Schleusen-System anhand eines in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems
mit einem Wasserdruck-Sensor, einem Luftdruck-Sensor, drei Fluidverbindungen und drei
gesteuerten Ventilen in diesen Fluidverbindungen;
Fig. 2 schematisch den Ablauf beim Ausschleusen eines Tauchers;
Fig. 3 schematisch den Ablauf, um die Schleuse auf das Ausschleusen eines Tauchers
vorzubereiten;
Fig. 4 schematisch den Ablauf bei der Aufnahme eines Tauchers;
Fig. 5 schematisch den Ablauf, um die Schleuse auf die Aufnahme eines Tauchers vorzubereiten;
Fig. 6 schematisch den Regelkreis, um gemäß der ersten Ausführungsform den Luftdruck
in der Schleuse zu regeln;
Fig. 7 schematisch den Regelkreis, um den Wasserdruck in der Schleuse zu regeln;
Fig. 8 eine zweite Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems mit einem
Kompressor und einer Pumpe;
Fig. 9 eine dritte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems mit mehreren
Füllstands-Schaltern;
Fig. 10 eine vierte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems, wobei die
Schleuse in Fluidverbindung mit dem umgebenden Wasser steht;
Fig. 11 eine fünfte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems, wobei die
Schleuse ebenfalls in Fluidverbindung mit dem umgebenden Wasser steht.
[0055] Im Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Bord eines bemannten Unterseeboots (U-Boots)
verwendet, wobei das U-Boot mindestens einen Taucher an Bord aufnimmt, den oder jeden
Taucher an Bord zu einem Einsatzort transportiert und dort unter Wasser ausschleust.
Der Taucher verlässt das getauchte U-Boot mittels eines Schleusen-Systems. Möglich
ist, nacheinander oder gleichzeitig mehrere Taucher mit Hilfe desselben Schleusen-Systems
auszuschleusen oder zeitlich überlappend mehrere Taucher mit Hilfe von mindestens
zwei Schleusen-Systemen des U-Boots auszuschleusen. Der oder jeder Taucher führt einen
Einsatz durch und lässt sich mittels des oder eines Schleusen-Systems wieder an Bord
desselben oder eines anderen getauchten U-Boots aufnehmen.
[0056] Der Taucher darf weder beim Ausschleusen noch beim Aufnehmen gefährdet werden. Insbesondere
darf er nicht die Taucherkrankheit oder ein Baro-Traumata oder eine sonstige gesundheitliche
Beeinträchtigung erleiden, welche durch eine zu schnelle Veränderung des auf den Taucher
einwirkenden Drucks hervorgerufen wird. Daher darf der umgebende Druck, der von außen
auf den Taucher einwirkt, nicht schneller als eine vorgegebene Veränderungsrate ansteigen
und fallen. Andererseits soll oft das Ausschleusen und Aufnehmen möglichst rasch durchgeführt
werden. Weitere Forderungen sind oft, dass keine Luftblasen aufsteigen sollen und
möglichst wenige Geräusche verursacht werden sollen. Die akustische Signatur des U-Boots
soll auch beim Ausschleusen und Aufnehmen des oder eines Tauchers gering bleiben.
Unerwünschte Geräusche können z.B. von einer Pumpe des Schleusen-Systems oder von
einer Regelzellen-Anlage oder einer Druckluft-Anlage oder von gurgelndem oder sprudelndem
Wasser an Bord des U-Boots erzeugt werden.
[0057] Im Ausführungsbeispiel ist das nachfolgend beschriebene lösungsgemäße Schleusen-System
im Turm des U-Boots angeordnet. Möglich ist auch, dass das Schleusen-System an einer
anderen Position im U-Boot angeordnet ist. Fig. 1 zeigt schematisch das Schleusen-System
des Ausführungsbeispiels. Gezeigt werden folgende Bestandteile:
- der Druckkörper 5 des U-Boots, zu welchem das Schleusen-System gehört, wobei sich
Besatzungsmitglieder des U-Boots in einem Innenraum I im Druckbehälter 5 aufhalten
können,
- eine Schleuse 1 in Form einer Schleusenkammer, welche mindestens einen Taucher aufzunehmen
vermag,
- ein Gitter 2, welches im Inneren der Schleuse 1 in der unteren Hälfte der Schleuse
1 angeordnet ist und auf welchem ein Taucher stehen kann,
- ein unteres Luk L1, ein oberes Luk L2 und ein seitliches Luk L3, welche sich unabhängig
voneinander öffnen und schließen lassen und durch welche ein Mensch hindurchschlüpfen
kann, und
- drei Fluidverbindungen 10, 11, 12, welche die sich durch jeweils ein Ventil V1, V2,
V3 vollständig oder teilweise schließen lassen.
[0058] Das Gitter 2 ist zwischen dem unteren Luk L1 und dem seitlichen Luk L3 angeordnet
und ermöglicht es einem Taucher, im Inneren der Schleuse 1 zu stehen. In der Situation,
die in Fig. 1 gezeigt wird, ist ein unterer Bereich W der Schleuse 1 mit Wasser gefüllt.
Die Wasseroberfläche in der Schleuse 1 wird mit WO bezeichnet. Oberhalb der Wasseroberfläche
WO befindet sich ein oberer Bereich, der mit Luft gefüllt ist und mit L bezeichnet
wird. Das Gitter 2 ist für die eigentliche Funktion der Schleuse 1 nicht erforderlich.
Im Ausführungsbeispiel ist die Schleuse 1 aber so groß, dass das Gitter 2 benötigt
wird, damit ein Taucher durch das untere Luk L1 einsteigen und durch das seitliche
Luk L3 aussteigen kann.
[0059] Das obere Luk L2 wird für die eigentliche Funktion der Schleuse 1 ebenfalls nicht
benötigt, sondern ist beim regulären Ausschleusen und Aufnehmen eines Tauchers geschlossen
und wird dann nur in einem Notfall geöffnet. Falls die Schleuse 1 im Turm des U-Boots
positioniert ist, so lässt sich das obere Luk L2 auch für den Zweck öffnen, dass ein
Besatzungsmitglied aus dem aufgetauchten U-Boot aussteigt oder in das aufgetauchte
U-Boot hinein steigt.
[0060] Die Fluidverbindung 11 verbindet die Schleuse 1 mit einer Druckluft-Anlage 6 und
vermag Druckluft aus der Druckluft-Anlage 6 in die Schleuse 1 zu leiten. Die Fluidverbindung
11 mündet oberhalb der Wasseroberfläche WO in die Schleuse 1. Die Wasseroberfläche
WO bleibt unterhalb der Einmündung der Fluidverbindung 11 in die Schleuse 1.
[0061] Dank der Druckluft-Anlage 6 lässt sich der Luftdruck in der Schleuse 1 im Bereich
L oberhalb der Wasseroberfläche WO genauer dosieren, als wenn dieser Druck nur über
das Zuführen von Wasser verändert werden würde. Ein optionaler Schalldämpfer 16 an
der Einmündung der Fluidverbindung 11 in die Schleuse 1 dämpft Geräusche, die beim
Eintritt von Druckluft in die Schleuse 1 entstehen können. Die Fluidverbindung 11
mündet zwischen dem seitlichen Luk L3 und dem oberen Luk L2 in die Schleuse 1. Ein
Ventil V2 vermag die Fluidverbindung 11 wahlweise zu verschließen oder zu öffnen.
[0062] Die Fluidverbindung 10 ermöglicht es, Luft aus der Schleuse 1 zu lassen. Die Fluidverbindung
10 beginnt ebenfalls oberhalb der Wasseroberfläche WO und mündet in den Innenraum
I des Druckkörpers 5, in welchem sich die Besatzungsmitglieder des U-Boots aufhalten.
Ein Ventil V1 vermag die Fluidverbindung 10 wahlweise zu verschließen oder zu öffnen.
[0063] Alle drei Fluidverbindungen 10, 11, 12 haben einen ausreichend großen Querschnitt,
damit eine große Menge von Fluid pro Zeiteinheit durch die Fluidverbindung fließen
kann und damit auch dann das Ausschleusen und Aufnehmen rasch durchgeführt werden
kann, wenn die Fließgeschwindigkeit gering ist. Bei gleichem Volumenstrom verursacht
eine geringere Strömungsgeschwindigkeit bei größerem Rohrquerschnitt geringere Geräusche
als eine größere Strömungsgeschwindigkeit bei kleinerem Rohrquerschnitt.
[0064] Die Fluidverbindung 12 verbindet die Schleuse 1 mit einer Regelzellen-Anlage 7. Diese
Regelzellen-Anlage 7 weist mehrere miteinander verbundene Regelzellen in Form von
Wassertanks auf, die mit Wasser gefüllt und geleert werden können. Die Regelzellen-Anlage
7 wird dafür verwendet, die Trimmlage des U-Boots im Wasser festzulegen und bei Bedarf
zu verändern, und wird zusätzlich dafür verwendet, Wasser für die Schleuse 1 bereitzustellen
oder Wasser aus der Schleuse 1 aufzunehmen. Im Ausführungsbeispiel befindet die Regelzellen-Anlage
7 sich senkrecht oder schräg unterhalb des Schleusen-Systems. Die Fluidverbindung
12 mündet von unten neben dem Luk L1 in den unteren Bereich W der Schleuse 1. Ein
Ventil V3 vermag die Fluidverbindung 12 wahlweise zu verschließen oder zu öffnen.
[0065] Dank der Fluidverbindung 12 ist es nicht erforderlich, zum Betrieb des Schleusen-Systems
Wasser aus der Umgebung des U-Boots zu verwenden und Umgebungswasser aufzunehmen oder
Wasser aus der Schleuse 1 in die Umgebung abzugeben. Diese Aufnahme oder Abgabe von
Wasser kann zu einer Wasserbewegung führen, die geortet werden kann. Ein weiterer
Vorteil, die Regelzellen-Anlage 7 zu verwenden, ist die, dass die Regelzellen-Anlage
7 in der Regel bereits vorhanden ist und das spezifische Gewicht und weitere Eigenschaften
des Wassers in der Regelzellen-Anlage 7 in der Regel bekannt sind, während die Eigenschaften
des umgebenden Wassers häufig nicht genau bekannt sind.
[0066] In einer prinzipiell denkbaren Abwandlung verbindet die Fluidverbindung 12 die Schleuse
1 mit einem Tank für Reaktionswasser. In diesen nicht gezeigten Tank fließt Reaktionswasser,
welches in einer Brennstoffzellenanlage des U-Boots gebildet wird, wenn Wasserstoff
und Sauerstoff chemisch miteinander reagieren und dadurch elektrischer Strom erzeugt
wird. Dieses Reaktionswasser wird bei Bedarf in die Schleuse 1 geleitet und wieder
aus der Schleuse 1 in den Reaktionswasser-Tank abgelassen. Auch diese Ausgestaltung
vermeidet die Notwendigkeit, Außenwasser verwenden zu müssen.
[0067] Die Ventile V1, V2, V3 lassen sich elektronisch ansteuern. In einer bevorzugten Ausgestaltung
sind die Ventile V1, V2, V3 ansteuerbare Proportionalventile, so dass jedes Ventil
V1, V2, V3 außer einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen
Stellung zusätzlich eine von mehreren möglichen Zwischen-Stellungen annehmen kann.
In einer Ausführungsform vermag ein weiter unten beschriebener Regler 3 über eine
Stell-Logik 4 jedem Ventil V1, V2, V3 jeweils eine Soll-Position des Ventilkörpers
vorzugeben. Das Ventil V1, V2, V3 meldet die tatsächliche Position des Ventilkörpers
zurück.
[0068] Die Ventile V1, V2 und V3 sind im Inneren des Druckkörpers 5 angeordnet. In einer
Ausgestaltung lassen diese Ventile sich auch manuell verstellen, um in einem Fehlerfall
das Schleusen-System auch manuell betreiben zu können. In einer Ausgestaltung lässt
sich die Fluidverbindung 10 mit Hilfe eines Kugelhahns K1 manuell verschließen. Indem
der Kugelhahn K1 manuell geschlossen wird, lässt sich verhindern, dass ungeregelt
Druckluft aus der Schleuse 1 in das Innere des Druckkörpers 5 strömt, wenn das Ventil
V1 in der oder einer geöffneten Stellung blockiert.
[0069] Um einen Taucher auszuschleusen, werden die nachfolgend beschriebenen Schritte durchgeführt,
während das U-Boot getaucht ist. Das Luk L1 ist geöffnet, die Luken L2 und L3 sowie
die Ventile V1, V2 und V3 sind geschlossen, und kein Wasser befindet sich in der Schleuse
1. Ein auszuschleusender Taucher steigt von unten durch das geöffnete untere Luk L1
hindurch in die Schleuse 1 und steht dann auf dem Gitter 2. Das Luk L1 wird geschlossen.
Das Ventil V3 wird geöffnet, und Wasser wird durch die Fluidverbindung 12 in die Schleuse
1 gefördert. In einer Ausgestaltung stehen die Regelzellen der Regelzellen-Anlage
7 bereits unter einem erhöhten Druck. Falls das Ventil V3 geöffnet ist, steigt daher
Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 in die Schleuse 1, ohne dass eine Pumpe benötigt
wird, welche das Wasser fördert. In einer anderen Ausgestaltung vermag eine Pumpe
Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 oder aus dem oben beschriebenen Reaktionswasser-Tank
in die Schleuse 1 zu fördern.
[0070] Das Ventil V1 bleibt zumindest solange geöffnet, dass ein zu großer Überdruck in
der Schleuse 1 im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO verhindert wird. Luft
entweicht durch die Fluidverbindung 10 aus der Schleuse 1 in dem Innenraum I, bis
der Taucher bis zum Hals im Wasser steht, aber noch Luft erhält und verbal kommunizieren
kann. In Fig. 1 wird die Wasseroberfläche WO des Wassers in der Schleuse 1 gezeigt.
Diese Wasseroberfläche WO unterteilt den Innenraum der Schleuse 1 in einen unteren
Bereich W, der mit Wasser gefüllt ist, und einen oberen Bereich L, der noch mit Luft
gefüllt ist. Nunmehr wird das Ventil V3 geschlossen.
[0071] Um den Taucher allmählich an den Druck des umgebenden Wassers zu gewöhnen, wird das
Ventil V1 geschlossen, und das Ventil V2 wird geöffnet. Durch die Fluidverbindung
11 wird Druckluft aus der Druckluft-Anlage 6 in die Schleuse 1 leitet. Der Druckanstieg
in dem Bereich L der Schleuse 1, der sich oberhalb der Wasseroberfläche WO befindet,
bleibt unterhalb der vorgegebenen DruckanstiegsRate. Möglich ist auch, das Ventil
V2 für die Fluidverbindung 11 bereits zu öffnen, während noch Wasser durch die Fluidverbindung
12 fließt. Sobald der Taucher in der Schleuse 1 einem Druck ausgesetzt ist, der annähernd
gleich dem Druck des umgebenden Wassers ist, wird das unterhalb der Wasseroberfläche
WO befindliche seitliche Luk L3 geöffnet, und der Taucher verlässt die Schleuse 1.
in einer Ausgestaltung öffnet der Taucher das seitliche Luk L3. In einer anderen Ausgestaltung
wird das seitliche Luk L3 durch ein hydraulisches Stellglied geöffnet, welches z.B.
von einem Besatzungsmitglied des U-Boots aktiviert wird. Das obere Luk L2 bleibt beim
Ausschleusen im regulären Betrieb geschlossen. Es lässt sich öffnen, damit in einem
Notfall der Taucher sowie Besatzungsmitglieder des U-Boots durch die Schleuse 1 im
Turm das U-Boot verlassen können.
[0072] In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei elektronische Druck-Sensoren S1 und
S2 in die Wand der Schleuse 1 eingelassen. Jeweils eine Messfläche des Druck-Sensors
S1, S2 zeigt bevorzugt zum Inneren der Schleuse 1. Der Wasserdruck-Sensor S1 misst
den aktuellen Druck, den das Wasser im Bereich W in der Schleuse 1 auf die Messfläche
des Wasserdruck-Sensors S1 ausübt. Dieses Wasser stammt z.B. aus der Regelzellen-Anlage
7 oder dem Reaktionswasser-Tank. Der Luftdruck-Sensor S2 misst den aktuellen Druck,
den die Luft im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO auf die Messfläche des
Luftdruck-Sensors S2 ausübt. Aus dem Druck, den der Wasserdruck-Sensor S1 misst, und
in einer Ausgestaltung zusätzlich aus dem Druck, den der Luftdruck-Sensor S2 misst,
wird automatisch der aktuelle Füllstand des Wassers in der Schleuse 1 hergeleitet,
also der Abstand zwischen dem unteren Luk L1 und der Wasseroberfläche WO, und bei
Bedarf die zeitliche Veränderung des Füllstands. Ein zum Wasserdruck-Sensor S1 redundanter
Wasserdruck-Sensor ist als ein analoges Manometer M1 ausgestaltet und misst den Druck
in der Fluidverbindung 12.
[0073] Außerdem wird ein Außendruck-Sensor S3 gezeigt, der den Druck des umgebenden Wassers
misst. Dieser Druck hängt bekanntlich von der Tauchtiefe des U-Boots sowie von der
Temperatur des umgebenden Wassers ab. Ein optionaler Akustik-Sensor S4 ist an dem
Zulauf der Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 angeordnet und misst die Geräuschentwicklung
an diesem Zulauf. Ein Innendruck-Sensor S5 misst den Druck, der im Inneren I des Druckkörpers
5 herrscht.
[0074] Ein datenverarbeitender Regler 3 erhält Signale von den beiden Druck-Sensoren S1
und S2 und erzeugt Stell-Signale für eine Stell-Logik 4. Bevorzugt werden auch Signale
von den Sensoren S3, S4 und S5 an den Regler 3 übermittelt, und der Regler 3 verwendet
auch diese Signale dafür, um die Stell-Logik 4 anzusteuern. Die Stell-Logik 4 erhält
Stellsignale vom Regler 3. Die Stell-Logik 4 erzeugt einzelne Stellbefehle für die
Ventile V1, V2 und V3 und bringt dadurch ein angesteuertes Ventil V1, V2, V3 in die
geschlossene Stellung, die geöffnete Stellung oder eine vorgegebene ZwischenStellung.
[0075] Im Ausführungsbeispiel lässt sich das Schleusen-System in folgenden stationären und
dynamischen Zuständen betreiben:
- Stationärer Zustand SZ1 (Schleuse ist leer): In der Schleuse 1 befindet sich kein
Wasser. Ein Taucher kann über das untere Luk L1 in die Schleuse 1 einsteigen oder
aus ihr aussteigen. Das Ventil V1 ist geöffnet, so dass die Schleuse 1 über die Fluidverbindung
10 mit dem Inneren des Druckkörpers 5 verbunden ist und in der Schleuse 1 der gleiche
Druck wie im Inneren des Druckkörpers 5 herrscht. Die beiden Ventile V2 und V3 sind
geschlossen. Die Druck-Sensoren S1 und S2 messen beide den gleichen Wert, nämlich
den Druck im Inneren des Druckkörpers 5.
- Stationärer Zustand SZ2 (Schleuse ist ausreichend mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht):
Das Wasser im Bereich W der Schleuse 1 hat die gewünschte Füllhöhe erreicht, und kein
weiteres Wasser wird in die Schleuse 1 geleitet. Das seitliche Luk L3 befindet sich
unterhalb der Wasseroberfläche WO, so dass beim Öffnen des Luk L3 keine Luft aus der
Schleuse 1 austritt. Das Ventil V1 ist weiterhin geöffnet, so dass im Bereich L der
Schleuse 1 der gleiche Druck wie im Inneren des Druckkörpers 5 herrscht. Die Ventile
V2 und V3 sind geschlossen. Der Luftdruck-Sensor S2 misst weiterhin einen Wert, der
gleich dem Druck im Inneren des Druckkörpers 5 ist. Der Wasserdruck-Sensor S1 misst
bevorzugt einen Wert, der um einen vorgegebenen Betrag über dem Druck im Bereich L
und damit dem Druck im Inneren des Druckkörpers 5 liegt. Dieser vorgegebene Betrag
korreliert mit der gewünschten Füllhöhe des Wassers im Bereich W.
- Stationärer Zustand SZ3 (Schleuse ist ausreichend mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht):
Im Bereich L oberhalb der Wasseroberfläche WO herrscht der gleiche Druck wie im umgebenden
Wasser und wie im Bereich W unterhalb der Wasseroberfläche WO. Der Luftdruck-Sensor
S2 misst diesen Druck. Das Ventil V3 ist geschlossen, und der Wasserdruck-Sensor S1
misst den gleichen Druck wie im Zustand SZ2. Dieser gemessene Druck ist im Zustand
SZ3 höher als der Druck im Inneren des Druckkörpers 5. Die beiden Ventile V1 und V2
befinden sich jeweils in einem Zustand, der vom Regler 3 vorgegeben und von der Stell-Logik
4 eingestellt ist.
- Dynamischer Zustand DZ1 (Schleuse wird geflutet): Wasser wird in die Schleuse 1 geleitet.
Das Ventil V1 ist geöffnet, so dass im Bereich L der Schleuse 1 der gleiche Druck
wie im Inneren des Druckkörpers 5 herrscht. Das Ventil V2 ist geschlossen. Der Luftdruck-Sensor
S2 misst weiterhin einen Wert, der gleich dem Druck im Inneren des Druckkörpers 5
ist. Das Ventil V3 befindet sich in einem Zustand (Position des Ventilkörpers), der
vom Regler 3 vorgegeben und von der Stell-Logik 4 eingestellt worden ist. Der Regler
3 regelt den Zufluss von Wasser in die Schleuse 1. Weil der Wasserstand in der Schleuse
1 steigt, misst der Wasserdruck-Sensor S1 einen steigenden Wert.
- Dynamischer Zustand DZ2 (Schleuse wird gelenzt): Wasser wird aus der Schleuse 1 abgelassen.
Das Ventil V1 ist geöffnet, das Ventil V2 geschlossen, und das Ventil V3 befindet
sich in einem vom Regler 3 vorgegebenen Zustand. Der Regler 3 regelt den Abfluss von
Wasser aus der Schleuse 1. Weil der Füllstand des Wassers in der Schleuse 1 fällt,
misst der Wasserdruck-Sensor S1 einen sinkenden Wert.
- Dynamischer Zustand DZ3 (Luft in der Schleuse wird gesichert komprimiert): Der Füllstand
des Wassers in der Schleuse 1 bleibt konstant, und das Ventil V3 ist geschlossen.
Der Wasserdruck-Sensor S1 misst einen konstanten Wert. Die Ventile V2 und V3 befinden
sich in jeweils einem vom Regler 3 vorgegebenen Zustand. Der Regler 3 regelt über
die Stell-Logik 4 den Zufluss von Luft aus der Regelzellen-Anlage 7 in die Schleuse
1, und zwar so, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf des Druckanstiegs gleich einem
geforderten zeitlichen Verlauf ist und ein Taucher in der Schleuse 1 nicht gefährdet
wird. Der Luftdruck-Sensor S2 und der Wasserdruck-Sensor S1 messen jeweils einen steigenden
Wert.
- Dynamischer Zustand DZ4 (Luft in der Schleuse wird gesichert dekomprimiert): Der Füllstand
des Wassers in der Schleuse 1 bleibt ebenfalls konstant, das Ventil V3 ist geschlossen,
und der Wasserdruck-Sensor S1 misst einen fallenden Wert. Die Differenz zwischen den
beiden Drücken, welche die Sensoren S1 und S2 messen, bleibt konstant. Die Ventile
V1 und V2 befinden sich in jeweils einem vom Regler 3 vorgegebenen Zustand. Der Regler
3 regelt über die Stell-Logik 4 den Abfluss von Luft aus der Schleuse 1 in das Innere
des Druckkörpers 5, und zwar so, dass ein Taucher in der Schleuse 1 nicht gefährdet
wird. Das Regelungs-Ziel in dynamischen Zustand DZ4 ist, dass der tatsächliche zeitliche
Verlauf des Druckabfalls gleich einem geforderten zeitlichen Verlauf ist. Der Luftdruck-Sensor
S2 misst einen fallenden Wert.
- Dynamischer Zustand DZ5 (Luft in der Schleuse wird rasch komprimiert): Dieser Zustand
wird insbesondere dafür hergestellt, um die Schleuse 1 auf das Aufnehmen eines Tauchers
vorzubereiten oder um in einem Notfall rasch ein Besatzungsmitglied auszuschleusen
oder um einen Gegenstand auszuschleusen. Der Zustand unterscheidet sich vom dynamischen
Zustand DZ3 (Luft in der Schleuse wird gesichert komprimiert) wie folgt: Der Regler
3 steuert die Ventile V2 und V3 so an, dass der Luftdruck rasch ansteigt. Auch bei
diesem raschen Anstieg sollen nur wenige Geräusche und keine Luftblasen entstehen.
- Dynamischer Zustand DZ6 (Luft in der Schleuse wird rasch dekomprimiert): Dieser Zustand
wird ebenfalls nur dann erreicht, wenn sich kein Taucher in der Schleuse 1 befindet
oder ein Besatzungsmitglied rasch oder ein Gegenstand ausgeschleust oder aufgenommen
werden soll, und unterscheidet sich vom dynamischen Zustand DZ4 dadurch, dass die
Luft rascher dekomprimiert wird. In einer Ausgestaltung wird zusätzlich das Ventil
V2 geöffnet, um Druckluft in die Schleuse 1 zu leiten und dadurch den Abfluss von
Wasser aus der Schleuse 1 zu beschleunigen.
[0076] Fig. 2 zeigt den Ablauf beim Ausschleusen eines Tauchers aus dem Schleusen-System
von Fig. 1. Hierbei werden folgende Zustände erreicht und folgende Ereignisse gemessen:
- Anfänglich ist das Schleusen-System im stationären Zustand SZ1 (Schleuse ist leer).
- Der oder jeder auszuschleusende Taucher steigt über das untere Luk L1 in die Schleuse
1 und steht auf dem Gitter 2. Ein Taucher gibt ein Signal, dass nunmehr das Ausschleusen
begonnen werden soll (Ereignis E1). Nunmehr regelt der Regler 3 automatisch die Zufuhr
von Wasser und Druckluft in die Schleuse 1.
- Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ1 (Schleuse
wird geflutet). Das Schleusen-System verbleibt in diesem dynamischen Zustand DZ1,
bis ein gewünschtes Ereignis E2 eingetreten ist, welches die Zufuhr von Wasser in
die Schleuse 1 beendet. Beispielsweise liegt der Druck, den der Wasserdruck-Sensor
S1 misst, um einen vorgegebenen Betrag über dem Druck, den der Luftdruck-Sensor S2
misst und der gleich dem Druck im Inneren des Druckkörpers 5 ist.
- Sobald das Ereignis E2 entdeckt ist, überführt der Regler 3 das Schleusen-System in
den stationären Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht).
- Das Ereignis E3 tritt automatisch ein, nachdem das Schleusen-System sich für eine
vorgegebene Zeitspanne im stationären Zustand SZ2 befunden hat. Es tritt bevorzugt
auch dann ein, wenn der Taucher in der Schleuse 1 ein weiteres Signal gibt. Der Regler
3 überführt das Schleusen-System nunmehr in den dynamischen Zustand DZ3 (Luft in der
Schleuse wird gesichert komprimiert).
- Das Ereignis E4 ist eingetreten, wenn der Luftdruck-Sensor S2 den gleichen Druck misst,
den das umgebende Wasser hat. Der Regler 3 überführt das Schleusen-System daraufhin
in den statischen Zustand SZ3 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht).
- Der oder jeder Taucher steigt durch das geöffnete seitliche Luk L3 aus der Schleuse
1 aus.
- Später wird das seitliche Luk L3 wieder geschlossen.
[0077] In Fig. 3 wird schematisch der Ablauf gezeigt, um das Schleusen-System auf das Ausschleusen
eines weiteren Tauchers vorzubereiten.
- Anfänglich befindet sich die Schleuse 1 im statischen Zustand SZ3 (Schleuse ist mit
Wasser gefüllt, Außendruck herrscht), und kein Taucher befindet sich in der Schleuse
1. Die Vorgabe E6 löst den Schritt aus, das Schleusen-System rasch für das Ausschleusen
eines weiteren Tauchers vorzubereiten. Der Regler 3 überführt das Schleusen-System
in den dynamischen Zustand DZ6 (Luft in der Schleuse wird rasch dekomprimiert).
- Dieser Zustand DZ6 wird beibehalten, bis das Ereignis E7 eingetreten ist, nämlich
dass der Luftdruck-Sensor S2 den Druck misst, der auch im Inneren des Druckkörpers
5 herrscht.
- Das Ereignis E7 bewirkt, dass der Regler 3 das Schleusen-System in den statischen
Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht) überführt.
- Nunmehr öffnet der Regler 3 das Ventil V1 vollständig und in einer Ausgestaltung das
Ventil V3 teilweise (Ereignis E8). Dadurch wird das Schleusen-System in den dynamischen
Zustand DZ2 (Schleuse wird gelenzt) überführt.
- Das Schleusen-System bleibt in diesem Zustand, bis die Schleuse 1 vollständig von
Wasser geleert ist (Ereignis E9). Beispielsweise stellt der Regler 3 fest, dass die
beiden Druck-Sensoren S1 und S2 den gleichen Druck messen. Das Schleusen-System befindet
sich nunmehr im statischen Zustand SZ1 (Schleuse ist leer).
[0078] Fig. 4 zeigt schematisch die Schritte, die bei der Aufnahme mindestens eines Tauchers
durchgeführt werden.
- Anfänglich ist das Schleusen-System im stationären Zustand SZ3 (Schleuse ist mit Wasser
gefüllt, Außendruck herrscht), und die Schleuse 1 ist leer.
- Der oder jeder aufzunehmende Taucher steigt durch das geöffnete seitliche Luk L3 in
die Schleuse 1 ein und steht auf dem Gitter 2. Ein Taucher gibt ein Signal, dass nunmehr
die Aufnahme begonnen werden sollen (Ereignis E10). Nunmehr regelt der Regler 3 den
Abfluss von Wasser und Druckluft aus der Schleuse 1.
- Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ4 (Luft in
der Schleuse wird gesichert dekomprimiert). Das Schleusen-System verbleibt in diesem
dynamischen Zustand DZ4, bis ein gewünschtes Ereignis E11 eingetreten ist, welches
den Abfluss von Luft aus dem Bereich L und somit das Dekomprimieren beendet. Dieses
Ereignis E11 ist beispielsweise dann eingetreten, wenn der Luftdruck-Sensor S2 den
Druck misst, der im Inneren des Druckkörpers 5 vorliegt.
- Sobald das Ereignis E11 entdeckt ist, überführt der Regler 3 das Schleusen-System
in den stationären Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht).
- Der Regler 3 bewirkt das Ereignis E12, welches den Schritt umfasst, das Ventil V3
vollständig oder wenigstens zu öffnen und damit den Abfluss von Wasser aus der Schleuse
1 durch die Fluidverbindung 12 in die Regelzellen-Anlage 7 oder in den Reaktionswasser-Tank
zu ermöglichen. In einer Ausgestaltung öffnet der Regler 3 zusätzlich das Ventil V2,
um Druckluft in die Schleuse 1 einfließen zu lassen und dadurch den Abfluss von Wasser
zu beschleunigen. Das Schleusen-System befindet sich nunmehr im dynamischen Zustand
DZ2 (Schleuse wird gelenzt).
- Das Schleusen-System verbleibt im dynamischen Zustand DZ2, bis das Ereignis E9 entdeckt
ist, welches auch in Fig. 3 gezeigt wird. Das Ereignis E9 ist eingetreten, wenn die
Schleuse 1 vollständig von Wasser geleert ist.
- Nunmehr überführt der Regler das Schleusen-System in den stationären Zustand SZ1 (Schleuse
ist leer).
- Der oder jeder Taucher auf dem Gitter 2 kann durch das geöffnete untere Luk L1 aus
der Schleuse 1 aussteigen (Ereignis E13).
- Später wird das untere Luk L1 wieder geschlossen.
[0079] Fig. 5 zeigt schematisch den Ablauf, um die Schleuse auf die Aufnahme eines Tauchers
vorzubereiten, welcher sich im Wasser befindet und an Bord des U-Boots verbracht werden
soll.
- Anfänglich befindet sich die Schleuse 1 im statischen Zustand SZ1 (Schleuse ist leer).
- Die Vorgabe E14 löst den Schritt aus, das Schleusen-System rasch für die Aufnahme
eines Tauchers vorzubereiten.
- Der Regler 3 überführt das Schleusen-System in den dynamischen Zustand DZ1 (Schleuse
wird geflutet).
- Das Schleusen-System verbleibt im dynamischen Zustand DZ1, bis das Ereignis E2 eingetreten
ist, welches auch in Fig. 2 gezeigt wird und welches die Zufuhr von Wasser in die
Schleuse 1 beendet.
- Danach überführt der Regler 3 das Schleusen-System in den stationären Zustand SZ2
(Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht).
- Anschließend löst der Regler 3 den Schritt aus, dass die Luft in dem oberen Bereich
L rasch komprimiert wird (Ereignis E15). Das Schleusen-System befindet sich hierbei
im dynamischen Zustand DZ5 (Luft in der Schleuse wird rasch komprimiert).
- Das Schleusen-System verbleibt im dynamischen Zustand DZ5, bis das Ereignis E4 entdeckt
wird, welches auch in Fig. 2 gezeigt wird und bedeutet, dass der Luftdruck-Sensor
S2 den Druck misst, den das umgebende Wasser hat.
- Nunmehr ist das Schleusen-System im stationären Zustand SZ3, und ein Taucher kann
durch das geöffnete seitliche Luk L3 in die Schleuse 1 einsteigen.
- Später wird das seitliche Luk L3 wieder geschlossen.
[0080] Wie bereits erwähnt, darf der Taucher durch den Druckanstieg oder Druckabfall in
der Schleuse 1 nicht gefährdet werden. Andererseits sollen das Ausschleusen und das
Aufnehmen so schnell wie möglich durchgeführt werden. Daher wird in einer Ausgestaltung
ein geforderter zeitlicher Verlauf P(t) des Luftdrucks P im oberen Bereich L über
die Zeit t vorgegeben. Dieser zeitliche Soll-Verlauf wird vorab berechnet und hängt
von dem Druck des umgebenden Wassers ab, welche von dem Druck-Sensor S3 gemessen wird,
oder von einem vorgegebenen Ziel-Luftdruck. Gemäß dem geforderten zeitlichen Verlauf
soll der Druck in der Schleuse 1 beim Ausschleusen ansteigen, bis er den Druck des
umgebenden Wassers erreicht, und beim Aufnehmen abzusinken, bis er den Druck im Inneren
des Druckkörpers 5 erreicht, ohne den Taucher zu gefährden.
[0081] Der Regler 3 gehört zu einem geschlossenen Luftdruck-Regelkreis mit dem geforderten
zeitlichen Verlauf P(t) des Luftdrucks P in der Schleuse 1 als der Führungsgröße.
Die im Folgenden beschriebene Regelung wird sowohl beim Ausschleusen als auch beim
Aufnehmen eines Tauchers durchgeführt, nachdem das Wasser in der Schleuse 1 eine geforderte
Höhe erreicht hat (stationärer Zustand SZ2 erreicht). Dieses Ereignis wird in einer
Ausgestaltung allein vom Wasserdruck-Sensor S1 entdeckt. In einer Ausgestaltung wird
der Vorgang, Wasser durch die Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 zu leiten, beendet,
wenn der Druck, den der Wasserdruck-Sensor S1 misst, um einen vorgegebenen Betrag
oberhalb des Drucks, den der Luftdruck-Sensor S2 misst, liegt. Der Taucher in der
Schleuse 1 wird über eine externe Versorgung versorgt, beispielsweise über Sauerstoffflaschen.
[0082] Der Luftdruck-Sensor S2 misst den tatsächlichen aktuellen Luftdruck P_Ist im Bereich
L oberhalb der Wasseroberfläche WO. Um die Regelabweichung, also die Abweichung zwischen
einem geforderten Druck P und dem gemessenen tatsächlichen Druck P_Ist, zu verringern,
steuert der Regler 3 über die Stell-Logik 4 die beiden Ventile V1 und V2 an, um den
Luftdruck im oberen Bereich L der Schleuse 1 zu vergrößern oder zu verkleinern. Als
eine Störgröße im regelungstechnischen Sinne fungiert die Luft, die der Taucher in
der Schleuse 1 ausatmet und die den Druck im Bereich L in nicht vorhersehbarer Weise
verändern kann, sowie unvermeidliche Schwankungen beim Zuführen von Druckluft und
/ oder Wasser. Die Regelung wird durchgeführt, solange der Taucher sich in der Schleuse
1 befindet, und wird beim Ausschleusen beendet, wenn der stationäre Zustand SZ3 (Schleuse
ist mit Wasser gefüllt, Außendruck herrscht) erreicht ist und der Taucher durch das
seitliche Luk L3 die Schleuse 1 verlassen kann, und beim Aufnehmen beendet, wenn der
stationäre Zustand SZ2 (Schleuse ist mit Wasser gefüllt, Innendruck herrscht) erreicht
ist und der Taucher durch das untere Luk L1 die Schleuse 1 verlassen kann.
[0083] Fig. 6 zeigt schematisch den Regelkreis, der zum Regeln des Luftdrucks verwendet
wird. Die Führungsgröße ist der geforderte zeitliche Verlauf P(t) des Luftdrucks im
oberen Bereich L. Die Regelgröße ist der tatsächliche Luftdruck P_Ist(t), den der
Luftdruck-Sensor S2 misst. Die Stellglieder sind die beiden Ventile V1 und V2. Die
Stellgrößen sind die berechneten Positionen der Ventilkörper dieser beiden Ventile
V1 und V2, die während der Regelung verändert werden können. Der Regler 3 berechnet
die Werte für diese Stellgrößen, und die Stell-Logik 4 erzeugt entsprechende Stellbefehle
für die Ventile V1 und V2.
[0084] Bevorzugt wird ein weiterer Regelkreis realisiert, während Wasser durch die Fluidverbindung
12 aus der Regelzellen-Anlage 7 nach oben in die Schleuse 1 geleitet wird. Verhindert
werden soll, dass das Wasser, welches über die Fluidverbindung 12 in die Schleuse
1 geleitet wird, sprudelt oder gurgelt, weil dies zu unerwünschten Geräuschen führt.
Ein solches unerwünschtes Sprudeln oder Gurgeln tritt vor allem bei einem niedrigen
Wasserstand in der Schleuse 1 auf, also zu Beginn des Vorgangs, die Schleuse 1 zu
fluten. Daher ist ein geforderter zeitlicher Verlauf der Zufluss-Geschwindigkeit v
in die Schleuse 1 in Abhängigkeit vom Wasserstand h in der Schleuse 1 vorgegeben.
Der Regler 3 erhält Signale von dem Wasserdruck-Sensor S1 und leitet daraus den aktuellen
Wasserstand h_Ist in der Schleuse 1 ab. In einer Ausgestaltung erhält der Regler 3
außerdem Signale von dem Akustik-Sensor S4 und verwendet diese für die Regelung. Der
Regler 3 steuert über die Stell-Logik 4 das Ventil V3 an, damit die tatsächliche Zufluss-Geschwindigkeit
v_Ist gleich der geforderten Flussgeschwindigkeit v in Abhängigkeit vom gemessenen
Wasserstand h_Ist ist. In einer Ausgestaltung reduziert der Regler 3 die Zufluss-Geschwindigkeit
v, wenn der Akustik-Sensor S4 relevante Geräusche misst.
[0085] Fig. 7 zeigt schematisch den Regelkreis, der zum Zuführen des Wassers in den unteren
Bereich W der Schleuse 1 verwendet wird. Die Führungsgröße ist die geforderte Fließgeschwindigkeit
v des Wassers durch die Fluidverbindung 12 in die Schleuse 1 als Funktion des gemessenen
Füllstands (der Füllhöhe h). Die Regelgröße ist die gemessene tatsächliche Fließgeschwindigkeit
v_Ist. Der Regler 3 leitet die Fließgeschwindigkeit v_Ist sowie den Füllstand (die
Füllhöhe h_Ist) des Wassers in der Schleuse 1 aus Messwerten der beiden Sensoren S1
und S2 ab. Die einzige Stellgröße ist eine einzustellende Position des Ventil V3 in
der Fluidverbindung 12.
[0086] Vorzugsweise werden der Regler 3, die Stell-Logik 4, die Ventile V1, V2 und V3 sowie
die Sensoren S1 bis S5 laufend überwacht. Falls ein Fehler entdeckt wird, so werden
die Ventile V1, V2 und V3 rasch geschlossen, um eine ungeregelte Veränderung des Luftdrucks
oder des Wasserstandes in der Schleuse 1 zu verhindern. Eine Meldung wird abgegeben,
so dass ein Besatzungsmitglied des U-Boots die Ventile V1, V2 und V3 manuell ansteuern
kann und bei Bedarf den Kugelhahn K1 schließen kann. Insbesondere werden folgende
fehlerhafte Situationen erkannt:
- Der Regler 3, die Stell-Logik 4, ein Ventil V1, V2, V3 oder ein Sensor S1 bis S5 ist
ausgefallen und gibt keine Signale oder aber eine Fehlermeldung aus.
- Der Wasserdruck-Sensor S1 liefert einen kleineren Wert als der Luftdruck-Sensor S2.
Dies ist ein Fehler, denn die Wassersäule über dem Wasserdruck-Sensor S1 übt immer
einen größeren Druck auf den Sensor S1 aus als die Druckluft auf den Sensor S2.
- Ein Messwert von einem Sensor S1 oder S2 ist physikalisch nicht möglich, oder die
Messwerte verändern sich in einer physikalisch nicht möglichen Weise.
- Ein Taucher oder ein Besatzungsmitglied hat einen Nothalt-Schalter betätigt.
[0087] Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems. Die
Stell-Logik 4 wird in dieser und den folgenden Figuren nicht gezeigt. Das Schleusen-System
gemäß Fig. 8 unterscheidet sich wie folgt von dem Schleusen-System von Fig. 1:
- Die Fluidverbindung 11 verbindet die Schleuse 1 nicht mit einer Druckluft-Anlage 6,
sondern ebenfalls mit dem Inneren des Druckkörpers 5. Ein Kompressor 8 ist an der
Fluidverbindung 11 angeordnet und vermag Luft aus dem Inneren des Druckkörpers 5 zu
komprimieren und in die Fluidverbindung 11 zu leiten.
- Um den Druck im Bereich L der Schleuse 1 stärker zu komprimieren, als der Kompressor
8 es vermag, vermag eine Zwei-Wege-Pumpe 19 Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 über
eine Bypass-Fluidverbindung 13 um das Ventil V3 herum in die Schleuse 1 zu pumpen
und umgekehrt Wasser aus der Schleuse 1 in die Regelzellen-Anlage 7 zu fördern. Die
Zwei-Wege-Pumpe 19 ist vorzugsweise als hydraulische Pumpe ausgelegt und vermag auch
bei einem teilweisen Ausfall der Stromversorgung noch Wasser zu fördern.
[0088] Ein hoher Luftdruck wird im Bereich L der Schleuse 1 aufgebaut, indem das Ventil
V1 geschlossen wird und weiteres Wasser in die Schleuse 1 gefördert wird.
[0089] Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems. In
dieser dritten Ausführungsform sind drei Füllstands-Schalter F1, F2, F3 anstelle eines
Luftdruck-Sensors S2 vorgesehen. Jeder Füllstands-Schalter F1, F2, F3 gibt ein Signal
ab, wenn das Wasser in der Schleuse 1 diesen Schalter erreicht. In dieser Ausführungsform
ist die Pumpe eine Ein-Weg-Pumpe 9 und vermag Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7
in die Schleuse 1 zu fördern, aber nicht umgekehrt. Bei der dritten Ausführungsform
ist die Schleuse 1 nicht über eine Fluidverbindung 11 mit einer Druckluft-Anlage verbunden.
Der Druck der Luft in dem oberen Bereich L wird ausschließlich durch den Füllstand
des Wassers gesteuert, wenn das Ventil V1 geschlossen ist.
[0090] Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems. In
dieser vierten Ausführungsform ist die Schleuse 1 nicht über eine Fluidverbindung
12 mit einer Regelzellen-Anlage 7 verbunden, sondern über eine Fluidverbindung 22
mit dem Umgebungswasser, in dem das Unterwasserfahrzeug schwimmt. Eine Lenzpumpe 20
vermag Wasser gegen den Wasserdruck des umgebenden Wassers aus der Schleuse 1 hinaus
zu fördern. Der Regler 3 vermag die Ein-Weg-Lenzpumpe 20 so anzusteuern, dass die
Lenzpumpe 20 Wasser mit einer vorgegebenen Fließrate fördert. Zwei Ventile V4 und
V5 steuern den Zufluss von umgebendem Wasser in die Schleuse 1. Das Ventil V4 hat
einen größeren Durchmesser als das Ventil V5 und ermöglicht daher eine größere Durchflussrate.
Der Regler 3 vermag die beiden Ventile V4 und V5 unabhängig voneinander anzusteuern
und damit eine Vielzahl von möglichen Zuflussraten zu realisieren.
[0091] Fig. 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform des lösungsgemäßen Schleusen-Systems. Genau
wie bei der vierten Ausführungsform, die in Figur 10 gezeigt wird, steht bei der fünften
Ausführungsform die Schleuse 1 über eine Fluidverbindung 22 in Verbindung mit dem
umgebenden Wasser. Im Gegensatz zur vierten Ausführungsform ist genauso wie bei der
zweiten Ausführungsform eine Zwei-Wege-Pumpe 19 vorhanden. Diese Zwei-Wege-Pumpe 19
wird vom Regler 3 angesteuert und vermag wahlweise Wasser aus der Schleuse 1 gegen
die Druck des umgebenden Wassers hinaus zu fördern, wirkt dann also als eine Lenzpumpe,
oder Wasser in die Schleuse 1 fließen zu lassen. In dieser Ausführungsform wird der
Füllstand mit Hilfe des Wasserdruck-Sensors S1 sowie dreier Füllstands-Schalter F1,
F2 und F3 gemessen. Bei der fünften Ausführungsform ist die Schleuse 1 nicht über
eine Fluidverbindung 11 mit einer Druckluft-Anlage verbunden. Der Druck der Luft in
dem oberen Bereich L wird ausschließlich durch den Füllstand des Wassers gesteuert,
wenn das Ventil V1 geschlossen ist. Auch in der fünften Ausführungsform wird der Druck
der Luft im Bereich L nur durch den Füllstand des Wassers gesteuert.
Bezugszeichen
[0092]
| 1 |
Schleuse des Schleusen-Systems in Form einer Kammer, umfasst die Luken L1, L2 und
L3, lässt sich mit Wasser füllen |
| 2 |
Gitter in der Schleuse 1, auf dem ein Taucher stehen kann |
| 3 |
Regler, erhält Signale von den Sensoren S1, S2, erzeugt Stellsignale für die Stell-Logik
4, um die Ventile V1, V2, V3 anzusteuern |
| 4 |
Stell-Logik, erhält Stell-Signale vom Regler 3 angesteuert, steuert die Ventile V1,
V2, V3 über einzelne Stellbefehle an |
| 5 |
Druckkörper des Unterseeboots, umschließt den Innenraum I, der über die Fluidverbindung
10 mit der Schleuse 1 verbunden ist |
| 6 |
Druckluft-Anlage, über die Fluidverbindung 10 mit der Schleuse 1 verbunden |
| 7 |
Regelzellen-Anlage des Unterseeboots, vermag die Trimmlage des U-Boots im Wasser zu
verändern, über die Fluidverbindung 11 mit der Schleuse 1 verbunden |
| 8 |
optionaler Kompressor, an der Fluidverbindung 11 angeordnet, komprimiert Luft aus
dem Inneren des Druckkörpers 5 |
| 9 |
Ein-Weg-Pumpe, vermag Wasser aus der Regelzellen-Anlage 7 durch eine Fluidverbindung
13, 22 in die Schleuse 1 zu pumpen |
| 10 |
Fluidverbindung zum Entlüften der Schleuse 1, führt in den Druckkörper 5,lässt sich
durch das Ventil V1 schließen |
| 11 |
Fluidverbindung, welche die Druckluft-Anlage 6 mit der Schleuse 1 verbindet, lässt
sich durch das Ventil V2 schließen |
| 12 |
Fluidverbindung von der Regelzellenanlage 7 zur Schleuse 1, lässt sich durch das Ventil
V3 schließen |
| 13 |
Bypass-Fluidverbindung um das Ventil V3 herum |
| 16 |
Schalldämpfer, an der Mündung der Fluidverbindung 11 in die Schleuse 1 angeordnet |
| 19 |
Zwei-Wege-Pumpe, vermag wahlweise Wasser in die Schleuse 1 oder aus der Schleuse 1
zu fördern |
| 20 |
Lenzpumpe, fördert Wasser aus der Schleuse 1 gegen den Druck des |
| |
umgebenden Wassers nach außen |
| 22 |
Fluidverbindung, welche die Schleuse 1 mit dem umgebenden Wasser verbindet |
| F1, F2, F3 |
Füllstands-Schalter an der Wand der Schleuse 1, erzeugt ein Signal, wenn das Wasser
in der Schleuse 1 den jeweiligen Schalter erreicht |
| I |
Innenraum im Inneren des Druckbehälters 5 |
| K1 |
mechanischer Kugelhahn, ermöglicht es, die Fluidverbindung 10 manuell zu schließen |
| L |
Bereich in der Schleuse 1 oberhalb der Wasseroberfläche WO, von Druckluft gefüllt |
| L1 |
unteres Luk durch welche ein Taucher in die Schleuse 1 gelangen kann |
| L2 |
oberes Luk, fungiert als Notausstieg |
| L3 |
seitliches Luk, durch welche ein Taucher seitlich aus der Schleuse 1 aussteigen kann |
| M1 |
analoges Manometer, misst den Wasserdruck in der Fluidverbindung 12 |
| S1 |
elektronischer Wasserdruck-Sensor, misst den Druck des Wassers im Bereich W der Schleuse
1 unterhalb der Oberfläche WO, an der Innenwand der Schleuse 1 angebracht |
| S2 |
elektronischer Luftdruck-Sensor, misst den Druck der Luft im Bereich L der Schleuse
1 oberhalb der Wasseroberfläche WO, an der Innenwand der Schleuse 1 angebracht |
| S3 |
Außendruck-Sensor, misst den Druck des Wassers, welches das U-Boot umgibt |
| S4 |
Akustik-Sensor, misst die Geräuschentwicklung am Zulauf der Fluidverbindung 12 in
die Schleuse 1 |
| S5 |
Innendruck-Sensor, misst den Luftdruck, der im Inneren des Druckbehälters 5 herrscht |
| V1 |
Ventil in der Fluidverbindung 10 zum Entlüften der Schleuse 1 |
| V2 |
Ventil in der Fluidverbindung 11 von der Druckluft-Anlage 6 zur Schleuse 1 |
| V3 |
Ventil in der Fluidverbindung 12 von der Regelzellenanlage 7 zur Schleuse 1 |
| V4, V5 |
Ventil, welche den Zufluss von umgebenden Wasser in die Schleuse 1 steuern |
| W |
Bereich in der Schleuse 1 unterhalb der Wasseroberfläche WO, vom Wasser gefüllt |
| WO |
Wasseroberfläche des Wassers in der Schleuse 1 |
1. Unterwasserfahrzeug mit einem Schleusen-System zum Ausschleusen mindestens eines Tauchers
unter Wasser,
wobei das Schleusen-System
- eine Schleuse (1) zum Ausschleusen des oder mindestens eines Tauchers,
- eine erste Fluidverbindung (11, 12) und
- eine erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3)
umfasst,
wobei ein Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse (1) hinein
leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) dazu ausgestaltet ist, die
Fließrate von Fluid durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch in die Schleuse
(1) auf einen vorgegebenen Wert einzustellen,
das Schleusen-System
- einen Regler (3, 4) und
- einen Fluiddruck-Sensor (S2)
umfasst,
wobei der Fluiddruck-Sensor (S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, die
mit dem Druck (P_Ist(t)) eines Fluids in der Schleuse (1) korreliert, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors
(S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern,
dass der gemessene Fluiddruck (P_Ist(t)) ansteigt, bis er gleich einem vorgegebenen
oder gemessenen oder berechneten Zielwert (P(t)) für den Fluiddruck ist,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein erster und ein zweiter Druck-Verlauf
(P(t)) abgespeichert ist, wobei die beiden abgespeicherten Druck-Verläufe einen geforderten
zeitlichen Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgeben und wobei
die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit und /
oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall zunimmt, unterscheiden,
wobei ein abgespeicherter zeitlicher Druck-Verlauf auswählbar ist und wobei der Regler
(3, 4) dazu ausgestaltet ist, abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die
erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) wahlweise
- mit dem Regelungs-Ziel, dass der zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks
gleich dem ersten abgespeicherten Druck-Verlauf ist, oder
- mit dem Regelungs-Ziel, dass der zeitliche Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks
gleich dem zweiten abgespeicherten Druck-Verlauf ist,
anzusteuern, um das Ausschleusen möglichst schnell oder mit möglichst wenig Geräuschentwicklung
oder mit möglichst wenig Energieverbrauch durchzuführen.
2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug einen Wasserdruck-Sensor (S3) umfasst, welcher dazu ausgestaltet
ist, eine Größe zu messen, welche mit dem Druck des das Unterwasserfahrzeug umgebenden
Wassers korreliert ist,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, den Zielwert in Abhängigkeit von einem
Signal des Wasserdruck-Sensors (S3) zu berechnen.
3. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) dergestalt anzusteuern,
dass der Anstieg des Fluiddrucks (P_Ist(t)) in der Schleuse (1) eine vorgegebene Nebenbedingung
erfüllt.
4. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Wasser als das Fluid durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch in die Schleuse
(1) hinein leitbar ist,
wobei ein Zustand herstellbar ist, in welchem
- ein unterer Bereich (W) der Schleuse (1) mit Wasser gefüllt ist und
- ein oberer Bereich (L) der Schleuse (1) mit Luft gefüllt ist,
wobei der Fluiddruck-Sensor (S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, die
mit dem Druck (P_Ist(t)) der Luft im oberen Bereich (L) korreliert,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern,
dass die erste Fluidverbindung (11, 12) den Zufluss von Wasser in die Schleuse (1)
solange bewirkt oder ermöglicht,
bis der steigende Füllstand des Wassers in der Schleuse (1) zu einem Luftdruck im
oberen Bereich (L) führt, der gleich dem Zielwert für den Luftdruck ist.
5. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug ein Reservoir (6, 8, I) für Fluid, insbesondere für Luft,
aufweist und
die erste Fluidverbindung (11, 12) den Zufluss von Fluid aus dem Luft-Reservoir (6,
8, I) hindurch in die Schleuse (1) hinein bewirkt oder ermöglicht.
6. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fluid-Reservoir (6, 8, I) eine Druckluft-Anlage (6) umfasst und
die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) ein Druckluft-Ventil (V2) umfasst,
wobei die Druckluft-Anlage (6) dazu ausgestaltet ist, Druckluft bereitzustellen, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, zur Erreichung des Regelungs-Ziels
das Druckluft-Ventil (V2) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) anzusteuern.
7. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 5 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fluid-Reservoir (6, 8, I) einen Kompressor (8) für Luft umfasst,
wobei der Luft-Kompressor (8) dazu ausgestaltet ist, im oberen Bereich (L) der Schleuse
(1) einen Luftdruck zu erzeugen, der größer als der Luftdruck im Luft-Reservoir ist,
und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) den Luft-Kompressor (8) mit dem
Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der Luftdruck im oberen Bereich (L) ansteigt, bis
er gleich dem Zielwert für den Luftdruck ist.
8. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
- eine zweite Fluidverbindung (12) und
- eine zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3)
umfasst,
wobei durch die erste Fluidverbindung (11) hindurch Luft in die Schleuse (1) hinein
leitbar ist,
wobei durch die zweite Fluidverbindung (12) hindurch Wasser in die Schleuse (1) hinein
leitbar ist,
wobei ein Zustand herstellbar ist, in welchem
- ein unterer Bereich (W) der Schleuse (1) mit Wasser gefüllt ist und
- ein oberer Bereich (L) der Schleuse (1) mit Luft gefüllt ist,
wobei die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) dazu ausgestaltet ist, abhängig
von einer Ansteuerung durch den Regler (3, 4) den Fluss von Wasser durch die zweite
Fluidverbindung (12) entweder zu verhindern oder aber ermöglichen oder zu bewirken,
und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
- sowohl die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2) zur Erreichung des Regelungs-Ziels
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) anzusteuern
- als auch die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) dergestalt anzusteuern,
dass die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) den Zufluss von Wasser in die
Schleuse (1) bewirkt oder ermöglicht, bis der steigende Füllstand des Wassers in der
Schleuse (1) eine vorgegebene Eigenschaft erfüllt.
9. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System einen Füllstands-Sensor (F1, F2, F3, S1, S2) umfasst, wobei der
Füllstand-Sensor (F1, F2, F3, S1, S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen,
die mit dem Füllstand des Wassers in dem unteren Bereich (W) korreliert,
wobei ein Zustand herstellbar ist, in welchem
- ein unterer Bereich (W) der Schleuse (1) mit Wasser gefüllt ist und
- ein oberer Bereich (L) der Schleuse (1) mit Luft gefüllt ist,
wobei die erste Fluidverbindung oder eine weitere Fluidverbindung (12) des Schleusen-Systems
als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet ist, durch welche Wasser in die Schleuse
(1) leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit oder eine weitere Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V3) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet
ist, welche die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung (12) hindurch
auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
- den aktuellen Füllstand des Wassers in der Schleuse (1) abhängig von Signalen des
Füllstands-Sensors (F1, F2, F3, S1, S2) zu ermitteln,
- die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) abhängig vom ermittelten Füllstand
anzusteuern und
- zur Erreichung des Regelungs-Ziel die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3)
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) und abhängig von dem ermittelten
aktuellen Füllstand des Wassers anzusteuern.
10. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
den aktuellen Füllstand des Wassers in der Schleuse (1) abhängig von Signalen des
Fluiddruck-Sensors (S2) und von Signalen des Füllstands-Sensors (F1, F2, F3, S1, S2)
zu berechnen.
11. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine geforderte funktionale Abhängigkeit (v(h))
- eines Maßes für die Fließ-Geschwindigkeit (v) oder für die Fließ-Rate von Wasser
durch die Wasser-Fluidverbindung (12)
- in Abhängigkeit des Füllstands (h) von Wasser in der Schleuse (1)
vorgegeben ist,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V3) mit dem Ziel anzusteuern,
dass die tatsächliche Fließ-Geschwindigkeit (v) oder Fließ-Rate durch die Wasser-Fluidverbindung
gemäß der geforderten funktionalen Abhängigkeit (v(h)) von dem ermittelten tatsächlichen
Füllstand (h) in der Schleuse (1) abhängt.
12. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Unterwasserfahrzeug einen Wassertank (7) umfasst,
wobei die erste Fluidverbindung oder eine weitere Fluidverbindung (12) des Schleusen-Systems
als eine Wasser-Fluidverbindung (12) ausgestaltet ist, durch welche Wasser aus dem
Wassertank in die Schleuse (1) leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit oder eine weitere Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V3) des Schleusen-Systems als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) ausgestaltet
ist, welche die Fließrate von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung (12) hindurch
auf einen vorgegebenen Wert einzustellen vermag, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V3) anzusteuern.
13. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Fluidverbindung oder eine weitere Fluidverbindung (22) des Schleusen-Systems
als eine Wasser-Fluidverbindung ausgestaltet ist, durch welche Wasser, welches das
Unterwasserfahrzeug umgibt, in die Schleuse (1) leitbar ist,
wobei die erste oder eine weitere Fließraten-Einstellungs-Einheit (20) des Schleusen-Systems
als eine Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit ausgestaltet ist, welche die Fließrate
von Wasser durch die Wasser-Fluidverbindung (22) hindurch auf einen vorgegebenen Wert
einzustellen vermag, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die Wasser-Fließraten-Einstellungs-Einheit
(20) anzusteuern.
14. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
- eine dritte Fluidverbindung (10) und
- eine dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit (V1)
umfasst,
wobei durch die dritte Fluidverbindung (10) hindurch Fluid aus der Schleuse (1) heraus
leitbar ist,
wobei die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit (V1) dazu ausgestaltet ist, die Fließrate
von Fluid durch die dritte Fluidverbindung (10) hindurch auf einen vorgegebenen Wert
einzustellen, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors
(S2) zur Erreichung des Regelungs-Ziels zusätzlich die dritte Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V1) anzusteuern.
15. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
- eine Einstiegs-Öffnung (L1) und
- eine Ausstiegs-Öffnung (L3),
umfasst,
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist, die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
anzusteuern, während beide Öffnungen (L1, L3) geschlossen sind.
16. Verfahren zur Ausschleusung mindestens eines Tauchers unter Wasser aus einem getauchten
Unterwasserfahrzeug,
wobei zur Ausschleusung ein Schleusen-System des Unterwasserfahrzeugs verwendet wird,
wobei das verwendete Schleusen-System
- eine Schleuse (1) zum Aufnehmen des oder mindestens eines Tauchers,
- eine erste Fluidverbindung (11, 12) und
- eine erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3)
umfasst,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass
- der oder jeder Taucher sich aus dem Unterwasserfahrzeug in die Schleuse (1) begibt,
- ein Fluid durch die erste Fluidverbindung hindurch in die Schleuse (1) hinein geleitet
wird,
- die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) die Fließrate von Fluid durch
die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch in die Schleuse (1) auf einen vorgegebenen
Wert einstellt, und
- der oder jeder Taucher sich aus der Schleuse (1) in das umgebende Wasser begibt,
wobei das Schleusen-System
- einen Regler (3, 4) und
- einen Fluiddruck-Sensor (S2)
umfasst,
wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst, dass
- der Fluiddruck-Sensor (S2) eine Größe misst, die mit dem Druck eines Fluids in der
Schleuse (1) korreliert, und
- der Regler (3, 4) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) automatisch mit dem Regelungs-Ziel ansteuert, dass der gemessene Fluiddruck
(P_Ist(t)) ansteigt, bis er gleich einem vorgegebenen oder gemessenen oder berechneten
Zielwert für den Fluiddruck (P(t)) ist.
wobei in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein erster und ein zweiter
Druck-Verlauf abgespeichert ist, wobei die beiden abgespeicherten Druck-Verläufe einen
geforderten zeitlichen Verlauf des ansteigenden Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgeben
und wobei die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit
und / oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall zunimmt,
unterscheiden,
wobei der Schritt, dass der Regler (3, 4) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
ansteuert, den Schritt umfasst, dass der Fluiddruck-Sensor (S2) einen zeitlichen Verlauf
der mit dem Fluiddruck korrelierenden Größe misst,
wobei das Verfahren, um das Ausschleusen möglichst schnell oder mit möglichst wenig
Geräuschentwicklung oder mit möglichst wenig Energieverbrauch durchzuführen, die Schritte
umfasst, dass
- ein abgespeicherter Druck-Verlauf ausgewählt wird und
- der Regler (3, 4) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel ansteuert,
- dass der zeitliche Verlauf des gemessenen ansteigenden Fluiddrucks gleich dem ausgewählten
geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleusen-System
- eine zweite Fluidverbindung (12) und
- eine zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3)
umfasst,
wobei ein Zustand hergestellt wird, in welchem
- ein unterer Bereich (W) der Schleuse (1) mit Wasser gefüllt ist und
- ein oberer Bereich (L) der Schleuse (1) mit Luft gefüllt ist,
während der Taucher sich in der Schleuse (1) befindet, und
wobei das Verfahren einen Luftdruck-Anstiegs-Vorgang und einen Füllstands-Anstiegs-Vorgang
umfasst,
wobei der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang die Schritte umfasst, dass
- durch die erste Fluidverbindung (11) hindurch Luft in die Schleuse (1) hinein geleitet
wird und
- der Regler (3, 4) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2) abhängig von Signalen
des Fluiddruck-Sensors (S2) zur Erreichung des Regelungs-Ziels ansteuert und
wobei der Füllstands-Anstiegs-Vorgang die Schritte umfasst, dass
- durch die zweite Fluidverbindung (12) hindurch Wasser in die Schleuse (1) hinein
geleitet wird, so dass der Füllstand ansteigt, und
- der Regler (3, 4) die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) dergestalt ansteuert,
dass die zweite Fließraten-Einstellungs-Einheit (V3) den Zufluss von Wasser in die
Schleuse (1) bewirkt oder ermöglicht, bis der Füllstand des Wassers in der Schleuse
(1) eine vorgegebene Eigenschaft erfüllt.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstands-Anstiegs-Vorgang vor dem Luftdruck-Anstiegs-Vorgang begonnen wird und
der Luftdruck-Anstiegs-Vorgang begonnen wird, bevor der Füllstands-Anstiegs-Vorgang
beendet wird.
19. Unterwasserfahrzeug mit
- einem Druckkörper (5), der einen fluidgefüllten Innenbereich (I), in dem sich ein
Mensch aufhalten kann, umschließt, und
- einem Schleusen-System zum Aufnehmen mindestens eines Tauchers unter Wasser,
wobei das Schleusen-System
- eine Schleuse (1) zum Aufnehmen des oder mindestens eines Tauchers,
- eine erste Fluidverbindung (11, 12) und
- eine erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3)
umfasst,
wobei ein Fluid durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch aus der Schleuse
(1) heraus leitbar ist,
wobei die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3) dazu ausgestaltet ist, die
Fließrate von Fluid aus der Schleuse (1) durch die erste Fluidverbindung (11, 12)
hindurch auf einen vorgegebenen Wert einzustellen,
wobei das Schleusen-System
- einen Regler (3, 4) und
- einen Fluiddruck-Sensor (S2)
umfasst,
wobei der Fluiddruck-Sensor (S2) dazu ausgestaltet ist, eine Größe zu messen, die
mit dem Druck (P_Ist(t)) eines Fluids in der Schleuse (1) korreliert, und
wobei der Regler (3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel anzusteuern, dass der gemessene Fluiddruck (P_Ist(t))
absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich (I) des Druckkörpers (5) ist
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein erster und ein zweiter Druck-Verlauf
abgespeichert ist, wobei die beiden abgespeicherten Druck-Verläufe einen geforderten
zeitlichen Verlauf des absinkenden Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgeben und wobei
die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit und /
oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall absinkt, unterscheiden,
wobei ein abgespeicherter zeitlicher Druck-Verlauf auswählbar ist und wobei der Regler
(3, 4) dazu ausgestaltet ist,
abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) wahlweise
- mit dem Regelungs-Ziel, dass der zeitliche Verlauf des absinkenden gemessenen Fluiddrucks
(P_Ist(t)) gleich dem ersten abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf
ist, oder
- mit dem Regelungs-Ziel, dass der zeitliche Verlauf des absinkenden gemessenen Fluiddrucks
(P_Ist(t)) gleich dem zweiten abgespeicherten geforderten zeitlichen Druck-Verlauf
ist,
anzusteuern, um das Aufnehmen möglichst schnell oder mit möglichst wenig Geräuschentwicklung
oder mit möglichst wenig Energieverbrauch durchzuführen.
20. Verfahren zum Aufnehmen mindestens eines Tauchers unter Wasser in ein getauchtes Unterwasserfahrzeug,
wobei das Unterwasserfahrzeug
- einen Druckkörper (5), der einen fluidgefüllten Innenbereich (I), in dem sich ein
Mensch aufhalten kann, umschließt, und
- ein Schleusen-System zum Aufnehmen des oder jedes Tauchers unter Wasser
umfasst,
wobei das Schleusen-System
- eine Schleuse (1) zum Aufnehmen des oder mindestens eines Tauchers,
- eine erste Fluidverbindung (11, 12) und
- eine erste Fließraten-Einstellungs-Einheit (V2, V3)
umfasst,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass
- der oder jeder Taucher sich aus dem umgebenden Wasser in die Schleuse (1) begibt,
- ein Fluid aus der Schleuse (1) heraus durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch
geleitet wird,
- die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit die Fließrate von Fluid aus der Schleuse
(1) durch die erste Fluidverbindung (11, 12) hindurch auf einen vorgegebenen Wert
einstellt und
- der oder jeder Taucher sich aus der Schleuse (1) in den Innenbereich (I) begibt,
wobei das Schleusen-System
- einen Regler (3, 4) und
- einen Fluiddruck-Sensor (S2)
umfasst,
wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst, dass
- der Fluiddruck-Sensor (S2) eine Größe misst, die mit dem Druck (P_Ist(t)) eines
Fluids in der Schleuse (1) korreliert, und
- der Regler (3, 4) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) automatisch mit dem Regelungs-Ziel ansteuert, dass der gemessene Fluiddruck
(P_Ist(t)) absinkt, bis er gleich dem Druck im Innenbereich (I) des Druckkörpers (5)
ist;
wobei in einem Datenspeicher des Reglers (3, 4) mindestens ein erster und ein zweiter
Druck-Verlauf abgespeichert ist, wobei die beiden abgespeicherten Druck-Verläufe einen
geforderten zeitlichen Verlauf des absinkenden Fluiddrucks in der Schleuse (1) vorgeben
und wobei die beiden Druck-Verläufe sich hinsichtlich der geforderten Geschwindigkeit
und / oder der Beschleunigung, mit welcher der Druck in einem Zeitintervall absinkt,
unterscheiden,
wobei der Schritt, dass der Regler (3, 4) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
ansteuert, den Schritt umfasst, dass der Fluiddruck-Sensor (S2) einen zeitlichen Verlauf
der mit dem Fluiddruck korrelierenden Größe misst,
wobei das Verfahren, um das Aufnehmen möglichst schnell oder mit möglichst wenig Geräuschentwicklung
oder mit möglichst wenig Energieverbrauch durchzuführen, die Schritte umfasst, dass
- ein abgespeicherter Druck-Verlauf ausgewählt wird und
- der Regler (3, 4) abhängig von Signalen des Fluiddruck-Sensors (S2) die erste Fließraten-Einstellungs-Einheit
(V2, V3) mit dem Regelungs-Ziel ansteuert,
- dass der zeitliche Verlauf des gemessenen absinkenden Fluiddrucks gleich dem ausgewählten
geforderten zeitlichen Druck-Verlauf ist.
1. Underwater vehicle with an airlock system for locking out at least one diver underwater,
wherein the lock system comprises
- a lock (1) for locking out the diver or at least one diver,
- a first fluid connection (11, 12) and
- a first flow rate setting unit (V2, V3),
wherein a fluid can be directed through the first fluid connection into the lock (1),
wherein the first flow rate setting unit (V2, V3) is configured to set the flow rate
of fluid through the first fluid connection (11, 12) into the lock (1) to a predetermined
value,
the lock system comprieses
- a controller (3, 4) and
- a fluid pressure sensor (S2),
wherein the fluid pressure sensor (S2) is configured to measure a variable that correlates
with the pressure (P_Ist(t)) of a fluid in the lock (1), and
wherein the controller (3, 4) is configured to control the first flow rate setting
unit (V2, V3) in dependence on signals from the fluid pressure sensor (S2) with the
control aim of increasing the measured fluid pressure (P_Ist(t)) until it is equal
to a predetermined or measured or calculated target value (P(t)) for the fluid pressure,
characterised in that at least a first and a second pressure curve (P(t)) are stored in a data memory of
the controller (3, 4), wherein the two stored pressure curves specify a required time
of the increasing fluid pressure in the lock (1) and wherein the two pressure profiles
differ with regard to the required rate and/or the acceleration with which the pressure
increases in a time interval,
wherein a stored pressure-time curve can be selected and wherein the controller (3,
4) is configured to control the first flow rate setting unit (V2, V3) depending on
signals from the fluid pressure sensor (S2)
- with the control objective that the time characteristic of the increasing fluid
pressure is equal to the first stored pressure characteristic, or
- with the control objective that the time characteristic of the increasing fluid
pressure is equal to the second stored pressure characteristic,
in order to carry out the lock out as quickly as possible or with as little noise
as possible or with as little energy consumption as possible.
2. Underwater vehicle according to claim 1,
characterised in that
the underwater vehicle comprises a water pressure sensor (S3) which is designed to
measure a variable that is correlated with the pressure of the water surrounding the
underwater vehicle,
wherein the controller (3, 4) is adapted to calculate the target value in dependence
on a signal from the water pressure sensor (S3).
3. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the controller (3, 4) is configured to
control the first flow rate setting unit (V2, V3) in such a way that
the increase in fluid pressure (P_Ist(t)) in the lock (1) fulfils a predetermined
constraint.
4. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
water can be directed as the fluid through the first fluid connection (11, 12) into
the lock (1),
whereby a state can be produced in which
- a lower region (W) of the lock (1) is filled with water and
- an upper region (L) of the lock (1) is filled with air,
the fluid pressure sensor (S2) being configured to measure a variable which correlates
with the pressure (P_Ist(t)) of the air in the upper region (L),
wherein the controller (3, 4) is configured to
control the first flow rate setting unit (V2, V3) with the control objective, depending
on signals from the fluid pressure sensor (S2),
that the first fluid connection (11, 12) causes or enables the inflow of water into
the lock (1),
until the rising level of the water in the lock (1) leads to an air pressure in the
upper region (L) which is equal to the target value for the air pressure.
5. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the underwater vehicle has a reservoir (6, 8, I) for fluid, in particular for air,
and
the first fluid connection (11, 12) effects or enables the inflow of fluid from the
air reservoir (6, 8, I) into the lock (1).
6. Underwater vehicle according to claim 5,
characterised in that
the fluid reservoir (6, 8, I) comprises a compressed air system (6) and
the first flow rate setting unit (V2, V3) comprises a compressed air valve (V2),
wherein the compressed air system (6) is configured to provide compressed air and
wherein the controller (3, 4) is configured to control the compressed air valve (V2)
in dependence on signals from the fluid pressure sensor (S2) in order to achieve the
control objective.
7. Underwater vehicle according to claim 5 or claim 6,
characterised in that
the fluid reservoir (6, 8, I) comprises a compressor (8) for air,
wherein the air compressor (8) is configured to generate an air pressure in the upper
region (L) of the lock (1) that is greater than the air pressure in the air reservoir,
and
wherein the controller (3, 4) is configured to
control the air compressor (8) in dependence on signals from the fluid pressure sensor
(S2) with the control objective of increasing the air pressure in the upper region
(L) until it is equal to the target value for the air pressure.
8. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the lock system comprises
- a second fluid connection (12) and
- a second flow rate setting unit (V3),
wherein air can be directed into the lock (1) through the first fluid connection (11),
wherein water can be directed into the lock (1) through the second fluid connection
(12),
wherein a state can be produced in which
- a lower region (W) of the lock (1) is filled with water and
- an upper region (L) of the lock (1) is filled with air,
wherein the second flow rate adjusting unit (V3) is configured to either prevent or
enable or cause the flow of water through the second fluid connection (12) depending
on a control by the controller (3, 4), and
wherein the controller (3, 4) is configured to
- control both the first flow rate setting unit (V2) to achieve the control objective
depending on signals from the fluid pressure sensor (S2)
- and to control the second flow rate setting unit (V3) in such a way that the second
flow rate setting unit (V3) causes or enables the inflow of water into the lock (1)
until the rising level of the water in the lock (1) fulfils a predetermined property.
9. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the lock system comprises a filling level sensor (F1, F2, F3, S1, S2),
wherein the filling level sensor (F1, F2, F3, S1, S2) is configured to measure a variable
that correlates with the filling level of the water in the lower region (W),
wherein a state can be produced in which
- a lower region (W) of the lock (1) is filled with water and
- an upper region (L) of the lock (1) is filled with air,
wherein the first fluid connection or a further fluid connection (12) of the lock
system is configured as a water fluid connection, through which water can be directed
into the lock (1),
wherein the first flow rate adjusting unit or a further flow rate adjusting unit (V3)
of the lock system is configured as a water flow rate adjusting unit which is capable
of adjusting the flow rate of water through the water fluid connection (12) to a predetermined
value,
wherein the controller (3, 4) is configured to
determine the current filling level of the water in the lock (1) in dependence on
signals from the filling level sensor (F1, F2, F3, S1, S2),
activate the water flow rate setting unit (V3) in dependence on the determined filling
level, and
- to control the water flow rate setting unit (V3) as a function of signals from the
fluid pressure sensor (S2) and as a function of the determined current level of water
in order to achieve the control objective.
10. Underwater vehicle according to claim 9,
characterised in that
the controller (3, 4) is configured to
calculate the current filling level of the water in the lock (1) depending on signals
from the fluid pressure sensor (S2) and from signals of the filling level sensor (F1,
F2, F3, S1, S2).
11. Underwater vehicle according to claim 9 or claim 10,
characterised in that
a required functional dependency (v(h))
- of a measure for the flow velocity (v) or for the flow rate of water through the
water-fluid connection (12)
- as a function of the filling level (h) of water in the lock (1),
wherein the controller (3, 4) is configured to control the water flow rate setting
unit (V3) with the aim of
the actual flow velocity (v) or flow rate through the water fluid connection depends
on the determined actual filling level (h) in the lock (1) in accordance with the
required functional dependence (v(h)).
12. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the underwater vehicle comprises a water tank (7),
wherein the first fluid connection or a further fluid connection (12) of the lock
system is configured as a water fluid connection (12), through which water can be
conducted from the water tank into the lock (1),
wherein the first flow rate setting unit or a further flow rate setting unit (V3)
of the lock system is designed as a water flow rate setting unit (V3) which is capable
of setting the flow rate of water through the water fluid connection (12) to a predetermined
value, and
wherein the controller (3, 4) is configured to control the water flow rate setting
unit (V3).
13. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the first fluid connection or a further fluid connection (22) of the lock system is
designed as a water-fluid connection, through which water surrounding the underwater
vehicle can be directed into the lock (1),
wherein the first or a further flow rate setting unit (20) of the lock system is configured
as a water flow rate setting unit, which is capable of setting the flow rate of water
through the water fluid connection (22) to a predetermined value, and
wherein the controller (3, 4) is configured to control the water flow rate setting
unit (20).
14. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the lock system
- comprises a third fluid connection (10) and
- a third flow rate setting unit (V1),
wherein fluid can be directed out of the lock (1) through the third fluid connection
(10),
wherein the third flow rate setting unit (V1) is configured to set the flow rate of
fluid through the third fluid connection (10) to a predetermined value, and
wherein the controller (3, 4) is configured to additionally control the third flow
rate setting unit (V1) in dependence on signals of the fluid pressure sensor (S2)
for achieving the control objective.
15. Underwater vehicle according to one of the preceding claims,
characterised in that
the lock system
comprises - an entry opening (L1) and
- an exit opening (L3),
wherein the controller (3, 4) is configured to activate the first flow rate setting
unit while both openings (L1, L3) are closed.
16. A method for locking out at least one diver under water from a submerged underwater
vehicle,
wherein a lock system of the underwater vehicle is used for the lock out,
wherein the lock system used comprising
- a lock (1) for receiving the or at least one diver,
- a first fluid connection (11, 12) and
- a first flow rate setting unit (V2, V3),
the method comprising the steps of
- the or each diver moving from the underwater vehicle into the lock (1),
- a fluid being directed through the first fluid connection into the lock (1),
the first flow rate setting unit (V2, V3) sets the flow rate of fluid through the
first fluid connection (11, 12) into the lock (1) to a predetermined value, and
the diver or each diver passes from the lock (1) into the surrounding water,
wherein the airlock system comprises
- a controller (3, 4) and
- a fluid pressure sensor (S2),
wherein the method comprises the further steps of
- the fluid pressure sensor (S2) measuring a variable that correlates with the pressure
of a fluid in the lock (1), and
- the controller (3, 4) automatically controls the first flow rate setting unit (V2,
V3) as a function of signals from the fluid pressure sensor (S2) with the control
objective of that the measured fluid pressure (P_Ist(t)) increases until it is equal
to a predetermined or measured or calculated target value for the fluid pressure (P(t)).
wherein at least a first and a second pressure profile are stored in a data memory
of the controller (3, 4), wherein the two stored pressure profiles specify a required
time profile of the increasing fluid pressure in the lock (1) and wherein the two
pressure curves differ with respect to the required rate and/or acceleration with
which the pressure increases in a time interval,
wherein the step of the controller (3, 4) controlling the first flow rate setting
unit comprises the step of the fluid pressure sensor (S2) measuring a time characteristic
of the variable correlating with the fluid pressure,
wherein the method for performing the lock-out as quickly as possible or with as little
noise as possible or with as little energy consumption as possible comprises the steps
of
- a stored pressure profile is selected and
- the controller (3, 4) activates the first flow rate setting unit (V2, V3) with the
control objective as a function of signals from the fluid pressure sensor (S2),
that the time characteristic of the measured increasing fluid pressure is equal to
the selected required time pressure characteristic.
17. Method according to claim 16,
characterised in that
the lock system
comprises a second fluid connection (12) and
a second flow rate setting unit (V3),
wherein a state is established in which
a lower region (W) of the lock (1) is filled with water and
an upper region (L) of the lock (1) is filled with air
while the diver is in the lock (1), and
the method comprising an air pressure increase process and a filling level increase
process,
wherein the air pressure increase process comprises the steps of
- air being conducted into the lock (1) through the first fluid connection (11) and
the controller (3, 4) controlling the first flow rate setting unit (V2) in dependence
on signals from the fluid pressure sensor (S2) to achieve the control objective, and
wherein the filling level increase process comprises the steps of
- water being fed into the lock (1) through the second fluid connection (12) so that
the filling level increases, and
- the controller (3, 4) controls the second flow rate setting unit (V3) in such a
way that the second flow rate setting unit (V3) causes or allows the inflow of water
into the lock (1) until the level of the water in the lock (1) fulfils a predetermined
characteristic.
18. Method according to claim 17,
characterised in that
the filling level increase process is started before the air pressure increase process
and
the air pressure increase process is started before the filling level increase process
is ended.
19. Underwater vehicle comprising
- a pressure hull (5) enclosing a fluid-filled interior (I) in which a human can be
present, and
- a lock system for receiving at least one diver under water,
the lock system
- comprising a lock (1) for receiving the or at least one diver,
- a first fluid connection (11, 12) and
- a first flow rate setting unit (V2, V3),
wherein a fluid can be directed out of the lock (1) through the first fluid connection
(11, 12),
wherein the first flow rate setting unit (V2, V3) is configured to set the flow rate
of fluid out of the lock (1) through the first fluid connection (11, 12) to a predetermined
value,
wherein the lock system
- a controller (3, 4) and
- a fluid pressure sensor (S2) ,
wherein the fluid pressure sensor (S2) is configured to measure a variable that correlates
with the pressure (P_Ist(t)) of a fluid in the lock (1), and
wherein the controller (3, 4) is configured to
depending on signals from the fluid pressure sensor (S2), to control the first flow
rate setting unit (V2, V3) with the control objective that the measured fluid pressure
(P_Ist(t)) decreases until it is equal to the pressure in the interior region (I)
of the pressure body (5)
characterised in that at least a first and a second pressure profile are stored in a data memory of the
controller (3, 4), wherein the two stored pressure profiles predetermine a required
time profile of the falling fluid pressure in the lock (1) and wherein the two pressure
curves differ with regard to the required speed and/or the acceleration with which
the pressure falls in a time interval,
wherein a stored pressure curve over time can be selected and wherein the controller
(3, 4) is configured to
depending on signals from the fluid pressure sensor (S2), to control the first flow
rate setting unit (V2, V3) either
- with the control objective that the time profile of the falling measured fluid pressure
(P_Ist(t)) is equal to the first stored required time pressure profile, or
- with the control objective that the time course of the decreasing measured fluid
pressure (P_(act)(t)) is equal to the second stored required time pressure course,
in order to carry out the pick-up as quickly as possible or with as little noise as
possible or with as little energy consumption as possible.
20. Method for receiving at least one diver under water in a submerged underwater vehicle,
wherein the underwater vehicle comprises
- a pressure hull (5) enclosing a fluid-filled interior (I) in which a human can be
present, and
- an airlock system for receiving the or each diver under water,
wherein the airlock system comprises
- an airlock (1) for receiving the or at least one diver,
- a first fluid connection (11, 12) and
- a first flow rate setting unit (V2, V3),
the method comprising the steps of
- the or each diver entering the airlock (1) from the surrounding water,
- a fluid is passed out of the lock (1) through the first fluid connection (11, 12),
- the first flow rate setting unit sets the flow rate of fluid from the lock (1) through
the first fluid connection (11, 12) to a predetermined value, and
- the or each diver moves from the lock (1) into the inner area (I),
wherein the lock system comprises
- a controller (3, 4) and
- a fluid pressure sensor (S2),
the method comprising the further steps of
- the fluid pressure sensor (S2) measuring a variable that correlates with the pressure
(P_Ist(t)) of a fluid in the lock (1), and
- the controller (3, 4) automatically controls the first flow rate setting unit (V2,
V3) as a function of signals from the fluid pressure sensor (S2) with the control
objective that the measured fluid pressure (P_Ist(t)) drops until it is equal to the
pressure in the interior region (I) of the pressure body (5);
wherein at least a first and a second pressure profile are stored in a data memory
of the controller (3, 4), wherein the two stored pressure profiles predetermine a
required time profile of the in the lock (1) and wherein the two pressure curves differ
with regard to the required speed and/or the acceleration with which the pressure
drops in a time interval,
wherein the step of the controller (3, 4) controlling the first flow rate setting
unit comprises the step of the fluid pressure sensor (S2) measuring a time characteristic
of the variable correlating with the fluid pressure,
wherein, in order to carry out the recording as quickly as possible or with as little
noise generation or with as little energy consumption as possible, the method comprises
the steps of
selecting a stored pressure profile and
the controller (3, 4) activates the first flow rate setting unit (V2, V3) with the
control objective as a function of signals from the fluid pressure sensor (S2),
the time profile of the measured falling fluid pressure is the same as the selected
required time pressure profile.
1. Véhicule sous-marin comprenant un système de sas pour l'éjection d'au moins un plongeur
sous l'eau,
le système de sas étant
- un sas (1) pour l'éclusage du ou d'au moins un plongeur,
- une première connexion de fluide (11, 12) et
- une première unité de réglage du débit (V2, V3)
comprend,
dans lequel un fluide peut être dirigé à travers la première connexion de fluide dans
le sas (1),
dans lequel la première unité de réglage du débit (V2, V3) est configurée pour ajuster
le débit de fluide à travers la première connexion de fluide (11, 12) dans le sas
(1) à une valeur prédéterminée,
le système d'écluse
- un régulateur (3, 4) et
- un capteur de pression de fluide (S2)
comprend,
le capteur de pression de fluide (S2) étant conçu pour mesurer une grandeur qui est
en corrélation avec la pression (P_Ist(t)) d'un fluide dans le sas (1), et
le régulateur (3, 4) étant conçu pour commander, en fonction de signaux du capteur
de pression de fluide (S2), la première unité de réglage de débit (V2, V3) avec l'objectif
de régulation que la pression de fluide mesurée (P_Ist(t)) augmente jusqu'à ce qu'elle
soit égale à une valeur cible prédéterminée ou mesurée ou calculée (P(t)) pour la
pression de fluide,
caractérisé en ce qu'au moins une première et une deuxième évolution de pression (P(t)) sont mémorisées
dans une mémoire de données du régulateur (3, 4), les deux évolutions de pression
mémorisées définissant une évolution temporelle requise de la pression de fluide croissante
dans le sas (1) et les deux évolutions de pression se différenciant en ce qui concerne
la vitesse requise et/ou l'accélération avec laquelle la pression augmente dans un
intervalle de temps,
une courbe de pression temporelle mémorisée pouvant être sélectionnée et le régulateur
(3, 4) étant conçu pour, en fonction de signaux du capteur de pression de fluide (S2),
régler au choix la première unité de réglage du débit (V2, V3)
- avec pour objectif de régulation que la courbe temporelle de la pression de fluide
croissante soit égale à la première courbe de pression mémorisée, ou bien
- avec l'objectif de régulation que la courbe temporelle de la pression de fluide
croissante soit égale à la deuxième courbe de pression mémorisée,
afin d'effectuer l'éclusage le plus rapidement possible ou avec le moins de bruit
possible ou avec le moins de consommation d'énergie possible.
2. Véhicule sous-marin selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le véhicule sous-marin comprend un capteur de pression d'eau (S3) configuré pour mesurer
une grandeur corrélée à la pression de l'eau entourant le véhicule sous-marin,
Le régulateur (3, 4) étant conçu pour calculer la valeur cible en fonction d'un signal
du capteur de pression d'eau (S3).
3. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le régulateur (3, 4) est configuré pour ,
de commander la première unité de réglage de débit (V2, V3) de manière à ce que de
sorte que l'augmentation de la pression de fluide (P_Ist(t)) dans le sas (1) respecte
une condition secondaire prédéterminée.
4. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'eau, en tant que fluide, peut être conduite dans le sas (1) à travers la première
liaison fluidique (11, 12),
dans lequel il est possible d'établir un état dans lequel
- une zone inférieure (W) du sas (1) est remplie d'eau et
- une zone supérieure (L) du sas (1) est remplie d'air,
le capteur de pression de fluide (S2) étant conçu pour mesurer une grandeur qui est
en corrélation avec la pression (P_Ist(t)) de l'air dans la zone supérieure (L),
le régulateur (3, 4) étant conçu à cet effet,
en fonction des signaux du capteur de pression de fluide (S2), de commander la première
unité de réglage de débit (V2, V3) avec l'objectif de régulation,
que la première liaison fluidique (11, 12) provoque ou permet l'afflux d'eau dans
le sas (1),
jusqu'à ce que le niveau croissant de l'eau dans le sas (1) conduise à une pression
d'air dans la zone supérieure (L) qui est égale à la valeur cible de la pression d'air.
5. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le véhicule sous-marin comporte un réservoir (6, 8, I) de fluide, notamment d'air,
et
la première liaison fluidique (11, 12) provoque ou permet l'arrivée de fluide depuis
le réservoir d'air (6, 8, I) à travers le sas (1).
6. Véhicule sous-marin selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
le réservoir de fluide (6, 8, I) comprend un système d'air comprimé (6), et
la première unité de réglage du débit (V2, V3) comprend une vanne à air comprimé (V2),
l'installation d'air comprimé (6) étant conçue pour fournir de l'air comprimé, et
le régulateur (3, 4) étant configuré pour piloter la vanne d'air comprimé (V2) en
fonction des signaux du capteur de pression de fluide (S2) pour atteindre l'objectif
de régulation.
7. Véhicule sous-marin selon la revendication 5 ou la revendication 6,
caractérisé en ce que
Le réservoir de fluide (6, 8, I) comprend un compresseur (8) d'air,
le compresseur d'air (8) étant configuré pour générer dans la partie supérieure (L)
du sas (1) une pression d'air supérieure à la pression d'air dans le réservoir d'air,
et
le régulateur (3, 4) étant conçu à cet effet,
en fonction des signaux du capteur de pression de fluide (S2), de commander le compresseur
d'air (8) avec pour objectif de régulation que la pression d'air dans la zone supérieure
(L) augmente jusqu'à ce qu'elle soit égale à la valeur cible de la pression d'air.
8. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le système de sas
- une deuxième connexion fluidique (12) et
- une deuxième unité de réglage du débit (V3)
comprend,
de l'air pouvant être introduit dans le sas (1) à travers la première connexion de
fluide (11),
de l'eau pouvant être introduite dans le sas (1) à travers la deuxième liaison fluidique
(12),
dans lequel il est possible d'obtenir un état dans lequel
- une zone inférieure (W) du sas (1) est remplie d'eau et
- une zone supérieure (L) du sas (1) est remplie d'air,
dans lequel la deuxième unité de réglage de débit (V3) est configurée pour soit empêcher,
soit permettre, soit provoquer l'écoulement d'eau à travers la deuxième connexion
de fluide (12), en fonction d'une commande par le régulateur (3, 4), et
dans lequel le régulateur (3, 4) est conçu pour,
- de commander à la fois la première unité de réglage de débit (V2) pour atteindre
l'objectif de régulation en fonction des signaux du capteur de pression de fluide
(S2)
- et la deuxième unité de réglage du débit (V3) de telle sorte que la deuxième unité
de réglage du débit (V3) provoque ou permette l'entrée d'eau dans le sas (1) jusqu'à
ce que le niveau croissant d'eau dans le sas (1) satisfasse à une caractéristique
prédéterminée.
9. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le système d'écluse comprend un capteur de niveau de remplissage (F1, F2, F3, S1,
S2),
le capteur de niveau (F1, F2, F3, S1, S2) étant configuré pour mesurer une grandeur
corrélée au niveau de l'eau dans la zone inférieure (W),
un état pouvant être établi dans lequel
- une zone inférieure (W) du sas (1) est remplie d'eau et
- une zone supérieure (L) du sas (1) est remplie d'air,
la première liaison fluidique ou une autre liaison fluidique (12) du système d'écluse
étant conçue comme une liaison eau-fluide à travers laquelle l'eau peut être conduite
dans l'écluse (1),
dans lequel la première unité de réglage de débit ou une autre unité de réglage de
débit (V3) du système d'écluse est configurée comme une unité de réglage de débit
d'eau qui est capable de régler le débit d'eau à travers la connexion eau-fluide (12)
à une valeur prédéterminée,
le régulateur (3, 4) étant conçu pour,
- de déterminer le niveau de remplissage actuel de l'eau dans le sas (1) en fonction
des signaux du capteur de niveau de remplissage (F1, F2, F3, S1, S2),
- commander l'unité de réglage du débit d'eau (V3) en fonction du niveau de remplissage
déterminé et
- pour atteindre l'objectif de régulation, commander l'unité de réglage du débit d'eau
(V3) en fonction des signaux du capteur de pression de fluide (S2) et en fonction
du niveau de remplissage actuel déterminé de l'eau.
10. Véhicule sous-marin selon la revendication 9,
caractérisé en ce que
le régulateur (3, 4) est conçu pour,
de calculer le niveau de remplissage actuel de l'eau dans le sas (1) en fonction des
signaux du capteur de pression de fluide (S2) et des signaux du capteur de niveau
de remplissage (F1, F2, F3, S1, S2).
11. Véhicule sous-marin selon la revendication 9 ou la revendication 10,
caractérisé en ce que
une dépendance fonctionnelle requise (v(h))
- d'une mesure de la vitesse d'écoulement (v) ou du taux d'écoulement de l'eau à travers
le composé eau-fluide (12)
- en fonction du niveau de remplissage (h) d'eau dans le sas (1) est prédéterminé,
le régulateur (3, 4) étant conçu pour commander l'unité de réglage du débit d'eau
(V3) dans le but de ,
que la vitesse d'écoulement réelle (v) ou le taux d'écoulement par le composé eau-fluide
selon la dépendance fonctionnelle requise (v(h)) dépende du niveau de remplissage
réel déterminé (h) dans le sas (1).
12. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le véhicule sous-marin comprend un réservoir d'eau (7),
la première liaison fluidique ou une autre liaison fluidique (12) du système d'écluse
étant conçue comme une liaison fluidique à l'eau (12), par laquelle l'eau peut être
conduite du réservoir d'eau dans l'écluse (1),
dans lequel la première unité de réglage de débit ou une autre unité de réglage de
débit (V3) du système d'écluse est configurée comme une unité de réglage de débit
d'eau (V3) qui est capable de régler le débit d'eau à travers la connexion eau-fluide
(12) à une valeur prédéterminée, et
dans lequel le régulateur (3, 4) est configuré pour commander l'unité de réglage du
débit d'eau (V3).
13. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
La première connexion de fluide ou une autre connexion de fluide (22) du système de
sas est conçue comme une connexion eau-fluide à travers laquelle l'eau entourant le
véhicule sous-marin peut être conduite dans le sas (1),
dans lequel la première ou une autre unité de réglage de débit (20) du système d'écluse
est configurée comme une unité de réglage de débit d'eau qui est capable de régler
le débit d'eau à travers la connexion eau-fluide (22) à une valeur prédéterminée,
et
dans lequel le contrôleur (3, 4) est configuré pour commander l'unité de réglage du
débit d'eau (20).
14. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le système d'écluse
- une troisième connexion fluidique (10) et
- une troisième unité de réglage de débit (V1)
comprend,
dans lequel le fluide peut être dirigé hors du sas (1) à travers la troisième connexion
de fluide (10),
dans lequel la troisième unité de réglage de débit (V1) est configurée pour ajuster
le débit de fluide à travers la troisième connexion de fluide (10) à une valeur prédéterminée,
et
le régulateur (3, 4) étant conçu pour commander en outre la troisième unité de réglage
du débit (V1) en fonction des signaux du capteur de pression de fluide (S2) pour atteindre
l'objectif de régulation.
15. Véhicule sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le système d'écluse
- une ouverture d'entrée (L1) et
- une ouverture de sortie (L3),
comprenant ,
dans lequel le régulateur (3, 4) est configuré pour commander la première unité de
réglage de débit pendant que les deux ouvertures (L1, L3) sont fermées.
16. Procédé d'expulsion d'au moins un plongeur sous l'eau d'un véhicule sous-marin submergé,
Un système de sas du véhicule sous-marin est utilisé pour l'évacuation,
le système de sas utilisé
- un sas (1) pour recevoir le ou au moins un plongeur,
- une première connexion de fluide (11, 12) et
- une première unité de réglage du débit (V2, V3)
comprend,
le procédé comprenant les étapes consistant à
- le ou chaque plongeur se rend dans le sas (1) à partir du véhicule sous-marin,
- un fluide est introduit dans le sas (1) à travers la première connexion de fluide,
- la première unité de réglage du débit (V2, V3) règle le débit de fluide à travers
la première connexion de fluide (11, 12) dans le sas (1) à une valeur prédéterminée,
et
- le ou chaque plongeur sort du sas (1) dans l'eau environnante,
dans lequel le système de sas
- un régulateur (3, 4) et
- un capteur de pression de fluide (S2)
comprend,
le procédé comprenant les étapes supplémentaires consistant à
- le capteur de pression de fluide (S2) mesure une quantité qui est en corrélation
avec la pression d'un fluide dans le sas (1), et
- le régulateur (3, 4), en fonction de signaux du capteur de pression de fluide (S2),
commande automatiquement la première unité de réglage de débit (V2, V3) avec l'objectif
de régulation que la pression de fluide mesurée (P_Ist(t)) augmente jusqu'à ce qu'elle
soit égale à une valeur cible prédéterminée ou mesurée ou calculée pour la pression
de fluide (P(t)).
au moins une première et une deuxième courbe de pression étant enregistrées dans une
mémoire de données du régulateur (3, 4), les deux courbes de pression enregistrées
définissant une courbe temporelle requise de la pression de fluide croissante dans
le sas (1) et les deux courbes de pression se différenciant en ce qui concerne la
vitesse requise et/ou l'accélération avec laquelle la pression augmente dans un intervalle
de temps,
dans lequel l'étape consistant à ce que le régulateur (3, 4) commande la première
unité de réglage de débit comprend l'étape consistant à ce que le capteur de pression
de fluide (S2) mesure une évolution dans le temps de la grandeur en corrélation avec
la pression de fluide,
le procédé permettant d'effectuer l'évacuation le plus rapidement possible ou avec
le moins de bruit possible ou avec le moins de consommation d'énergie possible, comprenant
les étapes consistant à
- une courbe de pression mémorisée est sélectionnée et
- le régulateur (3, 4) commande la première unité de réglage du débit (V2, V3) avec
l'objectif de régulation en fonction des signaux du capteur de pression de fluide
(S2),
- que l'évolution temporelle de la pression de fluide croissante mesurée est égale
à l'évolution temporelle de pression requise sélectionnée.
17. Procédé selon la revendication 16,
caractérisé en ce que
le système d'écluse
- une deuxième connexion fluidique (12) et
- une deuxième unité de réglage de débit (V3)
comprend,
dans lequel un état est établi dans lequel
- une zone inférieure (W) du sas (1) est remplie d'eau et
- une zone supérieure (L) du sas (1) est remplie d'air,
pendant que le plongeur se trouve dans le sas (1), et
dans lequel le procédé comprend une opération de montée de pression d'air et une opération
de montée de niveau,
dans lequel l'opération de montée de pression d'air comprend les étapes consistant
à
- de l'air est introduit dans le sas (1) à travers la première connexion de fluide
(11), et
- le régulateur (3, 4) commande la première unité de réglage du débit (V2) en fonction
des signaux du capteur de pression de fluide (S2) afin d'atteindre l'objectif de régulation
; et
dans lequel l'opération d'augmentation du niveau comprend les étapes consistant à
- de l'eau est introduite dans le sas (1) à travers la deuxième connexion de fluide
(12), de sorte que le niveau de remplissage augmente, et
- le régulateur (3, 4) commande la deuxième unité de réglage de débit (V3) de telle
sorte que la deuxième unité de réglage de débit (V3) provoque ou permette l'entrée
d'eau dans le sas (1) jusqu'à ce que le niveau de l'eau dans le sas (1) satisfasse
à une caractéristique prédéterminée.
18. Procédé selon la revendication 17,
caractérisé en ce que
l'opération de montée du niveau est commencée avant l'opération de montée de la pression
d'air, et
l'opération de montée de pression d'air est commencée avant que l'opération de montée
de niveau ne soit terminée.
19. Véhicule sous-marin comprenant
- un corps pressurisé (5) qui renferme une zone intérieure (I) remplie de fluide dans
laquelle un être humain peut se trouver, et
- un système de sas destiné à recevoir au moins un plongeur sous l'eau,
dans lequel le système de sas
- un sas (1) pour recevoir le ou au moins un plongeur,
- une première connexion de fluide (11, 12) et
- une première unité de réglage du débit (V2, V3)
comprend,
dans lequel un fluide peut être dirigé hors du sas (1) à travers la première connexion
de fluide (11, 12),
dans lequel la première unité de réglage de débit (V2, V3) est configurée pour régler
le débit de fluide provenant du sas (1) à travers la première connexion de fluide
(11, 12) à une valeur prédéterminée,
dans lequel le système d'écluse
- un régulateur (3, 4) et
- un capteur de pression de fluide (S2)
comprend,
le capteur de pression de fluide (S2) étant conçu pour mesurer une grandeur qui est
en corrélation avec la pression (P_Ist(t)) d'un fluide dans le sas (1), et
le régulateur (3, 4) étant conçu à cet effet,
en fonction de signaux du capteur de pression de fluide (S2), commander la première
unité de réglage de débit (V2, V3) avec l'objectif de régulation que la pression de
fluide mesurée (P_Ist(t)) diminue jusqu'à ce qu'elle soit égale à la pression dans
la zone intérieure (I) du corps de pression (5).
caractérisé en ce qu'au moins une première et une deuxième courbe de pression sont enregistrées dans une
mémoire de données du régulateur (3, 4), les deux courbes de pression enregistrées
définissant une courbe temporelle requise de la pression de fluide décroissante dans
le sas (1) et les deux courbes de pression se différenciant en ce qui concerne la
vitesse requise et/ou l'accélération avec laquelle la pression décroît dans un intervalle
de temps,
une courbe de pression temporelle mémorisée pouvant être sélectionnée et le régulateur
(3, 4) étant conçu à cet effet,
en fonction des signaux du capteur de pression de fluide (S2), le premier dispositif
de réglage de débit (V2, V3) de manière sélective
- avec l'objectif de régulation que la courbe temporelle de la pression de fluide
mesurée décroissante (P_Ist(t)) soit égale à la première courbe temporelle de pression
requise mémorisée, ou bien
- avec l'objectif de régulation que la courbe temporelle de la pression de fluide
mesurée décroissante (P_Ist(t)) soit égale à la deuxième courbe temporelle de pression
requise mémorisée,
afin d'effectuer l'enregistrement le plus rapidement possible ou avec le moins de
bruit possible ou avec le moins de consommation d'énergie possible.
20. Procédé de prise en charge d'au moins un plongeur sous l'eau dans un véhicule sous-marin
submergé,
dans lequel le véhicule sous-marin
- un corps pressurisé (5) qui renferme une zone intérieure (I) remplie de fluide,
dans laquelle un être humain peut se trouver, et
- un système de sas pour recevoir le ou chaque plongeur sous l'eau
comprend,
dans lequel le système de sas
- un sas (1) pour recevoir le ou au moins un plongeur,
- une première connexion de fluide (11, 12) et
- une première unité de réglage du débit (V2, V3)
comprend,
le procédé comprenant les étapes consistant à
- le ou chaque plongeur se rend dans le sas (1) à partir de l'eau environnante,
- un fluide est dirigé hors du sas (1) à travers la première connexion de fluide (11,
12),
- la première unité de réglage du débit règle le débit du fluide sortant du sas (1)
à travers la première connexion de fluide (11, 12) à une valeur prédéterminée, et
- le ou chaque plongeur sort du sas (1) pour se rendre dans la zone intérieure (I),
dans lequel le système de sas
- un régulateur (3, 4) et
- un capteur de pression de fluide (S2)
comprend,
le procédé comprenant les étapes supplémentaires consistant à
- le capteur de pression de fluide (S2) mesure une grandeur qui est en corrélation
avec la pression (P_Ist(t)) d'un fluide dans le sas (1), et
- le régulateur (3, 4) commande automatiquement la première unité de réglage du débit
(V2, V3) en fonction de signaux du capteur de pression de fluide (S2) avec l'objectif
de régulation que la pression de fluide mesurée (P_Ist(t)) diminue jusqu'à ce qu'elle
soit égale à la pression dans la zone intérieure (I) du corps de pression (5) ;
au moins une première et une deuxième courbe de pression étant enregistrées dans une
mémoire de données du régulateur (3, 4), les deux courbes de pression enregistrées
définissant une courbe temporelle requise de la pression de fluide décroissante dans
le sas (1) et les deux courbes de pression se différenciant en ce qui concerne la
vitesse requise et/ou l'accélération avec laquelle la pression décroît dans un intervalle
de temps,
dans lequel l'étape consistant à ce que le régulateur (3, 4) commande la première
unité de réglage de débit comprend l'étape consistant à ce que le capteur de pression
de fluide (S2) mesure une évolution dans le temps de la grandeur en corrélation avec
la pression de fluide,
le procédé permettant d'effectuer l'enregistrement le plus rapidement possible, ou
avec le moins de bruit possible, ou avec le moins de consommation d'énergie possible,
comprenant les étapes consistant à
- une courbe de pression mémorisée est sélectionnée et
- le régulateur (3, 4) commande la première unité de réglage du débit (V2, V3) avec
l'objectif de régulation en fonction des signaux du capteur de pression de fluide
(S2),
- en ce que la courbe temporelle de la pression de fluide décroissante mesurée est
égale à la courbe temporelle de pression requise sélectionnée.