DE102014209426B4 - Transverse thruster with air injection - Google Patents
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Abstract
Querstrahlruder (1) für Schiffe mit einem Schubkanal (2), welcher mindestens teilweise von einer Bewandung (4) umschlossen ist, einem innerhalb des Schubkanals (2) angeordneten Rotor (6) zur Erzeugung einer Wasserströmung, und mehreren Luftauslässen (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) zum Abgeben von Luft (10) in den von der Bewandung (4) umschlossenen Raum, wobei die Luftauslässe (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) mit einer Druckluftversorgung (12) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Luftauslässe (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) derart ausgerichtet sind, dass die Luft (10) im Wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der Wasserströmung abgegeben wird, und wobei benachbarte Luftauslässe (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) entgegengesetzt ausgerichtet sind, sodass sich die von den benachbarten Luftauslässen (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) abgegebene Luft (10) gegenseitig anströmt.Transverse thruster (1) for ships with a thrust channel (2) which is at least partially enclosed by an edging (4), a rotor (6) arranged inside the thrust channel (2) for generating a water flow, and a plurality of air outlets (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) for discharging air (10) into the space enclosed by the enclosure (4), the air outlets (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) are coupled to a compressed air supply (12), characterized in that the plurality of air outlets (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) are oriented such that the air (10) is discharged substantially perpendicular to the direction of water flow, and adjacent air outlets (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) are oppositely directed so that those of the adjacent air outlets (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j) emitted air (10) flows against each other.
Description
Die Erfindung betrifft ein Querstrahlruder für Schiffe, mit einem Schubkanal, welcher mindestens teilweise von einer Bewandung umschlossen ist, einem innerhalb des Schubkanals angeordneten Rotor zur Erzeugung einer Wasserströmung, und mehrere Luftauslässe zum Abgeben von Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum, wobei die Luftauslässe mit einer Druckluftversorgung gekoppelt sind.The invention relates to a transverse thruster for ships, with a thrust channel which is at least partially enclosed by a Bewandung, arranged within the thrust passage rotor for generating a water flow, and a plurality of air outlets for discharging air in the space enclosed by the Bewandung, wherein the air outlets are coupled with a compressed air supply.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Geräuschreduzierung bei dem Betrieb von Querstrahlrudern von Schiffen, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 11.Furthermore, the invention relates to a method for noise reduction in the operation of transverse thrusters of ships, according to the features of the preamble of claim 11.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren finden bei der Geräusch- bzw. Schallpegelreduzierung während des Manövrierens von Schiffen Anwendung. Die auch als Thruster bezeichneten Bug- oder Heckstrahlruder sind im Wesentlichen quer zur eigentlichen Fahrtrichtung oder der Kiellinie von Schiffen ausgerichtet, sodass mittels der erzeugten Wasserströmung die Manövrierfähigkeit von Schiffen erheblich gesteigert werden kann.Such devices and methods find use in noise reduction during ship maneuvering. The bow thrusters or stern thrusters, also referred to as thrusters, are oriented essentially transversely to the actual direction of travel or the keel line of ships, so that the maneuverability of ships can be considerably increased by means of the generated water flow.
Abhängig von der Größe des Schiffes wird die Manövrierfähigkeit durch Querstrahlruder derart verbessert, dass bei An- und Ablegemanövern der Einsatz von zusätzlichen Schleppern unnötig ist oder die Abhängigkeit von Schleppern beim Einlaufen in einen Hafen erheblich reduziert wird. Ferner werden Querstrahlantriebe für das dynamische Positionieren bzw. dynamische Ankern (Dynamic-Positioning-Mode/DP-Mode) eingesetzt.Depending on the size of the vessel, the maneuverability is improved by transverse thrusters so that the use of additional tractors is unnecessary in arrival and Ablegemanövern or dependence on tractors when entering a port is significantly reduced. Furthermore, transverse jet drives for dynamic positioning or dynamic anchoring (Dynamic Positioning Mode / DP mode) are used.
Hierunter versteht man das autarke Halten einer fixen Position unter Einsatz der Hilfs- und gegebenenfalls der Hauptantriebe. Neben der Verwendung in großen Schiffen, werden Querstrahlruder auch vermehrt in modernen Sportbooten und Motoryachten verbaut. Insbesondere moderne Platform Supply Vessels und große Yachten verfügen über einen DP-Mode.This refers to the autonomous holding of a fixed position using the auxiliary and possibly the main drives. In addition to the use in large ships, transverse thrusters are also increasingly used in modern sports boats and motor yachts. In particular, modern platform supply vessels and large yachts have a DP mode.
Ein Nachteil bekannter Querstrahlruder ist der sich beim Betrieb einstellende Geräusch- bzw. Lärmpegel. Die entstehenden Geräusche werden insbesondere von den Passagieren und den Besatzungsmitgliedern auf den jeweiligen Schiffen als störend empfunden. Ferner wird durch die Einleitung der erzeugten Schallwellen in das Wasser der Lebensraum der betroffenen Meerestiere beeinträchtigt.A disadvantage of known transverse thrusters is the noise or noise level which arises during operation. The resulting noises are particularly disturbing for passengers and crew members on the respective ships. Furthermore, the introduction of the generated sound waves into the water affects the habitat of the affected marine animals.
Bei bekannten Querstrahlrudern wird versucht den entstehenden Geräusch- bzw. Lärmpegel durch die Einblasung von Luft zu verringern. Mittels der eingeblasenen Luft wird eine Durchmischungsschicht erzeugt, welche sich durch ein Gemisch aus Luftblasen und Wasser auszeichnet. Derartige Querstrahlruder sind beispielsweise aus
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Obige Maßnahmen zur Verringerung des Geräusch- bzw. Lärmpegels an Querstrahlrudern sind häufig nicht geeignet, um ohne weitere sekundäre Maßnahmen in den angrenzenden Räumen die geforderten Grenzwerte zu erreichen. Bei teilweise sehr hohen akustischen Anforderungen sind selbst mit weiteren sekundären Maßnahmen die Grenzwerte nicht zu erreichen.The above measures for reducing the noise level or noise level at transverse thrusters are often not suitable for achieving the required limit values without additional secondary measures in the adjoining rooms. With sometimes very high acoustic requirements, the limit values can not be achieved even with further secondary measures.
Ein weiterer Nachteil der oben genannten Lösungen besteht darin, dass die geräuschreduzierenden Maßnahmen nicht nachgerüstet werden können und damit nur Neubauten hiervon profitieren können oder aber sehr aufwendige Umbauten (Tausch der Querstrahlruder) erforderlich sind.Another disadvantage of the above-mentioned solutions is that the noise-reducing measures can not be retrofitted and thus only new buildings can benefit from this or very complex conversions (exchange of the transverse thrusters) are required.
Es besteht also der Bedarf an Querstrahlrudern, welche nachrüstbar sind und im Betrieb einen noch weiter reduzierten Geräuschpegel aufweisen. Dies gilt insbesondere für den DP-Mode, da hier die Querstrahlantriebe nicht nur für ein kurzes Manöver eingesetzt, sondern über einen längeren Zeitraum betrieben werden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist folglich darin zu sehen, ein Querstrahlruder, ein Verfahren und ein Schiff anzugeben, welche das Manövrieren mit einem erheblich reduzierten Geräuschpegel erlauben. Ferner sollte mit vertretbarem Aufwand ein Nachrüsten bei vorhandenen Schiffen möglich sein.There is therefore a need for transverse thrusters which can be retrofitted and have an even further reduced noise level during operation. This is especially true for the DP mode, since here the transverse jet drives are not only used for a short maneuver, but are operated over a longer period of time. The object underlying the invention is therefore to be seen in providing a transverse thruster, a method and a ship, which allow the maneuvering with a significantly reduced noise level. Furthermore, retrofitting existing ships should be possible with reasonable effort.
Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt von einem Querstrahlruder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die mehreren Luftauslässe derart ausgerichtet sind, dass die Luft im Wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der Wasserströmung abgegeben wird, und wobei benachbarte Luftauslässe entgegengesetzt ausgerichtet sind, sodass sich die von den benachbarten Luftauslässen abgegebene Luft gegenseitig anströmt. Die gegenseitige Anströmung führt zu einer weiteren Homogenisierung der Durchmischungsschicht und verbessert somit die Dämpfungseigenschaften der Durchmischungsschicht weiter.The object is achieved in a first aspect of a transverse thruster of the type mentioned above in that the plurality of air outlets are aligned so that the air is discharged substantially perpendicular to the direction of water flow, and wherein adjacent air outlets are oppositely oriented so that the air discharged from the adjacent air outlets flows against each other. The mutual flow leads to a further homogenization of the intermixing layer and thus further improves the damping properties of the intermixing layer.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckluftversorgung und die Luftauslässe eingerichtet sind, die abgegebene Luft auf Schall- oder Überschallgeschwindigkeit zu beschleunigen.According to one embodiment of the invention it is provided that the compressed air supply and the air outlets are arranged to accelerate the discharged air to sound or supersonic speed.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass es einerseits durch die Einblasung von Luft mit Schall- oder Überschallgeschwindigkeit zu einer erheblichen Reduzierung der Luftblasengröße und einer Steigerung der Homogenität des erzeugten Luft-Wasser-Gemisches kommt und andererseits, dass ein homogenes und kleinste Luftblasen aufweisendes Luft-Wasser-Gemisch besonders geeignet ist Schallwellen zu dämpfen.The invention makes use of the finding that on the one hand by the injection of air with sonic or supersonic speed to a considerable reduction in the size of the air bubbles and an increase in the homogeneity of the air-water mixture produced and on the other hand that a homogeneous and smallest air bubbles exhibiting Air-water mixture is particularly suitable to dampen sound waves.
Durch die Einblasung der Luft mit Schall- oder Überschallgeschwindigkeit in den von der Bewandung umschlossenen Raum kommt es zu der Bildung einer Durchmischungsschicht aus Wasser und Luftblasen, welche den Schubkanal zumindest teilweise umschließt. Die innerhalb des Schubkanals erzeugten Schallwellen werden durch diese Durchmischungsschicht überraschend effektiv gedämpft, so dass ein erheblich reduzierter Schallpegel an die Umgebung und/oder an die angrenzenden Teile des Schiffes abgegeben wird.The blowing in of the air at sonic or supersonic speed in the space enclosed by the lining causes the formation of a mixing layer of water and air bubbles, which at least partially encloses the push channel. The sound waves generated within the thrust channel are surprisingly effectively damped by this intermixing layer, so that a significantly reduced sound level is delivered to the environment and / or to the adjacent parts of the ship.
Der Luftauslass oder die Luftauslässe müssen dabei mit der Druckluftversorgung abgestimmt werden, da sowohl die Beschaffenheit des Luftauslasses oder der Luftauslässe als auch das von der Druckluftversorgung erzeugte Druckniveau einen Einfluss auf die Beschleunigung der abgegebenen Luft haben.The air outlet or outlets must be tuned with the compressed air supply since both the nature of the air outlet or air outlets and the pressure level created by the compressed air supply have an influence on the acceleration of the discharged air.
Gemäß einer Ausführungsform sind die mehreren Luftauslässe derart ausgerichtet, dass die Luft im Wesentlichen entlang der Bewandung abgegeben wird. Durch eine derartige Ausrichtung der Luftauslässe kann eine besonders homogene Durchmischungsschicht erzeugt werden, welche die Innenfläche der Bewandung großflächig, vorzugsweise vollständig abdeckt.According to one embodiment, the plurality of air outlets are aligned such that the air is discharged substantially along the wall. By such an orientation of the air outlets, a particularly homogeneous mixing layer can be produced, which covers the inner surface of the covering over a large area, preferably completely.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querstrahlruders sind die Luftauslässe auf mindestens einer, vorzugsweise mehreren Kreisbahnen um eine gemeinsame Mittelachse herum angeordnet. Insbesondere, wenn die Bewandung als Rohr mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet ist, ist die Anordnung der Luftauslässe auf einer Kreisbahn um die Längsachse des Schubkanals besonders vorteilhaft. Die Anordnung der Luftauslässe auf einer oder mehreren Kreisbahnen führt zu einer im Wesentlichen geschlossenen Durchmischungsschicht.In a preferred embodiment of the transverse thruster according to the invention, the air outlets are arranged on at least one, preferably a plurality of circular paths around a common central axis. In particular, if the walling is designed as a tube with a circular cross-section, the arrangement of the air outlets on a circular path about the longitudinal axis of the thrust channel is particularly advantageous. The arrangement of the air outlets on one or more circular paths leads to a substantially closed mixing layer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querstrahlruders sind die Luftauslässe auf der Innenseite der Bewandung angeordnet, wobei die Luftauslässe bevorzugt als Luftdüsen, insbesondere als Laval-Düsen ausgebildet sind. Mittels der Anordnung der Luftauslässe an der Bewandung kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Durchmischungsschicht erzeugt werden, deren Kontur der der Bewandung entspricht. Sind die Luftauslässe ferner äquidistant voneinander beabstandet, wird die Homogenität der erzeugten Durchmischungsschicht weiter erhöht. Bei einer ausreichenden Anzahl von Luftauslässen kann ferner eine umlaufende Durchmischungsschicht mit einer im Wesentlichen konstanten Stärke erzeugt werden. Aufgrund der Einblasung mit Schall- oder Überschallgeschwindigkeit ist die Verwendung von Laval-Düsen besonders vorteilhaft. Mittels Laval-Düsen kann bereits mit einem Druckverhältnis von etwa 2:1 zwischen dem von der Druckluftversorgung bereitgestellten Luftdruck und dem vorherrschenden Wasserdruck Luft auf Schall- oder Überschallgeschwindigkeit beschleunigt werden.In a further preferred embodiment of the transverse thruster according to the invention, the air outlets are arranged on the inside of the wall, wherein the air outlets are preferably formed as air nozzles, in particular as Laval nozzles. By means of the arrangement of the air outlets on the walling, a mixing layer can be produced in a simple and cost-effective manner, the contour of which corresponds to that of the walling. Further, when the air outlets are spaced equidistant from each other, the homogeneity of the generated mixture layer is further increased. With a sufficient number of air outlets, furthermore, a circulating mixing layer having a substantially constant thickness can be produced. Due to the blowing in at sonic or supersonic speed, the use of Laval nozzles is particularly advantageous. By means of Laval nozzles, air can already be accelerated to sound or supersonic speed with a pressure ratio of approximately 2: 1 between the air pressure provided by the compressed air supply and the prevailing water pressure.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querstrahlruders umfasst zwischen 100 und 200 Luftauslässe. Durch die hohe Anzahl der Luftauslässe kommt es einerseits zu einer erhöhten Anzahl von abgegebenen Luftblasen und andererseits zu einer homogeneren Verteilung dieser Luftblasen. Eine derartige Anzahl von Luftauslässen erlaubt die Bildung eines um den Schubkanal umlaufenden im Wesentlichen geschlossenen Blasenmantels. Der dichte Blasenmantel führt zu einer weiteren Herabsetzung des an Bord des Schiffes oder an Land wahrnehmbaren Schallpegels. Ferner erlaubt eine hohe Anzahl von Luftauslässen die Reduzierung der Blasengröße. Der durch die reduzierte Blasengröße verminderte Auftrieb der Einzelblasen führt zu einer reduzierten Aufsteiggeschwindigkeit, sodass die Blasen-Wasser-Entmischung verzögert wird. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf die Schallreduzierung aus.A further preferred embodiment of the transverse thruster according to the invention comprises between 100 and 200 air outlets. Due to the high number of air outlets, on the one hand there is an increased number of discharged air bubbles and, on the other hand, a more homogeneous distribution these bubbles. Such a number of air outlets allow the formation of a substantially closed bubble skirt surrounding the pusher duct. The dense bladder mantle leads to a further reduction of the perceptible on board the ship or on land sound level. Furthermore, a high number of air outlets allows the reduction of the bubble size. The reduced buoyancy of the individual bubbles due to the reduced bubble size leads to a reduced ascending speed, so that the bladder-water segregation is delayed. This also has a positive effect on the noise reduction.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querstrahlruders ist die den Schubkanal umschließende Bewandung als innere Bewandung ausgebildet, wobei um die innere Bewandung herum mindestens abschnittsweise eine äußere Bewandung ausgebildet ist. Die äußere Bewandung und die innere Bewandung bilden zusammen einen Zwischenraum aus, in welchen Luft aus mehreren Luftauslässen abgegeben wird. Durch die innere Bewandung wird die Verwirbelung der erzeugten Durchmischungsschicht, welche durch die Rotationsbewegung des Rotors hervorgerufen wird, reduziert. Somit kann die durch die Lufteinblasung erzeugte Durchmischungsschicht verstärkt werden, sodass die Dämpfung des Schallpegels weiter erhöht ist. Insbesondere die Schallübertragung von dem Schubkanal auf die äußere Bewandung und somit auf die Schiffsstruktur wird durch die Doppelbewandung reduziert.In a further preferred embodiment of the transverse thruster according to the invention, the wall enclosing the thrust channel is formed as an inner walling, wherein an outer walling is formed at least in sections around the inner walling. The outer walling and the inner walling together form a space in which air is discharged from several air outlets. Due to the inner walling, the turbulence of the generated mixing layer, which is caused by the rotational movement of the rotor, is reduced. Thus, the mixing layer generated by the air injection can be enhanced, so that the attenuation of the sound level is further increased. In particular, the sound transmission from the push channel on the outer wall and thus on the ship's structure is reduced by the Doppelbewandung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querstrahlruders ist die innere Bewandung als Rohr oder Rohrabschnitt ausgebildet. Ferner umschließt die äußere Bewandung den Schubkanal nicht vollständig. Die äußere Bewandung bildet vorzugsweise eine Öffnung aus, deren Breite größer ist als der Durchmesser der als Rohr ausgebildeten inneren Bewandung. In dieser Ausführungsform lässt die als Rohr ausgebildete innere Bewandung durch die Öffnung der äußeren Bewandung in den teilweise von der äußeren Bewandung umschlossenen Raum einsetzen.In a further preferred embodiment of the transverse thruster according to the invention, the inner walling is formed as a pipe or pipe section. Furthermore, the outer lining does not completely surround the push channel. The outer walling preferably forms an opening whose width is greater than the diameter of the inner walling formed as a pipe. In this embodiment, the pipe formed inner walling through the opening of the outer walling in the partially enclosed by the outer wall space can be used.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querstrahlruders ist der Luftauslass zum Abgeben der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum als Einzelauslass ausgebildet, welcher beispielsweise eine Ringstruktur aufweisen kann. Insbesondere eine umlaufende Schlitzdüse ist für die Erzeugung einer homogenen Durchmischungsschicht vorteilhaft. Die Verwendung eines einzelnen Luftauslasses reduziert die Teileanzahl des erfindungsgemäßen Querstrahlruders und senkt somit Material- und Montagekosten.In a further preferred embodiment of the transverse thruster according to the invention, the air outlet for discharging the air in the space enclosed by the walling is designed as a single outlet, which may for example have a ring structure. In particular, a circumferential slot nozzle is advantageous for the generation of a homogeneous mixing layer. The use of a single air outlet reduces the number of parts of the transverse thruster according to the invention and thus reduces material and assembly costs.
Das erfindungsgemäße Querstrahlruder wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass an mindestens einer Stirnseite der Bewandung Hohlprofile, insbesondere Rohre angeordnet sind, welche weitere Luftauslässe zum Abgeben von Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum aufweisen. Die mittels der Rohre eingebrachte Luft wird vorzugsweise rechtwinklig zu der Längsachse des Schubkanals ausgeblasen und erhöht die Dämpfung des Schallpegels weiter. Vorzugsweise sind mehrere parallel zueinander angeordnete erste Rohre und mehrere dazu senkrechte und zueinander parallel angeordnete zweite Rohre an der Stirnseite der Bewandung angeordnet.The transverse thruster according to the invention is further developed advantageous in that hollow profiles, in particular tubes are arranged on at least one end face of the walling, which have further air outlets for discharging air in the space enclosed by the Bewandung. The introduced by means of the tubes air is preferably blown out at right angles to the longitudinal axis of the thrust channel and further increases the attenuation of the sound level. Preferably, a plurality of mutually parallel first tubes and a plurality of perpendicular thereto and arranged parallel to each other second tubes are arranged on the front side of the walling.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Druckluftversorgung des Querstrahlruders eine Steuereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist die Abgabe der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum abhängig von der Stellung eines Fahrhebels zu steuern. Die Schubleistung des Querstrahlruders nimmt ab, wenn Luft über ein bestimmtes Maß hinaus in die von dem Rotor erzeugte Wasserströmung eingeblasen wird. Da in kritischen Fahrsituationen, beispielsweise während Fahrmanövern zur Vermeidung einer Kollision, der vom Querstrahlruder erzeugte bzw. wahrnehmbare Schallpegel gegenüber der erzeugbaren Schubkraft sekundär ist, kann mit einer derartigen Steuereinheit die Manövrierfähigkeit des Schiffes in kritischen Fahrsituationen unter Umständen erhöht werden.According to one embodiment of the invention, the compressed air supply of the transverse thruster on a control unit which is adapted to control the delivery of air in the space enclosed by the walling depending on the position of a driving lever. The thrust performance of the transverse thruster decreases when air is blown beyond a certain extent in the water flow generated by the rotor. Since in critical driving situations, for example during driving maneuvers to avoid a collision, the sound level generated by the transverse thruster is secondary to the thrust force that can be generated, such a control unit may possibly increase the maneuverability of the ship in critical driving situations.
Das erfindungsgemäße Querstrahlruder wird ferner dadurch weitergebildet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist die Abgabe der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum zu unterbrechen, wenn der Fahrhebel eine vordefinierte Stellung überschreitet, vorzugsweise eine Stellung überschreitet, welche einer Schubkraft von 95 Prozent der maximal von dem Querstrahlruder erzeugbaren Schubkraft zugeordnet ist. Zur Kollisionsvermeidung in kritischen Fahrsituationen soll die maximale Schubkraft des Querstrahlruders zur Verfügung stehen. Da die Einblasung von Luft über ein bestimmtes Maß hinaus in die von dem Rotor erzeugte Wasserströmung die Schubkraft verringert, ist für die Bereitstellung einer maximalen Schubkraft des Querstrahlruders unter Umständen die Lufteinblasung zu unterbrechen. Dies ist insbesondere bei Fahrhebelstellungen, welche einer Schubkraft von 95 Prozent bis 100 Prozent der maximal von dem Querstrahlruder erzeugbaren Schubkraft zugeordnet sind, vorteilhaft, da die Einstellung derartiger Fahrhebelstellungen regelmäßig in kritischen Fahrsituationen erfolgt, in denen stets eine gesteigerte oder eine maximale Schubkraft benötigt wird, beispielsweise um Kollisionen zu vermeiden.The transverse thruster according to the invention is further developed by the fact that the control unit is adapted to interrupt the delivery of air in the space enclosed by the Bewandung when the drive lever exceeds a predefined position, preferably exceeds a position which a thrust of 95 percent of the maximum of associated with the thruster can be generated thrust. To avoid collision in critical driving situations, the maximum thrust of the transverse thruster should be available. Since the injection of air beyond a certain extent into the flow of water generated by the rotor reduces the thrust, it may be necessary to interrupt the injection of air to provide a maximum thrust of the thruster. This is particularly advantageous in the case of throttle lever positions which are assigned a thrust force of 95 percent to 100 percent of the maximum thrust force that can be generated by the transverse thruster, since the adjustment of such throttle lever positions regularly takes place in critical driving situations in which an increased or a maximum thrust force is always required. for example to avoid collisions.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird in einem weiteren Aspekt von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, indem die Luft im Wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der Wasserströmung und die Luft benachbarter Luftauslässe in entgegengesetzte Richtungen abgegeben wird, sodass die von zwei benachbarten Luftauslässen abgegebene Luft sich gegenseitig anströmt.The object underlying the invention is in a further aspect of a method of the type mentioned above in that the air is discharged in substantially opposite directions at right angles to the direction of the water flow and the air of adjacent air outlets, so that the air discharged from two adjacent air outlets flows against one another.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Luft beim Abgeben auf Schall- oder Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Das Verfahren bietet die gleichen Vorteile, welche bereits mit Bezug auf das erfindungsgemäße Querstrahlruder beschrieben wurden.In a preferred embodiment, the air is accelerated when dispensing to sonic or supersonic speed. The method offers the same advantages which have already been described with reference to the transverse thruster according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Luft im Wesentlichen entlang der Bewandung abgegeben wird.The method according to the invention is further developed advantageously in that the air is discharged substantially along the walling.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst auch den Schritt Führen der abgegebenen Luft mittels der Bewandung und/oder einer weiteren äußeren Bewandung, welche mindestens abschnittsweise um die Bewandung herum ausgebildet ist.A particularly preferred embodiment of the method according to the invention also comprises the step of guiding the discharged air by means of the covering and / or a further outer covering, which is formed at least in sections around the covering.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird gemäß einer Ausführungsform durch den Schritt Steuern der Abgabe der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum in Abhängigkeit von der Stellung eines Fahrhebels weitergebildet. Dies ist im Sinne der Erfindung derart zu verstehen, dass die Menge der in den von der Bewandung umschlossenen Raum abzugebenden Luft steuerbar ist. Bei der Durchmischung der mittels des Rotors erzeugten Wasserströmung mit den eingeblasenen Luftblasen kann es mit steigendem Luftanteil über ein bestimmtes Maß hinaus in der Strömung zu einer Reduzierung des erzeugten Schubs bzw. der erzeugten Schubkraft kommen. Insbesondere in kritischen Fahrsituationen, beispielsweise bei einer drohenden Kollision, besteht der Bedarf an einer gesteigerten Schubkraft, damit die kritische Fahrsituation aufgelöst werden kann, beispielsweise die Kollision vermieden werden kann. In derartigen Situationen ist die Reduzierung des vom Querstrahlruder erzeugten bzw. wahrnehmbaren Schallpegels lediglich von untergeordneter Relevanz, da in erster Linie durch ein Bereitstellen einer maximalen Schubkraft die Manövrierfähigkeit des Schiffes erhöht werden soll.The method according to the invention is further developed, according to one embodiment, by the step of controlling the delivery of the air into the space enclosed by the enclosure as a function of the position of a driving lever. This is to be understood in the sense of the invention such that the amount of air to be delivered in the space enclosed by the enclosure is controllable. During the mixing of the water flow generated by means of the rotor with the injected air bubbles, a reduction in the thrust generated or the thrust generated can occur with increasing air content beyond a certain extent in the flow. Particularly in critical driving situations, for example in the case of an impending collision, there is a need for increased thrust, so that the critical driving situation can be resolved, for example, the collision can be avoided. In such situations, the reduction of the sound level produced by the thruster is only of secondary relevance, since primarily by providing a maximum thrust force the maneuverability of the ship should be increased.
Besonders bevorzugt ist ferner eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem der Schritt Steuern der Abgabe der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum in Abhängigkeit von der Stellung eines Fahrhebels folgenden Schritt umfasst: Unterbrechen der Abgabe der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum bei Überschreitung einer vordefinierten Stellung des Fahrhebels, vorzugsweise bei Überschreitung einer Stellung, welche einer Schubkraft von 95 Prozent der maximal von dem Querstrahlruder erzeugbaren Schubkraft zugeordnet ist. Es ist beispielsweise zur Vermeidung einer Kollision wünschenswert, dass das Schiff mit maximaler Schubkraft des Querstrahlruders manövriert werden kann. Der maximale Schub kann nur bereitgestellt werden, wenn die von dem Rotor erzeugte Wasserströmung nicht über ein bestimmtes Maß hinaus mit Luftblasen durchmischt wird. Dies würde zu einem Schubkraftverlust führen. Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Abgabe der Luft bei Überschreitung einer vordefinierten Stellung des Fahrhebels unterbrochen werden kann, damit stets die maximale Schubkraft des Querstrahlruders zum Manövrieren des Schiffes zur Verfügung steht.Also particularly preferred is an embodiment of the method according to the invention, wherein the step of controlling the discharge of air into the space enclosed by the enclosure in response to the position of a driving lever comprises the step of: interrupting the discharge of the air into the space enclosed by the enclosure Exceeding a predefined position of the driving lever, preferably when exceeding a position which is associated with a thrust force of 95 percent of the maximum thrust force that can be generated by the transverse thruster. For example, to avoid a collision, it is desirable that the ship can be maneuvered with maximum thrust of the thruster. The maximum thrust can only be provided if the water flow generated by the rotor is not mixed with air bubbles above a certain level. This would lead to a loss of thrust. Thus, it is particularly advantageous if the delivery of the air can be interrupted when exceeding a predefined position of the drive lever, so that the maximum thrust of the thruster is always available for maneuvering the ship.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Schiff mit einem Querstrahlruder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder wobei das Querstrahlruder zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16 ausgebildet oder eingerichtet ist, gelöst.The object underlying the invention is further achieved by a ship with a transverse thruster according to one of
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren und Beispiele näher beschrieben, ohne dass diese den Schutzbereich der Schutzansprüche beschränken sollen.The invention will be described in more detail below with reference to the figures and examples, without these being intended to limit the scope of the protection claims.
Es stellen dar:They show:
Das in
Die Luftauslässe
Durch eine derartige Dimensionierung lässt sich die als Innenrohr ausgebildete innere Bewandung
Die Luftauslässe
- a) Erzeugen einer Wasserströmung innerhalb eines Schubkanals, welcher von einer Bewandung mindestens teilweise umschlossen ist,
- b) Abgeben von druckbeaufschlagter Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum, und
- d) Führen der abgegebenen Luft mittels der Bewandung und/oder einer weiteren äußeren Bewandung, welche mindestens abschnittsweise um die Bewandung herum ausgebildet ist.
- a) generating a water flow within a thrust channel which is at least partially enclosed by a walling,
- b) discharging pressurized air into the space enclosed by the enclosure, and
- d) guiding the discharged air by means of the covering and / or a further outer covering, which is formed at least in sections around the covering.
Die Luft wird beim Abgeben auf Schall- oder Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Das Abgeben von druckbeaufschlagter Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum umfasst den Schritt:
- b.1) Abgeben der druckbeaufschlagten Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum aus einer Vielzahl von Luftauslässen.
- b.1) discharging the pressurized air into the space enclosed by the enclosure from a plurality of air outlets.
Damit die Einblasung der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum gesteuert werden kann, umfasst das Verfahren den Schritt:
- c) Steuern der Abgabe der Luft in den von der Bewandung umschlossenen Raum in Abhängigkeit von der Stellung eines Fahrhebels.
- c) controlling the delivery of air into the space enclosed by the enclosure in dependence on the position of a control lever.
Claims (17)
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