DE977975C - - Google Patents

Description

minen mit zwei in voneinander verschiedenen Frequenzbereichen arbeitenden Kanälen, nämlich einem Zündkanal und einem Schutzkarial, die gleichgerichteten Tonfrequenzspannunge& der beiden Kanäle je für sich differentiiert und die Differentialquotienten in einer Meßbrücke verglichen werden.

Wie F i g. 1 zeigt, ist zu einer Tiefton-Diflerential-Akustik eine Mittelton-Differential-Akustik als Schlitzkanal hinzugenommen, und es wird in einer Brückenschaltung die Differenz aus den Differentialquotienten der beiden Kanäle gebildet. Der Ladestrom des Mittelton-Differentialkondensators C₆ ist dem Ladestrom des Tiefton-Differentialkondensators C₅ in der Brücke A-B entgegengerichtet und kann den Tiefton-Ladestrom kompensieren. Dadurch wirkt der Mittelton-Kanal als Schutzkanal. Ein Schutz durch wirksame Kompensation ist immer dann zu erwarten, wenn die Ansteuerung der beiden Kanäle synchron verläuft, wenn insbesondere das Maximum bei beiden Kanälen gleichzeitig erreicht wird, wie das bei künstlichen Geräuschen mit breitem Spektrum, also auch bei modulierten Tiefton-Bojen nach F i g. 6, zwangläufig eintritt. Amplitudenmäßig sind zur Kompensation bei Ferngeräuschen die besten Voraussetzungen gegeben, da der spektrale Tiefenanteil immer relativ gering ist und damit der Mittekon-Kanal leicht das Übergewicht bewahren kann. Verstärkermäßig muß sichergestellt sein, daß die maxima! erzielbare Ausgangsmeßspannung beim Mittelton-Kanal in jedem Fall größer ist als beim Tiefton-Kanal, damit auch bei Übersteuerung der Verstärker eine Kompensation gewährleistet bleibt. Das Gerät ist also sicher gegen Ferngeräusche mit spektralem Synchronverlauf. Die Wirkung der sonst so gefährlichen Steilton-Räumun& nach F i g. 6 ist gleich Null.

Ganz anders ist die Wirkung bei einem Schiffsüberlauf, also einem Nahgeräusch.

Die Erfindung zieht Nutzen aus der Tatsache, daß bei größeren Schiffen nach F i g. 7 kein Synchronverlauf zwischen den subsonischen Frequenzen des Tiefton-Kanals und dem Mittelton-Kanal zu erwarten ist, denn sonst würde auch bei Schiffsüberläufen Kompensation eintreten. Tatsächlich erreichen aber die subsonischen Frequenzen des Tief ton-Kanals bereits unter der Maschine ihr Maximum, während das Maximum des Mittelton-Kanals erst an der Schraube auftritt. Bei Schiffen über 1000 Brt treten nach F i g. 7 sogar vor der Maschine durch Bodenvibrationen mehrere Spitzen mit hohen Differentialquotienten im subsonischen Bereich auf, denen keinerlei Kompensation durch den Mittelton-Kanal gegenübersteht. Die Erreichung der absoluten Maxima liegt bei beiden Kanälen zeitlich etwa 3 bis 60 Sekunden auseinander, je nach Größe und Geschwindigkeit des Schiffes. Von einem Synchronverlauf kann also bei einem Schiffsüberlauf keine Rede sein. Hinzu kommt, daß die tiefen Frequenzen bei Schiffsüberläufen anteilmäßig stärker sind als bei Räumgeräten. Beides zusammen bedeutet, daß die Wirkung des Tiefton-Kanals vom Schutzkanal nicht aufgehoben wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht also Zündung bei einem Schiffsüberlauf und Kompensation bei der Tiefton-Boje wie auch der modulierter?. Tiefton-Boje auch bei extremen Signal-Pausen-Verhältnissen. Allerdings würden in unmittelbarer Nähe der Tiefton-Boje auch die Verhältnisse von Nahgeräuschen mit ihren anteilmäßig viel stärkeren tiefen Frequenzen zu erwarten sein. Hier kann aber durch richtige Festlegung der Aussteuergrenze für die beiden Kanäle eine Zündung vermieden werden, weil durch rechtzeitige Obersteierung des Tiefton-Kanais die amplitudenmäßigen Verhältnisse sich nicht auswirken können. Der Schutzkanal .kann seine Kompensationsaufgabe daher trotzdem erfüllen, weil seine Aussteuergrenze hoher liegt Der Synchronveriauf bietet also Sicherheit im Fernbereich, die Aussteuergrenze der Kanäle bewirkt Sicherheit im Nahbereich. Diese grundsätzlichen Beträchtungen gelten sowohl für modulierte als auch für unmodulierte Tiefton-Bojen, bei denen der Differentialquotient von der Annäherungsgeschwindigkeit verursacht wird und erst dann große Werte erreicht, wenn die Entfernung der Boje gegen Null geht.

Sollten jedoch nach F i g. 8 Treffer in unmittelbarer Nähe der Tiefton-Bojen erwünscht sein, weil Handelsschiffe solche Bojen zum Eigenschutz fahren, so genügt es, das Hydrophon oder den Verstärkereirigang so unempfindlich zu machen, daß der Verstärker nicht mehr übersteuert wird. Nötigenfalls kann auch der Schutzkanal zusätzlich gedrosselt werden. Da die Zündung erst dann eintritt, wenn die Tiefen die Mittelfrequenzen differentiell überholen, ist mit einer unwahrscheinlichen Treffergenauigkeit zu rech-

ä5 nen. Dies ist auch einer der wesentlichsten Vorzüge der vorliegenden Erfindung.

In der Differential-Meßbrücke nach Fig. 1 wird eine Mittelton-Meßschaltung mit einer Tiefton-Meßschaltung so kombiniert, daß die positive Seite der Mittelton-Meßschaltung mit der negativen Seite der Tiefton-Meßschaltung einen gemeinsamen Mittelzweig bilden. Der Hauptteil der Schaltung dient der Umformung der Tonfrequenz-Spannungen in Gleichspannungen, der Siebung und Glättung und schließ-Hch der Speisung der eigentlichen Differential-Meßbrücke, die in F i g. 2 noch einmal gesondert dargestellt ist. Sie besteht aus der Reihenschaltung der Meßkondensatoren C₅ und C₆, deren Verbindungspunkt B über die eigentliche Meßbrücke mit dem mittleren Bezugspunkt A verbunden ist, den man zweckmäßig an Masse legen kann.

Die Wirkungsweise der Differential-Meßbrücke nach F i g. 2 ist folgende: Bei einer Zunahme des Tiefton-Geräusches steigt die Spannung zwischen den Punkten C-A an. Dies führt zu einer Aufladung des Meßkondensators C₅. Dieser als positiv gekennzeichnete Ladestrom fließt von A nach B über die Meßbrücke und ist etwa dem Differentialquotienten des Tieftongeräusches proportional. Bei Ansteigen des Mittelton-Geräusches steigt die Spannung zwischen den Punkten D-A und bewirkt eine Aufladung des Meßkondensators C₆, dessen Ladestrom als negativ gekennzeichnet in der entgegengesetzten Richtung über die Meßbrücke von B nach A fließt und dem Differentialquotienten des Mittelton-Geräusches proportional ist. Der resultierende Strom in der Meßbrücke A-B entspricht also der Differenz der beiden Differentialquotienten. Bei gleichzeitigem und gleichwertigem Anstieg im Tiefton- und Mittelton-Kanal kompensiert sich der Brückenstrom zu Null. Ist der Anstieg im Tiefton-Kanal jedoch steiler oder zeitlich früher als im Mittelton-Kanal, so ergibt sich ein positiver Brückenstrom, der in geeigneter Weise zur Zündung ausgenutzt werden kann, beispielsweise indem das Instrument nach F i g. 2 durch ein hochempfindliches Relais nach F i g. 3 ersetzt wird. Weitere Möglichkeiten sind Ansteuerung von Transistoren nach F i g. 4 oder eines monostabilen Multivibrators nach

F i g. 5, um die Zündung so lange zu speichern, bis ein Kombinationsteil auch zündbereit ist. Die Beispiele nach Fig. 4 und 5 sind überwiegend für Süizium-npii-Transistoren ausgeführt, da diese den Forderungein der Praxis am besten entgegenkommen. Selbstverständlich können bei entsprechender Anordnund auch pnp-Transistoren Verwendung finden.

Die Zündung wird somit in Abhängigkeit von de Größe der Differenz zweier Differentialquotiente des Schalldrucks ausgelöst, indem vom Differentia] quotienten des Tieftonbereichs der Differential quotient des Mitteltonbereichs zum Schutz gege spektrale Synchrongeräusche von Räumgeräten sub strahiert wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

mit einem Frequenzbereich von 50 bis 150Hz um Patentansprüche: der Schützkanal mit elüefa Bereich von 1000 bi 2000Hz. Die Züödüdg wird von einem geladenei

1. Fernzündgerät für Seeminen mit zwei in von- Kondensator gespeist, sofern der Zündkanal als erste einander verschiedenen Frequenzbereichen arbei- 5 anspricht Kotamt der Schutzkanal zuvor, so wird de tenden Kanälen, nämlich einem Zündkanal und Kondensator entladen und schaltet damit das Gera einem Schutzkanal, dadurchgekennzeich- für längere Zeit blind. Es handelt sich auch hier un net, daß die gleichgerichteten Tonfrequenzspan- eine Amplituden-Akustik mit entsprechend unge nungen der beiden Kanäle je für sich düferentiiert nauer Trefferlage und hohem Stromverbrauch. De: und die Differentialquotienten in einer Meßbrücke io hohe Batterieaufwand verlangt eine ständige Kon verglichen werden. trolle und Wartung und sehr viel Raum. Aus Sicher

2. Fernzündgerät nach Anspruch 1, dadurch ge- heitsgründen werden heute in Deutschland nur nocl kennzeichnet, daß zur Differentiation der Span- sehr niederohmige Zünder verwendet, die einer nungen zwei Kondensatoren (C 5, C 6) dienen, die Strom von etwa 1A benötigen. Ein solcher Zündei je in einem Zweig der Meßbrücke angeordnet 15 läßt sich jedoch nicbt mehr aus einem Kondensate] sind. speisen. Somit ist das Prinzip der Blindschaltung mil

3. Fernzündgerät nach den Ansprüchen 1 den heutigen Zündern nicht mehr durchführbar,
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittel- Betrachtet man die Schallausbreitung verschiedenei zweig (A, B) der Meßbrücke ein Meß- bzw. Schiffe, deren Lautheit um den Faktor 10 streut, so Schaltorgan angeordnet ist. 20 erkennt man leicht, daß die Wahl einer bestimmten,

4. Fernzündgerät nach Anspruch 3, dadurch nach dem leisesten Schiff orientierten Amplitude als gekennzeichnet, daß als Schaltorgan eine Tran- Zünd-Kriterium ein sehr unlogisches und ungeeigsistoranordnung dient. netes Verfahren zum Versenken von Schiffen ist. Die

5. Fernzündgerät nach Anspruch 3, dadurch Zündabstände streuen außerordentlich und sind um gekennzeichnet, daß als Schaltorgan ein Relais 25 so größer, je lauter das Schiff ist.

dient. Es ist in der Fachwelt allgemein bekannt, daß Ge-

6. Fernzündgerät nach einem oder mehreren rate mit Amplituden-Akustik sehr ungenau in der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- Trefferlage sind und eine große Räumbreite ermögzeichnet, daß die beiden Kanäle einen gemein- liehen. Auch die Anstiegs-Akustik, die das Durchsamen Mittelzweig haben und in der Meß-Schal- 30 schreiten zweier Pegel in einem bestimmten Zeitintertung gegengepolt sind. vall fordert, reagiert letztlich auf die Amplitude und

sondert nur extreme Differentialquotienten aus.

Eine wesentliche Verbesserung wurde nach einem

Vorschlag des Anmelders aus dem Jahre 1943 er-

35 reicht, bei dem erstmalig der Geräuschverlauf diffe-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernzündgerät rentiiert und bei Erreichen eines Grenzwertes die

für Seeminen mit zwei in voneinander verschiedenen Zündung ausgelöst wurde. Die Differential-Akustik

Frequenzbereichen arbeitenden Kanälen, nämlich arbeitet treffsicher und bedroht die Räumfahrzeuge

einem Zündkanal und einem Schutzkanal. genauso wie jedes andere Fahrzeug.

Es sind bereits Zündgeräte unter den Typera- 40 Es muH jedoch damit gerechnet werden, daß die bezeichnungen AT1 bis AT 3 bekannt, die einen Räumverfahren nicht bei den herkömmlichen Metho-Mitteltonkanal als Lauschverstärker zur Einschal- den stehenbleiben. Die größte denkbare Gefahr für tung des nicht sehr sparsamen Tiefton-Röhren-Ver- die Differential-Akustik und alle anderen Systeme stärkers benutzen, welcher mit einem Vertikalschwin- erst recht, wäre die modulierte Tiefton-Boje mit exger arbeitet, der — eine horizontale Lage der Mine 45 tremem Signal-Pausen-Verhältnis, etwa nach F i g. 6, vorausgesetzt — eine bestimmte Lage einnimmt, In das heißt das Hochfahren des Geräusches auf ein der er nur durch vertikale Schwingungsamplituden er- Maximum innerhalb von etwa 4 Sekunden, und daregt werden kann. Diese vertikalen Schwingungs- nach eine lange Pause. So kann eine Differentialamplituden können allerdings auch durch Vibrationen Akustik am besten mit Vorausräumung bedroht des Meeresbodens bei Sprengungen und auch bei 50 werden. Nur so kann eine maximale Räumbreite ersehr großen Schiffen auftreten. Im Prinzip handelt es zielt werden. In der ersten Zeit wird man wohl mit sich um eine Amplituden-Akustik, deren Treffgenau- einem entsprechenden Umbau der herkömmlichen igkeit um so geringer wird, je stärker die Schallquelle Räumgeräte und damit auch mit einem breiten Spekist. Die Forderungen für Fernzündgeräte von See- trum an Oberwellen rechnen können, auch wenn es minen gehen heute in Richtung tiefster Frequenzen, 55 sich um Tiefton-Bojen handelt,
kleinster Abmessungen, geringsten Strömverbrauchs Durch ein derartiges künftiges Räumverfahren und hoher Schockfestigkeit. Ein Vertikalschwinger würden aber alle bisher bekannten akustischen würde bei subsonischen Frequenzen zu groß und zu Systeme unbrauchbar bzw. zur Kombination mit empfindlich gegen Schockwerte von z. B. 200 g andersartigen Systemen gezwungen werden,
werden. Wenn eine Mine in Schlick fällt, ist auch 60 Der vorliegenden Erfindung wurde daher die Aufkeineswegs die horizontale Lage sichergestellt. Aus gäbe zugrunde gelegt, ein Fernzündgerät für Seeallen diesen Gründen Und auch Wegen einer mög- minen zu schaffen, mit dem Sicherheit gegen eine liehst einheitlichen Konstruktion von Torpedominen Räumung durch Tiefton-Bojen und modulierte Tief- und Bombenminen sind Systeme wie ATl bis AT 3 ton-Bojen mit normalem und extremem Signalnicht mehr brauchbar. 65 Pausen-Verhältnis bei relativ breitem Oberwellen-Ferner sind Zweikanal-Akustiken gemäß der Spektrum erreicht wird.

US-PS 3 012 503 bekannt, die einen Zündkanal und Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da-

einen Schutzkanal besitzen. Der Zündkanal arbeitet durch gelöst, daß bei einem Fernzündgerät für See-