DE10053453A1

DE10053453A1 - Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen

Info

Publication number: DE10053453A1
Application number: DE10053453A
Authority: DE
Inventors: Stephan Preus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-04-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das die benetzte Fläche eines Wasserfahrzeuges verringert, indem zwischen Rumpf und umgebenden Wasser eine Gasschicht eingebracht wird, so daß die Reibung zwischen Schiffsrumpf und umgebenden Wasser um die bedeutend geringere Reibung zwischen Schiffsrumpf und umgebenden Gas vermindert wird.

Am weitesten verbreitet ist die Nutzung von Gasen oder Luft für die Steigerung der Geschwindigkeit von Mobilen durch ein sogenanntes Luftkissen, daß unter dem Fahrzeug erzeugt wird und die Reibung zwischen Fahrzeug und Untergrund erheblich vermindert. Luftkissenfahrzeuge sind in unterschiedlichen Ausführungsformen als Ein- oder Mehrrumpfschiffe bekannt und werden u. a. in folgenden Patentschriften beschrieben.
Luftkissenkatamaran DE 26 52 460 C2
Seitenwandluftkissenfahrzeug EP 0365700 A1
Seitenwandluftkissenfahrzeug DE 198 04 661 A1
Seitenwandluftkissenfahrzeug DE 42 14 450 A1

Als Nachteil erweist sich bei diesen Fahrzeugen, daß das gesamte Fahrzeug von dem Luftkissen getragen werden muß, so daß sich für die Baugröße und den Energieverbrauch Einschränkungen ergeben.

In der Offenlegungsschrift DE 38 13 105 A1 wird eine Möglichkeit beschrieben unter einem Schwimmkörper ein Blasenpolster zu erzeugen, so daß er sich auf einer Art Schaumkissen bewegt. Nachteilig für diese Variante erweisen sich die Methode der Schaumerzeugung mit Hilfe einer schwingenden Gummiplatte und die Einschränkung auf flache Gleitschwimmkörper.

Eine für große Schiffe geeignete Variante der Nutzung eines Luftkissens wird in der Schrift DE 29 61 9643 U1 beschrieben. Das Schiff ist mit einem unter dem Rumpf angeordneten und mit Luft füllbaren Schwimmkörper über Stelzen verbunden, so daß sich je nach Auftrieb der Schiffskörper in einer bestimmten Höhe über der Wasseroberfläche befindet und die Antriebsleistung bedeutend vermindert werden kann. Nachteile dieser Konstruktion dürften in dem relativ großen technischen Aufwand und infolge des hochliegenden Schwerpunktes in der Stabilität zu suchen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Reibungswiderstand eines Schwimmkörpers bei der Fahrt durch das Wasser zu vermindern. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine zweckdienliche Ausgestaltung erfolgt in den Unteransprüchen 2 bis 7.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile des Standes der Technik, indem der Reibungswiderstand eines Schiffskörpers beliebiger Größe mit vertretbarem Aufwand vermindert wird. Weitere Vorteile sind verminderter Treibstoffbedarf und die Möglichkeit der Nachrüstung bei bereits im Einsatz befindlichen Schiffen.

Anhand einiger Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:

Fig. 1 Den Schnitt durch einen Bootskörper mit geringem Tiefgang bei dem der Luftfilm über selbstansaugende Düsen in den Unterwasserbereich des Bootes transportiert wird.

Fig. 2 Den Schnitt durch einen Boots- oder Schiffsrumpf mit größerem Tiefgang, bei dem Druckluft für den Luftfilm mit Hilfe eines Kompressors oder Verdichters unter den Schiffsrumpf gedrückt wird.

Fig. 3 Den Schnitt durch einen Schiffsrumpf bei dem das Antriebsaggregat im vorderen Unterwasserbereich angeordnet ist. Als Antriebsaggregat kann eine Schraube, eine Turbine oder ein Strahlantrieb eingesetzt werden, bei welchem der ausgestoßenen Wassermenge der für die Ausbildung des Luftfilmes notwendige Luftanteil zugesetzt wird.

Für Wasserfahrzeuge mit geringem Tiefgang (Motorboote, Segeljollen,. . .) wird Luft für den reibungsvermindernden Film durch Austrittsdüsen, die mit Hilfe des vorbeiströmenden Wassers einen Unterdruck erzeugen, direkt angesaugt. Mit steigender Geschwindigkeit vergrößert sich die mit einem Luftfilm bedeckte Fläche des Bootsrumpfes, so daß sich der Reibungswiderstand mit steigender Geschwindigkeit vermindert.

Für Wasserfahrzeuge mit größerem Tiefgang (Motoryachten, Frachtschiffe) ist es günstiger, Gas oder Luft mit Hilfe eines Verdichters oder Kompressors unter den Schiffsrumpf zu drücken, so daß die relativ aufwendigen Austrittsdüsen durch einfache Austrittsöffnungen ersetzt werden können. Die benötigte Luftmenge muß in Abhängigkeit von der Schiffsgeschwindigkeit eingeregelt werden.

Eine elegante Lösung bietet die Anordnung eines oder mehrerer Antriebe im Unterwasserbereich des Schiffsrumpfes. Der oder die Antriebe stoßen ein dosierbares Wasser-Gas-Gemisch aus, so daß ein optimales Verhältnis zwischen Verminderung des Reibungswiderstandes und Antriebskraft eingestellt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rumpf und dem umgebenden Wasser eine dünne Gasschicht eingebracht wird, die den im Wasser befindlichen Teil des Rumpfes teilweise oder vollständig bedeckt.

2. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wasser befindliche Teil des Rumpfes eines Wasserfahrzeuges mit Gasaustrittsdüsen besetzt ist.

3. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsdüsen so ausgebildet sind, daß sie die Luft mit Hilfe eines durch das vorbei strömende Wasser erzeugten Unterdruckes selbst ansaugen.

4. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei größerem Tiefgang des Rumpfes mit Hilfe eines Verdichters oder Kompressors unter das Wasserfahrzeug gedrückt wird.

5. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb im vorderen Unterwasserbereich des Rumpfes angeordnet wird, der das Schiff in Bewegung setzt und eventuell auch steuert. Der Antrieb stößt ein Wasser-Gas- Gemisch aus, das das Schiff antreibt und einen Gasfilm für die Verminderung des Reibungswiderstandes unter dem Schiffsrumpf ausbildet.

6. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei größeren Schiffen mehrere Antriebe nach Unteranspruch 5 über den Unterwasserbereich des Schiffsrumpfes verteilt werden.

7. Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes bei Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsgase der Antriebsmaschine für die Ausbildung des Gasfilmes genutzt werden.