DD230849A1

DD230849A1 - Schiffskoerper

Info

Publication number: DD230849A1
Application number: DD83252057A
Authority: DD
Inventors: Osamu Mihara
Original assignee: Osamu Mihara
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1983-06-15
Publication date: 1985-12-11
Also published as: KR840005042A; GR77537B; DE3320412A1; NO832121L; ZA834039B; BR8303152A; GB2122549A; US4543902A; ES281983Y; DE3320412C2; IT8367629A0; SE8303052D0; GB8315649D0; NL8302021A; SE8303052L; IT1167336B; ES281983U; AU1580583A; FR2528379A1; IL68921A0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schiffskoerper, vorzugsweise fuer einen Tanker, mit der Zielstellung, bei wirtschaftlicher Nutzung des Baumaterials, ein hohes Frachtvolumen zu ermoeglichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei hoher Frachtrate eine gute Steuerstabilitaet und Navigationsgeschwindigkeit durch die erfindungsgemaesse Loesung zu erzielen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Schiffskoerper aus drei Halbkugeln gebildet ist, wobei mindestens zwei Halbkugeln einen gleichen Durchmesser haben und die drei Halbkugeln so untereinander verbunden sind, dass die Verbindungslinien des Mittelpunktes der auf der Bugseite befindlichen Halbkugel mit den Mittelpunkten der zwei Halbkugeln mit gleichen Durchmessern verbunden sind, zwei Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks sind. Fig. 1

Description

Berlin» den 15« 2. 84 VVP B 63 B/252 057 1 62 612 24

Schiffskörper Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schiffskörper, vorzugsweise den Schiffskörper eines Tankers* Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schiffskörper in einer Bauweise, die sich aus mehreren separaten Teilen zusammensetzt, um ein maximales Innenvolumen bei minimaler Außenfläche bei gleichzeitiger guter Stabilität des Schiffes zu erreichen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Gegenwärtig werden die Schiffsrümpfe, beispielsweise von Tankern, größer, und es wurden verschiedene Vorschläge und Versuche gemacht,, den Transport von Rohöl oder verflüssigtem Erdgas je Reise zu maximieren. Es muß jedoch berücksichtigt werden, daß es für die Rumpfgröße eine praktische Obergrenze von 500*000 t gibt, zumindest wenn es sich um die bekannten Rumpfkonstruktionen mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt handelt.

Wenn man die Steigerung der eingesetzten Menge an Stahl berücksichtigt, ist die Wirkung oder der Vorteil durch die Vergrößerung des Schiffsrumpfes nicht sehr erheblich, wenn man die Größe des Schiffsrumpfes über die oben genannte praktische Grenze ausdehnt. Außerdem bringt die Vergrößerung des Schiffsrumpfes Schwierigkeiten hinsichtlich der mechanischen Festigkeit des Rumpfes mit sich. Außerdem verringert der größere Schiffsrumpf die Schiffsgeschwindigkeit entsprechend,

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Ea wird weit mehr Kraftstoff verbraucht, um bei einem größeren Schiffsrumpf die wirtschaftliche Schiffsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Außerdem bewirken die Spannungspegel, die durch verschiedene Widerstandskräfte wie Wellen hervorgerufen werden, daß der Widerstand in inpraktikabler Weise die Durchbiegung des Schiffskörpers erhöht, wenn die Größe des Rumpfes* beispielsweise die Gesamtlänge, erhöht wird»

Vom mathematischen Standpunkt ist es bekannt, daß eine Kugelform des Rumpfes (Halbkugelform in der praktischen Anwendung) ein maximales Innenvolumen bei einer gegebenen Oberfläche bietet» d« h,, bei einem gegebenen Stahlverbrauch# Davon ausgehend wurde ein halbkugelförmiger Schiffskörper entwikkelt und mit diesem eine Funktionsprüfung durchgeführt» Als Ergebnis wurde festgestellt, daß ein nur halbkugelförmiger Schiffskörper, der auf dem Wasser schwimmt weder eine ausreichende Stabilität bei der Steuerung des Schiffes, noch eine wesentliche Vergrößerung der Geschwindigkeit bewirkt»

Untersucht wurden auch verschiedene Rumpfformen von Tankschiffen und anderen schwimmenden Vorratskonstruktionen für Rohöl, und es wurde festgestellt, daß bisher keine weiteren Untersuchungen durchgeführt wurden, um die Halbkugelform für den Rumpf anzuwenden»

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, einen Schiffskörper, vorzugsweise für einen Tanker, zur Anwendung zu bringen, der bei wirtschaftlicher Nutzung des 3aumaterials ein hohes Fracht-

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volumen ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» einen Schiffskörper* vorzugsweise einen Schiffskörper für einen Tanker, zu schaffen, der bei hoher Frachtrate eine gute Steuerstabilität und Navigationsgeschwindigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,, daß der Schiffskörper aus drei Halbkugeln gebildet ist, wobei mindestens zwei Halbkugeln einen gleichen Durchmesser haben und die drei Halbkugeln so miteinander verbunden sind, daß Verbindungslinien des Mittelpunktes der auf der Bugseite befindlichen Halbkugel mit den Mittelpunkten der zwei Halbkugeln mit gleichem Durchmesser verbunden sind* zwei Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks sind*

Es ist im Sinne der Erfindung, daß die drei Halbkugeln einen im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisen und derart miteinander verbunden sind, daß durch die drei Verbindungslinien der Mittelpunkte der Halbkugeln drei Seiten eines gleichseitigen Dreiecks gebildet sind.

Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, daß zwei an den unteren Teilen der an der Heckseite befindlichen Halbkugeln mit gleichen Durchmesser montierte Heckschaufeln vorhanden sind,

Es ist ein Vorteil der Erfindung» daß es mit dem nach der

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Erfindung ausgebildeten Schiffskörper möglich ist, Baumaterial bei gleichzeitiger wesentlicher Vergrößerung des Innenvolumens einzusparen» Außerdem ist es möglich, das Schiff auf dem Meer besser zu stabilisieren und Kraftstoff durch Vergrößerung der Geschwindigkeit einzusparen» Die Ausführung des Schiffskörpers ist daher als Schiffskörper für Schiffe wie Tanker oder für Rohöllagerungsstationen auf dem Meer geeignet·

Ausführunqsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig* 1: den Grundriß einer Schiffsrumpfkonstruktion eines Tankers oder ähnlichen Schiffes;

Fig_# 2: eine Seitenansicht des Schiffskörpers, gesehen in der Richtung des Pfeiles II in Fig, 1;

Fig, 3: die Seitenansicht des Schiffskörpers, gesehen in der Richtung des Pfeiles III in Fig« I;

Fig. 4: eine Darstellung der Kräfte, die auf eine Halbkugel wirken»

Ein Rumpf ist aus drei Halbkugeln 12a; 12b und 12c gebildet, deren freiliegende Stahlmantelabschnitte 10a; 10b; 10c die Außenflächen des Rumpfes bilden» Ein Pfeil bezeichnet die Vorwärts- oder Bugrichtung* Die zwei Halbkugeln 12b; 12c,

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die an der Heckseite angeordnet sind, haben einen im wesentlichen gleichen Durchmesser, der beispielsweise bis zu ca# 100 m betragen kann. Die Linie AB, welche die Mitte A der bugseitigen Halbkugel 12a und die Mitte B einer heckseitigen Halbkugel 12b miteinander verbindet, hat eine Länge, die gleich der der Linie AC ist, welche die Mitte A mit der Mitte C der anderen heckseitigen Halbkugel 12c verbindet. Das Dreieck ABC ist also ein gleichseitiges Dreieck, Drei Halbkugeln 12a; 12b; 12c werden so miteinander verbunden, daß zwischen ihnen keine Lücke bleibt.

Im Schiffsbau werden die Halbkugeln 12a; 12b; 12c vollständig aus Stahlblechen hergestellt» Der Sau von Kugeln aus Stahlblechen ist -ohne größere Schwierigkeiten möglich, wenn man die Methoden anwendet, wie sie beispielsweise beim Bau von ober- oder unterirdischen Gastanks genutzt werden» Die Verbindung der drei Halbkugeln 12a; 12b; 12c miteinander kann leicht durch Schweißen vorgenommen werden. Das Innenvolumen, d» h,, die Ladekapazität zum Laden von Rohöl im Falle eines Tankers, kann bei Minimierung der Oberfläche, d. h«, Minimierung des Verbrauchs an Stahlblech, maximiert werden· Außerdem weist die aus drei Halbkugeln 12a; 12b; 12c zusammengesetzte Struktur eine höhere Stabilität auf, wenn sie auf dem Meer schwimmt, was auf das gleiche Prinzip zurückzuführen ist wie die Stabilität des Kamerastativs. Außerdem ist diese Struktur auch vom Standpunkt der mechanischen Festigkeit anderen Konstruktionen überlegen.

Eine Modifikation dazu ist ein Schiffsrumpf-, der aus drei Halbkugeln 12a; 12b; 12c mit im wesentlichen gleichen Durch-

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messer besteht» In diesem Fall ist es möglich» die drei Halbkugeln 12a; 12b; 12c so miteinander zu verbinden, daß die Linien AB, AC und BC, die die Mitten dieser Halbkugeln 12a; 12b; 12c schneiden, gleiche Länge haben, so daß diese Linien zusammen ein regelmäßiges Dreieck bilden. In diesem Fall hat der Schiffsrumpf keine spezielle Orientierung und weist bei der Stationierung auf See gute Verankerungseigenschaften auf. Eine Schiffsrumpfkonstruktion dieser Art kann daher vorteilhaft als öllagerungsstation auf dem Meer genutzt werden»

Der Schiffskörper hat eine Außenkonfiguration» wie sie vorstehend beschrieben wurde» Fachleuten dürfte klar sein, daß das Innere der drei Halbkugeln 12a; 12b und 12c in eine Vielzahl von Sektionen unterteilt ist, die jeweils Fracht, beispielsweise Rohöl im Falle eines Tankerrumpfes, aufnehmen. Bei den modernen Rechnermethoden der Gegenwart ist es nicht schwierig* das als Fracht dienende Rohöl gleichmäßig auf alle Sektionen der Halbkugeln zu verteilen, um den Schiffskörper zu stabilisieren»

Es ist wesentlich, daß wenigstens der Unterwasserabschnitt unter der Tiefgangsmarkierung des Schiffskörpers aus drei Halbkugeln 12a; 12b und 12c zusammengesetzt ist, das Anbringen von Aufbauten auf dem Rumpf, wie z, B, eines Deckshauses, das jede gewünschte Form haben kann. Es ist sogar möglich, die Aufbauten in Form von Halbkugeln auszuführen, so daB der Schiffskörper als Ganzes aus drei Kugeln zusammengesetzt . sein kann, die miteinander verbunden sind. Es ist außerdem zu beachten, daß der Schiffskörper eine Gesamtlänge und -breite hat»^:>die wesentlich kleiner sind als die eines her-

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kömmlichen Schiffskörper gleichen Innenvolumens*

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt* weist das Schiff eine Schraube 14 als Antriebselement und Heckschaufeln 16 auf. Die Schraube 14 als Antriebselement kann durch ein Wasserstrahlaggregat oder eine öhnliche Einheit ersetzt werden. Es ist vorteilhaft,, daß die Schiffskörperkonstruktion nach der Erfindung eine hohe Antriebseffektivität hat, da der Tiefgang geringer wird, wenn die Geschwindigkeit zunimmt.

Die Heckschaufel 16* die an der Heckseite jeder der beiden Halbkugeln von gleichem Durchmesser angebracht wird» dient dazu, das Stampfen und Setzen des Schiffskörpers zu verhindern und den Tiefgang zu verringern, wenn die Geschwindigkeit erhöht wird» Es ist richtig, daß hinsichtlich der Konstruktion der Strukturen, welche diese Heckschaufeln 16 tragen» vom Standpunkt der Strukturtheorie spezielle Erwägungen erforderlich sind.

Die Heckschaufeln 16 werden vorzugsweise so gebaut und angebracht,, daß sie die Einstellung eines Neigungswinkels ermöglichen. Die Heckschaufeln 16 werden so eingestellt,, daß ihr Neigungswinkel abnimmt, wenn die Schiffsgeschwindigkeit erhöht wird»

Die Bauweise des Schiffskörpers bietet folgende Vorteile*

Erstens wird,für ein gegebenes Innenvolumen des Schiffskörpers eine beachtliche Menge an Material für den Schiffsman-

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tel eingespart. Außerdem ist es möglich* die Tonnage merklich zu vergrößern* Eine Testberechnung ergab» daß eine Gesamttonnage von ca« 7 000 000 t erreicht werden kann*

Zweitens weist ein derartiger Schiffskörper eine hohe Stabilität gegenüber starken Wellen und Winden sowie eine hohe Stabilität gegenüber Stampfen und Rollen auf, da die Auftriebskraft gleichermaßen auf drei Halbkugeln wirkt, wodurch diese Selbsttragekräfte entwickeln, ähnlich der Beine eines Stativs.

Drittens ist es möglich» eine bemerkenswerte Steigerung der Fahrtgeschwindigkeit zu erreichen. Da zumindest der Unterwasserabschnitt des Schiffskörpers durch Halbkugeln 12a; 12b; 12c gebildet wird, wird ein Auftrieb vergrößert, wenn die Fahrtgeschwindigkeit zunimmt, so daß der Tiefgang kleiner wird, wodurch sich der Einfluß solcher äußeren Kräfte, wie sie durch den Reibungswiderstand und den Wellenbildungswiderstand hervorgerufen werden_a verringert. Wie bereits erwähnt, wird der Neigungswinkel der Heckschaufel 16 reguliert, um den Tiefgang entsprechend der Zunahme der Geschwindigkeit zu verringern,

Die in der Fig» 4 dargestellte Aufteilung der Kraftkomponenten 'Fv' für die Vertikalkraft und 'F ' für die Horizontal-

kraft zeigt die Wirkung des Auftriebes im Zusammenhang mit der Vortriebsgeschwindigkeit,

Claims

62 612 24 Erfindungsanspruch

1» Schiffskörper, gekennzeichnet» dadurch, daß der Schiffskörper aus drei Halbkugeln (12a; 12b;. 12c) gebildet ist, wobei mindestens zwei Halbkugeln (12a; 12b; 12c) einen gleichen Durchmesser haben und die- drei Halbkugeln (12a; 12b; 12c) so miteinander verbunden sind, daß Verbindungslinien des Mittelpunktes (A) der auf der Bugseite befindlichen Halbkugel (12a) mit den Mittelpunkten (3; C) der zwei Halbkugeln (12b; 12c) mit gleichem Durchmesser verbunden sind, zwei Seiten eines gleichschenkligen Dreieckes sind,

2· Schiffskörper nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die drei Halbkugeln (12a; 12b; 12c) einen im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisen und derart miteinander verbunden sind, daß durch Verbindungslinien der Mittelpunkte (A; B; C) der Halbkugeln (12a; 12b; 12c) drei Seiten eines gleichseitigen Dreiecks (A; B; C) gebildet sind»

3# Schiffskörper nach den Punkten 1 oder 2» gekennzeichnet dadurch, daß zwei an den unteren Teilen der an der Heckseite befindlichen Halbkugeln (12b; 12c) mit gleichem Durchmesser montierte Heckschaufeln (16) vorhanden sind,

4· Schiffskörper nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Neigungswinkel jeder Heckschaufel (16) einstellbar ist,

- Dazu 2 Seiten Zeichnungen -