DE1531580A1 - Schiff - Google Patents

Description

PATINTAMWXLTI DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ^QW DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT MÜNCHEN HAMlURG TELEFON. 395314 2000 HAMBURG 50, PO NoV 1QÖ7

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Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Kobe (Japan)

Schiff.

Die Erfindung bezieht sich auf Schiffe, und insbesondere auf dicke bzw. völlige Schiffe und bezweckt allgemein, ein solches Schiff zu schaffen, das einen kleinen Profilwiderstand aufweist.

Heutzutage werden völlige Schiffe als wirtschaftliche Schiffe für Beförderung von flüssigen Gütern, Erz u. dgl. gebaut. Die völligen Schiffe haben ein kleines Verhältnis von L/B, d. h. die Schiffe sind breit und kurz.

Bekanntlich nimmt das Ausmaß des Profilwiderstandes im Gesamtwiderstand proportional zum Völligkeitsgrad der Schiffe zu, die mit verhältnismäßig kleinem Verhältnis von Geschwindigkeit zu Länge fahren. Um eine Vergrößerung des Profilwiderstandes zu begrenzen bzw. diesen Widerstand zu verkleinern, der sich aus der Gestalt des Hecks ergibt, werden

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gegenwärtig Untersuchungen hinsichtlich der Verbesserung der Gestalt des Hecks von völligen Schiffen ausgeführt.

Die Flüssigkeit strömt nahe dem Heck nicht nur in der waagerechten Richtung entlang der V/asserlinie, sondern eine beträchtliche Menge der Flüssigkeit strömt aufwärts entlang der Linienrißschnittlinien (buttock line) von dem Boden, die bei dem völligen Schiff beachtlich ist.

Das Heck bekannter Arten von völligen Schiffen ist basierend auf der Stromlinie der Wasserlinie gestaltet, so daß die Gestalt der Linienrißschnittlinien nicht stromlinienförmig ist. Je völliger das Schiff ist, desto mehr weicht die Gestalt der Linienrißschnittlinie von der Stromlinie ab, so daß der Profilwiderstand des Schiffs mit zunehmender Völligkeit des Schiffs schnell zunimmt.

Der Erfindung liegen zahlreiche Untersuchungen und Studien zugrunde, den Profilwiderstand durch stromlinienförmige Gestaltung der Linienrißschnittlinien zu verringern, wobei die Untersuchungen zur Verringerung des Profilwiderstandes bei völligen Schiffen, die mit verhältnismäßig kleinem Verhältnis von Geschwindigkeit zu Länge fahren, ausgeführt wurden, bei denen der Profilwiderstand viel kleiner als bei üblichen Schiffsarten wurde.

Da der Profilwiderstand des sich in einer Flüssigkeit; bewegenden Gegenstandes sich logisch aus der Druckänderung der Flüssigkeit um den Gegenstand herum ergibt, hat ein stromlinienförmig gestalteter Gegenstand den kleinsten Profil-

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widerstand. Es ist daher erwünscht, die Gestalt des Schiffs mit Bezug auf den Profilwiderstand stromlinienförmig zu machen. Mit Bezug auf die Benutzung der Schiffe wird jedoch eine kastenartige Schiffsgestalt bevorzugt. Somit ist es schwierig, das Schiff in allen Strömungsbahnen, entlang deren Flüssigkeit strömt, stromlinienförmig zu gestalten, was insbesondere bei völligen Schiffen beachtlich ist.

Gemäß Fig. 1, in der ein typisches Beispiel der Hecklinien eines üblichen gewöhnlichen Schiffs dargestellt sind, sind die Wasserlinien, die Querschnitte entlang der waagerechten Ebene, stromlinienförmig, jedoch sind die Linien-" rißschnittlinien, die Querschnitte in der Längsrichtung, nicht stromlinienförmig. Wenn der größte Teil der Flüssigkeit rund Um den Schiffskörper sich in waagerechter Richtung entlang der Wasserlinien bewegt, ist es nicht so erforderlich, de Gestalt der Linienrißschnittlinien zu diskutieren, jedoch fließt in der Praxis eine beträchtliche FlUssigkeitsmenge entlang der Linienrißschnittlinien am Schiffsboden. Da dies bei völligen Schiffen beachtlich ist und da, je völliger das Schiff, desto mehr die Gestalt der Linienrißschnittlinien von der Stromlinie abweicht, ist ein beträchtliches Ausmaß an Widerstand, der sich aus der Gestalt des Schiffs ergibt, bei völligen Schiffen vorhanden.

Die Erfindung schafft ein völliges Schiff mit kleinem Profilwiderstand, Die Linienrißschnittlinien und die Wasser-

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BAD ORlGlNAl

linien sind so weit wie möglich stromlinienförmig gestaltet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsv.'eise erläutert.

Fig. 1 zeigt die Hecklinien eines üblichen Schiffs.

Fig. 2 zeigt die Hecklinien eines Schiffs gemäß der Erfindung im Fall ebener Gestalt des Bodenspantes.

Fig. 3 zeigt die Hecklinien eines Schiffs gemäß der Erfindung im Fall von V-förmigen Bodenspanten.

Fig. 4 und 5 sind eine Tabelle bzw. eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Schlepptankversuchen eines Schiffs gemäß der Erfindung im Vergleich rr.it einem üblichen Schiff, wobei Fig. 4 den Formfaktor und Fig. 5 die effektive Pferdestärke pro Verdrängung in tatsächlicher Abmessung zej$.

Fig. 6 zei^t die gegenüber Fig. 2 verbesserten Hecklinien.

Fi-;. 7 ist eine graphische Darstellung der effektiven Pferdestärke eines Schiffs gemäß der Erfindung irr. Fall eines voll beladenen Schiffs im Vergleich nut einem üblichen Schiff.

* Fig. 5 ist. eine graphische Darstellung des Wertes 1-w und I-t der Ausführunrcsfcrmen der Erfindung ~err.ä2 den Figuren 2 und 6 irr. Fall eines voll beiacerien SchiiTs.

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Fig. 9 ist eine graphische Darstellung der Bremspferdestärke des Schiffs mit tatsächlichen Abmessungen in Übereinstimmung mit der Ausführung gemäß Fig. 6 im Fall eines voll beladenen ochiffs im

Vergleich mit einem üblichen Schiff. Fig.10 zeigt ein Heckliniendiagramm. Gemäß den Figuren 2und 3 weist die Schiffsausführung

Bodenspanten, die im wesentlichen gerade und parallel zueinander verlaufen, und senkrechte Seitenspanten auf. Bezüglich der Gestalt der Wasserlinien und Linienrißschnittlinien, wie sie in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind,, ist ersichtlich, daß die Sohlffsausführung hinsichtlich des Strö'mens der Flüssigkeit entlang der Linienrißschnittlinien am Schiffsboden sehr vorteilhaft ist.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform, bei welcher der Boden tiiit ebenen Spanten gebildet ist,und Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der der Boden mit V-förmigen Spanten gebildet ist. Die Gestalt der in den Figuren 2 und J dargestellten Linien stellt nur einen Teil der Ausführungen gemäß der Erfindung dar, und alle Formen bzw. Gestalten, die im ilanmeri der Erfindung liegen, sind von diesen Ausführungsibrmen umfaßt.

In den Figuren 4 und 5 sind die experimentellen Ergebnisse dargestellt.

In der graphischen Darstellung der Fig. 4 ist der Formfaktor K, der aus Sehlepptankversuchen erhalten wurde, im Verhältnis zu dem Blockkoeffizienten Cb aufgetragen. In

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Pig. 4 stellt der weiße Kreis die Formfaktoren der üblichen Schiffe und der schwarze Kreis die Forafaktoren der Schiffe gemäß der Erfindung dar. Als Versuchspunkte gemäß der Erfindung sind die beiden Punkte von Cb =0,84 und Cb = p,88 dargestellt. Fig. 5 zeigt die effektive Pferdestärke pro Verdrängung im Verhältnis zu dem Blockkoeffizienten, der nach dem Schleppversuch bei richtigen Abmessungen des Schiffs von 214,5 ff Länge geschätzt wurde.

Aus den Figuren ist eine beträchtliche Widerstandsverringerung ersichtlich. Der Schiffskörperwirkungsgrad

1-t ist jedoch bei dem Schiff gernäß der Erfindung (Figuren

1-w ■....■ -

2 und 5) sehr verringert, so daß die Wider-Standsverringerung dirch die Verringerung des Vortriebswirkungsgrades aufgehoben ist.

Bei der zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung ist eine SchifSausführung geschaffen, die insbesondere für völlige Schiffe geeignet ist, die mit-verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit fahren, wobei der Schiffskörperwirkungsgrad und der Profilwiderstand verbessert sind. .

Bei der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 6 im Vergleich zu Fig. 2 dargestellt ist, ist lediglich der abwärts vorragende Steventeil U-förmig, spindelförmig oder entsprechend der allgemein verwendeten Spantengestalt ge~ macht und ist mit dem Heckteil stromlinienförmig verbunden.

Hinsichtlich der Ergebnisse weiterer Untersuchungen wurde festgestellt, daß die begleitende Strömung, welche

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den Kielwasseranteil w vergrößert, nicht die Strömung entlang der Seite des Schiffs, sondern die Strömung entlang des Bodens des Hecks ist. Der Steventeil nützt bei der zweiten Ausführungsform diese Bodenströmung aus.

In Flg. 7 ist die effektive Pfadestärke des Schiffs gemäß der zweiten AusfUhrungsform der Erfindung dargestellt, die sich aus dem Widerstandstest im Fall eines voll beladenen Schiffs im Vergleich mit einem üblichen Schiff gemäß Fig. !ergab, wobei

EHP ■= , Rs = Rfs (1 + k) +-Rw, ■..".. 75 .;■ ■

worin Rfs unter Benutzung des Schoenhe.il^f sehen Reibungs-Widerstandskoeffizienten mitACf =0 berechnet wurde, k ist ein Formfaktor, der aus experimentellen Versuchen ermittelt wurde.

Fig. 8 zeigt den Viert von 1-w und 1-t des Schiffs gemäß Fig. 6 gemäß der, zweiten Ausführungsform der Erfindung im Fall eines voll beladenen Schiffs im Vergleich mit dem Schiff gemäß Fig. 2 nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 9 zeigtdie Bremspferdestärke im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Schiffs gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung im Fall eines voll beladenen Schiffs tatsächlicher Abmessungen in Vergleich mit dem üblichen Schiff ge;;.äß Fig. 1.

Diese experimentellen Ergebnisse zeigten alle, daß das Sohiff gemäß der Erfindung einen verbesserten Körperwi r'aings-

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grad und Widerstand hat, so daß die erforderliche Pferdestärke bzw. Maschinenstärke verringert wird.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1J Schiffj insbesondere völliges Schiff, mit verhältnismäßig kleinem Verhältnis von Geschwindigkeit zu Länge, und für große Ladungsmengen., beispielsweise öltanker., Erzschiff od. dgl,, dadurch.gekennzeichnet, daß der Heckteil einen Flügelteil mit im wesentlichen parallelen und geraden senkrechten Spanten und einen Bodenteil aufweist, der mit im wesentlichen parallelen und geraden Spanten gebildet ist.
2. 2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Steventeil versehen ist, der nacri unten vorragt und eine Gestalt ähnlich der Gestalt üblicher Spanten aufweist und mit dem Heckteil derart verbunden ist, daß mit diesen Stromlinien gebildet sind.

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