DE102014101761A1

DE102014101761A1 - Foredeck or ship

Info

Publication number: DE102014101761A1
Application number: DE102014101761.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schiff, insbesondere einen Motorsegler, mit einem Vorschiff, welches einen Bug und einem Strömungskanal aufweist, wobei der Strömungskanal eine Eintrittskanal mit einer Eintrittsöffnung und einen Steuerbordkanal mit einer steuerbordseitigen Austrittsöffnung und einen Backbordkanal mit einer backbordseitigen Austrittsöffnung aufweist und die Eintrittsöffnung am Bug angeordnet ist, und das Vorschiff einen Strömungsmanipulator aufweist, welcher eine Durchflussmenge des Backbordkanals und/oder des Steuerbordkanals steuert und/oder regelt, wobei einen Lagesensor, welcher eine Neigung und/oder Positionsabweichung und/oder eine Kursabweichung ermittelt, und eine Rudersteuerung und/oder Ruderregelung, welche bei einem Neigungsschwellwert und/oder einer Positionsabweichung und/oder einer Kursabweichung dem Strömungsmanipulator ein Signal übermittelt, sodass die Durchflussmenge im Backbordkanal und/oder Steuerbordkanal derart beeinflusst wird, dass eine Lagekompensation erfolgt. The invention relates to a ship, in particular a motor glider, with a bow, which has a bow and a flow channel, wherein the flow channel has an inlet channel with an inlet port and a starboard channel with a starboard side outlet opening and a port channel with a port side outlet opening and the inlet opening at the bow is arranged, and the forecastle comprises a flow manipulator which controls and / or regulates a flow rate of the port channel and / or the starboard channel, wherein a position sensor, which determines a tilt and / or position deviation and / or a course deviation, and a rudder control and / or Rudder control, which transmits a signal to the flow manipulator at a tilt threshold and / or a position deviation and / or a course deviation, so that the flow rate in the port channel and / or starboard channel is influenced such that a Lageko mpensation takes place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiff, insbesondere Motorsegler, mit einem Vorschiff, welches einen Bug und einem Strömungskanal aufweist, wobei der Strömungskanal eine Eintrittskanal mit einer Eintrittsöffnung und einen Steuerbordkanal mit einer steuerbordseitigen Austrittsöffnung und einen Backbordkanal mit einer backbordseitigen Austrittsöffnung aufweist und die Eintrittsöffnung am Bug angeordnet ist, und das Vorschiff einen Strömungsmanipulator aufweist, welcher eine Durchflussmenge des Backbordkanals und/oder des Steuerbordkanals steuert und/oder regelt. The invention relates to a ship, in particular motor glider, with a bow, which has a bow and a flow channel, wherein the flow channel has an inlet channel with an inlet port and a starboard channel with a starboard side outlet opening and a port channel with a port side outlet opening and the inlet opening arranged at the bow and the foreship has a flow manipulator which controls and / or regulates a flow rate of the port channel and / or the starboard channel.

Insbesondere bei Segelbooten und Motorseglern erzeugt der Segelvortrieb ein Neigen des Schiffes, welches zu einer Kursabweichung des Schiffs führt. Derartige Kursabweichungen werden im Allgemeinen mit Ruderanlagen kompensiert, welche jedoch auf der anderen Seite den Strömungswiderstand des Schiffes erhöhen. Especially with sailboats and motor gliders the sail propulsion produces a tilting of the ship, which leads to a deviation of the ship. Such course deviations are generally compensated by rudders, which, however, on the other hand increase the flow resistance of the ship.

Aufgabe der Erfindung ist es den Stand der Technik zu verbessern. The object of the invention is to improve the prior art.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Schiff mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. The problem is solved by a ship having the features of claim 1. Advantageous further developments can be found in the subclaims.

Durch die Erfindung kann eine Vorrichtung bereitgestellt werden, welche zum einen den Widerstand des Schiffes dadurch verringert, dass sich ein Wasser-Wellenberg am Bug über den Kanal in die steuer- und backbordseitigen Wellentälern fließt und somit den Widerstand verringert. Weiterhin kann dadurch auch bei Seglern elektrischer Strom beispielsweise durch elektrische Maschinen in Steuerbordkanal und/oder Backbordkanal erzeugt werden. Weiterhin können Querstrahlrudereigenschaften dadurch realisiert werden, dass beispielsweise bei einer verschlossenen Eintrittsöffnung die elektrischen Maschinen im Steuerbordkanal und Backbordkanal eine definierte Wasser-Strömung erzeugen. By the invention, a device can be provided which, on the one hand, reduces the resistance of the ship by virtue of the fact that a water wave crest flows at the bow via the channel into the control and port-side troughs and thus reduces the resistance. Furthermore, this can also be generated in yachts electric power, for example by electric machines in starboard and / or port channel. Furthermore, transverse thruster properties can be realized in that, for example, in the case of a sealed inlet opening, the electrical machines in the starboard channel and port channel generate a defined water flow.

Mithin sind die aufgezeigten Kanäle knapp unterhalb oder an der Wasserlinie angeordnet. Thus, the indicated channels are located just below or at the waterline.

Die Eintrittsöffnung ist dabei im Wesentlichen schaltbar und die steuerbord- und backbordseitigen Austrittsöffnungen sind steuerbar schließbar und öffenbar. The inlet opening is essentially switchable and the starboard and port side outlet openings are controllable closable and openable.

Der Lagesensor kann insbesondere die Position oder die Neigungslage des Schiffes bestimmen. The position sensor can in particular determine the position or inclination position of the ship.

Dadurch, dass die Durchflussmenge durch den Steuerbordkanal und/oder Backbordkanal geändert wird, kann dem Schiff bugseitig eine Richtung aufgeprägt werden, wodurch das Schiff lenkbar wird. Characterized in that the flow rate is changed by the starboard channel and / or port channel, the ship on the bow side, a direction can be impressed, whereby the ship is steerable.

Die hier vorliegenden Kanäle sind im Allgemeinen rohrförmige Öffnungen. Der Strömungsmanipulator wirkt direkt oder indirekt auf die Strömungen in den Kanälen und somit auf die Durchflussmenge an Wasser durch den Steuerbordkanal und/oder Backbordkanal ein. The channels here are generally tubular openings. The flow manipulator acts directly or indirectly on the flows in the channels and thus on the flow rate of water through the starboard channel and / or port channel.

Der Lagesensor kann beispielsweise ein Gyroskop sein oder Libellen, welche beispielsweise optisch abgefragt werden. Auch kann der Lagesensor ein Positionssensor sein, welcher beispielsweise GPS- oder Galileo-Signale auswertet. Über einen zeitlichen Verlauf hinweg kann somit beispielsweise eine Abweichung von einem vorgegebenen Kurs ermittelt werden, auf Basis dessen dann ein steuernder Eingriff erfolgt. The position sensor may be, for example, a gyroscope or dragonflies which are optically interrogated, for example. Also, the position sensor may be a position sensor, which evaluates GPS or Galileo signals, for example. Thus, over a time course, for example, a deviation from a predetermined course can be determined, on the basis of which a controlling intervention takes place.

Steuerung und Regelung seien vorliegenden so zu verstehen, dass bei einer Steuerung einem Stillelement ein Sollwert aufgeprägt wird und eine Regelung soll insofern verstanden werden, dass eine Rückkopplung erfolgt, sodass eine Änderung im Ist-Wert sich in einen Stell-Wert permanent und rückgekoppelt auswirkt. Control and regulation are present to be understood that in a control a still element, a desired value is impressed and a control should be understood insofar as a feedback takes place, so that a change in the actual value in a control value permanently and fed back.

Zusätzlich kann bei geschlossener Eintrittsöffnung ein Querstrahlruder zur Verfügung gestellt werden. Das bedeutet, dass vorliegendes Schiff nicht nur durch die Vorrichtung lenkbar ist, sondern dass auch hohe Manövrierfähigkeit beispielsweise in einem Hafen gewährleistet werden kann. In addition, a transverse thruster can be provided with closed inlet opening. This means that the present ship is not only steerable by the device, but also that high maneuverability can be ensured in a port, for example.

Durch das Einstellen beispielsweise der Winkel der Rotorblätter kann das Verhalten der elektrischen Maschine beeinflusst werden. Insbesondere kann eine Saugwirkung oder eine Druckwirkung erzeugt werden. Auch damit ist die Durchflussmenge im Steuerbordkanal oder im Backbordkanal einstellbar. By adjusting, for example, the angle of the rotor blades, the behavior of the electrical machine can be influenced. In particular, a suction or a pressure effect can be generated. Also, the flow rate in the starboard channel or in the port channel is adjustable.

Dadurch, dass die Backbordmaschine oder die Steuerbordmaschine einschiebbar sind, kann ein Austausch erfolgen, sodass eine Redundanz gegeben ist. Zusätzlich können weitere elektrische Maschinen in dem Steuerbordkanal oder in dem Backbordkanal vorgesehen sein, sodass eine Redundanz gegeben ist. By virtue of the fact that the port machine or the starboard machine can be inserted, an exchange can take place, so that redundancy is ensured. In addition, further electrical machines may be provided in the starboard channel or in the port channel, so that redundancy is provided.

Auch kann der Eintrittskanal alternativ oder zusätzlich eine elektrische Maschine mit einstellbaren Rotoren aufweisen. Insbesondere in Kombination mit der Drosselklappe, kann dann auch die Durchflussmenge optimal variiert werden. Zudem kann ein Vortrieb erzeugt werden. Auch das Erzeugen elektrischer Energie kann somit gewährleistet werden. Also, the inlet channel may alternatively or additionally comprise an electric machine with adjustable rotors. In particular, in combination with the throttle, then the flow rate can be optimally varied. In addition, a propulsion can be generated. The generation of electrical energy can thus be ensured.

Vorteilhafterweise weist das Schiff einen sogenannten Flettnerantrieb auf. Bei einem derartigen Flettnerantrieb wird ein rotierender Zylinder eingesetzt, welcher den Wind derart ablenkt, dass eine Segelwirkung realisiert wird. Advantageously, the ship has a so-called Flettner drive. In such a Flettnerantrieb a rotating cylinder is used, which deflects the wind so that a sailing action is realized.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Furthermore, the invention will be explained with reference to exemplary embodiments. It shows

1 eine stark schematische Darstellung eines Vorschiffs in einer Draufsicht von oben. 1 a highly schematic representation of a foredeck in a plan view from above.

Ein Schiff weist ein Hauptschiff 131, ein Vorschiff 101 und einen Strömungskanal auf. Dieser Strömungskanal wird von einem Eintrittskanal 103, einem Steuerbordkanal 107 und einem Backbordkanal 109 gebildet. An der Stelle, an der sich Steuerbordkanal 109, Eintrittskanal 103 und Backbordkanal 107 treffen liegt eine Abzweigung 110 vor. A ship has a nave 131 , a foredeck 101 and a flow channel. This flow channel is from an inlet channel 103 , a starboard channel 107 and a port channel 109 educated. At the point where starboard channel 109 , Entrance channel 103 and port channel 107 meet a turnoff 110 in front.

Direkt am Bug 105 weist der Eintrittskanal 103 eine Eintrittsöffnung 104 auf. Der Steuerbordkanal 109 weist eine steuerbordseitige Austrittsöffnung 119 und der Backbordkanal 107 eine backbordseitige Austrittsöffnung 117 auf. Somit gelangt bei geöffnetem Eintrittskanal bei einer Fahrt Wasser in den Eintrittskanal 103 ein und wird durch die Abzweigung 110 geteilt zu den backbordseitigen und steuerbordseitigen Austrittsöffnungen 117, 119 geleitet. Right on the bow 105 has the entrance channel 103 an entrance opening 104 on. The starboard channel 109 has a starboard outlet opening 119 and the port channel 107 a port-side outlet opening 117 on. Thus, when the inlet channel is open, water enters the inlet channel when driving 103 one and gets through the turnoff 110 divided to the port and starboard side outlets 117 . 119 directed.

Weiterhin sind jeweils in den Backbord- und Steuerbordkanälen 107, 109 Rotoren von elektrischen Maschinen 127, 129 angeordnet. Die Rotorblätter der Rotoren sind einzeln verstellbar. Zudem kann der Rotor jeweils in das jeweilige Rohr 107, 109 geklappt werden. Die elektrischen Maschinen 127, 129 sind sowohl im generatorischen als auch im motorischen Betrieb einsetzbar. Furthermore, each are in the port and starboard channels 107 . 109 Rotors of electrical machines 127 . 129 arranged. The rotor blades of the rotors are individually adjustable. In addition, the rotor in each case in the respective tube 107 . 109 be worked out. The electrical machines 127 . 129 can be used both in regenerative and in motor operation.

Um eines der Rohre 103, 107, 109 zu verschließen, kann die Verschlussklappe 111 angesteuert werden. Zudem sind die steuerbordseitigen Austrittsöffnung 117 und die backbordseitige Austrittsöffnung 119, derart angeordnet, dass bei einer Vorwärtsfahrt ein bugseitiger Überdruck in ein sich an den Austrittsöffnungen 117, 119 ausbildendes Wellental abgeleitet wird. To one of the pipes 103 . 107 . 109 To close, the flap can 111 be controlled. In addition, the starboard side outlet opening 117 and the port side outlet 119 , Arranged such that when driving forward a bugseitiger pressure in a at the outlet openings 117 . 119 training wave valley is derived.

Somit bildet sich in dem Strömungskanal bei einer Vorwärtsfahr eine Strömung im Strömungskanal aus, welche die elektrischen Maschinen (hier im Generatorbetrieb) antreibt, sodass unabhängig vom Antriebsmotor des Schiffs eine redundante Stromerzeugungsquelle vorliegt. Insbesondere können so herkömmlich kostengünstige Generatoren eingesetzt werden und auch bei einem Ausfall einer der elektrischen Maschinen 127, 129 liefert die jeweils andere elektrische Maschine weiterhin Strom. Thus, a flow in the flow channel, which drives the electric machines (here in generator mode), is formed in the flow channel during forward travel, so that a redundant power generation source exists independently of the drive motor of the ship. In particular, so conventionally inexpensive generators can be used and even in case of failure of one of the electrical machines 127 . 129 the other electric machine continues to supply electricity.

Wird mittels der Verschlussklappe ein Rohr 103, 107, 109 verschlossen, ergibt sich eine bessere Lenkung. Zudem werden alternativ die elektrischen Maschinen bei geschlossenem Bug gegenläufig motorisch betrieben, sodass sich die Funktion eines effektiven Querstrahlruders verwirklichen lässt. Is by means of the flap a tube 103 . 107 . 109 closed, results in a better steering. In addition, alternatively, the electric machines are operated in opposite directions with the bow closed, so that the function of an effective transverse thruster can be realized.

Das Schiff weist in einer ersten Alternativen einen Neigesensor (Gyroskop-Sensor) auf, welcher eine Lage des Schiffs zu einer waagerechten ermittelt. The ship has, in a first alternative, a tilt sensor (gyroscope sensor), which determines a position of the ship to a horizontal.

In dieser Ausgestaltung wird durch den Neigesensor die Lage des Schiffs bestimmt. In einem Steuergerät mit einem implementierten Regelalgorithmus wird, ab einem vorgegebenen Schwellwert für die Neigungslage des Schiffs, die Durchflussmenge im Backbordkanal und im Stuerbordkanal geändert. In this embodiment, the position of the ship is determined by the tilt sensor. In a control unit with an implemented control algorithm, the flow rate in the port channel and in the starboard channel is changed from a predetermined threshold for the inclination position of the ship.

In einer zweiten Alternativen weist das Schiff ein Positionssensor (GPS/Galileo) auf, welcher über die Zeit einen Kurs des Schiffes bestimmt. In einem Steuergerät mit einem implementierten Regelalgorithmus wird, ab einer vorgegebenen Kursabweichung des Schiffs von einem vorgegebenen Kurs, die Durchflussmenge im Backbordkanal und im Steuerbordkanal geändert. In a second alternative, the ship has a position sensor (GPS / Galileo) which determines a course of the ship over time. In a control unit with an implemented control algorithm, the flow rate in the port channel and in the starboard channel is changed from a predetermined course deviation of the ship from a predetermined course.

Vorliegendes Schiff weist vier Flettner-Rotoren, zwei heckseitig und zwei bugseitig, auf. Die Flettner-Rotoren gewährleisten einen Segelvortrieb für das Schiff. This ship has four Flettner rotors, two at the stern and two at the bow. The Flettner rotors ensure sail propulsion for the ship.

Im Segelmodus bildet sich an einer Bugwulst ein Wasserberg aus. Dieser Wasserberg wird in sich steuerbordseitig und bachbordseitig ausbildende Wellentäler abgeleitet. Das Ableiten erfolgt bei geöffneter Eintrittsöffnung 104, steuerbordseitigen Austrittsöffnung 119 und backbordseitiger Austrittsöffnung 117, so dass das Wasser des Wasserbergs über den Eintrittskanal 103, den Steuerbordkanal 109 und den Backbordkanal 107 fließt. Dabei ist die Wasserdurchfluss(menge) sowohl im Backbordkanal 107 und Steuerbordkanal 109 im Wesentlichen identisch. In sailing mode, a water mountain forms on a bow bulge. This waterberg is derived in starboard and bachbordseitig forming troughs. The discharge takes place when the inlet opening is open 104 , starboard outlet opening 119 and port outlet port 117 so that the water of the waterberg over the inlet channel 103 , the starboard channel 109 and the port channel 107 flows. The water flow (amount) is both in the port channel 107 and starboard channel 109 essentially identical.

Durch den Segelbetrieb erfährt das Schiff eine Drift, sodass eine Kursabweichung erfolgt. Diese Kursabweichung wird mittels des Steuergeräts und des darin implementierten Regelalgorithmus korrigiert. By sailing the ship experiences a drift, so that a course deviation occurs. This course deviation is corrected by means of the control device and the control algorithm implemented therein.

Das Korrigieren erfolgt in einer ersten Alternativen dadurch, dass einer der elektrischen Maschinen 127, 129 dem Wasserdurchfluss einen Gegendruck aufprägt und die entsprechende andere elektrische Maschine 129, 127 ein Ansaugen bewirkt. Dadurch kann das Schiff gelenkt werden. Correcting takes place in a first alternative in that one of the electrical machines 127 . 129 the water flow imposes a back pressure and the corresponding other electric machine 129 . 127 causes suction. This allows the ship to be steered.

In einer weiteren Alternativen, wird die Drosselklappe auf eine Seite hin geneigt, sodass ebenfalls eine Ruderwirkung aufgrund unterschiedlicher Durchflussmengen durch Steuerbordkanal 109 und Backbordkanal 107 erfolgt. In another alternative, the throttle is tilted to one side, so also a rudder effect due to different flow rates through starboard channel 109 and port channel 107 he follows.

Analog kann dies aufgrund der Daten des Neigesensors erfolgen. Analogously, this can be done on the basis of the data of the tilt sensor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101101: Vorschiff forecastle
103103: Eintrittskanal inlet channel
104104: Eintrittsöffnung inlet opening
105105: Bug bow
107107: Backbordkanal Port channel
109109: Steuerbordkanal Starboard channel
110110: Abzweigung diversion
111111: Drosselklappe throttle
117117: backbordseitige Austrittsöffnung port-side outlet opening
119119: steuerbordseitige Austrittsöffnung starboard outlet opening
127127: backbordseitige elektrische Maschine port-side electric machine
129129: steuerbordseitige elektrische Maschine starboard electrical machine
131131: Hauptschiff nave

Claims

Ship, especially motor glider, with a foredeck ( 101 ), which has a bug ( 105 ) and a flow channel, wherein the flow channel an inlet channel ( 103 ) with an inlet opening ( 104 ) and a starboard channel ( 109 ) with a starboard-side outlet opening ( 119 ) and a port channel ( 107 ) with a port-side outlet opening ( 117 ) and the inlet opening is arranged at the bow, and the forecastle has a flow manipulator which controls and / or regulates a flow rate of the port channel and / or the starboard channel, characterized by a position sensor, which inclination and / or position deviation and / or a course deviation determined, and a rudder control and / or rudder control, which transmits a signal to the flow manipulator at a tilt threshold and / or a position deviation and / or a course deviation, so that the flow rate in the port and / or starboard channel is influenced such that a position compensation takes place.

Vessel according to claim 1, characterized in that the flow manipulator is designed such that in the starboard passage a starboard engine ( 129 ) or a part of the starboard engine and in the port channel a port machine ( 127 ) or a part of the port machine are arranged, wherein the starboard engine and the port machine are respectively or alternatively used as a motor or generator, and / or that in the flow channel, in particular at a flow channel branch, a switchable throttle ( 111 ) is arranged, which closes in a switched state the port channel, the starboard channel or inlet channel or reduces the flow.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening is designed switchable closable.

Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the port machine and the starboard engine, are designed such that they can be used in opposite directions in the engine operation, so that an analogous to a transverse thruster function is obtained, in particular, the inlet opening is closed.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the starboard engine and / or the port machine have adjustably adjustable rotor blades, so that in particular the flow rate is adjustable.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the starboard engine or located in the starboard passage part of the starboard engine or the port machine or located in the port channel part of the port machine in the tube are designed and extendable.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that at the flow channel branch a switchable flap ( 111 ) is arranged, which closes in the switched state the port channel, the starboard channel or inlet channel.

Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the port side outlet opening and / or the starboard side outlet opening are arranged such that they open when driving the ship in a trough, so that bowed dammed water over the flow channel reduces the wave trough.

Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the starboard-side outlet opening and / or port-side outlet opening emerge on a starboard-side ship wall and / or on a port side ship wall.

Ship according to one of the preceding claims, characterized by a rotating cylinder, so that in particular a Flettnerantrieb is realized.