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Schiffsruder mit zwei seitlichen Steuerfinnen
Die Erfindung betrifft ein Schiffsruder mit zwei seitlichen Steuerfinnen, die durch horizontale oder schräggestellte Befestigungsarme an dem in der Längssymmetrieebene des Schiffes angeordneten und an seiner Vorderkante am Achtersteven gelagerten Hauptruder parallel zu diesem befestigt sind.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, die Wirkung solcher bekannter Ruderanordnungen bei ihrerAnwendung aufDoppelschraubenschiffe zu verbessern. Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, dass die Flächenschwerpunkte der Steuerfinnen in an sich bekannter Weise vor der Vorderkante des Hauptruders liegen und ihre Mittelebenen zumindest annähernd die Schraubenstrahle tangieren oder in sie hineinreichen.
Wie schon angedeutet, ist bereits ein Schiffsruder bekannt, bei welchem die Flächenschwerpunkte der beidseitig des Mittelruders angeordneten Steuerfinnen vor der Vorderkante des Hauptruders liegen.
Diese bekannte Anordnung zielt darauf ab, dass sich die Vorderkante der Steuerfinne, die sich auf der Schiffsseite befindet, nach der das Ruder gelegt wird, gegen eine senkrechte Kante am Heck des Schiffskörpers legt, in welcher die Schiffswandungen des lebenden Werkes zusammenstossen. Dem vorbekannten Vorschlag liegt anscheinend die Vorstellung zugrunde, dass auf diese Weise in harter Ruderlage durch die sich an dieHeckkante anschliessendesteuerfinne und diegegeniiberliegendeSteuerfinneeineArtdas Mittelruder erfassende kanalartige Strömung erzeugt wird.
Bedingt schon der beschriebene Zweck der Steuerfinnen in normaler Ruderlage bei Geradausfahrt eine unglückliche Position der Steuerfinnen im Mitstromfeld mit störenden Wirkungen auf die Strömung auch bei Geradausfahrt, so ist die Wirkung der angestrebten Kanalführung bei Hartlage des Ruders durch die störende Wirkung der Steuerfinnen geradezu katastrophal. Auch scheint der vorbekannte Vorschlag nur an seine Anwendung bei Einschraubenschiffen zu denken, bei denen dann auch die Form des lebenden Werkes eine den Vorstellungen dieses älteren Vorschlages entsprechende Form erhalten muss. Irgendwelche An- deutungen in Richtung des beanspruchten Erfindungsgedankens können dieser vorbekannten Anordnung nicht entnommen werden.
Bie Erfindung ist unter gleichzeitiger Gegenüberstellung mit dem Stand der Technik im nachstehenden an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert und beschrieben.
Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht eine bekannte Anordnung eines Schiffsruders mit seitlichen Steuerfinnen an einem Doppelschraubenschiff : Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellung beispielsweise die Anbringung eines erfindungsgemässausgebildetenRuders an einemDoppelschraubenschiff : Fig. 3 veranschaulicht in einer Rückansicht weiter bevorzugte Ausführungsmerkmale des erfindungsgemässen Ruders ; die Fig. 4a-7b erläutern in schemastischen Darstellungen die fortschrittlichen Wirkungen des erfindungsgemä- ssen Ruders an einem Doppelschraubenschiff in verschiedenen Fahrtzuständen gegenüber der bekannten Ausbildung derartiger Ruder.
Fig. 1 zeigt die in der Praxis allgemein benutzte Anordnung, deren Hauptmerkmal darin besteht, dass die Flächenschwerpunkte der Hilfssteuerflächen hinter der Drehachse des Hauptruders liegen. Die Not wendigkeit wird dadurch begründet, dass sich eine der seitlichen Steuerfinnen, je weiter diese hinter der Ruderachse liegen, umso mehr von der Mittschiffsebene entfernen wird, wenn Ruder gelegt wird. Dadurch wird jedoch erreicht, dass sich die andere der beiden seitlichen Finnen, u. zw. die, nach deren Seite auch das Ruder gelegt wurde, schon bei kleinen Ruderwinkeln in den Schraubenstrahl hineinbewegt.
Diese Anordnung hat eine Reihe von ausgesprochenen Nachteilen, die weiter unten erörtert werden
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und bei Doppelschraubenschiffen durch die erfindungsgemässe Verlegung der Flächenschwerpunkte der als Tragflächen ausgebildeten Finnen vor die Hauptruderachse vollkommen behoben werden.
Es ist zwar offensichtlich, wie auch aus Fig. 2 entnehmbar ist, dass sich beim Ruderlegen auch solcher Steuerfinnen, deren Flächenschwerpunkte um ein merkliches Mass vor der Achse bzw. Vorderkante des Hauptruders liegen, die eine von der Längsmittelebene des Schiffes entfernen wird, während die andere schon bei kleinen Ruderwinkeln in den Strom einer Stäube eintritt. Während aber bei achterlicher Anordnung der Steuerfinnen, z.
B. bei Steuerbordausschlag des Ruders, die Steuerbordfinne in dem Abstrom der vorwärtsgehenden Steuerbordschraubs liegt und dabei die Saugseite dieses Steuerfinnenprofilesdem Hauptruder zugewendet ist, kommt bei der erfindungsgemässen Aufstellung der Steuerfinnen bei Steuerbordausschlag des Ruders die Backbordfinne in den Abstrom der vorwärtslaufenden Backbordschraube zu liegen, wobei die Saugseite dieses Steuerfinnenprofils vom Hauptruder weg, d. h. zur freien Strömung hin, gerichtet ist.
Diese an sich klein erscheinende Differenz bewirkt eine ganze Reihe von baulichen und funktionellen Verbesserungen, die im folgenden an Hand von Funktionsskizzen beschrieben werden.
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4aKonstruktion (Fig. 4a) und bei der erfindungsgemässen Konstruktion (Fig. 4b). Man ersieht unmittelbar, dass sich die Rudermomente der drei Flächen bei der konventionellen Anordnung zueinander addieren, während bei der erfindungsgemässen Anordnung die Rudermomente der seitlichen Steuerfinnen dem Rudermoment der Hauptruderfläche entgegengerichtet sind, wodurch das Ruder teilweise oder ganz ausbalanciert wird. Bei der vorgeschlagenen Anordnung genügt alsoejneschwächere Rudermaschine, als sie für die Hauptruderfläche allein nötig wäre, wohingegen die konventionelle Anordnung von Steuerflächen eine stärkere Maschine verlangt.
Aus diesem Grund ist bei einem bereits fertiggestellten Schiff zur nachträglichen Korrektur- der Steuerfähigkeit die konventionelle Anordnung von Steuerfinnen ohne gleichzeitigen Einbau einer stärkeren Rudermaschine nicht möglich. Dagegen wird die ursprüngliche Rudermaschine bei nachträglicher Anordnung von Steuer finnen auf die erfindungsgemässe Weise geschont. Die erfindungsge- mässen Steuerfinnen eignen sich also zur nachträglichen Korrektur der Steuerfähigkeit besonders gut.
Die Fig. 5a und b zeigen die konventionellen und die neuartige Variante der Steuerfinnen bei Steuer- bordausschlag des Ruders und bei Vorwärtsfahrt beider Maschinen. Man ersieht, dass bei der konventionel- len Anordnung (Fig. 5a) der Steuerfinnen die sonst freiliegende Backbordfinne ausserhalb der Schrauben- strömung liegt und die in der Strömung liegende Steuerbordfinne die Strömung zu der ebenfalls beauf- schlagen Achterkante des Hauptruders verschiebt. Die in der Strömung liegenden Teile des Hauptruders und die Steuerbordfinne stören aber einander gegenseitig. Dies wird besonders dadurch noch betont, dass die Saugseite der Finne C nach innen dem Ruder zugewendet ist ; es ist bekannt, dass die Saugseiten von Profilen besonders störungsempfindlich sind.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung dagegen (Fig. 5b) liegt die freiliegende Backbordfinne in der Schraubenssömung, u. zw. so, dass ihre Druckseite dem Schiff zugedreht und ihre Saugseite zur freien Strömung hin gerichtet ist. Die Steuerbordfinne C liegt ausserhalb der Schraubenströmung, wodurch sie den Weg des Abstromes der Steuerbordschraube zur Achterkante des Hauptruders freigibt.
Die Fig. 6a und b zeigen die konventionelle und die erfindungsgemässe Steuerfinnenanordnung bei Steuerbordausschlag des Ruders und bei gleichzeitiger Vorwärtsfahrt der Backbordschraube. Diese Situation kommt in der Praxis sehr oft vor, u. zw. in solchen Momenten, wo vom Schiff eine extrem gute Steuerfähigkeit verlangt wird. Beispielsweise können bei stehendem, aber nicht verankertem Schiff Drehbewegungen durch einen kurzen Schlag mit der richtigen Schraube abgefangen werden. Dreht sich das Schiff nach Backbord, so muss das Ruder nachsteuerbord gelegt werden und der Schlag muss mit der Backbordschraube erfolgen, um eine Gegendrehung nach Steuerbord zu bewirken.
Wie Fig. 6a zeigt, liegt in diesem Fall die Steuerbordfinne bei der konventionellen Anordnung ausserhalb des Schraubenstrahles, während bei der erfindungsgemässen Anordnung, wie aus Fig. 6b ersichtlich ist, die Steuerbordfinne vollständig im Schraubenstrahl liegt, also auf den kleinsten Schlag der Backbordschraube in der gewollten Richtung anspricht. Ähnlich ist der Fall, wenn das Schiff nicht nur schlagweise mit einer Schraube arbeitet, sondern wenn bei langsamer. kontinuierlicher Fahrt, wie es im allgemeinen üblich ist, nur eine Schraube benutzt wird.
Die Fig. 7a und b zeigen den Fall, wenn das Schiff" auf dem Teller" nach Steuerbord gedreht werden soll, d. h. die Backbordschraube läuft voraus, die Steuerbordschraube läuft nach achtem und das Ruder ist nach Steuerbord gelegt. In dieser Lage ist bei der konventionellen Anordnung die freie Hilfssteuerfläche B nicht bespült, und die Hilfssteuerfläche C wird durch die vorgeschobene Achterkante des Hauptruders A gegenüber der Hauptströmungsrichtung abgedeckt.
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