DE1942450A1 - Fluid propulsion - Google Patents
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- DE1942450A1 DE1942450A1 DE19691942450 DE1942450A DE1942450A1 DE 1942450 A1 DE1942450 A1 DE 1942450A1 DE 19691942450 DE19691942450 DE 19691942450 DE 1942450 A DE1942450 A DE 1942450A DE 1942450 A1 DE1942450 A1 DE 1942450A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/30—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
- B63H1/34—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type of endless-track type
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Description
F 1 u i d ν ο r t r L e bF 1 u i d ν ο r t r L e b
Die Erfindung befi'ifft einen Flmtlvortrinb, bv L do .«.sen Betrieb awischeti einem Körpo-t· \ϊηύ eiiniti Fluid kinetisctu' Energie iib<*rtra^en wirtl. Bin derartiger Vortrieb kan;> yiir. Anti'ciboti eLitfi^ SchitTes durch Ivr.sλer-, zum Pumpen oLiics Fluids von einer Stalle zur amlerea oder zur Kutzbanr.;tchuiig eines Fluidstroincs zur Erzeugaitg mechanischer Kraft dienen, vrie es bei einer herküinm-ti e hen, mit einetu Fluid angetriebenen Tm bine der Fall ist.The invention relates to a fluid flow, bv L do. ”. This operation is carried out by a body that initiates fluid kinetics, energy in energy. Am such propulsion kan;> yiir. Anti'ciboti eLitfi ^ SchitTes by Ivr.sλer-, for pumping oLiics fluids from a stable to the amlerea or to the Kutzbanr.; Tchuiig of a fluid flow serve to generate mechanical force, it was in a hererküinm-ti e hen, with a fluid driven Tm bine is the case.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung bestellt darin, einen verbesserten Fluidvortrieb der oben genannten Art zu scharfen. The object of the present invention is to provide a to sharpen improved fluid propulsion of the type mentioned above.
Der erfindimg.sgoii!iiße Fluithortrieb besteht cius eim-'m Antrieb, der so angeordnet istt daß or teilweise in ein Fluid eintaucht, im wesentlichen frei von Anordnungen ist, die einen Querschub der. Fluids hervorrufen, und wenigstens eine Ausnehmung bzw. Rille hat, die in seiner mit einem Fluid in Eir-gr L CT'kommenden Oberfläche ausgebildet ist und sichThe erfindimg.sgoii! Iiße Fluithortrieb consists cius EIM'm driving, which is arranged such that t or partly immersed in a fluid that is substantially free of arrangements of a lateral thrust. Cause fluids, and has at least one recess or groove which is formed in its surface coming with a fluid in Eir-Gr L CT 'and itself
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ve η igst en. s um einen Toll, des Umfatigs des Antriebs erstreckt, wobei die T .Lo Te dieser UiIJc größer α Ls ihre Breite oder zu ihr gleich ist.ve η igst en. s to a great extent, the extent of the drive, where the T .Lo Te of this UiIJc greater α Ls its width or too is equal to her.
Bei einer weiteren erTinduu,u .s^emiifiori Au;· ί ührung.sf orni bestoh I der Fluldvortrieb aus einem Aa! rieh, dar .so angeordnet ist. , daß er teilweise in ein Fluid eintauchi . Dal,ei ist. au! dem Antrieb eine Lm wesentlichen kontinuierliche, mit dein Fluid in -Berührung .stehende Ober Γ läcl;f vorgu.sehon, die sich um den Antrieb he mir? erstreckt, im ifos!fii(. I Lehen I're L. 'von. Ahorditungcri ist, die einc'i (!trar-scbu.b des Fluids hervorrufen, und wenig'-' s tens- OLitü RiLLohat, in «lie ά.ι\ά. -Fluid t»\'r.r<-jn/t von einem-Paar von Se-it:lnwänden eintreten kann, die in der mit dein Fluid in Bex'ührunji, .stehenden Oberfläche aus.«*. L i. Idc t .-;ind. Die Seiten' wande ers I recken sich 'we η:igs tens Uli. einen Lei.] der in it dem Fluid in Berührung stehenden Oberfläche dc-s Antriebs. Ihre Höhe ist genauso groß v\ie der Abstand od.vr größer a Ls der zwisclien diesen Seitenwänden.In a further erTinduu, u .s ^ emiifiori Au; · ί ührung.sf orni, the flood propulsion consisted of an Aa! rieh, dar. so arranged. that it is partially immersed in a fluid. Dal, egg is. ouch! the drive has an essentially continuous upper surface in contact with your fluid, which is concerned with the drive. extends, in the ifos ! fii (. I fiefdom I're L. 'of. Ahorditungcri is, which evoke einc'i (! trar-scbu.b of the fluid, and little'-' s least- OLitü RiLLohat, in «lie ά.ι \ ά . -Fluid t "\ 'rr <-jn / t can enter from a pair of Se-it: l nwalls in the surface with your fluid in Bex'ührunji,." *. L i. Idc t .-; ind. The sides 'wande ers I stretch' w η: igs least Uli.] of the surface of the drive in contact with the fluid. Their height is just as great as the distance or more than Ls between these side walls.
Der böz,iigLi.ch der Atiti-Lebseinr ichtung vet wendete Ausdruck '"■ teilweises Eintauchen" bedeutet, daß der Antrieb so gestaltet ist, daß zu jedem Zeitpunkt während des Gebrauchs nur ein teilweises. Eintauclien in das Fluid erfolgen sail. Aufeinanderfolgende Teile des Antriebs tauchen nacheinander in das Fluid ein und daraus heraus, jedoch ist zu jedem Zeitpunkt "mir ein Teil des? Antriebs eingetaucht.The böz, iigLi.ch of the Atiti-Lebensr ichtung vet used expression '"■ partial immersion" means that the drive is designed in this way is that at any time during use only a partial. Immersion in the fluid takes place sail. Consecutive Parts of the drive are submerged in and out of the fluid one after the other, but is at every point in time "immersed me part of the? drive.
Die Bezeichnung "Anordnungen, die einen 1CIu er schub des Fluids hervorrufen" bezieht sich auf Ausbildungen wie Schaufelräder, iÖffel- bzw. tassenforinige Ausbildungen von bekannten Wasserturbinen und auf alle Formgebungen an einem teilweise getauchten, mit einem Fluid in Eingriff stehenden Antrieb, bei- dem im Betrieb ein Vorbe-iströmen des Fluids an seiner Form in der allgemeinen Bewegungsrichtung des■ F.lüids relativ zum Antrieb verhindert wird.The term "arrangements that cause a 1 CIu he thrust of the fluid" refers to designs such as paddle wheels, bucket or cup-shaped designs of known water turbines and to all shapes on a partially submerged drive that is in engagement with a fluid. which, during operation, prevents the fluid from flowing past its shape in the general direction of movement of the fluid relative to the drive.
t -9 42 45t -9 42 45
Wenn eine ReJa I ivbou'ogunjr zwisclißii Ciinem Ivöiper und einem
Fluid pe gob iMi ist, verursacht tue Ueilning, daß sich das
F 1 uidvolunien i η nächst tr Nähe tio.s Körpexb rotntiv J ang-SaIiIeI"
als der Rost den Fluids bewegt. Dieses FJ uj dvolumen
ist unter dem Ausdruck "Gi t«n z: s c: 11 i cht " bekannt .If a ReJa I ivbou'ogunjr is between Ciinem Ivöiper and a Fluid pe gob iMi, do Ueilning that causes itself
F 1 uidvolunien i η next tr near tio.s bodyexb rotntiv J ang-SaIieI "as the rust moves the fluids. This FJ ujdvolunien is known under the expression" Gi t «nz: sc: 11 i cht".
Anhand dor bo L ! ioyrendcMi Ze ichntnijten werden bei s])io.lff\veise Aut-rühnmgSjToj inou der vorliegenden Erfindung nälier ex"-läui οj-t .Using dor bo L! ioyrendcMi dates are indicated in s]) io.lff \ veise Aut-rühnmgSjToj inou of the present invention nälier ex "-laui οj-t.
Fig.. 1 zeigt siclieiiuti iseli die Draiif's i cJtt auf ein Sciu.ff.
F,ig; 2 5T.eigt einen Sclrnitt l«ings dor Lin je 11-1.1 von. Fig.Fig. 1 shows siclieiiuti iseli the Draiif's i cJtt on a Sciu.ff.
F, ig; 2 5T. Inclines a length of 11-1.1 from Lin. Fig.
Fig. 3 zeigt einen vergröfiei ten Quersctmi tt des Fluidvor-Fig. 3 shows an enlarged cross section of the fluid supply
tri.ebs des SchifFes t\hv Figuren 1 und 2, wobei ein Antriebtri.ebs des SchifFes t \ hv Figures 1 and 2, with a drive
in Form eines ineclumischen bzif, umlauf ei) den Bandes veranschaulicht ist .illustrated in the form of an ineclumenical bzif, umlauf ei) the band is .
Fig. k und 5 sseigeji Querschnitte von Teilen voii zwei verschiodeiien
Daiulkonstruktiouen, die als Antrieb bei dem
Fluidvortrieb von Fig. 3 verwendet werden können. Die
Schnitte verlaufen dabei quer zum Band.Fig. K and 5 sseigeji cross sections of parts of two different Daiul Konstruktiouen, which are used as a drive in the
Fluid propulsion of Figure 3 can be used. the
The cuts run across the tape.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt, dureil ein "Seitenwand"-Luftkissenfahrzeug, Avobei der Schnitt quer zu den Seitenwänden des Fahrzeuges verläuft.Fig. 6 shows a cross-section through a "sidewall" hovercraft, Avobei the cut across the side walls of the vehicle runs.
Fig. 7 zeigt eine axiale Seitenansicht einer weiteren Antriebskonstruktion. Fig. 7 shows an axial side view of a further drive construction.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ansicht des Antriebs von Fig. 7FIG. 8 shows a further view of the drive from FIG. 7
senkrecht dazu.perpendicular to it.
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Fig. 9 und Io zeigen weitere- erf indungsgemäiSe Fluidvortriebe. 9 and 10 show further fluid propulsions according to the invention.
Fig. 11 isteine Draufsieht auf einen Teil einer weiteren Bandkonstriiktioii für einen ei*f induiii^geiiiüBen Fl ui dvor trieb .Figure 11 is a plan view of part of another Band constriiktioii for an induiii ^ geiiiBen fluid drive.
Fig. 12 ist ein. Querschnitt la ng, κ der J inie XlX-XIl von Fig. 11.Fig. 12 is a. Cross-section length, κ of the line XlX-XIl of Fig. 11.
Das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Schiff 1 .wir-d durch dasThe ship 1 shown in Figures 1 to 3 .wir-d through the
■■-■■■ '■ ■ " ■ - - - ■ ■ ■ . , ■■■-..' . 'S'.'·■■ - ■■■ '■ ■ "■ - - - ■ ■ ■., ■■■ - ..'. 'S'. '·
Wasser 2' vorwiirts-gotrieberi und erzeugt eine Grenz-scli i eht 3 aus \veisH(?r.f die sich in I3eA%',egungsi^ioh l.utig des SchiiTes Ik;-vegt. In Fig. 3 ist ein Teil der Greny..schicJit 3 c!cs i>cl.· LiTes gezeigt, die mit einem endlosen, f J uxiblert Bajid k in Eingriff steht, das si cli zwischen den .Walzen 5 und G erstreckt. Die . Walze 6 wird von einer Maschine 7 angetrieben, deren Geschwindigkeit veränderbar ist. ' Water 2 'vorwiirts-gotrieberi and creates a border-slice 3 from \ veisH (? R. F which is in I3eA%', egungsi ^ ioh l.same of the SchiiTes Ik; -vegt. In Fig. 3 is a part the Greny..schicJit 3 c ! cs i> cl. LiTes is shown, which is in engagement with an endless, f J uxiblert Bajid k , which extends si cli between the rollers 5 and G. The roller 6 is supported by a Machine 7 driven, the speed of which can be changed. '
Die Grenzschicht 3 wird durch Reibung zwischen den eingetauchten Oberflächen des. Schiffes 1 und"dem Wasser 2 gebildet, wodurch sich das Wasser in nächster Nähe der eingetauchten Oberflächen relativ langsamer bewegen muß als der Rest davon. Die Eigenschaften der Grenzschicht folgen bekannten Gesetzen und können leicht basierend auf dem aJs Reynoldezahl bekannten dimensionslosen Koeffizienten berechnet werden.The boundary layer 3 is immersed by friction between the Surfaces of the ship 1 and "the water 2 are formed, whereby the water in close proximity to the submerged surfaces must move relatively more slowly than the Rest of it. The properties of the boundary layer follow known ones Laws and can easily be based on the aJs Reynolde number known dimensionless coefficients can be calculated.
Die Breite der auf der Reynoidszahl basierenden Grenzschicht 3 ist eine Funktion der Lange und der Geschwindigkeit des Schiffes 1. Die Breite ist am" Bug des Schiffes null und nimmt progressiv zum Heck des Schiffes, wie in Fig. 1 gezeigt, zu.The width of the boundary layer based on the Reynoid number 3 is a function of the length and speed of the Ship 1. The width is zero at the "bow of the ship and takes progressively towards the stern of the ship as shown in Fig. 1.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der untere Laufteil des' Bandes h in einer Öffnung 8 angeordnet J die im Boden 9 desAs can be seen from Fig. 3, the lower running part of the 'belt h is arranged in an opening 8 J in the bottom 9 of the
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_ rr _._ rr _.
Schiffe?; ausgebildet is tr Das Band ist so in Lage gebracht, daß die Badenoberfläche dor Buden lauffJache in Berührung mit dem Wasser steht. Nicht gezeigte Dichtungen sind vorgesehen, um ein Eindringen von Wasser nach innen zwischen dem Band 4 und de-n UmFangs teilen, der Öffnung 0 z\i verhindern. Die Dichtungen können Labyrinthdlchtungen sein oder flexible liest and tf.-i Ie umfassen.Ships?; trained is tr The tape is placed in a position that the bathing surface in the booths comes into contact with stands in the water. Seals not shown are provided to prevent water from penetrating inward between the band 4 and divide the circumference, prevent the opening 0 z \ i. the Seals can be labyrinth seals or flexible ones reads and tf.-i include Ie.
Im Betrieb wii-d das Band so angetrieben, daß sich die Bodenlauf CLache nach achtem bewegt. Dadurch wird die die Bodenlauff Lache des Bandes umgebende Wcissiirgrenzschicht in die gleiche Richtung beschleunigt. Die Eigenschaften der Itassergrenzwchicht in Berührung mit dem Band erhält man dui'ch eine ähnliche Rechnung, wie sie obensteliend in Verbindung mit der Grenzschicht" um "das- Schiff angeführt ist. Die in Berührung' mit dem Band stehende Grenzschicht bewegt- sich jedoch nach achtern, d. h, entgegengesetzt zu der Richtung dei* Grenzschicht um das Schiff. Die zur Beschleunigung der-- in Berührung mit dem Band stehenden liassorgreri/scliicht nach achtern aufgebrachte Arbeit ruft an dem Band eine Reaktionskraft hervor, die auf das Schiff in Form einer Vortriebsschubkr-aft übertragen wird. .In operation, the belt is driven so that the floor runs CLache moved after eight. This will make the floor run Pool the tissue boundary layer surrounding the tape into the same direction accelerated. The properties of the Itasser boundary layer in contact with the tape you get one similar calculation as mentioned above in connection with the Boundary layer "around" the ship is listed. Those in touch ' Boundary layer standing with the band moves - however aft, d. h, opposite to the direction of the boundary layer around the ship. The one to speed up the-- in touch with the band standing liassorgreri / scliicht aft applied work creates a reaction force on the belt on the ship in the form of propulsive thrust is transmitted. .
Die erforderliche Nutzfläche des Bandes k pro Schubleistuiig in PS ist geringer, wenn die Gesehwindigkeit des Schiffes i zunimmt. Man hat jedoch gefunden, daß auch im--H'ochge schwindigkeitsbetrieb die Verwendung eines Bandes mit einer in einer einzigen Ebene liegenden Oberfläche für den Ingenieur Probleme besonders hinsichtlich des Raumbedarfes und des Gewichtes hervorruft. Das in den Figuren k und 5 gezeigte Band 4 ist mit einer R6;ihe von seitlich im Abstand zueinander angeordneten, sich in Längsrichtung erstreckenden Ausnehmungen bxw» Rillen Io versehen, die dem Band pin holies Flächen-zu-Breiten-Verhältnis geben und die vorstehenden Nachteile verringern oder beseitigen.The required usable area of the belt k per thrust power in PS is lower when the speed of the ship i increases. However, it has been found that even in the high-speed operation, the use of a belt with a surface lying in a single plane causes problems for the engineer, especially with regard to space requirements and weight. The band 4 shown in Figures k and 5 is provided with a R6; ihe of laterally spaced apart, longitudinally extending recesses bxw »grooves Io which give the band pin holies area-to-width ratio and the above Reduce or eliminate disadvantages.
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τ. BAIOtVQtNAI.τ. BAIOtVQtNAI.
Die Tiefe joder Rille ist größer als ibre maximale Breite, wie in Fig. 5 gczei-gt , oder gleich ihrer maximalen Breite, wie in Fig« 1I dargesti-l.lt ist. Man hat gefunden, daß sowohl die Tiefe als auch die Breite der Rillen die Fähigkeit eines Antriebs zur wir}·, aainoii Kraf{übertragung krititseh beeinflussen. The depth of groove is greater joder gt gczei-ibre as a maximum width as shown in Fig. 5, or equal to its maximum width, as in Fig dargesti-l.lt "1 I. It has been found that both the depth and the width of the grooves critically affect the ability of a drive to transmit power.
Die Breite der Rille ifct eng π-it der Neigung des Antriebs verbunden, eine Turbulenz und otidcres störende Energioverluste im Fluid im Betrt»ich der Grenzschicht des den Antrieb umgebenden Fluids zu erzeugen. Eh hat sich ergciben, daß eine obere Grenze für die Ri llenbrr.it e existiert, jenseits derer sich eine starke Turbulenz im Grt'nzschich-tbereicli beim Betrieb ausbilden kann. Diese Grenze steht in Beziehung mit der Stärke der beim Betrieb des Antriebs erzeugten Pluidgrenzschicht und auch zu der Betriebsgeschwindigkeit des Antriebs relativ zinn Fluid, zum Druck, der Temperatur, der Dichte des Fluids und zur effektiv eingetauchten Länge des Antriebs und wird experimentell für jode vorliegende Anwendung oder Leistung bestimmt·The width of the groove ifct closely π-it the inclination of the drive connected, a turbulence and otidcres disturbing energy losses in the fluid in the bed of the boundary layer of the fluid surrounding the drive. It has happened before that one upper limit for the Rule Brr.it e exists, beyond that there is strong turbulence in the top layer area during operation can train. This limit is related to the thickness of the fluid boundary layer generated during operation of the drive and also to the operating speed of the Drive relative tin fluid, for pressure, temperature, the Density of the fluid and the effectively immersed length of the drive and is experimental for each application at hand or performance determined
Man hat Aireiter gefunden, daß die Tiefe der in einem erfindungsgemäßen Antrieb ausgebildeten Rille mit der Fähigkeit des Antriebs in. Beziehung steht, kinetische Energie auf das Fluid, mit dem er in Berührung steht, zu übertragen. Dies bedeutet allgemein, daß mit dem Antrieb umso mehr Leistung wirksam bewältigt werden kann, je tiefer die Rillen sind.It has been found Aireiter that the depth of the in an inventive Drive formed groove related to the ability of the drive. This is related to kinetic energy To transfer fluid with which it is in contact. This generally means that with the drive, the more power can be effectively dealt with, the deeper the grooves are.
Zieht man jedoch sowohl die Leistung sis auch die Erfordernisse für den Stromlinienfluß in Betracht, so ergibt sich, daß, um den angestrebten Erfolg erreichen und gewährleisten zu können, für praktische Zwecke die Abmessungen dei- Rille eines Aivti'iebs in dem Bereich liegen müssen, der durch den folgenden Ausdruck definiert ist :However, if you consider both the performance and the requirements for the streamline flow, it follows that that in order to achieve the desired success and to be able to guarantee, for practical purposes the dimensions of the groove of an activist must be in the area covered by the the following expression is defined:
—;^ _ 009809/0320-; ^ _ 009809/0320
RiJ 1 ent i of eRiJ 1 ent i of e
RiJ JeiiLreit o — RiJ JeiiLreit o -
Das heduetet, daß die Tiefe der Rille größer als die Hi 1 1 enbroi tv. odor ihr gleich sein nuß.That heduetet that the depth of the groove is greater than the Hi 1 1 enbroi tv. or be like her.
Da.s Hand h besteht aus einer flexillon Polynmri satiuasse auf natürlicher Kaut schukhasi.*», in dor eine nicht gezeigte. Vnrbuudvorst iirl:ung eingebet I< I ist, «lit wenigst »ns ei no Lage aus natürlichem oder synthetischem Textilmaterial einschließt, das dem Hand eine /ugfe.s Li ii-koi t verleiht, wahrend die Ver-Imtidvcrsi ärkung der Dandanciidnuiig <>i non Steifegrad in Quorrjclitung gibt. Bei anderen Daiidkor.s-ti ul\tionen , i nsbc-soutlcrc für hohe Beanspruchungen, wir· sie bei Amphibien- odox* Wasscrfalirzcujicn für Vei'uemluiig in seichten Gewässern auilrtlcn, verwendet man metallische Materialien entweder allein oder als Verstärkung für eine Po lynu/ri sat masse .Da.s hand h consists of a flexillon polynmri satiuasse on natural rubber schukhasi. * », In it a not shown. Vnrbuudvorst iirl: ung gebet I <I is, "at least" includes a layer of natural or synthetic textile material that gives the hand a touch of comfort, while the imposition of dandanciidnuiig <> there is no degree of stiffness in the pipe. In other Daiidkor.s-ti ul \ tions, i nsbc-soutlcrc for high loads, we use them in amphibians-odox * Wasscrfalirzcujicn for Vei'uemluiig in shallow waters, one uses metallic materials either alone or as reinforcement for a polynu / ri sat mass.
In Fig. 6 ist ein "Seitonwnm^-Luftkissenfahraeug 15 gezeigt, das sich über der Wasseroberfläche 2 bewegt. Eine vollständige Beschreibung eines derartigen "Seitenwand"-Luftkissenfahry.eugos scheint nicht nötig, da derartige Fahrzeuge bekannt sind und beispielsArelse in der mit "Air-cushion Vehicles" bezeichneten Ergänzuiigsausgabe zu der Zeitschrift "Flight International" vom Π6. Dezember 19-67 unter dem Titel "The First Production Sidewaller" beschrieben sind. Das in Fig. 6 gezeigte Fahrzeug besteht aus einem Fahrzeugkörper 16, der auf der Wasseroberfläche 2 von einem Druckluftkissen 17 getragen wird, das unter dem Fahrzeugkörper gebildet wird. Die Seiten des das Fahrzeug tragenden Kissens I7 werden von einem in starrer Bauweise ausgeführten Paar "Seiten"-Wänden l8 gehalten, die sich in Längsrichtung zu den Seiten des Fahrzeugkörpers erstrecken und. davon herabhängend, in das Wasser 2 eintauchen und so eine Abdichtung bilden. Die EndenIn Fig. 6 a "Seitonwnm ^ -Luftkissenfahraeug 15 is shown, that moves above the surface of the water 2. A complete Description of such a "sidewall" air cushion Fahry.eugos does not seem necessary, as such vehicles are known and, for example, Arelse in the with "Air-cushion Vehicles "designated supplementary edition to the magazine "Flight International" from Π6. December 19-67 under the title "The First Production Sidewaller" are described. This in The vehicle shown in FIG. 6 consists of a vehicle body 16 which rests on the water surface 2 by a compressed air cushion 17 which is formed under the vehicle body. The sides of the cushion I7 supporting the vehicle are provided by a rigidly constructed pair of "side" walls l8 held, which extend in the longitudinal direction to the sides of the Extend vehicle body and. depending on it, immerse in the water 2 and thus form a seal. The ends
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des Kis.«(!j!,s 17 sind durch flexihJe Einf aH.sungen bzw. Schürzen J 9 ,(■ oha I tor , die siel; s< K. lieh zwischen den Se j t i'iLuaudon 1 ei crslri cJ.ci). Die- das K i sfcn 17 bildende? LuTt wird in einem l\.»na.l IiI nn^osaugt v.nd durch die E i uheit 2o iiljc i- ('cn r.nual 21 in din von di-i.i Kissen J7 eingonon.moni 11 Haui.i befoi (W r ( .des Kis. «(! j!, s 17 are through flexible introductions or aprons J 9, (■ oha I tor, die siel; s <K. borrowed between the Se jt i'iLuaudon 1 ei crslri cJ. ci). The? LuTt forming the K i sfcn 17 is expressed in a l \. »na.l IiI nn ^ o sucks v.nd through the unit 2o iiljc i- ('cn r.nual 21 in din of di -ii pillow J7 eingonon.moni 11 Haui.i befoi (W r (.
Die Seiterv-ünde ift .sind hohl und zv< j ür-cbeu ihnen .«■ iiid die ei'd! ακοή Bänder 22 der in F:L«>,. k oiler v.iih I wo i.so dor in "Fij.",. 5 da t £ <.>-·( ( 1 ] t r η Vm in an,·: t ordiioi . Die !Kinder 22 wc r<U η von lialz(!i: ü'j gc-Iia L (.c.mi , d i c um Ar.li.sc-i: 2'i dj-thbnr ..<· i nd . Die. üodrnl i-iuiTl äs. 1:.(mi ut.f li.ui'Jcr c. ι> ( rf.cJ.cn .sic Ii in Lan,";.'- r i c.hl.ung längs und ein ii(!iii« un I ai 1 π 1\) dor Kodnnl.an Ir 11 der Sei t onwaitd lB, .so daß sic- mil dom Wa.sscr in Herübrt-Tig l.f'ii.mcn. Uni ein nach inn<-i· L< < I c-n des U'.t?--·τ·»'« vorbei an atm lUindt j-n einzuschränken, .« i nd liichl ycy.<> · <r ( υ LU el (uiigcn vorgesehen.The Seiterv-ünde ift .are hollow and zv <j U-CBEU them. "■ iiid the ei'd! ακοή bands 22 in F: L «> ,. k oiler v.iih I where i.so dor in "Fij." ,. 5 da t £ <.> - · ((1] tr η Vm in an, ·: t ordiioi. The! Children 22 wc r <U η of lialz (! I: ü'j gc-Iia L (.c. mi, dic um Ar.li.sc-i: 2'i dj-thbnr .. <· i nd. Die. üodrnl i-iuiTl äs. 1:. (mi ut.f li.ui'Jcr c. ι> (rf.cJ.cn .sic Ii in Lan, ";.'- ri c.hl.ung lengthways and a ii (! iii« un I ai 1 π 1 \) dor Kodnnl.an Ir 11 the side onwaitd lB , .so that sic- mil dom Wa.sscr in Herübrt-Tig l.f'ii.mcn. Uni ein nach inn <-i · L <<I cn des U'.t? - · τ · »'« past atm lUindt jn to restrict,. «i nd liichl ycy. <> · <r (υ LU el (uiigcn provided.
Im Betrieb laufen die Bänder 22 durch nicht, gezeigte Einrichtungen angetrieben, <J 3 e judoch ähnlich dei" in Fig. 3 gezeigten Anordnii!.,u s i.nd , so um, daß die mit. dnn Bändern in Berührung .stehcMide KnssoigrciiZScluclit nacli hinten besclil eur: j.gt wird, v.odurch auf Grund der P.oakti on dem IaIn-zcug 15 eine vortreibende Schubkraft aufgeprägt, wird.In operation, the belts 22 run through devices not shown driven, <J 3 e judoch similar to "in Fig. 3 arrangement shown, so that the with. thin ribbons in contact eur: j.gt is, v.odurch due to the P.oakti on the IaIn-zcug 15 a propulsive thrust is impressed.
Wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist, kann der Antrieb bzw. das Antriebsrad 3I eines ei■ findungsgeinafien Fluidvor-■tri ebs eine Aiiordtau^ von in Dj 'hung verletzbaren. Hippen oder Scheiben 33 un;i nssen, die in axialen Abständen 35 um eine gemeinsame Drehachse "}k angebracht sind. Ein derartiger ilecliani jiniu.': kann lj'jw'j^uiigseiiea-j;i e für Scliiffe, Boote oder huf tkissenf r· Jii-zeii;. e eizeugcn. In einem S chi IT kann dei Antrieb beispis>l.siiti.6e an dem .Schiff so angebracht weiden, da/i er unter dein Boden des Schiffskörpers vorspringt, so daß erAs shown in FIGS. 7 and 8, the drive or the drive wheel 3I of a founding fluid feeder can cause an outermost rope to be vulnerable to damage. Ribs or disks 33 and which are attached at axial intervals 35 about a common axis of rotation "} k . Such an ilecliani jiniu. ': Can lj'jw'j ^ uiigseiiea - j; ie for ships, boats or hoof pillows r · Jii-TIMË ;. e eizeugcn. In a south chi iT can drive dei beispis> l.siiti.6e graze attached to the .Schiff so because / i protrude under your bottom of the hull so that it
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mit dam Wasser in.Berührung sieht, jedoch nur teilweise in das Wasser oingefiiucht ist.. Zur Verhinderung, daß Wa P.«5 er an den AtiLriobt.-räderu vorbei nach innen J eckt, Sinti Abdichtungen vorgesehen.sees in contact with the water, but only partially soaked in the water .. To prevent that Wa P. «5 he jerks past the AtiLriobt.-räderu inwards, Sinti seals provided.
Der in den Figuren 7 und 8 clurge.--teilte Antrieb 31 wird vor/,u(t;sKeis(i als Antrieb einer l'lui dpui ipe verwcrnlut. In Fig. 9 ist eine derartige Pumpο Ίο ^ozuigl. Die Pumpe btsteht aus einem Ky 1 imlr i.scheu Gohim.-je 111 , einem Pumpeneinlaß 42, einem PumjiouauH LaI*. Ί 3 und einem Grcnzst. bichthesehleunigungstei1 oder Antrieb Vi, der in dom Gebaute angeordnet ist. Der AnI riet Vl ist 1.ins i cht Lieh seiner Form dem Teil "Jl der Figuren 7 und β identisch und besteht aus e i.ner Reibe; von Scheiben kj, die auf einer Welle kö angebracht und durch Di stanzstiichc k" auf Abs I and geholt an sind. Die Pumpe ^o ist. mit Stopfbuchsen 'iß versehen, .damit ein Lecken des gepumpten Fluids nach aiUk'ii unterUinclci! wLr.d. Die Tiefe der von den Scheiben begrenzten Rillen ist größer eiIs die Ri1lenhrcite oder ihr gleich.The drive 31, divided into FIGS. 7 and 8, is used in front of /, u ( t; sKeis (i as a drive for a l'lui dpui ipe. In FIG. 9, such a pump is shown from a Ky 1 imlr i.scheu Gohim.-each 1 1 1, a pump inlet 42, a PumjiouauH LaI *. Ί 3 and a limit. from CHT i Lieh shape to the part "Jl of figures 7 and β identical and consists of e i.ner grater; kj of discs mounted on a shaft and through kö Di stanzstiichc k" are para I and retrieved to the. The pump is provided with stuffing boxes so that the pumped fluid can leak to aiUk'ii under Uinclci! WLr.d. The depth of the grooves delimited by the discs is greater than or equal to the groove width.
Xm Betrieb wird die Welle Ί6 angetrieben und ein Fluid wie Wasser tritt in die Pumpe durch den Einlaß Ί2 so ein, daß es über die Scheiben lt5 strömt. Die Rotation der Scheiben k5 beschleunigt die Fluidgitnzschicht, wobei letztere durch Mitziehen auf den liest des Fluids eine Vortri-ebskraft ausübt, so daß es in die gleiche Richtung wie die Rotationsrichtung der Scheiben verschoben wird und schließlich dazu gezwungen wird, aus dom Pwnpenauslaß k') abzuströmen.In operation, the shaft Ί6 is driven and a fluid such as water enters the pump through the inlet Ί2 so that it flows over the disks l t5 . The rotation of the disks k5 accelerates the fluid layer, whereby the latter exerts a propulsive force on the reading of the fluid, so that it is displaced in the same direction as the direction of rotation of the disks and is finally forced to exit the piston outlet k ') to flow away.
Die Pumpe ;io kann, indem man ein Fluid durch das Gehäuse *to strömen läßt, auch als "Tui'biiie" verwendet werden, wobei das Fluid der Grenzschicht durch Mitziehen auf die Scheiben li5 eine Vortriebsaettutoki-af/t. ausübt, so da.ß sie in Drehung versetzt werden und dadurch die Woll-e kG ebenfalls in Richtung des Fluidstroma drehen, . η η oü AQ J ti *5 ο ηThe pump ; By allowing a fluid to flow through the housing, io can also be used as a "Tui'biiie", the fluid of the boundary layer being pulled onto the disks l i5 a propulsion saettoki-af / t. exerts, so that they are set in rotation and thereby also rotate the wool-e kG in the direction of the fluid stream,. η η oü AQ J ti * 5 ο η
- Io -- Io -
F3ei einer nicht gezeigten -geänderten A-ii.sriihrung.sfor.ro bestellen die Sehe1 j beiifli.st iuizstücko 1IJ aus dünmvandigon Zylindern, die koaxial zwischen den Scheiben /»5 angeordnet sind.In the case of a not shown -changed A-ii.sriihrung.sfor.ro order the see 1 j beiifli.st iuizstücko 1 IJ made of thin-walled cylinders which are arranged coaxially between the disks / »5.
Fig. Io zeigt einen uei tercn erf induiigsgeinäiVen Fluidvortrieb in Form einer Pumpe fjo.Fig. 10 shows a different inventive fluid propulsion in the form of a pump fjo.
Die Pumpe 5o besteht aus einem end losen Itcuicl teil 51» das im wesentlichen die .gleiche Form wie das Dand Ί der Figuren 3 und 5 hat, für die Rotation auf Walzen 52. aufgebracht Uiid in einem Gehäuse 53 angeordnet ist. Das Gel.au^« 53 bat einen Einlaß 5'i Und einen Auslaß 551 die zueiiutmlir und irit der unteren Lauf flache des DaiiHtuils >1 in einer Linie Liegen. Dichtungen 56 verhindern ein Weit ertl-ageu des beschleunigten Grenzschichtf Itiids durch uns Bandtei 1 51· Die Pumpe Jo kann als Wasst;rvortrieb '«ei'wendet werden. In den Figuren und 12 ,ist eine abgeänderte Formgebung der Killen für den Antrieb eines erfindungsgemäßen Fiuidvortriebs gezeigt. Der Antrieb hat die Form eines endlosen flexiblen Bandes 57 mit einer einzigen, sich in Längsrichtung erslreckenclen Kille, die von darin ausgebildeten Seitem.änden 5^ begrenzt ist. In Abständen über der Länge dev Rille ist ein Rilleritei 1 mit verringerter Breit« vorgesehen, der an der Vorderkante die- ses Teils bezüglich der Normalrichtung A des Fluidstroms relativ zum Antrieb einen Düsenhaisteil 6l umfaßt, in welchem die Seitenwände im entgegengesetzten Sinn bezüglich seiner Richtung im vorausgehenden Teil seiner Länge geneigt sind, so daß die Breite ihrer Rille progressiv abnimmt. Am Ende des Düsenlialsteils divergieren in dem Bereich 59, wo die Rippen auf jeder Seite der Rille eine maximale Breite haben, die die Rille in diesem Bereich begrenzenden Seiteriwände 6o stark und kehren zu ihrer normalen Treniilage zurücli. Kie Hei.&n-r»-gThe pump 5o consists of an endless section 51 'which is essentially the same shape as the Dand Ί in FIGS. 3 and 5, and is arranged in a housing 53 for rotation on rollers 52. The gel. Seals 56 prevent the accelerated boundary layer fluid from spreading further through us . A modified shape of the grooves for driving a fluid advance according to the invention is shown in FIGS. The drive is in the form of an endless, flexible belt 57 with a single, longitudinally extending groove which is delimited by side walls 5 ^ formed therein. At intervals along the length dev groove a Rilleritei 1 is provided with a reduced width ", comprising at the front edge DIE ses part with respect to the normal direction A of fluid flow relative to drive a Düsenhaisteil 6l, in which the side walls in the opposite sense with respect to its direction preceding part of its length are inclined so that the width of their groove progressively decreases. At the end of the nozzle part, in the area 59 where the ribs on each side of the groove have a maximum width, the side walls 6o delimiting the groove in this area diverge greatly and return to their normal position. Kie Hei . & N-r »-g
der Se i.1 enwände der Pi Mo in dem Düserlm Ist ei 1 61 relativ zu de·*" I.-an&.siicJjsr des Antriebs ist derart-, daß dio si iirondfi1 !JicrgieviTluf-li.1 auf ein Minimum verringert werden und ber.ii.i'I ich der lic-ibf-i c h t i .gten Verwendung des Antriebs experj inenle J 1 fe.-j1 ge I e,<: 1 norden.the side walls of the Pi Mo in the Düserlm ist ei 1 61 relative to de · * "I.-an & .siicJjsr of the drive is such- that the si iirondfi 1 ! JicrgieviTluf-li. 1 are reduced to a minimum and ber.ii.i'I i the lic-ibf-i c hti .gten use of the drive experj inenle J 1 fe.-j1 ge I e, <: 1 north.
Die abgeänderto. R i 1 1 eniOringebui $., wir· sie in den Figuren und 12 dnrgt ■■>· t .e 1 1 t ist, lä'ul't (LiiMiif hinaus, daß ni.no Antriebsrille mil p.inci einschnürung \ oin Venturi-Typ gesclial Ten ninl, die d»-Jii Γ 1 uids t ι o.n längs der Rille ei ihm: Widarstand cn!gegonsetüt.The modified o. R i 1 1 eniOringebui $., We inci constriction \ oin Venturi-type gesclial Ten ninl, the d »-Jii Γ 1 uids t ι on along the groove ei him: Resistance cn!
Die abgeändert e Ri 1 1 imiIoms 11 uKI ion iiihrt zu der Cr/MU;jun& einer tMliöhlen ÜehubJvr.t Γ t durch den Anti ieb und «lestattet. es, füi" eine gegehem SchubkiMit l'oi'dejmii; bei einer besonderen Anlage einen k 1 c>.i ιΚ'ΓΡη Antrieb zu verwerd« 13, wählend dei* si rom Ii 11 i eiwirt ige VXw i dsl i 0111 im Bereich de.«- Antriebs beibehalten bleibt.The modified Ri 1 1 imiIoms 1 1 uKI ion leads to the Cr / MU; jun & a tMliöhlen ÜehubJvr.t Γ t by the anti ieb and «allowed. it, for a given pushchair with l'oi'dejmii; in a special system a k 1 c> .i ιΚ'ΓΡη drive to be used "13, choosing dei * si rom Ii 11 i eiwirt ige VXw i dsl i 0111 in the area de. «- Drive retained.
Die Anzahl der Kin^chnürungeii in der RiI lenbrei t e bei einem gegebenen Antrieb kann unter Derücki-i clit igurig der beabsichtigt en besonderen Verwendung i iir den Antrieb ausgewählt werden. Die niinimale Eilleiibrei 1 e und die Neigung der Seiteni«rände relativ zu den Sei I enkant en des Antriebs in dem Eingeschnürten Teil können weiterhin unter Berücksichtigung der an den Antrieb zu stellenden Erfordernisse wie die zu übertragende Leistung, die normale Uctriebsgeschwindigkeit des Antriebs, der Druck, die Temperatm-, die Dichte, die Zähigkeit des Fltiids und die Flache dei- mit dem Fluid in Berührung stehenden Oberflächen des Antriebs ausgewählt werden.The number of kinks in the belt width in one given drive can under Derücki-i clit igurig the intended Selected for a particular use for the drive will. The minimum egg mass and the inclination of the side edges relative to the side edges of the drive in the constricted area Part can continue to take into account the requirements to be placed on the drive, such as those to be transmitted Power, the normal drive speed of the Drive, pressure, temperature, density, toughness of the fluid and the surface that is in contact with the fluid stationary surfaces of the drive can be selected.
Es sei erwähnt, daß in Fig. 12 das Tiefon/maxinuile Breite-Verhältnis der Rille offensichtlich weniger als 1 ist. JedochIt should be noted that in FIG. 12, the pitch / maxinuile width ratio of the groove is apparently less than one. However
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wurde für den Zweck der vorliegenden Erfindung Fig. 12 derart gezeichnet, uti. klarer die abgeänderte Rilleukoiistruktion zu veranschaulichen. Selbstverständlich soll die in dieser Figur gezeigte erTimlungsgemäße Ausführurigsform so wie alle anderen Ausführung«formen der vorliegenden Erfindung konstruiert sein, d. h. so, d-nfi die Tiefe Ua^ HiJIe gleich oder größer ist als ihre Breite.For the purpose of the present invention, Fig. 12 was drawn in this way, uti. to illustrate more clearly the modified rilleukoiist structure. It goes without saying that the embodiment according to the invention shown in this figure should be constructed like all other embodiments of the present invention, ie so that the depth Ua ^ HiJIe is equal to or greater than its width.
An allen Stellen, wo direkt odor indirekt auf das Verhältnis der Tiefe zu der Breite der in dem Antrieb -ausgebildeten Kille oder Rillen iiezug genommen ist, ist es .selbstverständlich, daß da, wo die Ureite der Rille sich über der Länge ändert, wie es bei der Ausführungηform der Figuren und 12 der Fall ist, die für die Berechnung des Tiefo-zu-Brei te-Verhültiiissos verwendete Breite die Maxima !breite der Rille ist. .In all places where directly or indirectly on the relationship the depth to the width of those formed in the drive Kille or Rillen is used, it goes without saying that where the original of the groove is above the Length changes, as in the execution form of the figures and 12 is the case that is used for calculating the deep-to-pulp te-Verhältiiissos width used the maxima! width of the Groove is. .
Ein erfindungsgemäßer Fluidvortrieb, bei welchem der Antrieb die Form einer mechanischen Bandanordnung hat, kann zweckmäßigertreise mit einer Einrichtung zur Änderung der Übersetzung versehen sein, beispielsweise mit einem Räderwerk, das in einer Antriebstrommel angeordnet ist, um die das Band angetrieben wird. Eine derartige Übersetzungsänderungsvorrichtung ermöglicht es, den Vortrieb leicht an die Erfordernisse der Antriebsleistung, beispielsweise bei den Schiffsmaschinen, oder an die Erfordernisse des Leistung aufnehmenden Systems, beispielsweise eines Dynamos, anzupassen, an die der Vortrieb angeschlossen iferden soll. An inventive fluid propulsion, in which the drive is in the form of a mechanical belt assembly, may conveniently travel with means for changing the Translation be provided, for example with a gear train which is arranged in a drive drum to the the belt is driven. Such a gear change device makes it possible to easily adapt the propulsion to the requirements of the drive power, for example with the ship's engines, or the requirements of performance receiving system, for example a dynamo, to which the propulsion is to be connected.
Die Erfindung ist gleicherweise anwendbar bei Schiffen, Booten, Tragflügelbooten, Amphibienfahrzeugen oder anderen Arten von Wasserfahrzeugen und ist besonders geeignet für Flachwasser-Gebläsefahrzeuge und für Hochgeschwindigkeits-fahrt über einer Wasseroberflache mit hohen Vortriebswirkungsgraden. 009809/032 0The invention is equally applicable to ships, boats, hydrofoils, amphibious vehicles or others Types of watercraft and is particularly suitable for shallow-water blower vehicles and for high-speed sailing over a water surface with high propulsion efficiency. 009809/032 0
Normale Schraubenvortriebsarten sind auf angemessene Weise Tür bestimmte Seof'ahrzenge ausreichend, dies ist jedoch übliche riv'cs i se nur bei großen Fahrzeugen für langsame bis mittlere Geschwindigkeit erreichbar, nachdem kostspielige Untersuchungen durchgeführt wurden, um die Schraubenpropeller den im Betrieb an sie gestellten Erfordernissen anzupassen. Bei anderen Anwendungen ist ein Schraubenpropeller weniger ausreichend und insbesondere bei Hochgeschwindigkej.tsfahrzougen führt eine ungenau« Anpassung zur Ausbildung großer Flächen, an denen über der Schraubenoberfläche Kavitation einti'itt, wodurch demzufolge der Wirkungsgrad niedrig wird.Normal screw jacking styles are reasonable Door certain Seof'ahrzenge sufficient, however this is usual riv'cs i se only for large vehicles for slow to medium speed achievable after costly Investigations have been carried out to ensure that the screw propellers meet the requirements placed on them in operation adapt. In other applications is a screw propeller less sufficient and especially with Hochgeschwindigkej.tsfahrzougen leads to an imprecise adaptation to the formation of large areas on those above the screw surface Cavitation einti'itt, which consequently the efficiency becomes low.
Der Antrieb des erfindungsgemäßen Fluidvortriebs schleudert die Wnsserschicht, die um ihn herumliegt, einfach nach achtem und kann den Erfoi'dernissen der speziellen Anwendung leicht angepaßt werden. Im Gegensatz zu den Antrieben, die Flügel oder andere, Querschub durch das Fluid erzeugende Bauarten verwenden, reduzieren die in den obigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen beschriebenen Antriebe die Erzeugung von Wirbeln, starker Turbulenz und Kavitation im Fluid auf ein Minimum.The drive of the fluid propulsion according to the invention hurls the water layer that lies around him, just after eight and can easily meet the requirements of the special application be adjusted. In contrast to the drives, the wings or other types that generate transverse thrust through the fluid use, reduce those in the above according to the invention Embodiments described drives the generation of eddies, strong turbulence and cavitation in the fluid on a Minimum.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Antrieben mit Rillen von im allgemeinen rechteckigem Querschnitt in Querrichtung beschrieben wurden, ergibt sich daraus keine Beschränkung. Die Rillen können andere Querschnittsformen haben, beispielsweise können sie I:eilförmig sein. D. h. die Form der Rille ist, wenn man sie in einem transversalen Querschnitt betrachtet, so, daß die Rille am Fuß am engsten ist und von da aus nach außen divergiert· Unabhängig vom Querschnitt der Rille kann sie so ausgebildet sein, daß die Fluidströmung längs der Rille eingeschnürt wird, wie-es beispielsweise bei den Figuren 11 und 12 gezeigt ist, damit der aus dem Antrieb erzielbare Schub erhöht wird.Although the present invention is based on drives having grooves of generally rectangular cross-section in the transverse direction have been described, there is no restriction. The grooves can have other cross-sectional shapes, for example, they can be I: egg-shaped. I. E. the shape of the Groove, when viewed in a transverse cross-section, is such that the groove is narrowest at the foot and from there from diverges outward · Regardless of the cross-section of the Groove, it can be designed so that the fluid flow is constricted along the groove, as for example in Figures 11 and 12 is shown so that the thrust that can be achieved from the drive is increased.
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