DE19601809A1 - Vordersteven von Schiffen mit einem V-förmigen Bug und einem Bugwulst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Vordersteven eines Schiffes, vor­ zugsweise eines Seeschiffes, mit einem V-förmigen Schiffsbug, der mit einem Bugwulst versehen ist und der die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Bei den Vordersteven dieser Art, die durch die DE-OS 43 11 051 bekanntgeworden sind, ist der Bugwulst in Form eines Ellip­ soids ausgebildet.

Derartige ellipsoidische Bugwülste mit ihrer relativ breiten und flachen Bauweise erbringen zwar gegenüber kugel- oder birnenförmigen Bugwülsten, wie z. B. nach der FR-PS 8 80 165 vorliegen, verbesserte Strömungsverhältnisse, dadurch, daß eine widerstandsvergrößernde Bugwelle vermieden wird und sich unmittelbar hinter dem Profil ein langes Wellental bildet, sowie eine Verringerung von Stampf- und Schlingerbewegungen aufgrund der großflächigen, pontonartigen Unterseite des Pro­ fils, sie verfügen aber nach wie vor über Außenflächen, die sowohl im Querschnitt als auch im Längsschnitt gewölbt sind, also eine sphärisch gebogene Beplankung erforderlich machen.

Derartige Beplankungen sind kostenintensiv sowohl bei der Her­ stellung an den Biegemaschinen als auch vor Ort beim Zusammen­ bau des Bugwulsts und dessen Anbau an den Vordersteven.

Das gleiche gilt für Reparaturen und nachträgliche Ausrüstung mit einem Bugwulst an einem Schiff mit bugwulstlosem Vorder­ steven.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu überwinden und sie löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Durch die DE-PS 66 537 ist es zwar bekannt, am Vordersteven eines Schiffs mit einem konventionellen V-Bug unter der Was­ serlinie eine den Bug und den Vordersteven umgreifende Flosse anzuordnen, die, von oben gesehen, rechteckig ist und die, von der Seite gesehen, strömungsmäßig profiliert ist, die jedoch als aktiver Stabilisator zum Einschränken des Schlingerns und Stampfens des Schiffs wirkt und demgemäß entsprechend den Schlinger- oder Stampffrequenzen in ihrer Neigung zur Fahrt­ richtung verstellbar ist.

Aus der FR-PS 13 17 347 ist ferner zwar am Vordersteven eines Schiffs unter der Wasserlinie eine einen konventionellen Bug und den Vordersteven umgreifende, mit diesem starr verbundene Flosse bekannt, die jedoch von der Seite gesehen, nicht strö­ mungswülstig profiliert ist, sondern frontseitig in eine Schneide ausläuft und demgemäß weder die strömungsdynamischen Voraussetzungen für eine günstige Beeinflussung der Strömungs­ widerstände bei der Fahrt des Schiffs noch die erforderliche Steifigkeit der Flosse bietet.

In den Unteransprüchen sind mehrere vorteilhafte Ausführungs­ formen des Gegenstandes des Anspruchs 1 gekennzeichnet. So geben die Ansprüche 2 bzw. 3 zwei Profilformen an, von denen die erstere bei frontaler und sehnenparaller Anströmung des Wassers ein auftriebsneutrales Verhalten zeigt, während die letztere bei gleicher Anströmung einen gewissen hydrody­ namischen Auftrieb bewirkt.

Die Maßnahnahmen nach dem Anspruch 4 sollen zum einen ein Abreißen der Strömung durch Anpassung der Seitenflächen der Flosse an die Stromfäden, zum anderen ein weicheres Dämpfungs­ verhalten beim Stampfen und Schlingern des Schiffes gewähr­ leisten.

Gemäß dem Anspruch 5 soll das oben genannte Auftriebsverhalten verstärkt werden.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 den Vordersteven samt Flosse in Seitenansicht,

Fig. 2 den Vordersteven nach Fig. 1 in Schrägprojektion.

Mit 1 ist der Vordersteven eines Seeschiffs mit einem V-förmi­ gen Schiffsbug 2 und einem als Flosse 3 ausgebildeten Bugwulst bezeichnet. Die Flosse 3 ist unterhalb der Konstruktionswas­ serlinie CWL angeordnet, und zwar in einem errechneten und/ oder durch Experimente im Schleppkanal festgestellten Abstand zur Konstruktionswasserlinie, im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel im Abstand a des obersten Punkts der Flossenoberseite von etwa 1/5 der Höhe HU des Unterwasserschiffs.

Die Flosse 3 ist gegenüber dem Lot durch den Schnittpunkt S des Schiffsbugs 2 mit der Konstruktionswasserlinie CWL etwas zurückgesetzt, überragt jedoch den Schiffsbug mit ihrer Front nach vorn in üblicher Weise.

Die größte Höhe HF der Flosse 3 ist gegenüber ihrer Breite B und Länge L vergleichsweise gering und beträgt im vorliegenden Fall etwa die Hälfte ihrer Breite und etwa ein Viertel ihrer Länge. Wie aus der Seitenansicht in Fig. 1 hervorgeht, ist die Flosse 3 mit einem stromlinienförmig günstigen Profil ausge­ stattet, also frontseitig stumpf abgerundet, im Mittelbereich nach oben und unten konvex gekrümmt und im Endbereich zuge­ schärft.

Aus der Frontansicht in Fig. 1 geht hervor, daß das Profil der Flosse 3 von der Schiffsmitte M zu den ebenen Seitenflächen 3.1, 3.2 hin konisch verjüngt ist, und zwar etwa um ein drit­ tel der Profilhöhe im Mittschiffsbereich.

Wie aus der Draufsicht in Fig. 1 entnehmbar, ist die Flosse 3 auch in Querrichtung jeweils von der Mitte zu den Seitenflä­ chen 3.1, 3.2 hin konisch verjüngt, wobei die Verjüngung im Frontbereich einen stumpferen Winkel aufweist als im rückwär­ tigen Bereich.

Demgemäß stellt sich die Flossenfläche in Draufsicht als den Schiffsbug und den Vordersteven des Schiffs übergreifende, je nach rechts und links ragende Trapezform mit geraden Begren­ zungslinien daß, deren Seitenlinien 3.1, 3.2 jeweils parallel zur Schiffslängsachse L verlaufen.

Wesentlich für die erfindungsgemäße Ausbildung der Flosse ist, daß alle ihre gewölbten Flächen zweidimensional gekrümmt sind, also keine dreidimensionalen sphärischen Flächenteile aufwei­ sen.

Demgemäß fehlen auch Anrundungs- oder Übergangsflächen an den Verschneidungslinien zwischen Flosse und Schiffskörper. Wie insbesondere aus Fig. 2a hervorgeht, ist das Profil der Flosse 3 bezüglich ihrer Sehnenebene SE unsymmetrisch geformt, nämlich oberseitig stärker gewölbt als unterseitig. Hiermit wird eine größere Verdichtung der oberen Stromfäden SF erzielt und damit die Wirkung des Bugwulsts, eine Verlängerung des Wellentals hinter dem Bugwulst zu erzielen, verstärkt. Außerdem wird aufgrund des Druckunterschieds zwischen Ober- und Unterseite ein gewisser Auftriebseffekt erzielt, der das Stampf- und Schlingerverhalten des Schiffs günstig beeinflußt. Durch die erwähnte Konizität der Flossenoberseite und der Flossenunterseite, wobei die obere stärker ausgeprägt ist als die untere, wird das Verhalten des Vorschiffs insbesondere beim Stampfen im Sinne einer Stoßmilderung beeinflußt, weil ein seitliches Abströmen des Wassers jeweils beim Eintauchen bzw. Auftauchen ermöglicht ist, ohne den schwingungsdämpfenden Effekt der pontonarbeiten Flosse aufzuheben.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner vorgese­ hen, die Flosse 3 derart gegen die Stromfäden des Wassers um einen geringen Winkel d anzustellen, um hiermit einerseits die vorgenannte Wellenverlängerung um ein weiteres zu verstärken, zum anderen, um eine weitere ständige Auftriebskomponente auf das Vorschiff zu erhalten, die im gleichen Sinn wirkt, wie die oben genannte unsymmetrische Gestaltung des Profils der Flos­ se.

Claims (5)

1. Vordersteven von Schiffen mit einem V-förmigen Bug und einem diesen im Abstand unter der(n) Wasserlinie(n) frontsei­ tig und seitlich umgreifenden, symmetrisch zur Mittschiffs­ ebene angeordneten Bugwulst mit stromlinienförmigem Profil, dessen Breite in horizontaler Richtung und dessen Länge in Richtung der Schiffslängsachse größer sind als dessen Höhe in vertikaler Richtung, und der bündig an die Schiffshaut des Vorderstevens angeschlossen und starr an dieser befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bugwulst als Flosse (3) mit einem stromlinienförmigen Profil üblicher Form, nämlich im Frontbereich stumpf abgerundet, im Mittelbereich nach oben und unten konvex gekrümmt und im Endbereich zugeschärft, ausgebil­ det ist, dessen Umrisse, von oben gesehen, rechteckig oder trapezförmig sind und dessen Seitenflächen (3.1, 3.2) jeweils aus ebenen Flächen bestehen, während die gekrümmten Flächen zweidimensional gewölbt sind, und daß an den Verschneidungs­ linien der Flosse (3) mit dem Schiffskörper (1) Übergangs- und Anrundungsflächen vermieden sind.

2. Vordersteven nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Flosse (3) bezüglich seiner Sehnenebene (SE) symmetrisch ausgebildet ist, also die obere Außenfläche die gleiche Wölbung aufweist wie die untere Außenfläche.

3. Vordersteven nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Flosse (3) bezüglich seiner Sehnenebene (SE) unsymmetrisch ausgebildet ist, derart, daß die obere Augen­ fläche stärker gewölbt ist als die untere Außenfläche.

4. Vordersteven nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Profils der Seitenflä­ chen (3.1, 3.2) hinsichtlich Höhe und Länge jeweils geringer sind als die Abmessungen des Profils im Bereich der Mitt­ schiffsebene (M), derart, daß jeweils in Richtung auf die Seitenflächen (3.1, 3.2) hin konische Begrenzungslinien vor­ liegen.

5. Vordersteven nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flosse (3) bezüglich der Anströmrich­ tung des Wassers so ausgerichtet ist, daß ihre Sehnenebene (SE) unter einem geringen Winkel (d) gegen die Anströmrichtung angestellt ist.