CH307157A - Wasserfahrzeug mit Wassertragflügeln. - Google Patents

Wasserfahrzeug mit Wassertragflügeln.

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CH307157A
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Inventor
Burtenbach Hanns Freiherr Von
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Supramar Ag
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/24Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • B63B1/248Shape, hydrodynamic features, construction of the foil

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Description


  Wasserfahrzeug mit Wassertragflügeln.    Die Erfindung betrifft ein Wasserfahr  zeug mit zwei hintereinander angeordneten,  ,je mit, einem Anteil des Fahrzeuggewichtes  belasteten Wassertragflügeln, welche     gleich-          gewichtserhaltende    Kräfte durch quer zur  Fahrtrichtung geneigte     Tragflügelteile    auf  bringen und welche den Fahrzeugkörper wäh  rend der vollen Fahrt mindestens teilweise  aus     dem    Wasser heben.  



  Die bisher bekanntgewordenen, mit meh  reren Tragflügeln     versehenen    Wasserfahr  zeuge dieser Art besitzen vorn und hinten in  Formgebung und Wirkung nahezu     gleiehar-          t        ige    quergeneigte Tragflügel, deren Enden  während der Fahrt über dem Wasserspiegel  liegen.

   Diese Anordnung weist aber eine  Reihe von     sehwerwiegenden    Nachteilen auf  Die Längsstabilität vermindert sich unter  kopflastigen Trimmomenten schon bei kleinen  Neigungen, so dass das Fahrzeug nur geringe       Sehwerpunktversehiebungen    nach dem Vor  derschiff zu verträgt und im Wellengang  leicht     untersehneidet.    Diese Gefahr entsteht  namentlich bei achterlichem Seegang beim  Austritt aus einem Wellenberg, wenn der hin  tere Flügel, der unter der Wirkung der aus  getauchten Flächenteile der Wasserkontur zu  Folgen trachtet., angehoben wird und sieh da  durch am vordern Tragflügel     Anstellwinkel     und Auftrieb im Wellental verkleinern, so       dass    das Fahrzeug im folgenden Wellenkamm  unterschneidet.

   Die Tauchtiefe ändert sieh  stark mit der Geschwindigkeit, wodurch der    Bootskörper bei verlangsamter Fahrt früh  zeitig zur     Eintauchung    kommt, bei grossen  Geschwindigkeiten aber so hoch über den  Wasserspiegel steigt, dass die Stabilität ge  fährdet wird. Während der Anfahrt mit noch  benetztem Bootskörper -tritt ein sehr hoher  Widerstand auf, und beim Abstoppen im See  gang     neigt    das Boot dazu, mit dem Bug in  die Wellenberge einzutauchen.  



  Durch die Erfindung sollen die geschilder  ten Nachteile beseitigt werden. Erfindungs  gemäss ist das Wasserfahrzeug dadurch ge  kennzeichnet, dass der vordere Tragflügel über  der Wasserlinie der Höchstgeschwindigkeit  bis an den Schiffskörper leeranreichende  Flügelteile aufweist und der hintere Trag  flügel unter der genannten     Wasserlinie    ge  gen Änderung des Trimmwinkels empfind  licher als der vordere Flügel ausgebildet ist,  wobei die beiden Flügel in Abmessungen und  Profilform derart ausgebildet sind, dass von  der Wasserlinie der Höchstgeschwindigkeit  ab, bei paralleler     Tauchtiefenvergrösserung     der vordere Flügel eine relativ stärkere Ver  grösserung seiner Auftriebskraft erfährt als  der hintere Flügel,

   so dass die stabilisieren  den Auftriebskräfte an dem vordern Flügel  überwiegend bei     Tauchungsänderungen    und  am hintern Flügel überwiegend bei 'Trimm  winkeländerungen hervorgerufen werden.  



  Unter Vergrösserung der Auftriebskraft  ist hier das Verhältnis der bei der Tauch=       tiefenvergrösserung        hinzukommenden    neuen      Auftriebskraft am Flügel zu der bei der Was  serlinie der Höchstgeschwindigkeit vorhanden  gewesenen     Auftriebskraft    verstanden.  



  Wenn der hintere Flügel     austauchende     Teile aufweist, können diese in ihrer Grösse  so weit beschränkt werden, dass sie bei der  Normalgeschwindigkeit nur bis an den Was  serspiegel heranreichen und lediglich bei hö  heren Geschwindigkeiten zur     Austauchung     kommen. Sie können auch ganz wegfallen, so  dass der Flügel bei jeder Geschwindigkeit  völlig untergetaucht bleibt.

   Unter Normal  geschwindigkeit wird hier diejenige     Geschwin-          digkeit        verstanden,        die        80        bis        85        %        der     Höchstgeschwindigkeit beträgt.

   Der unter  getauchte Teil des hintern Tragflügels erhält  zweckmässig zur Erhöhung seiner     'Trimm-          winkelempfindliehkeit,    das heisst zur Ver  grösserung der     Aiütriebsbeiwertsänderungeu     mit dem Trimmwinkel     ss    (Vergrösserung des  Quotienten Auftriebsgradient / Auftriebsbei  wert) gegenüber dem vordern Flügel eine  grössere Streckung     (b2/17')    und einen kleine  ren Auftriebsbeiwert     (c")    bei kleinerer mitt  lerer     Kielung.    Falls die Fläche unterhalb des  Wasserspiegels endet, kann durch Randschei  ben die Wirkung einer     'Streekungsvergrösse-          rung    erzielt werden.

   Unter Auftriebsgradient  
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   wird die Auftriebszunahme pro  Grad     Anstellwinkelvergrösserung   <I>(da)</I> ver  standen, also im vorliegenden Falle pro Grad  Vergrösserung der     Fahrzeuglängsneigung        (dss)     und      Kielung     bedeutet die     Querneigung    des  Flügels. Die mittlere     Kielung    ist der Mittel  wert aus den Querneigungen der Flächen  teile, sofern diese nicht an allen Stellen den  gleichen     Querneigungswinkel    haben.  



  Eine weitere erhebliche Steigerung der       Trimmwinkelempfindlichkeit    kann durch eine       schwenkbare    Lagerung der Heckfläche     in     einer im oder hinter dem     Drüekpunkt    liegen  den Achse und !Steuerung durch eine Feder  erreicht werden.  



  Zur Verminderung der     Trimmwinkelemp-          findlichkeit,    also zur Verkleinerung des Quo  tienten Auftriebsgradient / Auftriebsbeiwert  des vordern Tragflügels gegenüber dem hin-         tern    kann der bei Höchstgeschwindigkeit un  tergetauchte Teil des vordern Flügels derart  verwunden werden, dass der Einstellwinkel  sich mit der Tauchtiefe vergrössert, wodurch  eine Erhöhung des mittleren     ca-Wertes    er  reicht wird, ohne Vergrösserung der Luft  einbruchsgefahr an den     Austaucbstellen    des  Flügels.

   Der Einfluss des     Anstellwinkels    wird  ganz ausgeschaltet durch     eine    'Steuerung des       Anstellwinkels    des Flügels oder durch Steue  rung von Klappen oder Nebenflügeln, die an  der     Flügelhinterkante        angebracht    sind, mit  tels Leitflächen in der Weise, dass die Auf  triebskraft durch Änderung der Strömungs  richtung nicht mehr beeinflusst wird. Die auf  den Wasserspiegel einsteuernde Wirkung der  ein- und     austauchenden    Flächenteile kann  durch senkrecht auf der Flügelunterseite in  Strömungsrichtung stehende Platten verstärkt  werden.  



  Weiterhin können zur Erreichung des an  gestrebten Effektes auch die     Abstützorgane     der Tragflügel besonders ausgebildet werden,  indem die vordern     Abstützor        gane    in quer  geneigter Anordnung mit Auftrieb erzeugen  den Profilen versehen sind, die bei Eintau  chung rückführende Kräfte auslösen, wäh  rend die Stützorgane des hintern     'Tragflügels     höchstens an den in Flügelnähe liegenden  Teilen Auftrieb erzeugen und im übrigen       symmetrisch    profiliert, ohne Auftriebswirkung  ausgebildet sind.  



  Bei den beschriebenen Massnahmen be  stimmt der vordere Flügel, der sieh auf den  Wasserspiegel einsteuert., das heisst auch im  Wellengang der Wasseroberfläche zu folgen  trachtet, die Tauchtiefe des ganzen Fahrzeu  ges, während der hintere Flügel, der die  Trimmlage zu erhalten sucht, den vertikalen  Bewegungen des vordern Flügels folgt. Im  Seegang, bei welchem also der Heckflügel nur  in geringem Masse oder gar nicht von dein  Wasserspiegel beeinflusst wird, hat. das Fahr  zeug das Bestreben, parallel mit sieh selbst  zu schwingen und die Wellen mit kleinen       Stampfwinkeln    zu durchfahren. Das Fahr  zeug verlässt infolgedessen die Wellenberge  ohne erhebliche kopflastige Neigung, deren      Auftreten die bisher bekanntgewordenen Fahr  zeuge gefährdete.  



  Das     Tragflügelsystem    erzielt eine     wesent-          lieh    grössere statische Längsstabilität als die  bekannte Anordnung mit zwei gleichartigen  Flügeln, und bei den kritischen     huglastigen     Momenten liegen die .Stabilitätswerte um ein  Vielfaches höher. Das rührt daher, dass der  vordere Flügel seine Tauchtiefe unter der er  höhten Belastung vergrössert und dabei das  Fahrzeug der alten Anordnung um den ent  lasteten hintern Flügel dreht, wobei ein  stabilitätsvermindernder Auftriebsverlust an  dem vordern Flügel eintritt.

   Bei dem ver  besserten 'System dagegen folgt der hintere  Flügel dem vordern, vergrössert also auch  seine Tauchtiefe, so dass eine wesentlich ge  ringere negative Neigung der Längsachse  und damit eine kleinere Auftriebsabnahme an  dem vordern Flügel entsteht.  



  Bei Geschwindigkeitsänderungen erfolgt  der Ausgleich der Auftriebskraft am hintern  Flügel mit grösseren     Tauchungswegen    als am  vordern, so dass sich das Fahrzeug selbsttätig  in     anstellwinkelvergrösserndem    Sinne bei  Fahrtabnahme und in     anstellwinkelverklei-          nerndem    Sinne bei Fahrtzunahme vertrimmt.  Durch diesen Vorgang vermindern sich die       Tauehungsdifferenzen    des Fahrzeuges so weit,       class    sich sogar unter bestimmten Verhältnis  sen eine konstante     Eintauchung    des vordern  Flügels bei jeder Geschwindigkeit erreichen  lässt.

   In gleicher Weise ruft eine Belastungs  vergrösserung eine     hecklastige,    den     Anstell-          winkei    und damit auch den Auftrieb ver  grössernde     Vertrimmung    hervor. Auch bei auf  gezwungenen Tauchschwingungen antwortet  das Fahrzeug mit Gegenkräfte auslösender  Neigung seiner Längsachse. Bei der Anfahrt,  wenn zum Beispiel die grosse Gesamtfläche des  vordern Flügels ganz unter Wasser liegt, ver  trimmt das Fahrzeug stark     hecklastig    unter.

    Zunahme der     Flügel-Anstellwinkel,    wodurch  die     dynamisehen    Auftriebskräfte den Boots  körper schon bei kleiner Geschwindigkeit, vor  dem Auftreten hoher Widerstände an dem  selben, aus dem Wasser heben. Die starke         Vertrimmung    beim Abstoppen verhindert das  Unterschneiden im 'Seegang.  



  Das     'Tragflügelsystem,    bei welchem der  hintere Flügel von den vertikalen Bewegun  gen des vordern weitgehend beeinflusst wird,  bringt auch den Vorteil mit sich, dass bei  einer willkürlichen 'Steuerung des Auftriebes  und der     Tauchung    des vordern Flügels gleich  zeitig auch die     Tauchung    des hintern Flügels  gesteuert wird. Daher werden die an sich be  kannten Mittel zur Auftriebsänderung, wie  Verstellung des     Anstellwinkels,        .Schwenken     von Klappen am rückwärtigen Flügelteil oder  getrennt von diesem angeordnete Hilfsflügel,  zweckmässig nur an den vordern Flügeln an  gewendet, während der hintere keine solchen  Mittel besitzt.

      Es sind schon Fahrzeuge bekanntgewor  den, bei denen ein einziger Tragflügel mit       austauchenden    Enden am Schwerpunkt des  Fahrzeuges angeordnet ist, während sich am  Hinterschiff eine horizontale     iSteuerfläche    be  findet, die gegenüber der vordern 'Tragfläche  sehr klein ist und im normalen 'Fahrtzustand  keine Auftriebskräfte hervorbringt. Da diese  Steuerfläche unbelastet ist, also keine tragen  den Kräfte erzeugt, ändert sich bei Geschwin  digkeitswechsel hier auch nicht die Tauch  tiefe in der beschriebenen Weise. Solche Fahr  zeuge sind daher gegen .Schwerpunktverschie  bungen ausserordentlich empfindlich, so dass  sie im 'Seegang, wenn Wellenschläge den  Bootskörper treffen, keine ausreichende       Längsstabilität    besitzen.  



  In den Zeichnungen sind einige Ausfüh  rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  dargestellt, und zwar zeigen:       Fig.    1 ein Wasserfahrzeug in Seitenansicht  mit am Bootskörper befestigten Tragflügeln,       Fig.    2 und 3. je einen vordern Tragflügel  mit dem Bootskörper im Querschnitt nach  der Linie     A-B    in     Fig.1.        Fig.    2a und     3a    die Ausbildungen     des    Vor  derflügels in Draufsicht,

         Fig.4    bis 7 je einen hintern Tragflügel  mit dem Bootskörper im Querschnitt nach der  Linie     C-D    in     Fig.1.              Fig.4a    bis     7a    die Ausbildungen des Hin  terflügels in Draufsicht,       Fig.    7b eine Randscheibe in 'Seitenansicht.

    In den     Fig.    2 bis 7 sind zur besseren       Iienntlichmaehung    der Ausbildung des Flü  gelsystems über der Wasserlinie<I>WL</I> der       Höehstgesehwindigkeit    die Niveaulinien     a    und  b, welche einer parallelen     Tauchtiefenver-          grösserung    entsprechen, überall im gleichen  Abstand voneinander eingezeichnet.

   Bei der  Normalgeschwindigkeit fährt das Fahrzeug  etwa auf der Niveaulinie     a.    Weiterhin zeigen:       Fig.    ss Profilschnitte der vordern Fläche  gemäss den Niveaulinien WL,     a    und b in den       Fig.    2 und 3- in grösserem Massstab,       Fig.9    Profilschnitte der hintern Fläche  gemäss den Niveaulinien<I>WL,</I>     a    und<I>b</I> in       Fig.    4 in grösserem Massstab,       Fig.    10 und     1'1    je einen durch eine Feder  belasteten hintern Tragflügel im Profilschnitt,       Fig.1,2    einen durch eine Leitfläche ge  steuerten vordern Flügel im Profilschnitt.

    Das Wasserfahrzeug besitzt einen Boots  körper 1 mit einer vordern Gleitfläche 2 und  einem hintern Bodenteil 2'. An ihm ist, ein  vorderer Tragflügel 3, der mit bei Höchst  geschwindigkeit aastauchenden Teilen 3' ver  sehen ist     tmd    ein hinterer Flügel 4 mit bei  Höchstgeschwindigkeit aastauchenden Teilen  4' im Abstand vor und hinter dem etwa mitt  schiffs liegenden Schwerpunkt angeordnet, so  dass jeder von ihnen mit einem Gewichts  anteil belastet, ist.

   Die aastauchenden Teile 3'  der rechten und linken Tragflächenhälfte der       Fig.    2 und 3 laufen zum Teil nach unten zu  sammen, also     V-Vorm,    und zum Teil nach  oben, also umgekehrte     V-Form,    während in  den     Fig.4    und 5 die aastauchenden Teile 4'  nach unten zusammenlaufen. Die aastauchen  den Teile 3' können auf ihrer ganzen Länge  entweder nach oben oder nach unten zusam  menlaufen. Bei beiden Anordnungen entste  hen ausreichend grosse Stabilisierungskräfte.  



  Zur Befestigung des hintern Tragflügels  an dem Bootskörper sind     Abstützorgane    5 vor  gesehen, die höchstens an den in Flügelnähe  liegenden Teilen 5' Auftrieb erzeugen und  sonst symmetrisch profiliert ohne Auftriebs-         wirkung    ausgebildet sind, während die Ab  stützung des vordern Tragflügels durch den  Flügelteil 3' selbst erfolgt oder durch zusätz  liche Stützen, die ein einen Auftrieb erzeu  gendes Profil besitzen. Alle darüber hinaus  aus statischen Gründen erforderlichen Stüt  zen, die auf die Wirkungsweise keinen Ein  fluss haben, sind weggelassen.  



  Durch Vergleich der     Fig.    2 und 3 mit den       Fig.4    bis 7 ist ersichtlich, dass der vordere  Flügel 3 und der hintere Flügel 4 verschie  denartig ausgebildet sind, und zwar reicht  der vordere Tragflügel mit seinen     austau-          ehenden    Flächenteilen 3', die einen grösseren  Flächeninhalt als der untergetauchte Teil 3  besitzen, bis an die Gleitflächen 2 des     Schiffs-          körpers    heran, während der aastauchende Teil  4' des hintern Flügels der     Fig.4,    der nur  einen Bruchteil der     Flächengrösse    seines un  tergetauchten Teils hat,

   zu wesentlich klei  nerer Höhe über die Fahrtwasserlinie WL  der     Höchstgeschwindigkeit,    und zwar nur  wenig über die Niveaulinie     a    in dem Beispiel  der     Fig.    4 reicht. Der     austaueliende    'Teil 4' des  Heckflügels nach dem Beispiel der     Fig.    5 tritt  nur noch beim Überschreiten der Normalge  schwindigkeit über den Wasserspiegel, wäh  rend die Flügel der     Fig.6    und 7 keine aas  tauchenden Teile besitzen und bei jeder     CTe-          schwindigkeit    völlig untergetaucht bleiben.  



  Bei paralleler     Tauchtiefenvergrösserung     Tiber der Wasserlinie WL der     Höehstgeseli-#vin-          digkeit    erfährt der vordere Flügel eine rela  tiv stärkere Vergrösserung seiner Auftriebs  kraft als der hintere Flügel.  



  Aus den Figuren geht, weiterhin hervor,  dass die     austauclienden    Teile 3' des     vordern     Tragflügels eine Ausbildung haben, bei wel  cher die Auftriebswirkung mit. dem Abstand  des Wasserspiegels über der     Wasserlinie    WL  der Höchstgeschwindigkeit in stärkerem Masse  als an den     austauehenden    Teilen des hintern  Flügels zunimmt.

   Den     Fig.2,    3 und 4 ist zu  entnehmen,     da.ss    sich die Flügelteile 3' des  vordern Flügels 3 mit, dem Abstand über der  Wasserlinie WL stärker verbreitern, also eine  stärkere Zunahme der Flächentiefe als die  hintern Flügelteile 4' der Beispiele nach den           Fig.4a    und     5a    haben. Der hintere Flügel  kann als bevorzugte Form in seinem     austau-          ehenden    Teil 4' auch eine unveränderliche  Tiefe wie in     Fig.4b    besitzen, oder sieh nach  aussen hin verschmälern, wie in     Fig.4c    ge  zeigt.

   Bei dem Flügel nach     Fig.    5 sind -auch  die eingetauchten, quergeneigten, an den Was  serspiegel a der Normalgeschwindigkeit heran  reichende Enden verbreitert, und zwar in  diesem Falle zur stärkeren Ausnutzung des  sogenannten Oberflächeneffektes. Dieser Ef  fekt schwächt den Unterdruck auf der     Profil-          Oberseite    in     Wasserspiegelnähe    und verliert  seinen Einfluss mit wachsender Entfernung  dieses Teils vom Wasserspiegel, so dass eine  zusätzliche stabilisierende Kraft entsteht, Im  Falle der Ausbildung des hintern Flügels  nach     Fig.4c,    5 bis 7 wird die beabsichtigte  Wirkung auch erzielt, wenn der vordere     Flü-          ,

  -el    eine unveränderliche Tiefe besitzt, da  dann auch eine relativ grössere Zunahme der  Auftriebswirkung mit wachsendem Abstand       des    Wasserspiegels über der Wasserlinie<I>WL</I>       ain    vordern Flügel gegenüber dem hintern  vorhanden ist.  



  Die wachsende Auftriebswirkung an den       anstauchenden    Teilen 3' des     vordern    Flügels  3     gegenüber    den     austauchenden    Teilen des       hintern    Flügels wird weiterhin durch eine  mit dem Abstand über der Wasserlinie<I>WL</I>  zunehmend gestaltete Wölbung der Unterseite  bzw. durch eine zunehmende Krümmung der       Profilmittellinie    nach     Fig.    8 erzielt.

   Durch       Vergleieh    mit den Profilen nach     Fig.    9 der       austauelienden    Teile 4' des hintern Flügels,  die vorzugsweise unveränderlich bleiben, ist       ersichtlich,    dass die Krümmung mit     zuneh-          inendem    Abstand über der Wasserlinie am  vordern Flügel stärker zunimmt als bei den  auf gleichen Niveaulinien liegenden Flächen  teilen des Heckflügels. Ebenso kann der Ein  stellwinkel der Profile des vordern     austan-          ehenden    Flügelteils 3' mit dem Abstand über  der Fahrtwasserlinie anwachsen, während der  Einstellwinkel des hintern Flügelteils 4' vor  zugsweise konstant bleibt.  



       Endlich    wird an dem vordern Flügel eine       ;grössere    Auftriebszunahme als am     hintern            Flügel    durch eine     kleinere        Querneigung    y der       austauchenden    Flügelteile     und    eine kleinere       Eintauchbreite    b (das ist die in den     Fig.    2  und 4 angegebene Querentfernung der Durch  stossstellen der Flügel durch den Wasser  spiegel) der     austauchenden    Teile erreicht,

    weil sich dadurch die wirksame Flügelbreite  mit dem Abstand über der Wasserlinie WL  an dem vordern Flügel relativ stärker ver  grössert als an dem hintern Flügel.  



  Die beschriebenen Ausbildungen können  einzeln, teilweise oder alle zugleich vorge  sehen sein. Sie erhöhen der rückführenden  Kräfte bei     Tauchungsänderungen    an dem     vor-          dern    Flügel gegenüber dem     hintern    bzw. die       Tauchungswege    des hintern Flügels gegen  über dem vordern bei Geschwindigkeitsände  rungen um so mehr, je mehr Massnahmen und  je stärker diese mit dem Abstand über der  Fahrtwasserlinie an dem vordern Flügel zu  nehmend angewendet sind.  



  Aus den Figuren ist zu ersehen, dass der  eingetauchte hintere Flügelteil 4 der     Fig.    4  und 5 eine grössere Streckung besitzt als der  eingetauchte 'Teil 3 des vordern Flügels     iii          Fig.2    und 3.

   Durch diese Massnahme, bei  gleichzeitiger Verkleinerung des Auftriebsbei  wertes gegenüber dem vordern Flügel, wird  ausser der Erhöhung der     Anstellwinkelemp-          findlichkeit    eine Vergrösserung der     Eintauch-          breite    b gegenüber dem vordern Flügel er  reicht bzw. es kann an     Heckflügeln,    die einen  kleineren Gewichtsanteil als der Bugflügel  tragen, zumindest die gleiche     Eintauchbreite     wie am vordern Flügel vorgesehen werden.  



  In     Fig.    7, 7a und<I>7b</I> sind an den unter  halb des Wasserspiegels endenden Heck  flächen die Randscheiben 6 dargestellt, die  die gleiche Wirkung wie     eine    Vergrösserung  der Streckung erzielen. Sie können in vorteil  hafter Weise mit einem Ruder 7 nach     Fig.        7b     versehen werden. In der     Fig.    6 sind die Ab  stützelemente 5 in der Nähe der Flügelenden  verbreitert als Randscheiben 6 ausgebildet.  



  Die Heckflügel nach     Fig.4    bis 6 besitzen  einen mittleren, etwa horizontalen Teil, wo  durch die mittlere     Kielung    des untergetauch-           ten    Flügels     kleiner    als an     -dem        vordern    Flü  gel nach     Fig.    2 oder     Fig.    3 ist, bei dem nur       ein    kurzes urigekieltes Stück vorgesehen ist.

    Durch die dargestellte Flügelform kann er  reicht werden, dass auch bei Anwendung einer  für die zu erzielende Wirkung günstigen grö  sseren     Querneigung        ;@    an den     austauchenden     Teilen des hintern Flügels, als an dem     vor-          dern,    die mittlere- Kielurig nicht grösser als  an dem vordern Flügel wird. Auch bei dem  völlig untergetauchten Flügel nach     Fig.    6 und  7 sind quergeneigte Flächenteile vorgesehen,       um    eine zu starke Annäherung an den Was  serspiegel, zum Beispiel im Seegang, zu ver  hindern, die bei einer völlig horizontalen  Fläche zu totalem     Lufteinbruch    führen würde.

    Bei dem Flügel nach     Fig.7    besitzen die Flü  gelhälften eine nach oben zusammenlaufende  Querneigung.  



       Fig.    10 und 11 zeigen das Schema der zur  Vergrösserung der     Trimmwinkelempfindlieh-          keit    schwenkbar aufgehängten Hecktragflügel  oder     Heektragflügelteile.    In     Fig.10    ist der  Flügel um eine im Druckpunkt D der Nor  malstellung liegende Achse 8 schwenkbar ge  lagert und durch eine Zug- und Druckfeder J,  an deren :Stelle auch mehrere treten können,  in der Normalstellung gehalten.

   Vergrössert  sieh der Trimmwinkel, so wandert der Druck  punkt nach vorn und führt durch das ent  stehende Moment eine     anstellwinkelvergrö-          ssernde    Drehung um die Achse 8 herbei, wäh  rend eine     Trimmwinkelv        erkleinerung    eine       Druckpunktwanderung    nach hinten mit einer       anstellwinkelverkleinernden    Drehung um die  Achse 8 zur Folge hat. In     Fig.11    liegt die  Schwenkachse hinter dem Druckpunkt D, und  eine Feder 9 wirkt. dem auftretenden Mo  ment entgegen. Auch hier entsteht eine an  stellwinkelvergrössernde Drehung bei Zu  nahme des Trimmwinkels     lind    umgekehrt.  



       Fig.12    stellt im Schema einen im     Druel,:-          punkt    um die Achse 8 schwenkbar gelagerten  Bugflügel dar, der durch die Leitfläche     10     in Richtung der     :Strömung    eingesteuert wird,  derart, dass bei Änderung der Strömungsrich  tung die Grösse der Auftriebskraft nahezu       tmverändert    bleibt. Statt den     Anstellwinkel       des ganzen Flügels zu steuern, können auch  Klappen oder Hilfsflächen an der Flügel  hinterkante vorgesehen sein, die durch die       Leitfläche    10, gegebenenfalls unter Zwischen  schaltung einer Hebelübersetzung, gesteuert.  werden.  



  Durch diese Anordnung wird der Bug  flügel gegen     Anstellwinkeländerungen    bei  V     ertrimmungen    unempfindlich, so dass die  Längsstabilität ganz     erlieblieh    wächst.  



  In     Fig.    2 sind an der     Unterseite    des Trag  flügelteils 3' angebrachte Platten 11 gezeigt,  die in     F'alirtriehtung        liegen        lind    annähernd  senkrecht zur Flügelfläche stehen. Diese  Platten verhindern, wenn sie zur     Eintauchttng     kommen, den     Druckausgleich    nach dem Was  serspiegel zu und erhöhen dadurch die     Über-          druelckräfte    an der     Unterseite,    also die     auf     den Wasserspiegel einsteuernden Kräfte.  



  In Fortsetzung der Massnahmen, um die  Organe des Vorderschiffes auf den Wasser  spiegel einsteuernd auszubilden, während     all     den Organen des     Hinterschiffes        Auftriebswir-          klingen    durch ein- und     alistallehende        Flä.ehen     zumindest stark beschränkt werden, ist das  Hinterschiff ohne     dcnamiselie    Auftriebswir  kung ausgebildet. Wie aus     Fig.1        ersichtlieb,     besitzt die Gleitfläche 2'     des        Hinterschiffes     daher eine negative Neigung.

   Das Hinter  schiff kann auch in     Rundspantform    gebaut  sein, wie     Fig.6    zeigt, während das Vorder  schiff eine Gleitfläche 2 besitzt. Der Boots  körper ist auch derart ausgebildet, dass der  statische Auftrieb des Vorderschiffes mit     zri-          nehmender        Tatichung    stärker     airwäcbst    als  der des Hinterschiffes, was ausser der mit.

    der Tauchurig zunehmend benetzten     Vorder-          schiffslänge    durch ausfallende     Vordersehiffs-          seitenwände    nach     Fig.    2 und 3 erreicht wird,  während die Seitenwände des Hinterschiffes  vertikal stehen oder einfallend     ausgebildet          sind        (Fig.    4 bis 6).

   Dadurch vertrimmt das  Fahrzeug bei zunehmender     Taucliung,    also  bei wachsender Belastung,     hecklastig    unter  Vergrösserung der     Tragflügelanstellwinkel,     was sieh bei der Anfahrt     lind    im Seegang       günstig        auswirkt.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPUUCII Wasserfahrzeug mit zwei hintereinander angeordneten, je mit einem Anteil des Fahr zeuggewichtes belasteten Wassertragflügeln, welche gleichgewichtserhaltende Kräfte durch quer zur Fahrtrichtung geneigte Tragflügel- teile aufbringen und welche den Fahrzeug körper während der vollen Fahrt mindestens teilweise aus dem Wasser heben, dadurch ge- kennzeielinet,
    da.ss der vordere Tragflügel über der Wasserlinie der Höchstgeschwindig keit bis an den Schiffskörper heranreichende I'lü@@-el.teile aufweist und der hintere Trag flügel unter der genannten Wasserlinie gegen Änderung des Trimmwinkels empfindlicher a15 der vordere Flügel ausgebildet ist, wobei die beiden Flügel in Abmessungen und Pro- lilforni derart ausgebildet sind, dass von der \\ asserlinie der Höchstgeschwindigkeit ab, bei paralleler Tauchtiefenv ergrösserung,
    der vor dere Flügel eine relativ stärkere Vergrösse rung seiner Auftriebskraft erfährt als der hintere Flügel, so dass die stabilisierenden Auftriebskräfte an dem vordern Flügel über wiegend bei Tauchungsänderungen und am Hintern Flügel überwiegend bei Trimmwinkel- iin(iernngen hervorgerufen werden. UNTTRANSPRLTC:HE l..
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Trag flügel nicht bis an die Wasserlinie der Höchst- gesehwindigkeit heranreicht, damit dieser Flügel bei allen Geschwindigkeiten völlig un- 1ergetauelit bleibt. 2. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Flügel einen derart grossen Flächeninhalt und Auftriebsbeiwert besitzt, dass er mit den quergeneigten Flügelteilen bei der Normal- ,escliwindigkeit bis an den Wasserspiegel lieranreieht. 3.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere eingetauchte Flügelteil eine grössere :Strek- kung und einen kleineren Auftriebsbeiwert als der vordere Flügel besitzt. 4. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass der hintere Tragflügel eine minde stens ebenso grosse Eintauchbreite wie der vordere Flügel besitzt. 5. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der hintere eingetauchte Flügel eine kleinere mittlere Querneigung als der vordere besitzt. 6.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 bis 5; dadurch ge kennzeichnet, dass der hintere Tragflügel einen Mittelflügelteil kleinerer Querneigung und austanehende seitliche Teile grösserer Querneigung als der vordere Flügel besitzt. 7. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der hintere Flügel an seinen Enden Randscheiben besitzt. B. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Randscheiben mit Ru derflächen versehen sind. 9. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Flügelhälften des hintern'Trag- flügels nach oben zusammenlaufen. 10.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der hintere Tragflügel um eine im Druckpunkt der Normalstellung liegende Achse schwenkbar gelagert ist und durch mindestens eine Feder in der Normalstellung gehalten ist. 11. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der hintere Tragflügel um eine hin ter dem Druckpunkt der Normalstellung lie gende Achse schwenkbar gelagert ist und eine Feder dem auftretenden Moment entgegen wirkt. 1.2. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die austauchenden Teile des vordern Tragflügels nach oben zusammen laufen. 13.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 bis '6; dadurch ge kennzeichnet, dass der untergetauchte vordere Flügelteil derart verwunden ist, dass sich der Einstellwinkel mit wachsender Tauchtiefe ver grössert. 14. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die austauchen- den Unterseiten des vordern Tragflügels mit annähernd senkrecht zu ihnen stehenden, in der 'Strömungsrichtung liegenden Platten ver sehen sind. 15.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Tragflügel durch quergeneigte, mit Auftrieb erzeugende Profile versehenen Abstützorga- nen mit dem.@Bootskörper verbunden ist, wäh rend die Abstützelemente des hintern Trag flügels nur an den in Flügelnähe liegenden Teilen Auftrieb erzeugen und im übrigen symmetrisch profiliert ohne Auftriebswirkung ausgebildet sind. 16.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der vordere Flügel im Anstellwinkel veränderlich angeordnet ist und dass der An stellwinkel durch Leitflächen, die sich in Strömungsrichtung einstellen, derart gesteuert wird, dass die Auftriebskraft bei Änderungen der Anströmrichtung nahezu unbeeinflusst bleibt. 17.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 16, dadurch ge kennzeichnet, dass der vordere Flügel an sei ner Hinterkante Klappen besitzt, die durch Leitflächen, welche sieh in Strömungsrieb- tung einstellen, derart gesteuert werden, dal die Auftriebskraft bei Änderungen der An- strömrichtung nahezu unbeeinflusst bleibt. 18. Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss das Vorderschiff des Bootskörpers dynamischen Auftrieb er zeugende Gleitflächen besitzt, während das Hinterschiff ohne dynamische Auftriebswir kung ausgebildet ist. 19.
    Wasserfahrzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Auftrieb des Vorderschiffes mit zunehmen der Tauehung stärker anwächst als der des Hinterschiffes.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1098369B (de) * 1954-06-04 1961-01-26 Francis Edward Hanning Lee Wasserflugzeug mit einer Wassertragflaeche
DE1150580B (de) * 1959-08-26 1963-06-20 Davide Velli Wasserflugzeug
DE2914751A1 (de) * 1978-04-10 1979-10-18 James Clark Coulter Tragflaechenanordnung fuer windsurfbretter
WO2018229354A1 (fr) * 2017-06-12 2018-12-20 Seabubbles Navire a plans porteurs a haute stabilite
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