DE19844353A1

DE19844353A1 - Steuerruder für Schiffe

Info

Publication number: DE19844353A1
Application number: DE1998144353
Authority: DE
Inventors: Herbert Schneekluth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2000-03-30

Abstract

Bei einem Steuerruder für Schiffe, das hinter einem Schrauben-Propeller angeordnet ist, wird vorgeschlagen, daß das Vorderende der Profilskelettlinie der Ruderanordnung oberhalb der Propellerachse im Bereich des beweglichen Ruderblattes oder im Bereich des feststehenden Ruderhorns ausgelenkt ist. Dieses erfolgt in Richtung des bei Vorwärtsfahrt ankommenden Propellerflügels.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerruder für Schiffe, das hinter einem Schrauben-Propeller angeordnet und über einen Ruderschaft verstellbar ist.

Bei einem üblichen, dem Propeller nachgeschalteten Ruder wird in der Literatur eine Drallenergierückgewinnung angenommen, die gegenüber dem theoretischen Fall des Schiffes ohne Ruder, einige Prozent Leistungsersparnis bewirkt.

Bei einer Überprüfung des Antriebsleistungsbedarfs von Modellen in Schiffbauversuchsanstalten mit und ohne Ruder, ergibt sich oft eine Erhöhung der notwendigen Antriebsleistung durch das Ruder. Grund für den hohen Eigenwiderstand des Ruders sind normalerweise Ablösungsvorgänge infolge der propellerdrallbedingten Schräganströmung. Man kann nun die Profilvorderenden in Richtung des ankommenden Propellerflügels krümmen. Damit wird ein etwa stoßfreier Strömungseintritt in den Profilbereich angestrebt und bei Geradeausfahrt eine Strömungsablösung weitgehend vermieden.

Beim Entwurf eines solchen Ruders beispielsweise hinter einer Schraube mit Drehrichtung rechts - von hinten aus gesehen - sollte für den Bereich hinter dem oberen Propellerflügel - ausgehend von einem symmetrischen Profil - das Vorderende der Profilskelettlinie nach Backbord ausgelenkt werden. Hinter dem unteren Propellerflügel sollte die Auslenkung nach Steuerbord erfolgen.

Den hydrodynamischen Vorteilen eines Ruders mit Anströmung angepaßtem Skelettlinienverlauf steht ein erheblich größerer baulicher Aufwand entgegen, der sich bei der Einführung dieser Formgebung als hinderlich gezeigt hat. Der größere Aufwand zeigt sich auch schon im Modellversuch.

Die Strömungsablösung beim symmetrischen, normalen Ruder findet meist nicht über die gesamte Ruderhöhe im gleichen Maße statt. Sie erfolgt vor allem dort, wo die Abweichung der Anströmrichtung von der Längsrichtung am ausgeprägtesten ist. Das ist die Gegend des ausgeprägtesten Nachstroms, üblicherweise im oberen Propellerbereich, in der Mittschiffsebene. Aber auch dann, wenn die Ablösung nur in einem kleinen Bereich stattfindet, besteht die Tendenz einer großflächigen Ausbreitung des Ablösungsbereichs.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Ruderbauweisen zu verbessern und in Anpassung an die Ansteuerrichtung auf einem Bereich begrenzt, der die stärkste Ablösung ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Vorderende der Profilskelettlinie der Ruderanordnung oberhalb der Propellerachse im Bereich des beweglichen Ruderblattes oder im Bereich des feststehenden Ruderhorns in Richtung des bei Vorwärtsfahrt ankommenden Propellerflügels ausgelenkt ist.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß oft die Auslenkung durch einen Profilstrak begrenzt ist, wenn die Auslenkung - aus baulichen Gründen - nur im Profilbereich vor dem Ruderschaft angeordnet wird. Es wird dann kein "stoßfreien" Strömungseintritt erreicht, aber es reicht oft zur Vermeidung von Ablösungen.

Bei Ruder mit Horn und trapezförmigem Umriß kann die Skelettlinienauslenkung auf den Hornbereich - also den festen Teil des Ruders - begrenzt werden, da hier der Profilabschnitt vor dem Schaft in Höhe der oberen Propellerflügelspitze relativ groß ist.

Wenn am erfindungsgemäßen Ruder durch Ruderlage und andere Einflüsse die Strömung trotzdem abreißen sollte, ist eine Begrenzung des Ablösungsbereichs durch eine Costa-Birne möglich, die hier dieselbe Funktion hat wie die Liebe'schen Grenzschichtzäune beim Flugzeug.

Oberhalb der oberen Propellerflügelspitze kann die Auslenkung des Profils fortgesetzt werden, wenn damit für Geradeausfahrt ein derartiges Steuermoment erzeugt wird, daß bei einer sogenannten Mittschiffs-Ruderlage das Schiff keine Kursabweichung zeigt. Das Profil des Ruderhorns kann oben auch wieder symmetrisch ausgeführt werden.

Ein Vorteil der erfindungsmäßen Anordnung ist es auch, daß der Profil-Nasenradius zur Reduktion der Kavitationsempfindlichkeit kleiner als beim symmetrischen Profil gehalten werden kann, da die Gefahr der Strömungsablösung des weitgehend stoßfreien Eintritts wegen gering ist. Selbstverständlich kann die vorgeschlagene Ruderform mit anderen Ruderausführungen kombiniert werden.

Beim Spatenruder kann beispielsweise die Skelettlinie des oberen Teils des Ruders erfindungsgemäß so ausgelenkt werden, wie für ein Ruder mit Horn dargelegt wurde. Das erfindungsgemäße Ruder kann mit Klappen - wie beim Becker-Ruder - ausgeführt werden. Auch das Profil kann beliebig gewählt werden. Eine Costa-Birne dürfte in vielen Fällen zweckmäßig sein, ist aber nicht zwingend erforderlich. Spezielle Bauarten der Costa- Birne, wie unsymmetrische Ausführungen, sind mit der vorgeschlagenen Form kombinierbar.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Steuerruders,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 eine Vorderansicht gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung als Spatenruder mit einen durch Schraffur gekennzeichneten Bereich der Skelettlinienabweichung von der Geraden.

Bei den dargestellten Anordnungen ist ein über einen Ruderschaft 9 um eine Ruderdrehachse 4 bewegliches Ruder 2 in einer Gillung 13 des Schiffes angeordnet. In der Ausführung gemäß Fig. 1 ist hierbei das bewegliche Ruder 2 mit einem Ruderhorn 1 kombiniert. Ferner sind Heckspanten 12 im Ruderhornbereich dargestellt.

Das Ruder 2 ist hierbei hinter einem Schrauben- Propeller 5 auf der Propellerachse 6 angeordnet. Die Propellerachse 6 ist zugleich Achse einer mit dem Ruder 2 verbundenen Costa-Birne 3.

Der Propeller 5 ist mit seinem Propellerspitzenkreis 10 von hinten gesehen rechtsdrehend angetrieben, wobei gemäß Fig. 4 eine Staupunktlinie 11 gekennzeichnet ist.

In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 und 3 sind Skelettlinien 7 des Ruderprofils dargestellt, wobei die die symmetrische theoretische Vergleichslinie 7 einer Ausgangsform ebenfalls dargestellt ist.

In der Ausführung gemäß Fig. 5 ist ein Skelettlinienkrümmungsbereich 14 des Ruders 2 schaffiert dargestellt.

Claims

1. Steuerruder für Schiffe, das hinter einem Schrauben-Propeller angeordnet und über einen Ruderschaft verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende der Profilskelettlinie (7) der Ruderanordnung oberhalb der Propellerachse (6) im Bereich des beweglichen Ruderblattes (2) oder im Bereich des feststehenden Ruderhorns (1) in Richtung des bei Vorwärtsfahrt ankommenden Propellerflügels (5) ausgelenkt ist.

2. Steuerruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Propellerachse (6) eine Costa-Birne (3) am Ruderblatt (2) angeordnet ist.