DE1254500B

DE1254500B - Wasserfahrzeug

Info

Publication number: DE1254500B
Application number: DEST22184A
Authority: DE
Original assignee: JACOB JOHANNES STENGER
Current assignee: JACOB JOHANNES STENGER
Priority date: 1963-05-28
Filing date: 1964-05-29
Publication date: 1967-11-16
Also published as: US3279407A

Description

Wasserfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserfahrzeug, das aus einem ein Deck tragenden überwasserkörper und einem aus wenigstens zwei stromlinienförmigen Auftriebskörpern gebildeten Unterwasserkörper besteht, die einen Tiefgang haben, der sowohl während der Fahrt als auch am Einsatzort annähernd gleich ist, wobei zwischen den Auftriebskörpern und dem überwasserkörper eine Stützkonstruktion angeordnet ist, die aus senkrechten, sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Wandungen besteht, und die Auftriebskörper in einer Tiefe unter der Wasseroberfläche angeordnet sind, die von der Wellenbewegung nicht oder nur wenig beeinflußt wird.
Ein derartiges Fahrzeug ist bereits bekannt. Man hat bei diesem Fahrzeug, um eine größere Stabilität zu erreichen, ein Deck auf zwei getrennt angeordneten Behältern oder Schwimmkörpern angebracht, ein Prinzip, das unter dem Namen »Katamaran« bekannt ist. Bei diesen Konstruktionen traten in der Praxis eine Reihe von Schwierigkeiten auf, und es erwies sich als schwierig, den Einfluß des Seegangs auszuschalten. Im Hinblick auf die Materialstärke sind solche Fahrzeuge unpraktisch, da die bekannten schwachen Stellen des Katamarans bei dieser Konstruktion noch mehr belastet werden. Außerdem wurden bei diesem Fahrzeug keine Einrichtungen zur Roll- oder Stampfstabilisierung vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Wasserfahrzeug so auszubilden, daß es auch bei hoher See ruhig liegt und eine höhere Stabilität hat, und zwar sowohl während der Fahrt als auch am Einsatzort.
Die Erfindung besteht darin, daß die Auftriebskörper durch an sich bekannte, flossenartige Querverbindungen untereinander verbunden sind, die mit einer oder mehreren Steuerklappen zur Stabilisierung der Lage des Fahrzeugs versehen sind, wobei sich die Querverbindungen horizontal erstrecken.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß sich ein so ausgebildetes Fahrzeug infolge der zwischen den unter Wasser liegenden Auftriebskörpern angebrachten Querverbindungen bei Seegang, auch bei Windstille, mit seinem Bug senkrecht zu den auflaufenden Wellen legt und einen Vortrieb erzeugt, wenn die Auftriebskörper in einer Tiefe unter der Wasseroberfläche angeordnet sind, die von der vertikalen Wellenbewegung nicht oder nur wenig beeinflußt wird. Dieser Vortrieb wird offensichtlich durch die Orbitalbewegung der Wellen in ihrer unteren, im wesentlichen horizontalen Phase hervorgerufen. Dadurch entsteht um die tiefliegenden Querverbindungen auch bei stilliegendem Fahrzeug eine horizontale Strömung, die durch die an den Querverbindungen angebrachten Steuerklappen zur Stabilisierung der Lage des Fahrzeugs ausgenutzt wird. Nur in diesem Tiefenbereich ist die Erfindung am Einsatzort funktionsfähig und während der Fahrt besonders wirkungsvoll.
Es ist zwar ein Schwimmkörper bekannt, der für schnellfahrende Wasserfahrzeuge konstruiert wurde und aus mehreren nebeneinander angeordneten Rümpfen besteht, die mittels als Tragflächen ausgebildeter Querträger miteinander verbunden sind. Bei diesem Fahrzeug liegen die Querverbindungen unmittelbar unter der Wasseroberfläche, d. h. nicht in einer Tiefe, die von der vertikalen Wellenbewegung nicht oder nur wenig beeinflußt wird. Dynamische Zustände um die Querverbindungen, wie sie gemäß vorliegender Erfindung ausgenutzt werden, können daher bei stillstehendem Fahrzeug nicht auftreten, so daß in diesem Zustand die an den Querverbindungen vorgesehenen Trimmruder nur als statische Stabilisierungsflächen wirksam werden können.
Auch bei einem anderen bekannten Fahrzeug, das aus einer über der Wasseroberfläche liegenden Plattform und damit durch senkrechte Stützen verbundenen, unter Wasser liegenden Schwimmkörpern besteht, zwischen denen Querverbindungen vorgesehen sind, wird der die Stabilisierung bedingende Effekt nicht ausgenutzt. Die Schwimmkörper und die Querverbindungen liegen zwar in ausreichender Tiefe unter der Wasseroberfläche, jedoch fehlen die Steuerklappen, durch die der Effekt erst nutzbringend verwendet wird. Es ist daher davon auszugehen, daß bei den bekannten Vorschlägen der Effekt nicht erkannt wurde und durch entsprechende konstruktive Lösungen, die die vorliegende Erfindung vorsieht, auch nicht ausgenutzt werden konnte.
Die Erfindung soll als Plattform zum Tiefbohren auf hoher See, als Arbeitsplattform, als Landeplattform für Luftfahrzeuge oder zum Transport von Waren und Passagieren sowie von Spezialkonstruktionen benutzt werden.
Die Erfindung sieht vor, die Steuerklappen an der Hinterkante der flossenartigen Querverbindungen anzuordnen, wobei es sich als zweckmäßig erwiesen hat, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von der Mitte aus gesehen auf jeder Seite der Querverbindung je eine Steuerklappe anzuordnen, die beim Verstellen jeweils nur in entgegengesetzten Richtungen beweglich sind. Auf diese Weise kann das Fahrzeug gegen Schlingerbewegungen stabilisiert werden.
Damit die fremden Fahrzeuge unter dem portalartigen Aufbau ruhig liegen, kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wenigstens die äußere Querverbindung in Querrichtung des Schiffes mit pneumatischen Wellenbrechern ausgestattet sein. Wenn die Bohrplattform auf See bleibt, kann man sie mit ihrem Vorderteil in den Wellen liegenlassen, während innerhalb des Fahrzeugs ein verhältnismäßig ruhiger Raum gebildet wird. Die pneumatischen Wellenbrecher sind auch nützlich während der Arbeit in rauher See, da das Material vor den Wellen geschützt wird. Wenn das Fahrzeug fährt, kann die Bildung eines Luftschirmes zweckmäßig sein, da bei hoher See auf einer Seite der senkrechten Stützen, die den Deckaufbau tragen, zwischen den Wellen unterschiedliche Höhen auftreten können, die einen beträchtlichen Druck auf die Stützen ausüben. Diese Höhenunterschiede kann man, wenigstens teilweise, durch pneumatische Wellenbrecher vermeiden.
Man kann der Luft Tran beimischen, um den Effekt der Wellenbrecher zu erhöhen.
Benutzt man das Fahrzeug als Bohrplattform, so können in weiterer Ausbildung der Erfindung unterhalb der vorderen und hinteren Querverbindungen Einrichtungen zur dynamischen Einstellung der Lage des Fahrzeugs mit Voith-Schneider-Propellern vorgesehen sein. Hiermit ist es möglich, das Fahrzeug innerhalb der während des Bohrens erlaubten Toleranzen in der gewünschten Stellung zu halten, was besonders dann wichtig ist, wenn ein Ankern nicht möglich oder sehr unbequem ist, z. B., wenn in großen Tiefen oder an unpassenden Ankerplätzen gebohrt wird. Mittels dieser dynamischen Stelleinrichtung kann das Fahrzeug, insbesondere in rauher See, mit seinem Bug gegen den Wind oder die Wellen gehalten werden, so daß günstige Bedingungen für die Fortführung der Arbeit geschaffen werden. Die Voith-Schneider-Propeller können auch zur Kontrolle und zum Bewegen des Fahrzeugs, z. B. beim Losmachen und Anbringen, benutzt werden, und das Fahren durch Kanäle, Schleusen und Häfen wird erheblich erleichtert.
In dem Fahrzeug können Tankstabilisierungsvorrichtungen untergebracht werden. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß in jedem der Auftriebskörper wenigstens zwei Antischlingerbehälter angeordnet sind, die miteinander derart verbunden sind, daß die durch die Querverbindungen verlaufenden Verbindungen zwischen den Behältern in verschiedenen Auftriebskörpern auf einer anderen Höhe liegen als die Verbindungen zwischen den Behältern in dem gleichen Auftriebskörper. Mit denselben Antischlingerbehältern ist es so möglich, gleichzeitig eine Gegenwirkung gegen Stampfen und Schlingern zu erreichen. Diese Maßnahme ist dann nützlich, wenn die Fahrzeuge mit einem solchen Verhältnis von Länge zu Breite gebaut werden können, daß die Schlinger-und Stampfperioden die gleiche Größenordnung haben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des Wasserfahrzeugs, F i g. 2 eine Vorderansicht des Fahrzeugs, F i g. 3 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug gemäß Fig.l. F i g. 4. einen Querschnitt längs der Linie VI-VI der F i g. 1 in vergrößerter Darstellung, die linke Hälfte der F i g. 5 eine Seitenansicht eines als Allzweckbohrplattform ausgebildeten Fahrzeugs, die rechte Hälfte einen Querschnitt längs der Linie I-1 der F i g. 6, die obere Hälfte der F i g. 6 eine Draufsicht auf das Deck des Fahrzeugs gemäß F i g. 5, die untere Hälfte einen Querschnitt in Höhe des Wasserspiegels, die linke Hälfte der F i g. 7 einen Querschnitt längs der Linie III-111 der F i g. 6, die rechte Hälfte eine Vorderansicht des Fahrzeugs gemäß F i g. 5.
Das auf den F i g. I bis 4 dargestellte Wasserfahrzeug besteht aus zwei im wesentlichen elliptischen Auftriebskörpern, die etwa auf halber Höhe durch Querverbindungen 2 miteinander verbunden sind. Auf diesem Rahmen ist ein kastenförmiger, portalartiger Aufbau befestigt, der aus einer kastenförmigen, senkrechten Wandung 3, die auf jedem Auftriebskörper 1 befestigt ist und einem waagerechten, kastenförmigen Teil 4 besteht. Auf dem waagerechten Teil, dem Arbeitsdeck, befinden sich ein Ausleger 5 und ein Kran 6, der auf dem Deck arbeiten kann; ferner ist ein Teil des Arbeitsdecks in diesem besonderen Fall als Landeplatz für Hubschrauber ausgebildet.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind vier Querverbindungen 2 vorgesehen, die etwa auf halber Höhe untereinander die rohrförmigen Auftriebskörper 1 verbinden. An der unteren Seite der äußeren Querelemente sind Voith-Schneider-Propeller 8 angebracht, die nicht über die untere Seite der rohrförmigen Körper hinausragen.
In jedem rohrförmigen Auftriebskörper sind Antischlingerbehälter 9 befestigt, wobei zwei Behälter in verschiedenen Auftriebskörpern über ein Rohr 10 verbunden sind, das durch die Querverbindungen 2 hindurchgeführt wird, während die Behälter in dem gleichen rohrförmigen Körper mittels eines Rohres 11 verbunden sind.
Die Behälter werden bis zu einer bestimmten Höhe mit Wasser gefüllt. Wenn das Fahrzeug schlingert, fließt das Wasser von einem Behälter in einem rohrförmigen Körper in den Behälter in dem anderen rohrförmigen Körper; wenn die Rohrverbindung 10 auf einem höheren Niveau liegt als der Boden, kann keiner der Tanks vollständig leer werden. Wenn das Fahrzeug stampft, kann das zurückbleibende Wasser über die tiefer liegende Leitung 11 in einen Tank fließen, der in dem gleichen rohrförmigen Teil 1 liegt.
Die Querverbindungen 2 haben einen stromlinienförmigen blattförmigen Querschnitt und sind mit Steuerklappen 12 versehen, die an den hinteren Kanten der beiden äußeren Querverbindungen seitlich der rohrförmigen Körper angebracht sind. Die Steuerklappen 12 können um eine waagerechte Achse nach oben und unten verstellt werden und dienen zur Stabilisierung der Lage des Fahrzeugs unter Ausnutzung der horizontalen Strömung um die Querverbindungen 2, die durch die Orbitalbewegung der Wellen und den dadurch hervorgerufenen Vortrieb des Fahrzeugs entsteht.
In den F i g. 5, 6 und 7 ist eine Allzweckbohrplattform dargestellt, die senkrechte Stützen zum Abstützen auf dem Meeresboden aufweist. Auch hier werden die Querverbindungen 2 mit den Steuerklappen 12 angewendet.

Claims

Patentansprüche: 1. Wasserfahrzeug, bestehend aus einem ein Deck tragenden Überwasserkörper und einem aus wenigstens zwei stromlinienförmigen Auftriebskörpern gebildeten Unterwasserkörper, die einen Tiefgang haben, der sowohl während der Fahrt als auch am Einsatzort annähernd gleich ist, wobei zwischen den Auftriebskörpern und dem überwasserkörper eine Stützkonstruktion angeordnet ist, die aus senkrechten, sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Wandungen besteht und die Auftriebskörper in einer Tiefe unter der Wasseroberfläche angeordnet sind, die von der vertikalen Wellenbewegung nicht oder nur wenig beeinflußt wird, dadurch gekennzeichn e t, daß die Auftriebskörper (1) durch an sich bekannte, flossenartige Querverbindungen (2) untereinander verbunden sind, die mit einer oder mehreren Steuerklappen (12) zur Stabilisierung der Lage des Fahrzeugs versehen sind, wobei sich die Querverbindungen (2) in der Horizontalen erstrecken.
2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappen (12) an der Hinterkante der flossenartigen Querverbingen (2) angeordnet sind.
3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mitte aus gesehen auf jeder Seite der Querverbindung (2) je eine Steuerklappe (12) angeordnet ist, die beim Verstellen jeweils nur in entgegengesetzten Richtungen beweglich sind.
4. Wasserfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der äußeren Querverbindungen (2) in Querrichtung des Schiffes mit pneumatischen Wellenbrechern ausgerüstet ist.
5. Wasserfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Druckmittel für die pneumatischen Wellenbrecher dienenden Luft Tran zugesetzt wird.
6. Wasserfahrzeug nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der vorderen und hinteren Querverbindungen (2) Einrichtungen zur dynamischen Einstellung der Lage des Fahrzeugs mit Voith-Schneider-Propellern (8) angeordnet sind.
7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Auftriebskörper (1) wenigstens zwei Antischlingerbehälter (9) liegen, die so miteinander verbunden sind, daß die durch die Querverbindungen (2) verlaufenden Verbindungen (10) zwischen den Behältern (9) in verschiedenen Körpern (1) auf einer anderen Höhe liegen als die Verbindungen (11) zwischen den Behältern (9) in gleichen Auftriebskörpern (1). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 114 147, 859 414, 948 942; französische Patentschriften Nr. 824 885, 1325 540; britische Patentschrift Nr. 597 570; USA.-Patentschriften Nr. 1753 399, 2 987 892.