DD238586A1

DD238586A1 - Anordnung zur verbesserung der energieumwandlung durch den propeller

Info

Publication number: DD238586A1
Application number: DD27765785A
Authority: DD
Inventors: Hans-Erhard Peters
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1986-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbesserung der Energieumwandlung durch den Propeller am Hinterschiff von Einschraubenschiffen, wobei ein- oder beidseitig vor dem Propeller Stroemungsleitflaechen vorgesehen sind, welche profiliert und gekruemmt sind und einen Anstellwinkel aufweisen. Hauptanwendungsgebiet ist die weitere energieguenstige Gestaltung des Hinterschiffs und des Zusammenwirkens mit dem Propeller. Ziel ist es, bei energieguenstiger Gestaltung des Hinterschiffs von Einschraubenschiffen insbesondere eine Verringerung von Schwingungsbelastungen der Stroemungsleitflaechen zu erreichen. Aufgabengemaess soll eine doppelseitige Befestigung der Stroemungsleitflaechen gewaehrleistet sein, wobei die Befestigung der weiteren Verbesserung der Energieumwandlung durch den Propeller dient. Gemaess der Erfindung ist am aeusseren Ende der Stroemungsleitflaechen je eine profilierte Stuetzflosse angeordnet, so dass die Stroemungsleitflaechen durch die Stuetzflossen zum oberhalb befindlichen Schiffsboden abgestuetzt sind. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbesserung der Energieumwandlung durch den Propelleram Hinterschiff von Einschraubenschiffen, wobei ein- oder beidseitig der Schiffsmittenebene vor dem Propeller mindestens eine Strömungsleitfläche vorgesehen ist, welche eine profilierte und gekrümmte Form aufweist sowie einen Anstellwinkel zur Horizontalebene besitzt.

Insbesondere dient die Erfindung der weiteren energiegünstigen Gestaltung des Hinterschiffes und des Zusammenwirkens m dem Propeller bei Einschraubenschiffen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Bereich des Hinterschiffes treten eine Reihe von hydrodynamisch bedingten Verlusten auf, die den Widerstand des Schiffe; erhöhen und die gleichmäßige Arbeit des Propellers behindern. Wesentliche Bestandteile des reibungsbedingten Widerstände!

sind die Verluste in der Reibungsgrenzschicht, die Grenzschichtablösung und die Herausbildung von Kimmwirbeln, die Beeinträchtigung der Arbeitsweise des Propellers durch inhomogene Zuströmbedingungen, insbesondere durch die Nachlaufdelle hinter dem Steven, ferner die Verluste an kinetischer Energie im Strahl aus Axial- und Umfahgskomponente.

Weitere negative Folgen der inhomogenen Zuströmung sind hohe Flügelkräfte beim Durchgang durch die Nachlaufdelle, Auftreten von Kavitation und eine Druckimpulserregung, die Schwingungsverhalten und damit Schiffskonstruktion und Materialeinsatz wesentlich beeinflussen.

Zur Vergleichmäßigung der Propelleranströmung ist es bekannt, ein- oder beidseitig der Schiffsmittenebene vor dem PropelU Strömungsleitflächen vorzusehen (DE-PS 813955, DE-PS 3216578). Diese verlaufen annähernd horizontal oder unter einem Anstellwinkel zur Horizontalebene. Sie sind am Schiffskörper oder am Hintersteven befestigt und ragen einseitig ins Freie, so da sie Strömungsbelastungen unterliegen, wodurch insbesondere Schwingungen verursacht werden.

Bei Mehrschraubenschiffen ist es weiterhin bekannt, zwischen den beiden Wellen vor den Propellern eine Leitfläche anzuordnei die einen Anstellwinkel nach hinten oben hat (DE-OS 3036964). Dabei ist die Strömungsleitfläche vorteilhaft zwischen den beiden Wellenhosen der Propeller befestigt, so daß eine höhere Steife erreichbar ist. Eine derartige Anordnung ist jedoch bei Einschraubenschiffen nicht möglich.

Aus DE-OS 2250754) ist des weiteren ein dem Propeller zugeordneter bogenförmiger Tragflügel bekannt, welcher durch zwei Profilstreben nach oben abgestützt ist.

Diese Profilstreben können jedoch nur eine Haltefunktion realisieren, da sie oberhalb des Zuströmbereichs zum Propeller angeordnet sind.

Ziel der Erfindung

Ec ist Ziel der Erfindung, das Hinterschiff von Einschraubenschiffen energiegünstiger zu gestalten, wobei insbesondere eine Verringerung von Schwingungsbelastungen der Strömungsleitfläche(n) erreicht werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verbesserung der Energieumwandlung durch den Propeller at Hinterschiff von Einschraubenschiffen, wobei ein- oder beidseitig der Schiffsmittenebene vor dem Propeller mindestens eine Strömungsleitfläche vorgesehen ist, welche eine profilierte und gekrümmte Form aufweist sowie einen Anstellwinkel zur Horizontalebene besitzt, zu schaffen, wobei eine doppelseitige Befestigung der Strömungsleitfläche(n) gewährleistet ist und di( Befestigungselemente der Strömungsleitfläche(n) der weiteren Verbesserung der Energieumwandlung durch den Propeller dienen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am äußeren Ende der Strömungsleitfläche eine profilierte Stützfloss angeordnet ist, so daß dei Strömungsleitfläche durch die Stützflosse zum oberhalb befindlichen Schiffsboden abgestützt ist. Die Stützflosse kann senkrecht oder schräg nach oben verlaufen.

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Richtung auf den Propeller zu von der Schiffsmittenebene verringert.

Bei einer Anordnung, wobei ein- oder beidseitig der Schiffsmittenebene jeweils mehrere Strömungsleitflächen vorgesehen sind, ist es zweckmäßig, daß die äußeren Enden der Strömungsleitflächen einer Seite an einer gemeinsamen Stützflosse befestigt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die teilweise Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten Hinterschiffs,

Fig. 2: die Ansicht von hinten gemäß Fig. 1,

Fig.3: den Schnitt entsprechend der Linie MI-IlI der Fig. 2, wobei der Propeller weggelassen wurde und

Fig. 4: eine Variante einer Ansicht von hinten.

Das Hinterschiffteil 1 gemäß Fig. 1 ist mit einem Propeller 2 versehen, welcher über eine in einem Stevenrohr 3 gelagerte Welle angetrieben wird.

In Fig. 2 sind strichpunktiert der Propellerkreis 4 des Propellers 2 sowie dessen Drehrichtung durch den Pfeil 5 angedeutet.

Vor dem Propeller 2 sind beidseitig der Schiffsmittenebene (welche in den Fig. 2 und 3 durch die Linie 6 dargestellt ist) je eine Strömungsleitfläche 7,8 vorgesehen. Diese besitzen eine gekrümmte Form (s. Fig. 1) und einen strömungsgünstig profilierten Querschnitt. Außerdem sind sie unter einem Anstellwinkel zur Horizontalebene (welche in Fig. 1 und 2 durch die Linie 9 dargestellt ist) geneigt, wobei Krümmung und Neigung der Strömungsleitflächen 7, 8 unterschiedlich sein können. In Abhängigkeit vom Nachstromfeld und von der Drehrichtung des Propellers kann auch eine Strömungsleitfläche 7,8 auf einer Seite entfallen. An den äußeren Enden der Strömungsleitflächen 7,8 sind je eine Stützflosse 10,11 angeordnet. Jede Stützflosse 10,11 besitzt ein strömungsgünstiges Profil und verläuft schräg nach oben zum Schiffsboden 12, wo sie befestigt ist. Die Stützflossen 10,11 sind bezüglich der Schiffsmittenebene (Linie 6) schräg angestellt. Dabei verringert sich der Abstand der Stützflosse 10,11 in Richtung auf den Propeller 2 zu von der Schiffsmittenebene (Linie 6), wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich

Der dargestellte Hinterschiffsteil 1 weist weiterhin an sich bekannte Stevenflossen 13,14auf, welche mit z.T. gekrümmten Stevenformen 15,16 ober-und unterhalb vom Stevenrohr zusammenwirken.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (s. Fig. 4) sind beidseitig der Schiffsmittenebene (Linie 6) je zwei Strömungsleitflächen 7,17 und 8,18 angeordnet. Die äußeren Enden der Strömungsleitflächen 7,17 und 8,18 je einer Seite sind ander jeweiligen Stützflosse 10,11 befestigt. Die Wirkungsweise ist wie folgt: Die Strömungsleitflächen 7,8 greifen mit ihren Vorderkanten in die Achsen der sich bildenden Kimmwirbel ein, wodurch eine Richtwirkung mit Umwandlung der kinetischen Energie der Kimmwirbel ausgeübt wird. An den profilierten Strömungsleitflächen 7,8 entsteht an den Vorderkanten eine Kraft in Fahrtrichtung. Die Krümmung der Strömungsleitflächen 7,8 bewirkt eine gleichmäßige Umfangskomponente als Vordrall vor dem Propeller 2.

Die an den äußeren Enden der Strömungsleitflächen 7,8 und am Schiffsboden 12 befestigten Stützflossen 10,11 dienen zunächst der stabilisierenden Abstützung der Strömungsleitflächen 7,8. Darüber hinaus bewirkt die spezielle Gestaltung der Stützflossen 10,11 im Zuströmbereich des Propellers 22 eine weitere Zustromhomogenisierung im oberen Bereich des Propellers 2. Durch Verringerung des axialen Austrittsverlustes des Strahls wird eine Schubverstärkung erreicht, so daß die erfindungsgemäße Anordnung der weiteren Verbesserung der Energiewandlung durch den Propeller 2 dient.

Die Verbesserung der Zuströmbedingungen führt darüber hinaus zur Verringerung der Druckimpulserregung durch den Propeller 2 sowie zur Verringerung der Kavitationsgefahr.

Die Arbeitsweise des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels ist grundsätzlich analog.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Anordnung zur Verbesserung der Energieumwandlung durch den Propeller am Hinterschiff von Einschraubenschiffen, wöbe ein- oder beidseitig der Schiffsmittenebene vor dem Propeller mindestens eine Strömungsleitfläche vorgesehen ist, welche eine profilierte und gekrümmte Form aufweist sowie einen Anstellwinkel zur Horizontalen besitzt, dadurch gekennzeichnet daß am äußeren Ende der Strömungsleitfläche (7; 8) eine profilierte Stützflosse (10; 11) angeordnet ist, so daß die Strömungsleitfläche (7; 8) durch die Stützflosse (10; 11) zum oberhalb befindlichen Schiffsboden (12) abgestützt ist.
2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflosse (10; 11) senkrecht oder schräg nach oben verläuft.
3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflosse (10; 11) bezüglich der Schiffsmittenebene (6) schräg angestellt ist, wobei sich der Abstand der Stützflosse (10; 11) in Richtung auf den Propeller (2) zu von der Schiffsmitenebene (6) verringert.
4. Anordnung nach Punkt 1,2 und/oder 3, wobei ein-oder beidseitig der Schiffsmittenebene jeweils mehrere Strömungleitflächen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Strömungsleitflächen (7; 17 unc 8; 18) einer Seite an der Stützflosse (10; 11) befestigt sind.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen