DE19746711A1

DE19746711A1 - Rudder for watercraft

Info

Publication number: DE19746711A1
Application number: DE19746711A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Barkemeyer
Original assignee: BARKEMEYER SCHIFFSTECHNIK GmbH
Current assignee: BARKEMEYER SCHIFFSTECHNIK GmbH
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-04-22
Also published as: NO984812D0; EP0909703A2; EP0909703B1; DE59808597D1; NO984812L; EP0909703A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Steuerruder für Wasserfahr zeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to rudders for water travel witness according to the preamble of claim 1.

Steuerruder für Wasserfahrzeuge sind üblicherweise um eine senkrechte Achse, dem das Steuerruder mit dem Ruderhaus verbindenden und durch einen rumpffesten Koker geführten Ruderschaft, nach jeder Seite schwenkbar. Durch die Anströ mung des mit einem Stromlinienprofil versehenen Querruders infolge des Schrauben- oder Fahrtstroms des Wasserfahrzeugs wird ein Ruderdruck bewirkt, der sich in eine gegen die Fahrtrichtung gerichtete Widerstandskomponente und bei einer Auslenkung des Steuerruders aus der Mittel- oder Normalstellung in eine quer zur Fahrtrichtung gerichtete, die Steuerung des Wasserfahrzeugs bewirkende Steuer- oder Ruderquerkraft aufteilt.Rudders for watercraft are usually one vertical axis, which the rudder with the wheelhouse connecting and guided by a hull-proof coker Rudder shaft, swiveling to each side. By the inflows the aileron with a streamlined profile due to the screw or travel current of the watercraft a rudder pressure is created, which turns into an against the Directional resistance component and at a deflection of the rudder from the middle or Normal position in a direction transverse to the direction of travel control or effecting the control of the watercraft Split rudder force.

Infolge des Profilkörpers des Steuerruders wird die Ruder kraft durch die der Anströmung zugewandte Ruderdruckseite und die der Anströmung abgewandte Rudersaugseite aufge bracht, wobei die Ruderdruckseite ca. ein Drittel der Ruder querkraft und die Rudersaugseite ca. zwei Drittel der Ruderquerkraft erbringt.As a result of the profile of the rudder, the rudder force through the rudder pressure side facing the inflow and the rudder suction side facing away from the inflow brings, the rudder pressure side about a third of the rudder lateral force and the rudder suction side approx. two thirds of the Rudder force.

Ein wirbelfreies Anströmen des Steuerruders erfolgt nur dann, wenn die Anströmung mit der Profillängsachse gleichge richtet ist bzw. senkrecht zum Ruderschaft verläuft oder mit dieser einen verhältnismäßig kleinen Winkel bildet. Bei größeren Ausschlägen des stromlinienförmigen Ruderkörpers erfolgt ein Abreißen der Strömung auf der Rudersaugseite dicht hinter dem Profilkopf des stromlinienförmigen Steuer ruders und es tritt auf der Rudersaugseite eine starke Wirbelbildung ein. Diese hat eine erhebliche Verminderung der der Steuerung des Wasserfahrzeuges dienenden Ruderquer kraft und eine beträchtliche Vergrößerung des Strömungswi derstandes des Steuerruders zur Folge. Aus diesem Grunde arbeiten derartige Profilruder nur bis zu einer Auslenkung von ca. 25° bis 30° Ruderlage zufriedenstellend. Bei größe ren Winkeln bricht die Ruderquerkraft ein, da die Ruder saugseite aufgrund des Saugseitenabrisses nicht mehr um strömt wird. A vortex-free flow onto the rudder only occurs then when the inflow is the same as the longitudinal axis of the profile is directed or runs perpendicular to the rudder stock or forms a relatively small angle with it. At larger deflections of the streamlined rudder body the flow is interrupted on the rudder suction side just behind the profile head of the streamlined tax rudder and there is a strong on the rudder suction side Vortex formation. This has a significant reduction the rudder control used to control the watercraft force and a considerable increase in flow wi the result of the rudder. For this reason such rudders only work up to a deflection from approx. 25 ° to 30 ° rudder position satisfactory. With size The rudder shear angle drops because the rudders suction side no longer due to the suction side tear is flowing.

Diese unerwünschten Erscheinungen können weitgehend dadurch unterdrückt werden, daß an der Stelle, wo die Strömung zum Abreißen neigt, durch einen sich düsenartig verengenden Spalt kräftig strömende Flüssigkeit tangential zur Wandung zugeführt wird. Dadurch wird verglichen mit der Anströmung des Profilkörpers ohne zusätzliche Spaltströmung bei größe ren seitlichen Ruderlagen eine größere Querkraft erzielt und zudem wird der Strömungswiderstand des Ruderkörpers infolge der Unterdrückung der Wirbelbildung verringert.These undesirable phenomena can largely be caused by this be suppressed that at the point where the flow to the Tearing tends to be caused by a nozzle-like narrowing Splitting vigorously flowing liquid tangential to the wall is fed. This is compared to the inflow of the profile body without additional gap flow at size greater lateral force is achieved and also the flow resistance of the rudder body reduced due to the suppression of vortex formation.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-PS 6 65 716 bekannt, bei der zu beiden Seiten des Ruderkopfes eines stromlinien förmigen Steuerruders symmetrisch zu dessen Mittelebene zwei tragflächenartig gekrümmte Vorprofile mittels Rippen oder dergleichen befestigt und so angeordnet sind, daß zwischen deren Eintrittskanten eine weite Öffnung ver bleibt, die sich in zwei düsenartig enger werdende, am Ruderkopf entlang geführte Kanäle gabelt.Such an arrangement is known from DE-PS 6 65 716, with a streamlined on either side of the rudder head shaped rudder symmetrical to its median plane two wing-like curved pre-profiles by means of ribs or the like attached and arranged so that Ver a wide opening between the leading edges remains, which becomes narrower in two nozzles, at Rudder head forked along channels.

Ebenfalls zur Vermeidung eines Saugseitenabrisses ist aus der GB 2 021 062 A ein als sogenanntes Rotorruder ausgebil detes Hochleistungsruder bekannt, das aus einem Hauptruder blatt und einem an diesem angelenkten Flossenruderblatt besteht, das unabhängig vom Hauptruderblatt ausgelenkt werden kann. Anstelle eines gekrümmten Ruderkopfes ist an der Vorderkante des Ruders ein zylindrischer oder walzenför miger Rotor angeordnet, der saugseitig in Richtung der Anströmung umlaufend antreibbar ist. Mittels des Rotors wird auch bei großen Ruderlagen Energie zur Rudersaugseite geführt und dadurch der Saugseitenabriß vermieden. Auch bei Ruderlagen bis 50° führt dies zu einer großen Rudergesamt querkraft und damit zu einer wirksamen Steuerung des Wasser fahrzeugs. Also to avoid a suction side tear is off GB 2 021 062 A is designed as a so-called rotor rudder Detes high-performance rudder known from a main rudder sheet and a fin rudder blade articulated to this exists, which deflects independently of the main rudder blade can be. Instead of a curved rudder head is on the front edge of the rudder is cylindrical or roller-shaped miger rotor arranged on the suction side in the direction of Inflow is driven all round. By means of the rotor even at large rudder positions, energy becomes the rudder suction side led and avoided the suction side tear. Also at Rudder positions up to 50 ° result in a large rudder overall shear force and thus for an effective control of the water vehicle.

Nachteilig bei dieser Art eines Hochleistungsruders ist die Notwendigkeit, an der Vorderkante des Ruders, die eine extrem beanspruchte Stelle darstellt, einen konstruktiv aufwendigen Rotor mit dazugehörigem Antrieb zu installie ren, der je nach Ruderlage und Schubbelastung des Schiffs propellers mit großen Drehzahlen in nur kurzen Zeitinterval len umgesteuert werden muß, um jeweils der Rudersaugseite Energie zuzuführen.This type of high-performance rudder is disadvantageous Need at the front edge of the rudder, the one extremely stressed position, a constructive complex rotor with associated drive to install depending on the rudder position and thrust load on the ship propellers with high speeds in only a short time interval len must be reversed to the rudder suction side To supply energy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Steuer ruder für Wasserfahrzeuge ohne zusätzliche Anbauteile oder bewegliche Teile außerhalb des Ruderblattes sowohl die gegen die Fahrtrichtung gerichtete Widerstandskomponente des Steuerruders zu verringern als auch bei einem Ruderaus schlag die Wirksamkeit der Rudersaugseite aufrechtzuerhal ten.The object of the present invention is for a tax Rudder for watercraft without additional attachments or moving parts outside the rudder blade both the resistance component directed against the direction of travel to reduce the rudder as well as a rudder maintain the effectiveness of the rudder suction side ten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft ein als Strahlruder aus gebildetes Hochleistungs-Steuerruder für Wasserfahrzeuge, bei dem auch bei großen Ruderlagen ein Saugseitenabriß verhindert und damit eine maximale Ruderkraft aufgebaut wird, und dessen gegen die Fahrtrichtung gerichtete Wider standskomponente sowohl in der neutralen Mittenlage als auch bei allen Ruderausschlägen minimal ist. Diese Wirkung wird ohne zusätzliche Anbauteile oder bewegliche Teile außerhalb des Ruderblattes erzielt, so daß die Festigkeits werte des Steuerruders nicht beeinträchtigt werden und keine aufwendigen Konstruktionen erforderlich sind. The solution according to the invention creates one as a thruster formed high-performance rudder for watercraft, in which a suction side tear even with large rudder positions prevented and thus built up a maximum rowing power is, and its counter to the direction of travel stand component both in the neutral central position and is also minimal with all rudder deflections. This effect without additional attachments or moving parts achieved outside the rudder blade, so that the strength rudder values are not impaired and no complex constructions are required.

Dabei ist die Wirkung des Strahlruders vergleichbar mit der Wirkung eines Rohrkrümmers, der die auf das Ruderblatt einwirkende Anströmung auf beide Seiten umlenkt und damit bei einem Ruderausschlag einen Saugseitenabriß verhindert bzw. bei Normallage des Ruders den Oberflächenwiderstand herabsetzt.The effect of the thruster is comparable to that Effect of a pipe bend that affects the rudder blade incoming flow deflects on both sides and thus prevents a suction side tear in the event of a rudder deflection or with normal rudder surface resistance belittles.

Zwar ist es aus der Flugzeugtechnik grundsätzlich bekannt, bei Flugzeugtragflügeln energiereiche Luft in die Grenz schicht einzublasen, um auf diese Weise eine Ablösung der Grenzschicht zu verhindern, jedoch wird dieses Prinzip entweder zur Erhöhung des Auftriebs oder zur Erzeugung von Verstellkräften für ein Pendelruder genutzt. Eine derartige Anordnung ist aus der DE 15 06 567 A1 bekannt, bei der wahlweise in die auf der Oberseite oder Unterseite eines Pendelruders verlaufende Strömung ein etwa quer zur Strö mung stehender Schleier eines flüssigen, gas- oder pulver förmigen Steuermediums ausgeblasen wird. Das ausgeblasene Medium wird dazu verwendet, die freie Strömung um das Steuerruder zu beeinflussen und auf diese Weise die Ver stellkräfte für das Ruder zu erzeugen.Although it is basically known from aircraft technology, In aircraft wings, high-energy air in the border to blow the layer in order to detach the To prevent boundary layer, however, this principle either to increase buoyancy or to generate Adjustment forces used for a pendulum rudder. Such Arrangement is known from DE 15 06 567 A1, in which either in the top or bottom of a Pendulum rudder current flowing approximately across the stream standing veil of a liquid, gas or powder shaped control medium is blown out. The blown out Medium is used to keep the free flow around the To influence rudder and in this way the ver generating actuators for the rudder.

Aus der DE 30 10 431 A1 ist es bekannt, die Grenzschicht eines eingetauchten Strömungskörpers durch ein gasförmiges oder flüssiges Medium zu beschleunigen oder abzulösen, um den Oberflächenreibungswiderstand zu verringern. Zu diesem Zweck wird über düsenartige Bohrungen in der äußeren Schiffswand eines Wasserfahrzeuges Druckgas in das Fahrwas ser geleitet, so daß das durch die Düsen ausströmende Druckgas auf die den Oberflächenreibungswiderstand verursa chende Grenzschicht stößt und diese zur Beschleunigung und Ablösung bringt. From DE 30 10 431 A1 it is known the boundary layer of an immersed flow body through a gaseous one accelerate or detach liquid medium in order to to reduce the surface friction resistance. To this Purpose is through nozzle-like holes in the outer Ship wall of a watercraft pressurized gas into the fairway water directed so that the flowing out through the nozzles Compressed gas on the surface friction resistance appropriate boundary layer and this for acceleration and Detachment brings.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnun gen am in Fahrtrichtung des Wasserfahrzeugs vorderen Drit tel des Ruderblattes angeordnet sind. Da der Saugseiten abriß bei wachsenden Ruderlagen an dieser Seite auftritt, ist ein Einbringen von Energie in diesen Bereich des Ruder blattes auf der jeweiligen Rudersaugseite am wirkungsvoll sten, um eine große Rudergesamtquerkraft zu erzielen und die Rudersaugseite fortlaufend zu umströmen.An advantageous embodiment of the invention Solution is characterized in that the outlet opening on the third third in the direction of travel of the watercraft tel of the rudder blade are arranged. Because of the suction sides tearing occurs on this side with growing rudder positions, is an introduction of energy into this area of the rudder blade on the respective rudder suction side to achieve a large total rudder force and to continuously flow around the rudder suction side.

Die Anordnung weiterer Austrittsöffnungen verteilt über die gesamten Seitenflächen des Ruderblattes dient dazu, Kavita tionserscheinungen durch Ausblasen an den gefährdeten Stellen am Ruderblatt zu verringern bzw. zu verhindern. Neben der Kavitationssicherheit kann damit auch eine Propul sionsverbesserung erzielt werden, indem beispielsweise an beiden Seiten des Ruderblattes ausgeblasen wird und damit Dampfblasen vermieden werden.The arrangement of further outlet openings distributed over the entire side surfaces of the rudder blade serves to Kavita symptoms of blowing out the endangered Reduce or prevent spots on the rudder blade. In addition to cavitation security, a propul can also be used sion improvement can be achieved, for example, by both sides of the rudder blade is blown out and thus Steam bubbles can be avoided.

Vorteilhafterweise werden mehrere Austrittsöffnungen in Fahrtrichtung des Wasserfahrzeugs hintereinander und/oder versetzt zueinander angeordnet, wobei die Austrittsöffnun gen zumindest über einen Teil der Höhe des Ruderblattes verteilt angeordnet werden können.Advantageously, several outlet openings in Direction of travel of the watercraft one behind the other and / or offset from one another, the outlet opening at least over part of the height of the rudder blade can be distributed.

Vorzugsweise bestehen die Austrittsöffnungen aus senkrecht zur Fahrtrichtung des Wasserfahrzeugs verlaufenden Schlit zen.The outlet openings preferably consist of vertical Schlit extending to the direction of travel of the watercraft Zen.

Durch Veränderung des Querschnitts der Austrittsöffnungen kann bei gleichbleibendem Druck des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums die Austrittsgeschwindigkeit des Medi ums verändert werden, um den unterschiedlichen Bedingungen, wie Ruderlage, Fahrtgeschwindigkeit, Profil des Ruderblat tes und dergleichen, Rechnung zu tragen. Alternativ hierzu kann die Austrittsgeschwindigkeit des Mediums durch Verände rung der Fördermenge bzw. des Mediumdrucks variiert werden.By changing the cross section of the outlet openings can with constant pressure of the liquid and / or gaseous medium the exit velocity of the medium in order to be changed to meet the different conditions, such as rudder angle, speed, rudder blade profile tes and the like to take into account. Alternatively can change the exit velocity of the medium through changes tion of the delivery rate or the medium pressure can be varied.

Durch individuelle Verbindung der über den Ruderkopf ver teilt angeordneten Austrittsöffnungen mit einer Förderein richtung für das Medium sowie durch individuelle oder gruppenweise Steuerung der Querschnitte der Austrittsöffnun gen kann die Austrittsgeschwindigkeit des Mediums auf beiden Seitenflächen des Ruderblattes vorzugsweise unabhän gig voneinander gesteuert werden. Insbesondere ist der Austritt des Mediums über die Höhe des Ruderblattes unter schiedlich steuerbar.By individually connecting the ver divides arranged outlet openings with a conveyor direction for the medium as well as by individual or Group control of the cross-sections of the outlet openings the outlet speed of the medium can be reduced Both side surfaces of the rudder blade are preferably independent can be controlled from each other. In particular, the The medium escapes below the height of the rudder blade controllable in different ways.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Austritt des Mediums an beiden Seitenflächen des Ruderblattes in Bezug auf die Hochachse des Ruderblattes asymmetrisch steuerbar, wodurch unter Berücksichtigung des Propeller dralls das asymmetrische Ausblasen zu einer weiteren Verbes serung der Propulsion und der Vermeidung bzw. Verringerung von Kavitationserscheinungen führt.According to a further feature of the invention, the exit of the medium on both side surfaces of the rudder blade in Asymmetrical with respect to the vertical axis of the rudder blade controllable, taking into account the propeller swirls the asymmetrical blowout to another verb propulsion and avoidance or reduction of cavitation symptoms.

Die Fördereinrichtung für das Medium kann wahlweise im Ruderblatt oder im Wasserfahrzeug angeordnet werden, wobei bei einer Anordnung der Fördereinrichtung im Wasserfahrzeug das Medium über eine Leitung geführt wird, die über den das Ruderblatt mit dem Rumpf des Wasserfahrzeugs verbindenden Ruderschaft und/oder den zur Führung des Ruderschaftes durch die Schiffswand dienenden Koker geführt ist. The conveying device for the medium can optionally in Rudder blade or be arranged in the watercraft, whereby with an arrangement of the conveyor in the watercraft the medium is routed via a line, through which the Rudder blade connecting to the hull of the watercraft Rudder and / or for the management of the rudder is led through the koker serving the ship wall.

Bei einer Anordnung der Fördereinrichtung im Ruderblatt wird vorzugsweise die Ansaugöffnung für das flüssige Medium im Ruderblatt selbst angeordnet, insbesondere an der Vorkan te des Ruderblattes in Höhe der Propellerwelle.If the conveyor is arranged in the rudder blade is preferably the suction opening for the liquid medium arranged in the rudder blade itself, especially on the forward edge te of the rudder blade at the level of the propeller shaft.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemä ßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkante des Ruderblattes aus einem Ankerkopf besteht, der mit dem durch die Seitenflächen des Ruderblattes begrenzten Ruderkörper verbindbar ist und daß die Austrittsöffnungen zwischen den Stirnseiten der Seitenflächen und den Seitenkanten des An kerkopfes ausgebildet sind. Durch Verändern des Abstan des des Ankerkopfes zum Ruderkörper kann die Größe der Austrittsöffnungen in einfacher und reproduzierbarer Weise eingestellt werden.Another advantageous embodiment of the invention essen solution is characterized in that the leading edge of the Rudder blade consists of an anchor head that with the through the rudder body bounded by the side surfaces of the rudder blade is connectable and that the outlet openings between the End faces of the side surfaces and the side edges of the An kerkopfes are formed. By changing the distance of the anchor head to the rudder body can be the size of the Outlet openings in a simple and reproducible manner can be set.

Besteht das Ruderblatt aus einem profilierten Ruderkörper und einem gewölbten Ruderkopf sowie vom Ruderkopf zu einer Hinterkante des Ruderblattes zusammenlaufenden Seitenflä chen, so werden die Austrittsöffnungen bevorzugt in dem an dem Ruderkopf angrenzenden Bereich der Seitenflächen ange ordnet.The rudder blade consists of a profiled rudder body and a domed rudder head and from the rudder head to one Trailing edge of the rudder blade converging side surface chen, the outlet openings are preferred in the the area of the side surfaces adjacent to the rudder head arranges.

Bei einem als Hochleistungs-Flossenruder ausgebildeten Steuerruder mit einem an der Hinterkante eines Hauptruder blattes angelenkten Flossenruderblatt können im in Fahrt richtung des Wasserfahrzeugs vorderen Drittel des Hauptru derblattes Austrittsöffnungen für ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium angeordnet werden. Zusätzlich können in dem an die Anlenkung des Flossenruderblattes am Hauptruder blatt anschließenden vorderen Drittel des Flossenruderblat tes Austrittsöffnungen für ein flüssiges und/oder gasförmi ges Medium angeordnet werden. With a trained as a high-performance fin rudder Rudder with one on the rear edge of a main rudder Leaf articulated fin rudder blade can be in motion Direction of the watercraft front third of the main ru derblattes outlet openings for a liquid and / or gaseous medium can be arranged. In addition, in to the articulation of the fin rudder blade on the main rudder leaf adjoining the front third of the fin rudder blade tes outlet openings for a liquid and / or gaseous arranged medium.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke weiter erläutert werden. Es zeigen:Based on the embodiment shown in the drawing should play the idea underlying the invention to be explained further. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung mehrerer konventio neller Steuerruder sowie des erfindungsgemäßen Strahlruders bei unterschiedlichen Ruderlagen sowie die dazugehörigen Strömungsverhältnisse und Ruderquerkräfte; Figure 1 is a schematic representation of several conventional control rudders and the thruster according to the invention at different rudder positions and the associated flow conditions and rudder transverse forces.

Fig. 2 eine schematisch-perspektivische Seitenansicht eines Steuerruders mit Austrittsöffnungen für ein flüssiges Medium; Figure 2 is a schematic perspective side view of a rudder with outlet openings for a liquid medium.

Fig. 3 eine schematisch-perspektivische Frontansicht des Steuerruders gemäß Fig. 2; Fig. 3 is a schematic perspective front view of the rudder of FIG. 2;

Fig. 4 eine schematisch-perspektivische Seitenansicht eines Steuerruders mit Austrittsöffnungen für ein gasförmiges Medium; Figure 4 is a schematic perspective side view of a rudder with outlet openings for a gaseous medium.

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Ruderkopf gemäß den Fig. 2 bis 4 mit fest einstellbaren Austritts öffnungen; Fig openings 5 is a cross section through the rudder head according to Figures 2 to 4 with a fixed adjustable outlet..;

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Ruderkopf gemäß Fig. 5 mit verstellbaren Austrittsöffnungen; FIG. 6 shows a cross section through the rudder head according to FIG. 5 with adjustable outlet openings;

Fig. 7 einen Querschnitt durch den vorderen Teil eines Steuerruders mit einem Ankerkopf zur Einstellung der Größe der Austrittsöffnungen und Fig. 7 shows a cross section through the front part of a rudder with an anchor head for adjusting the size of the outlet openings and

Fig. 8 ein Diagramm mit dem Verlauf der Ruderquerkraft und des Ruderwiderstandes in Abhängigkeit von der Ruderlage bei einem Normalruder, einem Hochleistungs-Flossenruder, einem Rotorruder und einem erfindungsgemäßen Strahlruder. Fig. 8 is a diagram with the course of the rudder and the rudder shear force resistance as a function of the rudder angle in a normal rudder, a high performance fin rudder, a rotor rudder and a thruster according to the invention.

Der in den Fig. 1a bis 1d dargestellte Strömungsverlauf bei unterschiedlichen Rudertypen und unterschiedlichen Ruderlagen sowie den daraus resultierenden Ruderquerkräften auf der Rudersaugseite und der Ruderdruckseite verdeutlicht die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Strahlruders, insbe sondere bei großen Winkeln gegenüber der Normallage. Bei Ruderlagen unter 25° wird gemäß Fig. 1a das Normalruder NR sowohl auf der Ruderdruckseite als auch auf der Rudersaugseite gleichmäßig umströmt, so daß eine wirksame Ruderquerkraft aufgebaut wird, die sich zu einem Drittel aus der Ruderquerkraft RKD auf der Ruderdruckseite und zu zwei Dritteln aus der Ruderquerkraft RKS auf der Ruder saugseite zusammensetzt.The flow curve shown in FIGS . 1a to 1d with different rudder types and different rudder positions and the resulting rudder transverse forces on the rudder suction side and the rudder pressure side illustrates the effectiveness of the jet rudder according to the invention, in particular at large angles with respect to the normal position. In rudder angle below 25 ° Fig invention. 1a, the normal rudder NR flows around evenly on both the rudder pressure side and on the Rudersaugseite, so that an effective Ailerons force is built up, consisting of up to a third of the rudder lateral force RKD on the rudder pressure side and two-thirds of the rudder transverse force on the rudder suction side.

Bei einer in Fig. 1b dargestellten Ruderlage von mehr als 25° bricht die Ruderquerkraft auf der Rudersaugseite ein, da die Rudersaugseite infolge des Saugseitenabrisses nicht mehr umströmt wird.At a rudder position shown in FIG. 1b of more than 25 °, the rudder transverse force on the rudder suction side drops because the rudder suction side is no longer flowed around due to the suction side tear.

Gemäß Fig. 1c treten die gleichen Verhältnisse auch bei einem Hochleistungs-Flossenruder auf, wenn Ruderlagen mit einem Winkel von mehr als 25° eingestellt werden. Auch in diesem Fall reißt die Saugseitenströmung beim Flossenru der FR ab und die Ruderquerkraft wird ausschließlich durch die auf der Ruderdruckseite erbrachte Ruderquerkraft RKD aufgebracht, die aber gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1a nur ca. ein Drittel der für die Steuerung wirksamen Ruderquerkraft ausmacht.According to FIG. 1c, the same conditions also occur with a high-performance fin rudder if rudder positions are set at an angle of more than 25 °. In this case, too, the suction side flow at the fin of the FR breaks off and the rudder transverse force is exerted exclusively by the rudder transverse force RKD provided on the rudder pressure side, which however, according to the schematic illustration in FIG. 1a, only makes up about a third of the rudder transverse force effective for the control.

In Fig. 1d sind die Strömungsverhältnisse bei einem erfin dungsgemäßen Strahlruder und einem Ruderausschlag von mehr als 25° dargestellt. Infolge der Ausströmung eines flüssi gen und/oder gasförmigen Mediums auf der Rudersaugseite wird ein Saugseitenabriß vermieden und die wirksame Ruder querkraft setzt sich wie bei kleinen Ruderlagen von weniger als 25° zu einem Drittel aus der auf der Ruderdruckseite erbrachten Ruderquerkraft und zu zwei Dritteln aus der auf der Rudersaugseite erbrachten Ruderquerkraft zusammen.In Fig. 1d, the flow conditions are shown with a thruster according to the invention and a rudder deflection of more than 25 °. As a result of the outflow of a liquid and / or gaseous medium on the rudder suction side, a suction side tear is avoided and the effective rudder transverse force, as with small rudder positions of less than 25 °, is made up of one third of the rudder transverse force provided on the rudder pressure side and two thirds of that together on the rudder suction side.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht und Fig. 3 in einer Frontansicht in schematisch-perspektivischer Darstellung ein Ruderblatt 1 eines erfindungsgemäßen Strahlruders. Das Ruderblatt 1 besteht aus einem Profilkörper mit einer Vorkante 11, die in profilierte und voneinander beabstande te Seitenflächen 12, 13 übergeht, die wiederum zur Hinter kante 14 des Ruderblattes 1 zusammenlaufen. Das Ruder blatt 1 ist mit einem Ruderschaft 2 verbunden, der durch einen nicht näher dargestellten, mit dem Rumpf des Wasser fahrzeugs fest verbundenen Koker geführt ist und in einem Ruderhaus endet, das mit entsprechenden Steuereinrichtungen zur Veränderung der Ruderlage versehen ist. Fig. 2 shows a side view and Fig. 3 in a front view in a schematic perspective view a rudder blade 1 of a thruster according to the invention. The rudder blade 1 consists of a profile body with a leading edge 11 , which merges into profiled and spaced te side surfaces 12 , 13 , which in turn converge to the rear edge 14 of the rudder blade 1 . The rudder blade 1 is connected to a rudder shaft 2 , which is guided through a koker which is not shown in detail, is firmly connected to the hull of the watercraft and ends in a wheelhouse which is provided with corresponding control devices for changing the rudder position.

In den an die Vorkante 11 angrenzenden Bereichen der Seiten flächen 12, 13 des Ruderblattes 1 sind Austrittsöffnungen 3 für ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium vorgesehen. Diese Austrittsöffnungen 3 sind vorzugsweise so gestaltet, daß das Medium in Fahrtrichtung, das heißt von der Vorkan te 11 zur Hinterkante 14 gerichtet, aus den Austrittsöffnun gen 3 ausströmt.In the areas adjacent to the leading edge 11 of the side surfaces 12 , 13 of the rudder blade 1 , outlet openings 3 are provided for a liquid and / or gaseous medium. These outlet openings 3 are preferably designed so that the medium flows in the direction of travel, that is, from the Vorkan te 11 to the rear edge 14 , from the outlet openings 3 conditions .

Die Austrittsöffnungen 3 können unterschiedlich gestaltet sowie in unterschiedlicher Konfiguration angeordnet werden. So ist beispielsweise ein von der Oberkante 15 des Ruder blattes 1 bis zu dessen Unterkante 16 durchgehender Spalt in beiden Seitenflächen 12, 13 des Ruderblattes 1 im glei chen Abstand von der Vorkante 11 möglich. Eine andere Ausgestaltung kann darin bestehen, daß gemäß Fig. 2 Austrittsspalte in jeder Seitenfläche 12, 13 in der oberen und unteren Ruderhälfte angeordnet und über jeweils eine Mediumleitung 41, 42 mit einer Fördereinrichtung 5 verbun den sind.The outlet openings 3 can be designed differently and can be arranged in different configurations. Thus, a top edge 15 of the rudder of the sheet, for example, 1 to continuous to the lower edge 16 gap in both side surfaces 12, 13 of the rudder blade 1 in the sliding surfaces spaced from the forward edge 11 is possible. Another embodiment may consist in that, according to FIG. 2, outlet gaps are arranged in each side surface 12 , 13 in the upper and lower rudder half and are connected to a conveying device 5 via a respective medium line 41 , 42 .

Die vorzugsweise aus einer Pumpe bestehende Fördereinrich tung 5 ist über eine Medium-Zufuhrleitung 40 mit einem Einlaß 4 verbunden, durch den das in diesem Falle flüssige Medium angesaugt und über die Mediumleitung 41, 42 zu den Austrittsöffnungen 3 befördert wird, wo es mit vorgegebener Austrittsgeschwindigkeit aus den Austrittsöffnungen 3 austritt. Die Stromversorgung der Fördereinrichtung 5 erfolgt über ein Kabel 51, das vorzugsweise durch eine Bohrung 20 im Ruderschaft 2 bzw. durch den Koker geführt ist.The preferably consisting of a pump Fördereinrich device 5 is connected via a medium supply line 40 to an inlet 4 through which the liquid medium in this case is sucked in and conveyed via the medium line 41 , 42 to the outlet openings 3 , where it is at a predetermined outlet speed emerges from the outlet openings 3 . The conveyor 5 is supplied with power via a cable 51 , which is preferably guided through a bore 20 in the rudder stock 2 or through the koker.

Alternativ zur Anordnung einer Ansaugöffnung 4 in Höhe der Propellerwelle an der Vorkante 11 des Ruderblattes 1 ist eine Zufuhr eines flüssigen Mediums auf der Oberkante 15, der Unterkante 16 oder an beiden Seitenflächen 12, 13 des Ruderblattes 1 möglich. As an alternative to arranging a suction opening 4 at the level of the propeller shaft on the leading edge 11 of the rudder blade 1, it is possible to supply a liquid medium on the top edge 15 , the bottom edge 16 or on both side surfaces 12 , 13 of the rudder blade 1 .

Anstelle durchgehender Spalte sind auch mehrere einzelne, hintereinander und/oder versetzt zueinander angeordnete Spalte vorsehbar. Die hintereinander und/oder versetzt zueinander angeordneten Spalte 31, 32, 33, 34 sind analog zu der Anordnung gemäß Fig. 2 gruppenweise in der oberen und unteren Ruderhälfte zu beiden Seiten der Vorkante 11 zusammengefaßt und ermöglichen somit eine individuelle Steuerung des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums.Instead of continuous gaps, several individual gaps arranged one behind the other and / or offset from one another can also be provided. The columns 31 , 32 , 33 , 34 arranged one behind the other and / or offset from one another are grouped analogously to the arrangement according to FIG. 2 in groups in the upper and lower rudder half on both sides of the leading edge 11 and thus enable individual control of the liquid and / or gaseous medium.

Der Abstand der Austrittsöffnungen 3 von der Vorkante 11 des Ruderblattes 1 variiert je nach Abhängigkeit der Schub belastung des Propellers. In diesem Sinne können auch mehrere Austrittsöffnungen in unterschiedlichen Abständen zur Vorkante 11 des Ruderblattes 1 angeordnet und jeweils über getrennte Rohrleitungen mit der Fördereinrichtung 5 verbunden werden. Durch die Anordnung von Drosselklappen in den einzelnen Mediumleitungen 41, 42 können die Druckver hältnisse und damit die Austrittsgeschwindigkeit des flüssigen und/ oder gasförmigen Mediums in den verschiede nen Austrittsöffnungen 31 bis 34 fest oder variabel einge stellt werden.The distance between the outlet openings 3 from the leading edge 11 of the rudder blade 1 varies depending on the dependence of the thrust load on the propeller. In this sense, several outlet openings can also be arranged at different distances from the leading edge 11 of the rudder blade 1 and each connected to the conveyor device 5 via separate pipelines. The arrangement of throttle valves in the individual medium lines 41 , 42 allows the pressure ratios and thus the exit velocity of the liquid and / or gaseous medium in the various outlet openings 31 to 34 to be fixed or variable.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, die in unterschiedlichen Abständen zur Vorkante 11 des Ruderblattes 1 angeordneten Austrittsöffnungen 3 durch einzelne Fördereinrichtungen anzusteuern, deren Druckseite individuell steuerbar ist. Damit kann in Abhängigkeit von der Ruderlage und des Ruder ausschlags zur Backbordseite oder Steuerbordseite in die jeweilige Saugseite des Ruderblattes 1 über die Austrittsöffnungen 3 das flüssige und/oder gasförmige Medium mit einer vorgebbaren oder variablen Austrittsge schwindigkeit ausgeblasen werden, um auf diese Weise wirk sam einen Saugseitenabriß zu vermeiden. It is also possible to control the outlet openings 3 arranged at different distances from the leading edge 11 of the rudder blade 1 by means of individual conveying devices, the pressure side of which can be controlled individually. Thus, medium can be blown out speed with a predetermined or variable Austrittsge a function of the rudder and the rudder deflection to the port side or starboard side into the respective suction side of the rudder blade 1 via the outlet openings 3, the liquid and / or gaseous to more sam in this way a Avoid suction side tear.

In der Normallage des Steuerruders können durch Ausblasen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums Kavitationser scheinungen vermieden bzw. verringert werden, das heißt durch Bildung eines gasförmigen oder flüssigen Schleiers in der Außenhaut des Steuerruders wird der Oberflächenwider stand vermindert und damit die Widerstandskomponente des Ruders herabgesetzt. In gleicher Weise kann eine Propul sionsverbesserung durch Ausblasen an beiden Seiten des Steu erruders erzielt werden.In the normal position of the rudder can blow out of the liquid and / or gaseous medium cavitation appearances are avoided or reduced, that is by forming a gaseous or liquid haze in the outer skin of the rudder becomes opposed to the surface was reduced and thus the resistance component of the Rudder lowered. In the same way, a propul sions improvement by blowing out on both sides of the steering erruders can be achieved.

Durch asymmetrisches Ausblasen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums auf der oberen und unteren Hälfte des Steuerruders, beispielsweise durch Ausblasen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums auf der oberen Steuerbordseite und der unteren Backbordseite des Steuerruders kann unter Berücksichtigung des Propellerdralls eine weitere Verbesse rung der Propulsion und der Kavitationssicherheit bei Verringerung des Widerstandswerts des Steuerruders erzielt werden.By asymmetrically blowing out the liquid and / or gaseous medium on the upper and lower half of the Rudder, for example by blowing out the liquid and / or gaseous medium on the upper starboard side and the lower port side of the rudder can be under Considering the propeller twist another improvement propulsion and cavitation security Reduced drag on the rudder become.

Fig. 4 zeigt in schematisch-perspektivischer Seitenansicht eine alternative Anordnung des erfindungsgemäßen Strahlru ders, bei der die Fördereinrichtung nicht im Ruderblatt 1, sondern außerhalb des Ruderblattes, beispielsweise im Rudermaschinenraum, angeordnet ist. Die Zufuhr des gasförmi gen oder flüssigen Mediums erfolgt beispielsweise über eine Bohrung 20 im Ruderschaft 2 zu einer Mediumleitung 43, die sich in mehrere Mediumleitungen 44, 45 aufteilt, die zu den Austrittsöffnungen 31 bis 34 auf den beiden Seitenflächen 12, 13 des Ruderblattes 1 führen und beispielsweise gruppen weise in Austrittsöffnungen 31 bis 34 in der oberen und unteren Ruderhälfte zusammengefaßt sind. Fig. 4 zeigt die beiden zu den Austrittsöffnungsgruppen 31, 33 in der Ruder fläche 12 oberhalb und unterhalb der Ruderblattmitte ange ordneten Austrittsöffnungen 31 und 33 führenden Mediumlei tungen 44, 45. Fig. 4 shows a schematic perspective side view of an alternative arrangement of the Strahlru according to the invention, in which the conveyor is not arranged in the rudder blade 1 , but outside the rudder blade, for example in the rowing machine room. The supply of the gaseous or liquid medium takes place, for example, via a bore 20 in the rudder shaft 2 to a medium line 43 which is divided into a plurality of medium lines 44 , 45 , which lead to the outlet openings 31 to 34 on the two side surfaces 12 , 13 of the rudder blade 1 and, for example, groups are summarized in outlet openings 31 to 34 in the upper and lower rudder half. Fig. 4 shows the two to the outlet opening groups 31 , 33 in the rudder surface 12 above and below the rudder blade center arranged outlet openings 31 and 33 leading medium lines 44 , 45th

Bei Verwendung eines gasförmigen Mediums, beispielsweise Luft, kann in der Anordnung gemäß Fig. 4 die Luftzuführung von außerhalb des Ruderblattes, beispielsweise aus dem Rudermaschinenraum, erfolgen. Die Zufuhr der notwendigen Luft zu den Austrittsöffnungen kann ebenfalls durch den Ruderschaft 2 bzw. den Koker zu den Mediumleitungen 44, 45 erfolgen.When using a gaseous medium, for example air, in the arrangement according to FIG. 4 the air can be supplied from outside the rudder blade, for example from the rowing machine room. The necessary air can also be supplied to the outlet openings through the rudder stock 2 or the koker to the medium lines 44 , 45 .

Neben einer Veränderung der Austrittsgeschwindigkeit des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums durch Veränderung der Fördermenge ist eine veränderbare Einstellung der Austrittsöffnungen möglich. Fig. 5 zeigt in einem Quer schnitt durch den vorderen Teil eines Ruderblattes 1 einen Anker- oder Ruderkopf 10, an den sich die Ruderseitenflä chen 12, 13 anschließen. In dem Übergangsbereich vom Ruder kopf 10 zu den Seitenflächen 12, 13 werden Austrittsöffnun gen 35, 36 dadurch gebildet, daß Öffnungszylinder 61, 62 in über eine Verbindungseinrichtung 6 in vorgegebenem Abstand zueinander angeordnet werden.In addition to changing the outlet speed of the liquid and / or gaseous medium by changing the delivery rate, the outlet openings can be changed. Fig. 5 shows in a cross section through the front part of a rudder blade 1 an anchor or rudder head 10 to which the Ruderseitenflä surfaces 12 , 13 connect. In the transition area from the rudder head 10 to the side surfaces 12 , 13 , exit openings 35 , 36 are formed in that opening cylinders 61 , 62 are arranged at a predetermined distance from one another via a connecting device 6 .

Infolge der an die Austrittsöffnungen 35, 36 angrenzenden Profilierung des Ruderkopfes 10 in Verbindung mit der Zylin deroberfläche kann das Medium in der durch Pfeile angedeute ten Richtung in den Öffnungsbereich eintreten und aus den Austrittsöffnungen 35, 36 in der Weise austreten, daß die Strömung sich an die Seitenflächen 12, 13 anlegt. Im ein fachsten Fall besteht die Verbindungseinrichtung 6 aus einem Schott bzw. einem oder mehreren Distanzstücken, die der Einstellung der Austrittsspalte 35, 36 in beiden Seiten flächen 12, 13 des Ruderblattes 1 dienen.As a result of the profiling of the rudder head 10 adjacent to the outlet openings 35 , 36 in connection with the cylinder surface, the medium can enter the opening area in the direction indicated by arrows and emerge from the outlet openings 35 , 36 in such a way that the flow turns on the side surfaces 12 , 13 creates. In a simplest case, the connecting device 6 consists of a bulkhead or one or more spacers, which serve to set the outlet gaps 35 , 36 in both sides surfaces 12 , 13 of the rudder blade 1 .

Fig. 6 zeigt demgegenüber eine Variante, bei der mittels einer Einstellvorrichtung 7 der Abstand der Zylinder 61, 62 zueinander durch eine längenveränderliche Verbindungsein richtung 60 eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann der Querschnitt der Austrittsöffnungen 35, 36 variiert und den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden. Je nach Ruderausschlag können die Backbord- oder Steuerbordseite Austrittsöffnungen 35, 36 geöffnet bzw. geschlossen werden und in der Normallage des Ruderblattes 1 können beide Aus trittsöffnungen 35, 36 geöffnet werden, um zur Propulsions verbesserung und Kavitationsvermeidung beizutragen. Fig. 6 shows a variant, in which by means of an adjusting device 7, the distance between the cylinders 61 , 62 to each other can be adjusted by a variable-length Verbindungsein direction 60 . In this way, the cross section of the outlet openings 35 , 36 can be varied and adapted to the respective operating conditions. Depending on the rudder deflection, the port or starboard side outlet openings 35 , 36 can be opened and closed and in the normal position of the rudder blade 1 , both outlet openings 35 , 36 can be opened in order to improve propulsion and prevent cavitation.

Fig. 7 zeigt eine Variante, bei der die Austrittsspalte 35, 36 und die beiden Seitenflächen 12, 13 des Ruderblat tes 1 mittels einer speziellen Einstellvorrichtung fest ein gestellt werden können. In dieser Ausführungsform sind eben falls Austrittszylinder 61, 62 vorgesehen, die über ein Di stanzelement 60 miteinander verbunden sind. Ein Ankerkopf 100 weist eine Bohrung 101 zur Aufnahme eines Bolzens 8 auf, der mit einer Bolzenaufnahme 102 verbindbar ist. Der Spalt S zwischen dem Ankerkopf 100 und der Bolzenaufnah me 102 kann mittels des Bolzens 8 so variiert werden, daß eine unterschiedliche Spaltgröße für die Austrittsspalte 35, 36 einstellbar ist. Die Öffnung 101 im Ankerkopf 100 kann nach der festen Einstellung des Spaltes S, das heißt nach der Montage des Ankerkopfes verspachtelt werden, so daß eine ununterbrochene, glatte Vorkante des Ruderblat tes 1 gegeben ist. Fig. 7 shows a variant in which the outlet gaps 35 , 36 and the two side surfaces 12 , 13 of the rudder blade 1 can be fixed by means of a special adjusting device. In this embodiment, even if exit cylinders 61 , 62 are provided, which are connected to one another via a punching element 60 . An anchor head 100 has a bore 101 for receiving a bolt 8 which can be connected to a bolt receptacle 102 . The gap S between the anchor head 100 and the Bolzenaufnah me 102 can be varied by means of the bolt 8 so that a different gap size for the outlet gaps 35 , 36 is adjustable. The opening 101 in the anchor head 100 can be filled after the fixed setting of the gap S, that is, after the assembly of the anchor head, so that an uninterrupted, smooth leading edge of the rudder blade 1 is given.

Neben den vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zur Verän derung bzw. Einstellung der Austrittsgeschwindigkeit des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums sowie zur Einstel lung und Veränderung des Austrittsquerschnitts sind weitere Varianten möglich. So können beispielsweise mehrere Aus trittsspalte in Längsrichtung des Ruders hintereinander mit Einrichtungen gemäß den Fig. 5 bis 7 vorgesehen werden. Auch eine Kombination der Veränderung der Austrittsgeschwin digkeit des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums durch Veränderung des Pumpendrucks und eine Veränderung des Austrittsquerschnitts liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Dabei kann durch die Verwendung verschiedener Pumpen für die gruppenweise zusammengefaßten Austrittsöff nungen eine individuelle Steuerung über die gesamte Oberflä che der Ruderseitenflächen 12, 13 vorgesehen werden. Durch eine verteilte Anordnung von Austrittsöffnungen über die Ruderseitenflächen ist insbesondere eine Verringerung bzw. Vermeidung von Kavitationserscheinungen am Ruderblatt durch Ausblasen an den gefährdeten Stellen am Steuerruder mög lich.In addition to the options described above for changing or adjusting the outlet velocity of the liquid and / or gaseous medium and for adjusting and changing the outlet cross section, further variants are possible. For example, several gaps in the longitudinal direction of the rudder can be provided one behind the other with devices according to FIGS. 5 to 7. A combination of changing the exit speed of the liquid and / or gaseous medium by changing the pump pressure and changing the exit cross section is also within the scope of the present invention. By using different pumps for the grouped outlet openings, individual control over the entire surface of the rudder side surfaces 12 , 13 can be provided. A distributed arrangement of outlet openings over the rudder side surfaces makes it possible, in particular, to reduce or avoid cavitation phenomena on the rudder blade by blowing out the vulnerable points on the rudder.

Fig. 8 verdeutlicht in einem Diagramm die mit der erfin dungsgemäßen Lösung gegenüber konventionellen Rudern bzw. Hochleistungsrudern erzielbaren Vorteile. Fig. 8 illustrates in a diagram the advantages that can be achieved with the solution according to the invention compared to conventional oars or high-performance oars.

Fig. 8 zeigt den Verlauf der Koeffizienten c_l der Ruder querkraft (LIFT) sowie des Widerstandskoeffizienten c_d der Ruderlängskraft (DRAG) in Abhängigkeit vom Ruderausschlag für verschiedene Rudertypen. Die Ruderquerkraft ergibt sich zu:
Fig. 8 shows the course of the coefficients c _l of the rudder transverse force (LIFT) and the drag coefficient c _d of the rudder longitudinal force (drag) depending on the rudder angle for different types of rowing. The rudder transverse force is:

LIFT = c_l.rho/2.v.AR
LIFT = c _l .rho / 2.v.AR

und die Ruderlängskraft zu:
and the rudder longitudinal force to:

DRAG = c_d.rho/2.v.AR
DRAG = c _d .rho / 2.v.AR

wobei c_l und c_d die Koeffizienten der Ruderquerkraft bzw. Ruderlängskraft sind, rho die Ruderhöhe, v die Anströmge schwindigkeit, AR die wirksame Ruderfläche ist und das Produkt v².AR den Staudruck repräsentiert.where c _l and c _{d are} the coefficients of the rudder transverse force and rudder longitudinal force, rho the rudder height, v the flow velocity, AR is the effective rudder surface and the product v ² .AR represents the dynamic pressure.

Die dargestellten Koeffizienten c_l und c_d für ein Normalru der NR, ein Hochleistungs-Flossenruder FR, ein Rotorru der RR und ein Strahlruder SRA verdeutlichen die Wirksam keit der erfindungsgemäßen Lösung. Während der Ruderquer kraftkoeffizient c_l für ein Normalruder NR und ein Hochlei stungs-Flossenruder FR einen Maximalwert von 1,0 bzw. 1,6 bei einem Ruderausschlag von 25° bzw. 28° erzielt und dann infolge des Saugseitenabrisses expotentiell abfällt, zeigt der Ruderquerkraftkoeffizient c_l für ein Rotorruder RR einen Anstieg bis zu einem Maximum von 1,6 bei einem Ruder ausschlag von ca. 50° und daran anschließend einen linearen Abfall.The coefficients c _l and c _{d shown} for a normalru of the NR, a high-performance fin rudder FR, a rotor rudder of the RR and a thruster SRA illustrate the effectiveness of the solution according to the invention. While the rudder lateral force coefficient c _l for a normal rudder NR and a high-performance fin rudder FR reaches a maximum value of 1.0 or 1.6 with a rudder deflection of 25 ° or 28 ° and then drops exponentially due to the suction side tear, the rudder lateral force coefficient shows c _l for a rotor rudder RR an increase up to a maximum of 1.6 with a rudder deflection of approx. 50 ° and then a linear decrease.

Demgegenüber steigt der Ruderquerkraftkoeffizient c₁ bei einem Strahlruder SRA auf einen ersten Maximalwert von ca. 2,0 bei einem Ruderausschlag von ca. 30° mit weiterem Anstieg bis zu einem zweiten Maximum von ca. 2,2 bei einem Ruderausschlag von ca. 45° an, um dann linear auf einen Wert von 1,0 bei einem Ruderausschlag von 70° abzufallen. Diese Kurvendarstellung verdeutlicht, daß in dem hauptsäch lichen Arbeitsbereich eines Steuerruders von 45° Ruderlage das Strahlruder SRA eine maximale Querkraftkomponente erzeugt, die deutlich über den Maximalwerten der konventio nellen Ruder liegt. In contrast, the rudder lateral force coefficient c _{1 increases} with a thruster SRA to a first maximum value of approx. 2.0 with a rudder deflection of approx. 30 ° with a further increase up to a second maximum of approx. 2.2 with a rudder deflection of approx. 45 ° to then drop linearly to a value of 1.0 with a rudder deflection of 70 °. This graph shows that in the main working area of a rudder of 45 ° rudder position the thruster SRA generates a maximum shear force component that is well above the maximum values of the conventional rudder.

Im Vergleich hierzu ist der Ruderlängskraftkoeffizient c_d für ein Normalruder NR und ein Rotorruder RR eingetragen, wobei sich der Ruderlängskraftkoeffizient mit steigender Ruderlage ansteigt.In comparison to this, the rudder longitudinal force coefficient c _{d is entered} for a normal rudder NR and a rotor rudder RR, the rudder longitudinal force coefficient increasing with increasing rudder position.

Claims

1. Rudder for watercraft with a rudder blade, which has a leading edge or rudder head and adjoining de, spaced side surfaces, characterized in that in the side surfaces ( 12 , 13 ) of the rudder blade ( 1 ) outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) for a liquid and / or gaseous medium are arranged.

2. Rudder according to claim 1, characterized in that the outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) are arranged on the front third of the rudder blade ( 1 ) in the direction of travel of the watercraft.

3. Rudder according to claim 2, characterized in that further outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) over the side surfaces ( 12 , 13 ) of the rudder blade ( 1 ) are arranged distributed.

4. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) are arranged one behind the other in the direction of travel of the watercraft and / or offset to one another.

5. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) are arranged distributed at least over part of the height of the rudder blade ( 1 ).

6. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) consist of slots perpendicular to the direction of travel of the watercraft.

7. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) is variable.

8. Rudder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the exit ge speed of the medium is changeable.

9. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cross sections of the outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) and / or the exit velocity of the medium on both sides surfaces ( 12 , 13 ) of the rudder blade ( 1 ) independently of one another controllable are.

10. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outlet of the medium on the height of the rudder blade ( 1 ) is controllable under different.

11. Rudder according to claim 10, characterized in that the outlet of the medium on both side surfaces ( 12 , 13 ) of the rudder blade ( 1 ) with respect to the Hochach se of the rudder blade ( 1 ) can be controlled asymmetrically.

12. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the speed of the medium Austrittsge by means of a Fördereinrich device ( 5 ) is variable.

13. Rudder according to claim 12, characterized in that the conveyor ( 5 ) in the rudder blade ( 1 ) is arranged.

14. Rudder according to claim 12, characterized in that the conveying device ( 5 ) is arranged in the watercraft and the medium is guided via a line ( 20 ) via which the rudder blade ( 1 ) connecting the rudder shaft to the hull of the watercraft ( 2nd ) and / or coker.

15. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the intake opening ( 4 ) for a liquid medium in the rudder blade ( 1 ) is arranged.

16. Rudder according to claim 15, characterized in that the suction opening ( 4 ) on the leading edge ( 11 ) of the Ru derblattes ( 1 ), preferably at the level of the Propellerwel le is arranged.

17. Rudder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the intake opening for a gaseous medium in or on the fuselage of the Watercraft is arranged.

18. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the leading edge ( 11 ) of the rudder blade ( 1 ) consists of an anchor head ( 10 , 100 ) which with the through the side surfaces ( 12 , 13 ) of the rudder blade ( 1 ) limited rudder body is bindable ver and that the outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) between the end faces of the side surfaces ( 12 , 13 ) and the side edges of the anchor head ( 10 , 100 ) are formed.

19. Rudder according to claim 18, characterized in that the size of the outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) is adjustable by changing the distance of the anchor head ( 10 , 100 ) to the rudder body.

20. Rudder according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rudder blade ( 1 ) consists of a profiled rudder body and a curved rudder head and from the rudder head to a trailing edge ( 14 ) of the rudder blade ( 1 ) the side surfaces ( 12 , 13 ) converge and that the Au outlet openings ( 3 ; 31 to 36 ) are provided in the area of the side faces ( 12 , 13 ) adjacent to the rudder head.

21. Rudder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the rudder from a high performance fin rudder with one on the Trailing edge of a main rudder hinged flos Senruderblatt exists and that in the direction of travel of the Watercraft front third of the main rudder blade Outlet openings for a liquid and / or gaseous ges medium are arranged.

22. Rudder according to claim 21, characterized in that in the on the articulation of the fin rudder blade on Main rudder adjoining the front third of the Fin rudder blade outlet openings for a liquid ges and / or gaseous medium are arranged.