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Wasserfahrzeug Wasserfahrzeuge mit mindestens zwei Knick-Kanten auf
beiden Seiten in der Außenhaut, die bei der Dienstgeschwindigkeit und Dienstbelastung
unter Wasser liegen, sind bekannt.
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Die Erfindung soll die Kursbeständigkeit derartiger Wasserfahrzeuge
verbessern. Die Erfindung besteht darin, daß die Knick-Kantenlängen in der Ruhelage
des Fahrzeuges in stärkerem Umfang hinter dem Schwerpunkt des Wasserfahrzeuges liegen.
Hierdurch wird eine kursstabilisierende Wirkung erzielt, weil schon bei geringen
Kursabweichungen die Umströmung der Kanten einen Kantenwiderstand entgegen der Umströmungsrichtung
hervorruft, der ein rückdrehendes Moment um die Hochachse zur Folge hat. Auch das
im Seegang treibende, nicht selbst angetriebene Wasserfahrzeug stellt sich infolge
dieser Wirkung wie eine Windfahne mit dem Bug gegen die Wellenfortschrittsrichtung,
wodurch ein sonst besonders bei Spiegelheckbooten gegenüber achterlicher See vorhandener
Nachteil vermieden wird. Diese kursstabilisierende Wirkung der Kanten wird bei größeren,
bewußt herbeigeführten Schrägströmungen, z. B. bei Einleitung eines Drehmanövers
durch Ruderlegen, wieder aufgehoben. Bei Kurvenfahrten werden die Kanten derart
umströmt, daß auf der zuströmenden Seite das Wasser wie an einem Spiegelheck in
Vorausfahrt glatt abreißt. Das Wasserfahrzeug setzt daher einer Drehung nur geringen
Widerstand entgegen, sein Heck schwingt leicht herum, d. h., das Wasserfahrzeug
läßt sich auch leicht steuern und fährt kleine Drehkreise. Diese Wirkung sowohl
in bezug auf gute Kursstabilisierung als auch auf leichte Drehfähigkeit läßt sich
wie folgt erklären: Im sogenannten unterkritischen Zustand hat das Wasser das Bestreben,
die Außenhaut eines relativ zu ihm bewegten Körpers einschließlich der ihm dargebotenen
Hindernisse zu umströmen. Sind die ihm zugemuteten Krümmungen zu scharf, dann löst
es sich von dem Körper und füllt den Totraum mit Wirbeln aus. Dabei wird Energie
verzehrt. Wird die Geschwindigkeit nun gesteigert, .d. h. der Fließzustand des Wassers
wird überkritisch, dann reißt die Strömung ab, und der Strömungswiderstand sinkt
erheblich. Genau dasselbe tritt nun, in Querrichtung gesehen, an den Kanten auf.
Bei kleinen Kursabweichungen sind die Quergeschwindigkeiten gering, so daß eine
Umströmung der Kanten eine Erhöhung des Widerstandes in Querrichtung zur Folge hat,
d. h., das Boot wehrt sich gegen eine Abweichung von der Geradeausfahrt, es ist
kursstabil. Wird die Quergeschwindigkeit dagegen nach einem Ruderausschlag so groß,
daß das Wasser an den Kanten :glatt abreißen kann, dann wird der Querwiderstand
gering, d. h., im Drehkreis schwenkt das Boot mit seinem Hinterschiff leicht herum.
Die Unterschiede gegenüber einem Boot mit Rundspanten sind logischerweise etwa dieselben
wie die Unterschiede in der Wirkung eines Spiegelhecks bei langsamer und schneller
Fahrt gegenüber einem Spitzgattheck.
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Die beschriebene Wirkung auf der abströmenden Seite ist selbstverständlich
auch mit einer Kante statt, wie hier vorgesehen, mit zweien zu erreichen. Der Vorteil
der zwei Kanten in bezug auf die Drehkreisfahrt ist auf der zuströmenden Seite zu
suchen. Bei einer Kante wäre der Winkel zwischen den in der Kante zusammenstoßenden
Außenhautflächen sowenig stumpf, daß bei der Umströmung von der Seite her unterhalb
der Kante die Strömung abreist und, ähnlich wie vorhin beschrieben, hierbei Wirbel
bildet, was den Vorteil auf der abströmenden Seite wieder zunichte macht. Wegen
der bei Verwendung von zwei Kanten hinreichend stumpfen Winkel wird aber eine saubere
Umlenkung der Strömung möglich gemacht.
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Derartige Wasserfahrzeuge können aus Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff
hergestellt, mit oder ohne Motor gefahren und überall dort, wo es auf gute Fahr-,
Manövrier- und Seegangseigenschaften ankommt, beispielsweise als Rettungsboote,
Lotsenversetzboote, Arbeitsboote, Fährboote, Tanker und Verkehrsboote günstig verwendet
werden.
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. A zeigt ein Boot in Seitenansicht; Fig. B zeigt ein Boot in Aufsicht;
Fig. C zeigt ein Boot im Schnitt (Hauptspant). Das Wasserfahrzeug 1 mit seinen bekannten
planabwickelbaren Außenhautflächen und seinem Spiegelheck 2 - natürlich sind auch
andere Heckformen möglich - zeigt auf jeder Fahrzeugseite zwei Kanten 3 und 4, die,
bei der Dienstgeschwindigkeit und Dienstbelastung unter Wasser liegend, mit der
örtlichen
Strömung gleichgerichtet sind. Erfindungsgemäß liegen
mehr Kantenlängen hinter dem Schwerpunkt als davor. Der Kantenwinkel zwischen den
in den Kanten zusammenstoßenden Außenhautflächen ist in bekannter Weise größer als
120' und kleiner als 160'. Besonders im Bereich dieser Kanten wird das Wasserfahrzeug
gegen Biege- und Drehkräfte verstärkt durch zwei durchlaufende Längs-Kastenträger
5, die die Außenhaut einbeziehen und die durch die End-Kästen 6 und 7 verbunden
sind. Wenn mehr als zwei Kanten auf jeder Seite vorgesehen sind, können im Bereich
der Kanten auch mehrere voneinander getrennte Längsträger und bei großen Längen
auch mehr als zwei Querkästen oder -träger vorgesehen sein.