Wie Photonics Masten Funktionieren Werden

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Die neuen u-boote der us-marine werden statt periskopen photonikmasten verwenden. Erfahren sie, wie diese imaging-geräte funktionieren.

Besatzungen an Bord eines U-Bootes können mehrere Monate auf See verbringen, ohne dabei einen einzigen Blick auf das Sonnenlicht zu erhaschen - das einzige Fenster zur Außenwelt ist das Okular des U-Bootes Periskop im Kontrollraum. Das Periskop ist eine grundlegende Ausrüstung für U-Boote und liefert wertvolle visuelle Daten während des Kampfes und bei der Bestimmung der Position des Schiffes.

Trotz ihres geschätzten Service seit über 80 Jahren wird die US-Navy dem konventionellen Periskop bald "so lange" sagen. 1999 wurde mit dem Bau einer neuen Generation von Angriffs-U-Booten begonnen, die kein Periskop haben. Stattdessen diese neuen Virginia-Klasse U-Boote werden nicht durchdringende bildgebende Geräte verwenden Photonikmasten Überwachungsaufgaben durchführen. Jedes neue U-Boot wird mit zwei Photonikmasten ausgestattet. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um Arrays hochauflösender Kameras, die visuelle Bilder erfassen und an Flachbildschirme im Kontrollraum senden.

In dieser Ausgabe von Wie wird es funktionieren?erfahren Sie die Grundlagen eines herkömmlichen Periskops und wie Photonikmasten die Art und Weise, wie U-Boote die Welt um sie herum sehen, revolutionieren werden.

Tanzen mit der Grauen Frau

Ein Unteroffizier führt vor dem Auftauchen einen Periskop-Sweep durch. Photonikmasten werden herkömmliche Periskope ersetzen.

Ein Unteroffizier führt vor dem Auftauchen einen Periskop-Sweep durch. Photonikmasten werden herkömmliche Periskope ersetzen.

Die Bestellungen "nach unten periskop" und "Periskop auf"sind für die meisten von uns völlig mit unserer Vorstellung von U-Booten verbunden. Dies sind Ausdrücke, die wir unzählige Male in U-Boot-Filmen gehört haben, in denen normalerweise eine dramatische Szene eines U-Boot-Kapitäns an den Griffen eines Periskops hängt. auf den Feind über dem Wasser hinausschauen: Wenn man auf das Periskop schaut, heißt das "Tanzen mit der grauen Frau".

Der Grundzweck eines Periskops besteht darin, U-Boot-Besatzungen zu ermöglichen, Objekte über dem Wasser zu sehen, während das Schiff unter Wasser bleibt. Ein einfaches Periskop kann aus einem vertikalen Rohr aufgebaut werden, wobei die Spiegel oben und unten im 45-Grad-Winkel angeordnet sind. Diese Geräte sammeln im Wesentlichen Licht aus einem Bild und lenken dieses Licht von einem Spiegel oben am Periskop auf den Spiegel unten am Periskop. Moderne U-Boot-Periskope sind natürlich anspruchsvoller.

Periskope auf U-Booten können bis zu 18 m (60 Fuß) lang sein. Wenn ein U-Boot bis zu einer Tiefe eingetaucht wird, die der Länge des Periskoprohrs entspricht, wird davon ausgegangen, dass es sich um eine Tiefe handelt Periskoptiefe. Aufgrund der Länge dieser Periskope ist das Anbringen von zwei Spiegeln an den Enden des Periskops keine ausreichende Methode, um ein Bild vom oberen Fenster zum Okular zu transportieren.

In einem U-Boot-Periskop Prismen werden anstelle von Spiegeln oben und unten am Periskoprohr verwendet, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Das obere Prisma sammelt Licht aus einem Bild und prallt dieses Licht durch eine Reihe von Linsen und zwei Teleskopen ab, die sich über die Länge des Periskoprohrs erstrecken, bis zu einem zweiten Prisma. Dieses Prisma an der Basis der Röhre reflektiert das Licht in eine Sekundärröhre, die aus zwei Linsen besteht, und dann durch das Okular.

Periskope sind in einem enthalten Periskop gut innerhalb des Schiffes segeln. Bei U-Booten wird "Segeln" häufig zur Bezeichnung des Segels verwendet Conning Tower. Dieser Turm ist die zylindrische Kammer, die an der Oberseite des U-Boots befestigt ist. Es befindet sich traditionell direkt über dem Kontrollraum. Der Brunnen verläuft vom oberen Rand des Segels bis zum unteren Rand des Schiffes. Ein Periskop kann sich drehen, um dem Bediener einen 360-Grad-Blick auf die Meeresoberfläche zu ermöglichen. Wenn ein Objekt (oder ein feindliches Schiff) vermieden werden muss, taucht das U-Boot ab. Einmal unterhalb der Periskopentiefe wird Sonar normalerweise zur Navigation verwendet.

Wie Photonics Masten funktionieren werden: werden

Der Photonikmast ermöglicht die Platzierung des Kontrollraums auf dem geräumigeren zweiten Deck.

Neuere U-Boote sind mit zwei Arten von Periskopen ausgestattet, eines rechts (Steuerbord) und eines links (Backbord). Zum Beispiel die USS Springfield hat ein Angriffsbereich des Typs 2 auf der Steuerbordseite und a Typ 18 Suchbereich auf der Portseite. Der Umfang des Typs 18 ist auf Tageslichtbetrieb beschränkt. Es nimmt Fotos mit einer 70-mm-Digitalkamera auf und zeigt diese Bilder dann auf einem Fernsehbildschirm an. Einige Periskope verfügen auch über Nachtsicht, eine Fotokamera und eine Videokamera und können die betrachteten Bilder vergrößern.

Virginias neuer Look

Ein computergeneriertes Bild davon, wie die neuen U-Boote der Virginia-Klasse aussehen werden.

Ein computergeneriertes Bild davon, wie die neuen U-Boote der Virginia-Klasse aussehen werden.

Bei herkömmlichen optischen Periskopen gibt es zwei Probleme. Erstens läuft ein Periskop gut über die gesamte Höhe des Schiffes, um das Periskop unterzubringen, und seine Größe beschränkt die Anordnung der Segel- und Innenabteile. Das zweite Problem ist, dass Periskope jeweils nur eine Person beherbergen können. Die Marine hat ein neues entwickelt AN / BVS-1 Photonikmast um diese beiden Probleme zu lösen. Das Angriffs-U-Boot der Virginia-Klasse, das 2004 debütieren soll, wird das erste U-Boot mit Photonikmasten sein.

Der Photonikmast liefert die Bildgebungs-, Navigations-, elektronische Kriegsführungs- und Kommunikationsfunktionen eines herkömmlichen optischen Periskops gemäß US-Navy-Dokumenten. Jedes U-Boot der Virginia-Klasse verfügt über zwei Photonikmasten, die den Schiffsrumpf nicht durchdringen (einfahren). Der Mast wird wie eine Autoantenne teleskopartig angehoben.

Elektronische Bildverarbeitungsgeräte ersetzen die Prismen und Linsen der alten optischen Periskope. Das Herzstück des Systems ist die Sensoreinheit, die durch das Wasser ragt.Dieser mehrfache elektrooptische Sensor befindet sich in einem rotierenden Kopf. Die Masten sind mit drei Kameras ausgestattet, darunter eine Farbkamera, eine hochauflösende Schwarzweiß-Kamera und eine Infrarotkamera, um das U-Boot mit Bildern zu versorgen. Da ist auch ein geschäftskritische Steuerungskamera in einem separaten, druckfesten und schlaggehärteten Gehäuse und Augensicherer Laser-Entfernungsmesser Dadurch werden genaue Zielbereiche und Navigationshilfen bereitgestellt.

Wie Photonics Masten funktionieren werden: masten

Komponenten des AN / BVS-1 Photonikmastes

Der Periskopbrunnen, in dem diese Masten untergebracht sind, wird nur in den Segeln des Schiffes enthalten sein. Die kleinere Größe des Periskopschachts ermöglicht mehr Freiheit bei der Festlegung des Standorts des Schiffssteuerraums. Bei herkömmlichen Periskopen musste der Kontrollraum im engen Oberdeck platziert werden. Im neuen U-Boot der Virginia-Klasse befindet sich der Kontrollraum auf dem breiteren zweiten Deck und ist offener angeordnet.

Wie Photonics Masten funktionieren werden: funktionieren

Der Photonikmast ermöglicht die Platzierung des Kontrollraums auf dem geräumigeren zweiten Deck.

Bilder von den Photonikmasten werden über Glasfaser zu zwei Arbeitsstationen und einer Steuerkonsole eines Kommandanten gesendet. Die beiden Photonikmasten werden von jeder dieser Stationen aus mit dem Joystick gesteuert. Jede Station enthält zwei Flachbildschirme, eine Standardtastatur und eine Trackball-Schnittstelle. Bilder werden sowohl auf Videokassette als auch auf CD-ROM aufgenommen.

Der Photonikmast ist das neueste Werkzeug, das dem Arsenal der USA für elektronische Kriegsführung hinzugefügt wird. Diese neue Technologie macht die U-Boote der Virginia-Klasse zu den fortschrittlichsten und automatisierten U-Booten der Marineflotte.

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