PC-Messtechnik Mit Luftblasen gegen Weltkriegs-Minen bei Sprengversuchen in der Ostsee

Redakteur: Wolfgang Leppert

Nach 1945 wurden viele tausend Tonnen Munition auch in küstennahen Gebieten der Ostsee versenkt, noch heute eine Bedrohung insbesondere für die Seeschifffahrt. Eine Bergung wäre oft zu riskant, so dass nur eine kontrollierte Sprengung möglich ist. Die Detonation von mehreren hundert Kilogramm Sprengstoff unter Wasser erzeugt jedoch Schockwellen, die für Mensch und Tier lebensbedrohlich sein können. Kieler Forscher haben daher untersucht, inwieweit Luftblasenvorhänge die Unterwasser-Druckwellen dämpfen können.

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Testsprengung mit geringerer Sprengkraft: Ein Kompressor erzeugt die Druckluft für den Blasenvorhang
Testsprengung mit geringerer Sprengkraft: Ein Kompressor erzeugt die Druckluft für den Blasenvorhang
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen, Maritime Technologie und Forschung (kurz: WTD 71) in Eckernförde an der Ostsee ist eine von insgesamt zehn wehrtechnischen bzw. wehrwissenschaftlichen Dienststellen der Bundeswehr. Sie deckt heute die gesamte Bandbreite maritimer Wehrtechnik in allen Phasen der Entwicklung und Erprobung ab. Im Forschungsbereich für Wasserschall und Geophysik, der in Kiel angesiedelt ist, gehören dazu auch Untersuchungen über die dämpfende Wirkung eines Blasenschleiers auf Explosionsschockwellen — mit dem Ziel einer möglichst umweltschonenden Beseitigung von Munitionsaltlasten aus dem Zweiten Weltkrieg. Diese Arbeiten werden in Zusammenarbeit mit dem Amt für Katastrophenschutz des Landes Schleswig-Holstein durchgeführt, das für die Kampfmittelbeseitigung verantwortlich ist.

Zu diesem Zweck haben Experten der WTD 71 mit praktischer Unterstützung der Lübecker Firma Hydrotechnik Sprengversuche unternommen, bei denen mit kreisrunden, perforierten Röhren am Meeresboden ein Blasenvorhang um den Explosionsort erzeugt wird. Und während bei ersten Versuchen noch mit drei konzentrischen Röhren experimentiert wurde, beschränkt man sich mittlerweile auf eine einzige Röhre, aus der ein Luftstrom von 40 Kubikmetern pro Minute austritt. Als Messplattform dient dabei ein in sicherer Entfernung verankertes Schiff. Von dort aus positioniert man per Bordkran sechs Hydrofone in vier verschiedenen Tiefen zur Messung des Schalldrucks. In der Messanlage an Bord werden die Schallsignale zunächst vorverstärkt und durchlaufen ein 50Hz-Hochpassfilter, bevor sie dann von einem Transientenrekorder aufgezeichnet und anschließend ausgewertet werden.

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Ultraschnelle Messsysteme arbeiten mit höchster Präzision und Sicherheit

Für diese speziellen Versuche stehen dem Forscherteam mit den Transientenrekordern der Serien LTT-184 und LTT-186 moderne Messsysteme zur Verfügung, die den hohen Ansprüchen an die Sicherheit und Robustheit genügen. Diese vom Würzburger Spezialisten für ultraschnelle Messtechnik LTT Labortechnik Tasler entwickelten und produzierten Frontends erweitern die Bandbreite der konventionellen PC-Messtechnik in bisher unerreichte Dimensionen. Die maximale Abtastrate pro Kanal liegt — je nach gewünschter Auflösung — zwischen 2,5 MHz bei 16 Bit und bis zu 20 MHz bei 12 Bit. Ein einzelnes Gerät bietet dabei bis zu 16 Differenzeingänge. Da sich die Geräte kaskadieren lassen, ist eine synchronisierte Erfassung auch mit viel mehr parallelen Kanälen möglich.

Montage der Röhren zum Erzeugen des Luftblasenvorhangs (Archiv: Vogel Business Media)

Separate A/D-Wandler und Verstärker für jeden Eingang bieten eine simultane Abtastung aller Kanäle und eine kanal-individuelle Verstärkung mit Eingangsbereichen zwischen ± 1 Volt und ± 50 Volt (optional: ± 10 bis ± 200V). Jeder Eingang verfügt über ein adaptives Anti-Aliasing-Filter. Um die Messungen in Zukunft weiter zu vereinfachen, bietet LTT jetzt zusätzlich den universalen Messverstärker LTT-500 an. Dieser kann bis zu 8 Sonarsensoren mit 20 Volt (oder 30mA) versorgen. In Kombination mit den Transientenrekordern werden die Sensorsignale, bei einer Bandbreite von 1MHz, bis zu 1660-fach verstärkt.

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