DD237143A1

DD237143A1 - HATCH FOR SINGLE AND MORE SCREWS

Info

Publication number: DD237143A1
Application number: DD27614285A
Authority: DD
Inventors: Jens Bartels; Alfred Dudszus; Klaus Nering; Siegfried Sassenburg
Original assignee: Thesen Mathias Werft
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-07-02
Also published as: DE3615951A1; DD237143B5

Abstract

Hinterschiffsform fuer Ein- und Mehrschraubenschiffe. Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Hinterschiffsform von Verdraengungsschiffen im ueblichen Bereich der Formparameter und Froudezahlen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Hinterschiffsform zu gestalten, die eine Reduzierung der erforderlichen Antriebsleistung ermoeglicht und damit den Treibstoffverbrauch reduziert. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hinterschiffsform zu gestalten, die bei allen Beladungszustaenden und im gesamten Geschwindigkeitsbereich des Schiffes zu einer Erhoehung des Propulsionsguetegrades bei unwesentlicher Beeinflussung des Schiffswiderstandes fuehrt und die Kavitation am Propeller, sowie die propellerinduzierten Druckschwankungen reduziert. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Bereich der Stevenkontur des Hinterschiffes oberhalb der Propellerwellenmitte bis zur Konstruktionswasserlinie partiell in Richtung des Quadranten der oberen Propellerhalbkreisebene, in dem die Propellerfluegel nach oben schlagen verwunden ist und der Bereich unterhalb der Propellerwellenmitte als symmetrischer Heckwulst in Tropfenform, dessen Stevenauslauf zur Basis in prabolischer Form erfolgt, ausgebildet ist und im Bereich des Quadranten der oberen Propellerhalbkreisebene, in dem die Propellerfluegel nach unten schlagen ein Knick angeordnet ist, der sich ueber 15-20% der Schiffslaenge ausdehnt und in der Stevenkontur oberhalb der Propellerkreisebene auslaeuft. Die Erfindung kann im Schiffbau und zwar insbesondere beim Bau von Fracht- und Containerschiffen angewendet werden.Hinterschiffsform for one and Mehrschraubenschiffe. The invention relates to the design of the aft ship form of displacement ships in the usual range of shape parameters and Froude numbers. The object of the invention is to design a rear-ship shape, which allows a reduction in the required drive power and thus reduces fuel consumption. The object of the invention is to design a Hinterschiffsform that leads at all loading conditions and in the entire speed range of the ship to an increase in Propulsionsguetegrades with insignificant influence on ship's resistance and reduces the cavitation on the propeller, and the propeller-induced pressure fluctuations. According to the invention, the object is achieved in that the region of the stiffening contour of the rearward ship above the propeller shaft center up to the construction water line is partially wound in the direction of the quadrant of the upper propeller semi-circle plane in which the propeller flights are bent upwards and the area below the propeller shaft center is formed as a symmetrical rear bead in the form of drops. whose Stevenauslauf takes place to the base in a prebrous shape, is formed and in the area of the quadrant of the upper propeller semi-circle, in which the propeller wings beat down a kink is arranged, which expands over 15-20% of the ship's length and runs in the Stevenkontur above the propeller circle level , The invention can be applied in shipbuilding, in particular in the construction of freight and container ships.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Gestaltung von Hinterschiffsformen im Unterwasserbereich für sämtliche Verdrängungsschiffe im üblichen Bereich der Formparameter und Froudezahlen zur Reduzierung der erforderlichen Antriebsleistung.The invention relates to the design of underwater shapes in the underwater area for all displacement ships in the usual range of shape parameters and Froude numbers to reduce the required drive power.

Characteristic of the known technical solutions

Mit der Herausbildung neuer Schiffstypen und deren Anpassung an den Transport vorwiegend unifizierter volumenintensiver Ladungseinheiten ergaben sich aus den damit verbundenen Kriterien der inneren Unterteilung des Schiffskörpers in seine SubStrukturen in der Schiffsentwurfspraxis neue Anforderungen an die Gestaltung der äußeren Schiffskörpergeometrie. Moderne Schiffsformen sind gekennzeichnet durch nahezu kubische und einen über die gesamte Schiffsbreite auslaufenden Hinterschiffsbereich der Überwasserschiffe und den damit verbundenen flachen und einen großen Spantausfall aufweisenden Unterwasserschiffsformen. Der Bereich des Unterwasserhinterschiffes wird dabei zur Minimierung der Gesamtschiffslänge unter Berücksichtigung der Raumanforderungen der SubStruktur des Maschinenraumes zunehmend völliger gestaltet. Daraus resultierende Widerstands- und propulsionsmäßige Verschlechterungen des Schiffes werden durch strömungsleitende und propulsionsverbessernde Schiffsformen und Zusatzeinrichtungen mehr als kompensiert. Darüber hinaus werden durch den Einsatz von über die gesamten Ladungstiefgangs- und Schiffsgeschwindigkeitsbereiche optimierten Bugwulst- und Heckwulstformen sowie den Einsatz besonders langsamlaufender Langhubdieselmotoren Minimalwerte des täglichen Brennstoffverbrauches des Schiffes angestrebt. Ursächlich in der Propulsion des Schiffes begründet lassen verbesserte Konstruktionen des Hinterschiffes die günstigsten Einsparungen im spezifischen Leistungsbedarf eines Schiffes erwarten. Der Propeller hinter dem Schiff arbeitet in einem in homogenen und ungleichförmigen Nachstromfeld, wobei die obere Propellerhalbkreisebene besonders großen Schwankungen der Geschwindigkeitsgradienten des Nachstromfeldes und Strömungsturbulenzen ausgesetzt ist. Der obere Stevendurchgang bei Einschraubern weist eine ausgesprochene Nachstromspitze auf, d.h. die Zuströmgeschwindigkeit geht hier gegen null. Die Ungleichförmigkeit des Nachstromfeldes ist die Ursache für Verluste im Propulsionsgütegrad,fürdie Kavitationsausbildung am Propellerflügel und die Schwingungserregung infolge propellerinduzierter Druckschwankungen.With the emergence of new ship types and their adaptation to the transport of predominantly unified volume-intensive cargo units, the associated criteria of the inner subdivision of the hull into its substructures in ship design practice resulted in new requirements for the design of the outer hull geometry. Modern ship shapes are characterized by nearly cubic and a over the entire ship's width expiring Hinterschiffsbereich the surface ships and the associated flat and a large power failure having underwater ship shapes. The area of the underwater trailing ship is designed to minimize the total ship length, taking into account the space requirements of the substructure of the engine room increasingly complete. The resulting resistance and propulsion deteriorations of the ship are more than compensated for by flow-conducting and propulsion-enhancing ship shapes and additional equipment. In addition, the use of optimized over the entire charge draft and ship speed ranges Bugwulst- and Heckwulstformen and the use of extra-slow-speed long-stroke diesel engines minimum values of the daily fuel consumption of the ship. Originated in the propulsion of the ship, improved rear-ship constructions allow for the most favorable savings in the specific power requirements of a ship. The propeller behind the ship operates in a homogeneous and non-uniform wake field, with the upper propeller semi-circle being exposed to particularly large fluctuations in the velocity gradients of the wake field and flow turbulence. The upper stump passage in screwdrivers has a pronounced wake peak, i. the inflow speed goes here to zero. The non-uniformity of the Nachstromfeldes is the cause of losses in the Propulsionsgütegrad, for the cavitation formation on the propeller blade and the vibration excitation due to propeller-induced pressure fluctuations.

Durch die Anwendung von Heckw Istkonstruktionen (DE 2441556) ist es möglich, den Propellerwirkungsgrad zu verbessern und die Gefahr der Propellerkavitation sowie der propellerinduzierten Schwingungserregung zu mindern. Die Verbesserungen basieren auf der Erreichung nahezu rotationssymmetrischer Isotachenverläufe in der unteren Propellerhalbkreisebene. Die Ungleichförmigkeit der Nachstromverteilung in der oberen Propellerhalbkreisebene bleibt durch den Heckwulst weitestgehend unbeeinflußt, d.h. sie ist nach wie vor rotationsunsymmetrisch. Durch die Verwendung eines stärker ausgeprägten Heckwulstes kann die Nachstromziffer auf Kosten des Schiffswiderstandes verbessert werden.Through the use of Heckw Istkonstruktionen (DE 2441556), it is possible to improve the propeller efficiency and to reduce the risk of propeller cavitation and the propeller-induced vibration excitation. The improvements are based on the achievement of nearly rotationally symmetric Isotachenverläufe in the lower propeller semi-circle level. The non-uniformity of the post-flow distribution in the upper propeller semi-circle plane remains largely unaffected by the Heckwulst, i. it is still rotationally asymmetric. By using a more pronounced rear bead, the downstream coefficient can be improved at the expense of ship resistance.

Bei schlanken Heckwulsten (DD 123172) für Schiffe mit schlanken Wasserlinien im Heckbereich wird die mittlere Nachstromziffer nur geringfügig vergrößert, wobei der Schiffswiderstand nahezu konstant bleibt und sich die Neigung des Propellers zur Schwingungserregung und Kavitation verringert.With slender rear bumps (DD 123172) for ships with slim waterlines at the rear, the average downstream coefficient is only slightly increased, while the ship's resistance remains almost constant and reduces the inclination of the propeller for vibration excitation and cavitation.

Die größten Energieverluste treten bei einem hinter dem Schiff arbeitendem Propeller, jedoch in der oberen Propellerhalbkreisebene auf. Bei der Umströmung des Unterwasserschiffes bildet sich unmittelbar an der Schiffsoberfläche eine energiebehaftete Grenzschichtströmung aus, wobei bereits im Vorschiff durch die vertikale Verdrängungs- und Flächenverteilung der Spantkonturen ein Großteil der Grenzschicht unter den Schiffsboden gelenkt wird. Die sich unter dem Schiffsboden anreichernde Grenzschichtströmung fließt nach dem Erreichen einer kritischen Grenzschichtdicke im Bereich des hinteren Drittels der Schiffslänge über die Kimmradien nach außen und steigt an den Schiffsseiten auf. Dabei strömt bei konventionellen Schiffsformen ein beträchtlicher Anteil dieses energiebehafteten Reibungsnachstroms ohne Energierückgewinn in der Propellerkreisebene über oder seitlich der oberen Propellerhalbkreisebene hinweg und geht der Propulsion verloren.The largest energy losses occur in a working behind the ship propeller, but in the upper propeller semi-circle level. During the flow around the underwater hull, an energy boundary layer flow forms directly on the ship's surface, whereby a large part of the boundary layer under the ship's bottom is already steered in the foredeck by the vertical displacement and area distribution of the shroud contours. After reaching a critical boundary layer thickness, the boundary layer flow accumulating under the ship's bottom flows in the region of the rear third of the ship's length over the radii of curvature to the outside and rises on the ship's sides. In conventional ship forms, a considerable proportion of this energy-related friction aftercurrent flows without energy recovery in the propeller circuit plane above or to the side of the upper propeller semi-circle plane and the propulsion is lost.

Zur Beschleunigung der Strömung im oberen Propellerhalbkreis werden Tunnelheckkonstruktionen DE 878001, DE 2740568, DD209781, GB 1277984 und IP 57-2558 angewandt. Anliegen dieser Konstruktionen ist es, vorwiegend bei Schiffen mit einem großen B/T-Verhältnis und großen Propellerdurchmesser für den Propeller ausreichende Tauchungsverhältnisse zu schaffen, die ein kavitationsfreies Arbeiten des Propellers ohne Lufteinbruch von der Wasseroberfläche her gewährleisten. Zusätzlich wird durch die tunnelartige Gestaltung der Außenwand eine Art Düse gestaltet, die eine Beschleunigung der Strömung in den oberen Propellerquadranten bewirkt. Der Nachteil dieser Konstruktionen besteht in der relativ starken Erhöhung des Reibungswiderstandes des Unterwasserschiffes, der Erhöhung der propellerinduzierten Druckschwankungen auf Grund der erheblich reduzierten Propellerfreischläge zur Schiffsaußenhaut und den damit verbundenen Schwingungsprobiemen sowie der nur bedingten Beeinflussung der Sogziffer.To accelerate the flow in the upper propeller semicircle, tunnel rear constructions DE 878001, DE 2740568, DD209781, GB 1277984 and IP 57-2558 are used. The concern of these designs is to create sufficient dive conditions for ships with a large B / T ratio and large propeller diameter for the propeller, which ensure cavitation-free operation of the propeller without air ingress from the water surface. In addition, a kind of nozzle is designed by the tunnel-like design of the outer wall, which causes an acceleration of the flow in the upper propeller quadrant. The disadvantage of these designs is the relatively high increase in the frictional resistance of the underwater hull, the increase in propeller-induced pressure fluctuations due to the significantly reduced Propellerfreischläge the ship's outer skin and the associated Schwingungsprobiemen and only conditional influence on the Sogziffer.

Des weiteren wird die Wirkungsweise der Konstruktion wesentlich vom Tiefgang und der Trimmlage des Schiffes beeinflußt. Durch die inhomogene und ungleichförmige Nachstromverteilung in den oberen Quadranten der Propellerkreisebene wandert der Schubangriffspunkt des Propellers in den Quadranten aus, in dem die Propellerflügel nach unten schlagen. Die Schubexzentrizität bewirkt eine Reduzierung des Propellerwirkungsgrades und eine Widerstandserhöhung durch die Vergrößerung des für die Geradeausfahrt erforderlichen Ruderwinkels. Des weiteren kommt es in dem Quadranten, in dem die Propellerflügel nach oben schlagen zu Verwirbelungen und Strömungsablösungen.Furthermore, the operation of the construction is significantly influenced by the draft and the trim of the ship. Due to the inhomogeneous and non-uniform wake distribution in the upper quadrant of the propeller circle plane, the thrust point of the propeller moves into the quadrant where the propeller blades strike down. The thrust eccentricity causes a reduction in the propeller efficiency and an increase in resistance by increasing the rudder angle required for straight ahead driving. Furthermore, it comes in the quadrant, in which the propeller blades beat up to turbulence and flow separation.

Nach der Patentschrift DE 3116727 A1 wird das Hinterschiff unsymmetrisch ausgebildet und mit einem unsymmetrischen Heckwulst kombiniert. Die Unsymmetrie bewirkt einen Vordrall des Propellerzustromes entgegen der Propellerdrehrichtung, eine Verbesserung der Propulsion durch die Senkung der Propellerdrallverluste, eine Minderung der Schubexzentrizität und eine Vergrößerung des Bereiches des nahezu rotationssymmetrischen Verlaufes der Isotachen über die Propellerkreisebene. Die Verringerung der Wasserlinieneinlaufwinkel in dem stark belasteten Propellerquadranten, der nach oben schlagenden Propellerflügel wird nur durch eine Vergrößerung der Wasserlinieneinlaufwinkel im gegenüberliegenden Quadranten erzielt. Dadurch ist eine Beeinflussung der Sogziffer nur bedingt möglich und eine direkte Leitwirkung der energiereichen Grenzschichtströmung in die obere Propellerhalbkreisebene nicht gegeben. Strömungsleitwirkungen werden bei dieser Konstruktion nur über die Kombination mit zusätzlichen Leiteinrichtungen wie Flossen und Düsen erzielt. Durch die Anordnung von Zustromausgleichsdüsen vor bzw. hinter dem Propeller (DE 2540596, DE 3216578, GB 2073689, US 4309172) oder die Anordnung von Strömungsleitflächen (DE 858213, SU 388958, GB 1409346, GB 2111007) versucht man, einen dem Propellerdrehsinn entgegengesetzten gerichteten Vordrall der Strömung, eine Leitwirkung und eine Beschleunigung der Strömung in die obere Propellerhalbkreisebene zu erreichen.According to the patent DE 3116727 A1, the rear end is formed asymmetrically and combined with an asymmetrical rear bead. The asymmetry causes a Vordrall the propeller inlet counter to the propeller rotation, an improvement of the Propulsion by reducing the Propellerdrallverluste, a reduction in the Schubexzentrizität and an increase in the range of nearly rotationally symmetrical course of Isotachen on the propeller circle plane. Reducing the waterline entry angle in the heavily loaded propeller quadrant, the upwardly propeller blade, is achieved only by increasing the waterline entry angle in the opposite quadrant. As a result, an influence on the Sogziffer is only conditionally possible and a direct guiding effect of the high-energy boundary layer flow in the upper propeller semi-circle level is not given. Flow control effects are achieved in this construction only by combining with additional guide devices such as fins and nozzles. The arrangement of inflow compensation nozzles in front of and behind the propeller (DE 2540596, DE 3216578, GB 2073689, US 4309172) or the arrangement of flow control surfaces (DE 858213, SU 388958, GB 1409346, GB 2111007) attempts to achieve a direction opposite to the propeller rotation Pre-flow of the flow to achieve a guiding action and an acceleration of the flow in the upper propeller semi-circle plane.

Diese Einrichtungen sind jedoch der unmittelbaren Sogwirkung des Propellers ausgesetzt, verschlechtern die Sogziffer und können auf Grund der flächenmäßig begrenzten Ausdehnung der Einrichtungen nur einen kurzzeitigen strömungsrichtungskorrigierenden Impuls nur auf eine ausgeprägte Strömung ausüben. Neben der Erhöhung des Reibungswiderstandes kommt es zu Umlenkungs- und Beschleunigungsverlusten in der Strömung.However, these devices are subject to the direct suction of the propeller, worsen the Sogziffer and can exercise due to the limited areal extent of the devices only a momentary flow direction correcting pulse only to a strong flow. In addition to increasing the frictional resistance, there are deflection and acceleration losses in the flow.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Hinterschiffsform zu gestalten, die eine Reduzierung der erforderlichen Antriebsleistung ermöglicht und damit den Treibstoffverbrauch reduziert.The object of the invention is to design a rear ship shape that allows a reduction in the required drive power and thus reduces fuel consumption.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hinterschiffsform zu gestalten, die bei allen Beladungszuständen und im gesamten Geschwindigkeitsbereich zu einer Erhöhung des Propulsionsgütegrades bei unwesentlicher Beeinflussung des Schiffswiderstandes führt und die Kavitation am Propeller sowie die propellerinduzierten Druckschwankungen reduziert. Erfindungsgemäii wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wasserlinien im Bereich von der Basis des Schiffes bis zur Propellerwellenmitte sowie oberhalb der Konstruktionswasserlinie symmetrisch zur Mittschiffsebene ausgebildet sind und der Bereich zwischen der Propellerwellenmitte und der Konstruktionswasserlinie einseitig verwur 'an ist und zwar \r, dichtung des Quadranten der oberen Propellerhalbkreisebene, in dem die Propellerflügel nach oben schlagen. Die maximale Verwindung befindet sich dabei auf vorzugsweise ²h des Abstandes zwischen Propellerwellenmitte und Konstruktionswasserlinie. Die Länge des einseitig verwundenen Bereiches des Hinterschiffes beträgt 15-20% der Schiffslänge.The object of the invention is to design a Hinterschiffsform that leads to an increase in the Propulsionsgütegrades at insignificant influence on the ship resistance at all load conditions and in the entire speed range and reduces the cavitation on the propeller and the propeller-induced pressure fluctuations. Erfindungsgemäii the object is achieved in that the water lines are formed in the area from the base of the ship to the propeller shaft center and above the construction water line symmetrical to midships plane and the area between the propeller shaft center and the construction water line on one side verwur 'is and that \ r, seal the Quadrant of the upper propeller semi-circle plane, in which the propeller blades beat upwards. The maximum twist is preferably ² h of the distance between the center of the propeller shaft and the design water line. The length of the one-sided twisted area of the rear end is 15-20% of the ship's length.

Der Bereich unterhalb der Propellerwellenmitte ist als an sich bekannter symmetrischer Heckwulst in Tropfenform ausgebildet, dessen Stevenauslauf zur Basis in parabolischer Form erfolgt. Erfindungsgemäß ist weiterhin ein im Bereich des oberen Quadranten der Propellerhalbkreisebene, in dem die Propellerflügel nach unten schlagen angeordneter Knick, der sich über 15-20% der Schiffslänge erstreckt und in der Stevenkontur oberhalb der Propellerkreisebene ausläuft. Die Spantkontur auf der Seite der nach oben schlagenden Propellerflügel hat eine betonte V-Form. Auf der Seite der nach unten schlagenden Propellerflügel unterhalb des Knicks richtet sich die Spantform vom Beginn des Knicks an auf und erreicht eine nahezu senkrechte Stellung im Bereich des Heckwulstes. Hierbei verkleinert sich der Winkel zwischen den Spantkonturen ober- und unterhalb des Knicks ständig. Die vertikale und horizontale Neigung des Knicks gegenüber den Wasserlinien ist dem Strömungsverlauf der vom Schiffsboden her aufwärts gerichteten Grenzschichtströmung angepaßt.The area below the propeller shaft center is formed as a per se known symmetrical Heckwulst in drop shape, the Stevenauslauf the base takes place in a parabolic shape. According to the invention, a bend arranged in the region of the upper quadrant of the propeller semi-circle plane, in which the propeller blades strike downwards, extends over 15-20% of the ship's length and terminates in the stevedore contour above the propeller-circle plane. The frame contour on the side of the propeller blades striking upwards has a pronounced V-shape. On the side of the downwardly propeller blades below the bend, the frame forms from the beginning of the bend on and reaches a nearly vertical position in the area of the rear bead. Here, the angle between the frame contours above and below the Knicks constantly reduced. The vertical and horizontal inclination of the bend with respect to the water lines is matched to the flow pattern of the boundary layer flow directed upwards from the ship's bottom.

Die einseitige Verwindung der Mittschiffsebene bewirkt einen dem Propellerdrehsinn entgegengesetzt gerichteten Vordrall des Zustromes zur oberen Propellerhalbkreisebene und eine Verbesserung der Propulsion durch die Senkung der Propellerdrallverluste. Der V-förmige Charakter der Spantform in der Propellerhalbkreisebene, in der die Propellerflügel nach oben schlagen, erhöht die Vertikalkomponente der Strömung und verstärkt den Dralleffekt der Strömung, wobei gleichzeitig durch die Reduzierung der Wasserlinieneinlaufwinkel die Grenze kritischer Ablösungsgebiete unterschritten wird. Durch die Vergrößerung des Propellerfreischlages auf der Mittschiffsebene verringern sich die propellerinduzierten Druckschwankungen und die Schwingungserregung des Schiffskörpers, sowie die Kavitationsneigung des Propellers. Der erfindungsgemäße Knick bewirkt die Leitwirkung der energiebehafteten Grenzschichtströmung in die obere Propellerkreisebene, wobei der Auslauf des Knicks in der Stevenkontur oberhalb der Propellerflügelspitzen liegt. Zusätzlich bewirkt der Knick eine Verstärkung des durch die Verwindung bewirkten Vordralleffektes der Propellerzuströmung. Die Neigung des Knicks ist dem Strömungsverlauf angepaßt, um Turbulenz- und Ablösungserscheinungen am Knick zu vermeiden. Durch die verbesserten Zustrombedingungen in der oberen Propellerrhalbkreisebene wird die Schubexzentizität gemindert und der für die Geradeausfahrt erforderliche Ruderwinkel reduziert, was eine Reduzierung des Widerstandes der Anhänge bewirkt. Neben der Reduzierung der Wasserlinieneinlaufwinkel auf der Seite der nach oben schlagenden Propellerflügel werden durch den Knick und nahezu senkrechter Spantabschnitte im Bereich von der Basis bis in Höhe des Knicks die Wasserlinieneinlaufwinkel auf der gegenüberliegenden Seite ebenfalls reduziert und damit die Sogziffer bedeutend gesenkt. Gleichzeitig wird durch die kontinuierliche Reduzierung des Winkels zwischen der Spantkontur oberhalb und unterhalb des Knicks zum Propeller hin eine Düsenwirkung erzielt, die eine Beschleunigung der Strömung bewirkt.The one-sided twisting of the midships plane causes a propeller rotation opposite directed pre-whirl of the influx to the upper propeller semi-circle level and an improvement of the propulsion by reducing the Propellerdrallverluste. The V-shaped nature of the fan shape in the propeller semi-circle plane, in which the propeller blades beat up, increases the vertical component of the flow and enhances the swirl effect of the flow, while at the same time falling below the limit of critical separation areas due to the reduction of the waterline entry angles. By enlarging the propeller clearance on the midships plane, the propeller-induced pressure fluctuations and the vibration excitation of the hull as well as the cavitation inclination of the propeller are reduced. The kink according to the invention effects the guiding action of the energy boundary layer flow in the upper propeller circle plane, wherein the outlet of the bend in the Stevenkontur lies above the propeller blade tips. In addition, the kink causes an amplification of the vorrangle effect of the propeller inflow caused by the distortion. The inclination of the bend is adapted to the flow pattern to avoid turbulence and separation phenomena at the bend. Improved inflow conditions in the upper propeller semicircle plane reduce butt eccentricity and reduce the rudder angle required for straight ahead travel, which results in a reduction in trailer drag. In addition to the reduction of the water inlet angle on the side of the propeller blades beating upward, the water inlet angle on the opposite side is also reduced by the kink and almost vertical sections in the area from the base to the level of the bend, thus significantly reducing the suction coefficient. At the same time a nozzle effect is achieved by the continuous reduction of the angle between the former contour above and below the bend to the propeller, which causes an acceleration of the flow.

Unterhalb der Propellerwellenmitte ist das Hinterschiff mit einem symmetrischen Heckwulst in Tropfenform ausgebildet, wobei der Stevenauslauf zur Basis parabolisch verläuft. Durch den Heckwulst wird eine nahezu rotationssymmetrische Nachstromverteilung über die untere Propellerkreisebene erzielt, wobei durch die Gestaltung des Stevenauslaufes und der Wasserlinien im Bereich der Kimm die Ausbildung von Kimmwirbeln weitestgehend ausgeschlossen wird. Durch die Kombination des oberhalb der Propellerwellenmitte bis zur Konstruktionswasserlinie partiell verwundenen Hinterschiffes mit dem strömungsleitenden Knick und dem symmetrisch gestalteten Heckwulst unterhalb der Propellerwellenmitte wird ein nahezu rotationssymmetrischer Isotachenverlauf über ³A des Propellerumfanges erreicht. Durch die Verwindung der Stevenkontur aus der Mittschiffsebene werden die Propellerflügelfreischlagmaße vergrößert und damit die propellerinduzierten Druckschwankungen sowie die Kavitationsneigung des Propellers gemindert. Durch die Erhöhung der mittleren Nachstromziffer und die Senkung der Sogziffer wird der Propulsionsgütegrad verbessert. Darüber hinaus wird durch diese Konstruktion der technologische Mehraufwand für die Fertigung des Hinterschiffes gering gehalten.Below the center of the propeller shaft, the stern is formed with a symmetrical tail bead in the form of drops, with the stern end run parabolic to the base. By the rear bead a nearly rotationally symmetrical downstream flow distribution over the lower propeller circle level is achieved, whereby the formation of Kimmwirbeln is largely excluded by the design of the Stevenauslaufes and the water lines in the area of Kimmwirbeln. Due to the combination of the above the propeller shaft center to the construction water line partially twisted rear end with the flow-conducting bend and the symmetrically shaped rear bead below the propeller shaft center a nearly rotationally symmetrical Isotachenverlauf over ³ A of the propeller circumference is achieved. By twisting the Stevenkontur from midships plane, the propeller blade clearance dimensions are increased, thus reducing the propeller-induced pressure fluctuations and the cavitation inclination of the propeller. Increasing the average downstream flow rate and decreasing the suction digit improves the grade of propulsion. In addition, the technological overhead for the production of the rear end is kept low by this construction.

embodiment

Anhand von Zeichnungen soll die Erfindung erläutert werden.The invention will be explained with reference to drawings.

Fig. 1: Zeigt den Spantquerschnitt des erfindungsgemäßen Hinterschiffes. Die Stevenkontur I ist oberhalb der Propellerwellenmitte Il bis zur Konstruktionswasserlinie III partiell einseitig verwunden, wobei sich das Maximum der Verwindung VIII auf ²h des Abstandes zwischen Propellerwellenmitte Il und Konstruktionswasserlinie III befindet. Unterhalb der Propellerwellenmitte Il ist die Stevenkontur I identisch mit der Mittschiffsebene IX und der Bereich der Wasserlinie als symmetrischer tropfenförmiger Heckwulst XIII ausgebildet, dereinen nahezu rotationssymmetrischen Isotachenverlauf in der unteren Propellerhalbkreisebene Vl, VII bewirkt. Der Knick XlI ist im Quadranten der nach unten schlagenden Propellerflügel V der oberen Propellerhalbkreisebene angeordnet. Er beginnt etwa bei einer Schiffslänge von 15-20% und endet in der Stevenkontur I oberhalb der Propellerflügelspitzen. Die vertikale Neigung des Knicks zu den Wasserlinien β ist der vom Schiffsboden her aufsteigenden Grenzschichtströmung angepaßt. Unterhalb des Knicks richtet sich die Spantkontur auf und ist im Bereich des Heckwulstes XIII nahezu senkrecht. Dabei nimmt der Winkel zwischen den Spantkonturen unterhalb und oberhalb des Knicks α kontinuierlich ab. Die Spantform im Bereich der Propellerflügel Vl, IV besitzt eine betonte V-Form.Fig. 1: Shows the Spant cross section of the rear of the invention. The Stevenkontur I is partially wound on one side above the Propellerwellenmitte Il up to the design waterline III, with the maximum of the twist VIII to ² h of the distance between the propeller shaft center Il and design waterline III. Below the propeller shaft center II, the Stevenkontur I is identical to the midships plane IX and formed the area of the waterline as a symmetrical teardrop rear bead XIII, which causes a nearly rotationally symmetric Isotachenverlauf in the lower propeller semi-circle Vl, VII. The kink XlI is located in the quadrant of the downwardly propeller blade V of the upper propeller semi-circle plane. It starts at a ship length of 15-20% and ends in the Stevenkontur I above the propeller blade tips. The vertical inclination of the bend to the water lines β is adapted to the rising from the ship's bottom boundary layer flow. Below the bend, the frame contour is aligned and is almost vertical in the area of the rear bead XIII. The angle between the former contours below and above the bend α decreases continuously. The frame shape in the area of the propeller blades VI, IV has a pronounced V-shape.

Fig. 2: Zeigt die vertikalen Schnitte des Hinterschiffes. Die Gestaltung des Stevenauslaufes X des symmetrischen Heckwulstes XIII erfolgt parabolisch zur Basis. Aus der Differenz der Konturen der Mittschiffsebene IX zur Stevenkontur I ist die Erhöhung der Freischlagmaße der Propellerflügel zu erkennen. Des weiteren sind der Auslauf des Knicks XII in die Stevenkontur I oberhalb der Propellerflügelspitzen und die horizontale Neigung, des Knicks zu den Wasserlinien γ dargestellt.Fig. 2: Shows the vertical sections of the rear ship. The design of the Stevenauslaufes X of the symmetrical Heckwulstes XIII is parabolic to the base. From the difference of the contours of midships plane IX to Stevenkontur I is the increase in the clearance dimensions of the propeller blades can be seen. Furthermore, the outlet of the bend XII in the Stevenkontur I above the propeller blade tips and the horizontal inclination, the buckling to the water lines γ are shown.

Fig. 3: Zeigt den Wasserlinienriß des Hinterschiffes. Die durch die Stevenkonturl dargestellte Verwindung erstreckt sich über eine Bereich von etwa 15% Schiffslänge und geht dann in das symmetrische Achterschiff über. Der Heckwulst XIII ist durch die symmetrische Gestaltung der Wasserlinien unterhalb der Propellerwellenmitte Il gekennzeichnet.Fig. 3: Shows the waterline tear of the rear ship. The torsion represented by the Stevenkonturl extends over a range of about 15% ship length and then passes into the symmetrical aft ship. The rear bead XIII is characterized by the symmetrical design of the water lines below the propeller shaft center Il.

Claims

Invention claim:

1. Hinterschiffsform for mono- and Mehrschraubenschiffe, characterized in that a portion of Stevenkontur (I) of the rear of a propeller shaft center (II) to a construction waterline (III) partially in the direction of an upper quadrant of the propeller circle plane in which the propeller blades upwards (IV) is preferably wound to 15-20% of the length of the ship, with a maximum twist (VIII) from a midships plane (IX) to preferably% of the distance between the propeller shaft center (II) and construction waterline (III) and the area below the Propeller shaft center (II) as a per se known symmetrical Heckwulst (XIII) in drop shape, the Stevenauslauf the base (Xl) takes place in a parabolic shape, and in the upper quadrant of the propeller circle plane in which the propeller blades down (V) Knick (XII), which extends over 15-20% of the ship's length and i n the Stevenkontur (I) above the propeller circle level expires.

2. Hinterschiffsform according to claim 1, characterized in that the Spantkontur on the side of the upwardly propeller blades has a pronounced V-shape and on the side of the downwardly propeller blades below the Knicks (XII) rears up from the beginning of the bend and has a nearly vertical position in the region of the rear bead (XII).

3. Hinterschiffsform according to claim 1 and 2, characterized in that an angle between the former contours above and below the bend (a) constantly reduced.

4. Hinterschiffsform according to claim 1, characterized in that both a vertical inclination of the buckling (ß) and a horizontal inclination of the buckling (γ) with respect to the water lines are adapted to the flow pattern of the ship's soil ago upward boundary layer disorder.

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