DE19538520C2

DE19538520C2 - Schiff mit geringer Wellenerzeugung

Info

Publication number: DE19538520C2
Application number: DE19538520A
Authority: DE
Inventors: Werner Knies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-07
Filing date: 1995-10-07
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2015-10-08
Also published as: DE19538520A1

Description

Stand der Technik

Zur Zeit werden zwei Arten von Schiffs- Fahrbewegungen unterschieden: Verdrängen und Gleiten.

Typisch für das Verdrängen sind die Bugwellen, seitlicher Absunk und Heckwellen. Der Fahrwiderstand setzt sich aus Strömungswiderstand, Wellenwiderstand und Reibungswiderstand zusammen. Bei kleinen Geschwindigkeiten ist der Anteil des Strömungswiderstandes am größten. Große Schiffsbreiten vergrößern den Wellenwiderstand in unökonomischer Weise und verringern die Fahrgeschwindigkeit. Das Fahren auf Binnengewässern ist nur unter der Grenzwellengeschwindigkeit den Wassertiefen entsprechend möglich. Kanalwände werden durch den Absunk stark belastet. Parallelfahren von Schiffen ist nur in sehr großen Abständen möglich.

Bei höheren Geschwindigkeiten, d. h. bei einer Froudezahl größer als 0,35 steigt der Wellenwiderstand sehr stark an. Das Schiff schiebt sich auf die eigene Bugwelle. Reicht der Antrieb aus, so wird der Schiffskörper aus dem Wasser geschoben, er gleitet. Damit nimmt der Fahrwiderstand wieder ab. Bei größeren Schiffen ist dieses Gleiten aus technischen und ökonomischen Gründen meistens nicht möglich.

Die Rümpfe schneller Verdrängungsschiffe müssen schlank sein, was besonders bei Transportschiffen, Fähren und Segelschiffen zu Instabilitäten führt.

Das bisherige Gleiten ist nur bei leichten Schiffen möglich. Durch das Gleiten werden keine großen Schwerewellen erzeugt. Das Gleitprinzip kann nicht auf Wasserstraßen mit beschränkter Geschwindigkeit angewendet werden. Ebenfalls ist es bei Wellengang für Schiffe, die ruhig fahren müssen wie Passagier- und Seetransportschiffe wegen des Schlagens der Wellen nicht anwendbar, da das Gleiten ohne Dämpfung des Stampfens erfolgt.

Es wurde versucht, die Bugwelle an herkömmlichen Bugformen durch seitliche Anbringung von Leitflächen an der Entstehung und Ausbreitung zu hindern, wobei das verdrängte Wasser zwischen Schiff und Leitflächen hindurchströmen sollte.

Problem

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt eine Bauform des Schiffskörpers zugrunde, die bei Geschwindigkeiten zwischen den Froudezahlen 0 bis 1,0 geringe Wellen erzeugt.

Vorteilhafte Wirkung der Erfindung

Mit der Erfindung wird erreicht, daß auch bei niedrigen Geschwindigkeiten unter einer Froudezahl von 0,35 keine Bugwellen, kein seitlicher Absunk und sehr geringe Heckwellen erzeugt werden.

Dies ist z. B. auf Binnenwasserstraßen von großer Bedeutung, da Parallelfahren von Schiffen kein Problem ist und das Ufer geschont wird. Darüber hinaus ist im Flachwasser wie z. B. in Kanälen der Fahrwiderstand bei Annäherung oder Überschreitung der Grenzwellengeschwindigkeit geringer. Auch bei hohen Geschwindigkeiten in tiefem Wasser d. h. bei einer Froudezahl größer als 0,35 fällt der Wellenwiderstand weg und der Fahrwiderstand ist niedriger. Damit gibt es keine durch die Schiffslänge beschränkte Grenzgeschwindigkeit.

Die Erfindung eignet sich für den Bau breiter Schiffskörper und damit für Fähren, Containerschiffe, Leichter und Segelschiffe, da sich der Fahrwiderstand nur entsprechend des Strömungswiderstandes und des Reibungswiderstandes erhöht.

Weiterbildung der Erfindung

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.

Im Anspruch 2 wird ein minimaler Überstand der Seitenplatten am Bug angegeben, der den Staubereich einfaßt und bezüglich Abbau der Bugwelle ausreichend ist.

Im Anspruch 3 werden Seitenplatten an einer 1 : 3 ansteigenden Bugplatte beschrieben, die mit einem Überstand von der Hälfte des Tiefganges die Bildung einer Bugwelle gerade verhindern Fig. 1(1).

Im Anspruch 4 wird eine Bugbegrenzung beschrieben, die das Auseinanderlaufen einer Wasserrolle vor dem Bug verhindert Fig. 2(2). Die Wasserrolle dämpft das Stampfen des Schiffes während der Fahrt und verringert das Schlagen der Wellen.

Im Anspruch 5 wird eine gewellte oder gefaltete Bugplatte Fig. 3(3) beschrieben, die in den Rücksprüngen Wellen erzeugt die aber nicht seitlich abgegeben werden.

Im Anspruch 6 wird ein zusammengesetzter Bug entsprechend den Ansprüchen 1 bis 5 beschrieben Fig. 4(4). Dieser Bug ermöglicht die Dämpfung beim Stampfen des Schiffes ähnlich den bekannten Bugausbildungen.

Im Anspruch 7 wird ein Schaufelrad beschrieben, das durch Ausbildung der Schaufeln als Siebe nur Kleinwirbel erzeugt, die kurz hinter den Schaufeln wieder verschwinden. Damit werden weiträumige Störungen des ruhenden Wassers durch den Antrieb vermieden.

Im Anspruch 8 wird eine Radialpumpe beschrieben, die als Propulsionsantrieb dient und die wellenarme Umströmung des Schiffsrumpfes nicht stört indem sie die Strömung unter dem Schiffsboden fördert.

Darstellung der Erfindung

Das Prinzip des Gleitschiffs wird anhand der Fig. 5 und 6 erläutert. In Fig. 5 wird durch die vertikalen Platten (1) am Bug eine begrenzte abgelenkte Strömung unter dem Bug erzeugt. Es bildet sich keine zu den Seiten laufende Bugwelle. Die Störungszone breitet sich bis zum Heck aus und wird in dem Bereich unter dem Schiffsboden nicht seitlich begrenzt. An der Wasseroberfläche bildet sich kein Absunk. Es bilden sich am Heck nur schwache Heckwellen. Für den Fall schneller Fahrt wird am Bug die Seitenplatte zur Begrenzung der Bugrolle höher geführt (2). Die Bugrolle wirkt dämpfend bei Wellengang bezüglich des Stampfens und Schlagens. Die Radialpumpe (5) am Heck unterstützt die Strömungsbegrenzung unter dem Schiffsboden. Der dargestellte Schiffskörper in Fig. 5 hat ein eng begrenztes Strömungsfeld unter dem Boden und eignet sich gut zur Flachwasserfahrt wie z. B. auf Kanälen. Die Herstellung ist durch die ausschließliche Ausbildung der Schiffshaut aus geraden oder gebogenen Flächen besonders einfach. Die Rolldämpfung ist groß. Der rechteckige Grundriß weist eine hohe Formstabilität und gute Lademöglichkeiten für Stückgüter auf. Fig. 6 stellt ein Schiff mit 3fach zusammengesetztem Bug (4) dar, dessen Bugplatten gefaltet (3) sind. Diese Bugform in Verbindung mit den seitlichen Leitplatten (1) bewirkt eine Dämpfung des Stampfens bei Wellengang ähnlich den herkömmlichen Bugformen. Die Faltung verhindert das Schlagen der Wellen bei Ruhe und bei Fahrt. Das Heck ist stromlinienförmig ausgebildet. Mit dieser Form sind hohe Fahrgeschwindigkeiten auch gegen Wellen bei breiten Schiffskörpern möglich.

Claims

1 Schiff mit geringer Wellenbildung, dadurch gekennzeichnet, daß es bei beliebiger Geschwindigkeit keine Schwerewellen, die sich ausbreiten, erzeugt indem der Schiffsbug durch außen parallele Wände (1) im Bereich der Wasseroberfläche begrenzt wird, so daß das verdrängte Wasser gezwungen wird, unter dem Bug abzuströmen.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der Überstand der Wände unterhalb der Wasserlinie den Teil der Ausbildung einer Strömung am Bug vor der Hauptspanebene begrenzt der durch Stau gekennzeichnet ist.

3. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Anstieg der Bugplatte von 1 : 3 der Überstand der seitlichen Wände etwa die Hälfte des Tiefgangs t beträgt.

4. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das der Überstand der Wände oberhalb der Wasserlinie eine bei größerer Geschwindigkeit entstehende Wasserrolle seitlich begrenzt.

5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bug gewellt oder gefaltet ist.

6. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bug aus mehreren parallel angeordneten Teilen (4) zusammengesetzt wird.

7. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch ein Schaufelrad erfolgt, dessen Schaufeln aus Sieben bestehen.

8. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet daß der Antrieb durch eine Radialpumpe (5) erfolgt.