DE2045915A1 - Vorrichtung fur Tragbugelboote zur Beseitigung von Querneigungsmomenten bei deren Entstehen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE " rni

dr. ing. H. NEGENDANK · dipping. H. HAUCK · dipi,.-phys. W. SChÄAtJ? ·

HAMBURG-MÜNCHEN ZüSTEIitüNGSANSCHRIFI: HAMBURG 36 · NEUER WAIl 41 TKL. Se 74 SS ITND 3 β 41 18

Cantiere Navaltecnica S.p.A. tklkqh. nbobdapatknt hambuhg

Anzio (Rom), Italien münchfnm mozartstr _2S

Yia Zanardelli 12 München ie mozartstr. 23

und ""^IIMM

Vinicio Guido ««β«.»«»»λρλτκντmo_nch«n

Marina di Garrara, Italien

Yia Venezia 1 Hamburg, 16. September 1970

Vorrichtung für Tragbügelboote zur Beseitigung von Querneigungsmomenten bei deren Entstehen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Tragflügelboote zur Beseitigung von Querneigungsmomenten bei deren Entstehen.

Bekanntlich erhalten Tragflügelboote mit vollsifedig eingetauchten Tragflügeln ihr Quer- und längsgleiohgewicht während der Fahrt mit Hilfe eines Kreiselstabilisators, der ftfenr elektronisch-hydraulische Betätigungselemente die Lager der " Querruder der Tragflügel steuert. Die Tragflügelboote sind mittels vertikaler, fest an dem Bootsrumpf angebrachter Stützelemente bzw. Kielflossen mit den untergetauchten Tragflügeln verbunden, wobei die Stützelemente die Hauptquelle der auf den Bootsrumpf einwirkenden Querneigungsmomente sind.

So wirkt beispielsweise bei einer horizontalen Kurvenfabrt

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-Z-

auf die eingetauchten Vertikalflächen der Stützelemente eine Kraft F ein, die multipliziert mit dem Abstand Z vom Schwerpunkt G dee Rumpfee ein dynamisches Querneigungsmoment erzeugt, das durch das Aufrichtmoment vollständig ausgeglichen werden muß. Bei den durch eine Kränkung hervorgerufenen statischen Momenten muß dasselbe erfolgen.

Im Falle einer normalen geomeMsoben Konstruktion, wie sie in der ersten Figur dargestellt ist, sind zwei Stützelemente quer zueinander jeweils einzeln auf jeder Rumpfseite angeordnet und der Abstand B bestimmt zusammen mit der Auftriebsdlfferenz Δ P, die durch die Gegenwirkung der Querruder der Tragflügel hervorgerufen wird, den Wert des Aufrichtmomentes MR, d. b.: MR » Δ P . B; die Austaucbhöhe H, d. h. der Abstand Rumpf-Wasseroberfläche ist proportional zu Z und bestimmt den Seegang, der von dem Tragflügelboot abgewettert werden kann, und folglich den Wirkungsgrad des Tragflügelbootea mit Bezug auf die Wellenhöhe·

Daraus ergibt sioh klar, daß eine Vergrößerung der Austauchhöhe H oQBustreben ist, um dadurch die Einsatzmöglichkeiten dea Bootes hu verbessern. Wenn man aber ein solches Prinzip auf die bisher bekannten Tragflügelboote anwendet, die eine ziemlich beschränkte Austauchhöhe erreichen, wird das sowohl von der Kraft F als auch von dem Kraftarm Z abhängende Quer-

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neigungsmoment vergrößert, wobei die Kraft ί¹ inetesandere dann mit der während der Fahrt zu überwindenden Wellenhöhe anwächst, wenn sie durch Kurvenfahrten verursacht wirä· Damit das Boot höher aus dem Wasser auatauchen kann, feb es erforderlich, das Aufrichtmoment MR zu vergrößeren, das durch einen konstanten faktor B und einen veränderlichen Paktor Δ P bestimmt ist und derzeit die G-reüzen seiner hydrodynamischen Möglichkeiten erreicht bat, so daß bei. den heute üblichen Anordnungen eine nennenswerte Steigerung der Austauchhöhe nicht möglich ist. Außerdem müssen die bekannten 2ragfliigelboote die Kr änkungs einwirkungen aufnehmen, be^or diese ausgeglichen werden können, waa zu einer harten 3"sl und einer beträchtlidien Beanspruchung der Rumpi führt.

Die vorliegende Erfindung setzt aicb äaa Ziel» Bine Vorrichtung der genannten, Art zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile beseitigt und die in ihrer Arbeitsweise äußerst wirksam ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet ßurch auf eine von der Quergeschwindigkeit des die vertifcalen Stützelemente und/oder die Iragflügel des üragflügelfbootes von umgebenden flüssigen Strömungsmittel abSto^igö physikalische Größe ansprechende Meßmittel, die Messung dieser

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physikalischen Größe zur Steuerung eines Servogerätes benutzende Mittel und Steuermittel, die von dem Servogerät betätigter und geeignet sind, eine von der Quergeschwindigkeit abhängige, auf das Stützelement einwirkende und ein Querneigungmoment verursachende Störkraft bei deren Entstehen zu beseitigen.

Die Torrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beseitigt die oben erwähnten Nachteile und Leistungsbeschränkungen dadurch, daß sie die verschiedenen dynamischen und/oder statischen Querneigungsmomente unmittelbar bei deren Entstehen eliminiert, noch bevor sie auf den Bootsrumpf übertragen werden können, und somit bei gleichen Aufrichtmomenten, wie sie von den heutigen Tragflügelbooten erreicht werden, eine wesentlich größere Ausfauchhöhe ermöglicht, und bei gleicher Auetauchhöhe einen wesentlich besseren Fahrkomfort und eine weichere Paarweise gewährleistet. Die auf eine von der Quergeschwindigkeit des auf die vertikalen Stützelemente einttrkenden flüssigen Strömungsmittels abhängige Meßgröße ansprechenden Mittel bestehen aus mechanischen, elektrischen, pneumatischen oder anderen geeigneten Bauelementen oder einem Fühler beliebiger Bauart bestehen und zur Messung des Betrages und der Richtung der Querströmung bzw. zur Messung einer anderen von der Quer strömung abhängigen Größe an einem geeigneten eingetauchten Teil des Stütselements angebracht sind.

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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet;, daß die Meßmittel aus mechanischen, elektrischen, elektronischen oder anderen geeigneten Mitteln oder aus einem Fühler beliebiger Bauart bestehen, die im Bootsrumpf oder auf den Stützelementen an geeigneter Stelle angebracht sind und zur Messung der von dem Betrag der Querströmung, vom Druck oder einer anderen beliebigen, von der Quergeschwindigkeit "τ der Strömung abhängigen und auf die Stützelemente einwirkenden Erregerkraft verursachten me- ' chanischen Beanspruchungen dienen.

Es empfiehlt sich, daß diese Meßmittel aus mechanischen, elektrischen, hydraulischen oder anderen entsprechenden Mitteln bzw. ein Eübler beliebiger Bauart derart zweckmäßig angebracht sind, daß eine Messung einer physikalischen Größe wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Eraft, Versetzung möglich ist, die sich auf dem Stützelement unter Einwirkung der relativen Quergeschwindigkeit des flüssigen Strömungsmittels i aufbaut.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wandeln die Mittel für die Ausnutzung der Messung der pyhsikalischen Größe zur Steuerung eines Servogerätes, die aus den elektrischen, elektronischen, mechanischen, hydraulischen oder anderen geeigneten Bauelementen bestehen, die Meßwerte von Betrag und

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Richtung der Querströmung in eine beliebiges elektrisches, elektronisches, mechanisches, hydraulisches oder Versetzungssignal um, dall bei geeigneter Verstärkung die Steuerung des Servogeräts möglich ist

Die ein automatisches geschlossenes Regelsystem bildenden Kontrollmittel bewirken die Beseitigung der störenden Querkraft schon bei deren Aufbau entweder durch Drehung der Haitfcachse dea Profils (Null-Auftriebsaehse) des Stützelements oder durch eine geeignete Auftriebsänderung in Querrichtung auf de« vertikalen Stützelement mittels einer beliebigen Vorrichtung oder durch Einwirkung einer beliebigen Querkraft auf das Stützelement, wobei der Betrag und die Richtung der Drehung oder der Auftriebsänderung in Querrichtung von dem Betrag und der Richtung der Quergeschwindigkeit abhängen, die 4ie Eintrittsfunktion des erwähnten Regelsystems darstellt·

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel zur Ande-

längs
rung des Auftriebs/einer oder mehrerer Stützelemente Mittel zum Einblasen von Luft oder Wasser quer zum Bootsrumpf, wobei die Menge und die Einblaserichtung der eingeblasenen Luft bzw. des eingeblasenen Wassers von dem Betrag und der Richtung der Quergschwindlgkeit abhängen, die zur Eliminierung der Störkraft gemessen worden ist.

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Bei einer anderen Ausführungsform bestehen die Mittel zur Auftriebsänderung aus mindestens einem klappenartigen vertikalen Ruder, das zweckmäßigerweise auf einem oder mehreren Stützelementen zum Stützen des Rumpfes angeordnet ist und derart in seiner lage steuerbar ist, daß eine Außbriebsänderung entsteht, die die von der Quergeschwindigkeit verursachte Querkraft ausgleicht.

Es empfiehlt sich, daß mindestens einee der Stützelemente " frei schwenkbar am Bootsrumpf befestigt ist und daß die Mittel zur Auftriebsänderung auf mindestens einem der Stützelemente angeordnet sind. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer oder mehreren vorderen oder hinteren mit dem Rumpf verbundenen Stützelementen zeichnet sich auch dadurch aus, daß das Kontrollsystem die Drehung des echwenkbaren Stützelemente und damit der Hauptachse derart steuert, daß die von der Quergescbwindigkeit der Strömung verursachte Kraft beseitigt wird. Die Vertikal- bzw. G-elenkachse, um die das ver- J tikale Stützelement schwenkbar ist, kann an beliebiger Stelle längs der Sebnenachse des Stützelements oder längs einer zur Sehnenachse parallelen Achse angeordnet sein.

Bei einer besonderen Ausführungsform bestehen die Meßmittel aus einer mechanisch-hydraulischen Vorrichtung zur Messung

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der von der Quergeschwindigkeit der Strömung verursachten Durchbiegung des Stützelementes und zur Steuerung eines hydraulischen Steuerhilfsventils, das über eine Folgesteuerung die Neigung des Stützelements oder der Stützelemente bzw. der Hauptechse des Profils derselben derart regelt, daß die von der Strömung verusachte Querkraft beseitigt wird. Torzugsweise bestehen die Meßmittel aus einem Dehnungsmesser vorzugsweise mechanischer, elektrischer oder pneumatischer Bauart zur Messung der von der Quergeschwindigkeit der Strömung verursachten Verformung des Stützelementes und aus Mitteln, die einen Servomechanismus steuern, dir die Neigung des Stützelements oder der Stützelemente bzw. deren Hauptachse einstellt, um die Wirkung der von der Strömung verursachten Querkraft ssu beseitigen.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Tragflügelbooten jeder beliebigen Bauart mit vollständig oder teilweise eingetauchten Iragfläohen oder auf !Dragflügelbooten kombinierter Bauart, In normaler, Ganard- oder Tandemausführung verwendet werden, wobei die Regelvorrichtung gemäß der !Erfindung sowohl an den Bug- als auch an den Heckstützelementen and/oder an beiden Selten vorgesehen 1st.

Die erfindungsgemäb Vorrichtung soll nun anhand der beigefügten figuren näher erläutert werden. Von dm Figuren zeigen:

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Fig. 1 einen Querschnitt eines in der Höhe H über der Wasserlinie X-X fahrenden Tragflügelbootes,

Pig. 2 eine Seitenansicht des Tragflügelbootes mit einer längs der Achse I-I schwenkbar an dem Rumpf befestigten Stütze,

Pig. 3 einen Schnitt durch die um die Achse I-I schwenkbare Stütze längs der linie III-III in Pig. 2,

Pig. 4 eine schematische Darstellung der resultierenden V+v* der Wasserströmungen,

Pig. 5 einen Schnitt längs der Linie IY-IV in Pig. 2,

Pig. 6 und 7 eine an dem Bootsrumpf befestigte, aber mit einer vertikalen Ruderklappe versehene Stütze und

Pig, 8 und 9 Darstellungen eines Tragflügelbootes mit vollständig eingetauchten Tragflächen in Seitenansicht und Aufsicht.

Wenn, wie in der Pig. 1 schematisch dargestellt worden ist, der Rumpf 1 gegenüber der horiaontalen Wasserlinie X-X um einen Winkel ß geneigt ist, kann das Gewicht Q, d. h.

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der auf dem in Betracht gezogenen Tragfläfaenpaar-einwirkende Yerdrängungaanteil, in die Kräfte F₁ und Q₁ zerlegt werden.

Bei mit dem Rumpf feet verbundenen SÜtζelementen 2 erzeugt die Kraft P₁ ein Moment MS = F₁.Z; ist dagegen, wie es die Pig. 2 und 3 zeigen, die vertikale Stütze 2 bugwärts des Schubzentrums längs der Achse Ι-Ϊ schwenkbar am Rumpf 1 befestigt, so kann sie frei um dieses Gelenk schwingen. Die Kraft P₁ erzeugt dabei kein Querneigungemoment, sondern versetzt das Boot seitwärts mit einer Geschwindigkeit v. Wie aus der Pig. 4 ersichtlich ist, bestimmt die Zusammensetzung

—♦
der Geradeauegeschwindigkeit Y des !Tragflügelbootes und der Geschwindigkeit "v der Seitenbewegung des Tragflügelbootes die resultierende Geschwindigkeit V + "v* und damit den sehr spitzen Neigungswinkel <£ , auf den sich die Stütze 2 gegenüber der Fahrtrichtung Y-T einstellt und dadurch die Wirkung der Kraft P₁ aufhebt.

Zieht man ferner eine beliebige der Queroregungsloäfte In Betracht, beispielsweise die horizontalen, zur Seite hin gerichteten Kurvenfahrtbewegungen des Rumpfes, d. h. eine

__> wie

Strömung mit der Geschwindigkeit ν an, so ergeben sich/im bereite geschilderten Falle eine resultierende Geschwindigkeit V + v* und ein entsprechend Winkel <£ , auf den sich das Stützelement 2 einstellt und irgendeine Kraft wie die Kraft

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i¹ oder die Kraft P^ unmittelbar bei beginnendem Aufbau abbaut und damit folglieh auoh das von dieser Kraft erzeugte Quermoment eliminiert.

Doch bildet die um das Gelenk mit der Achse I-I frei schwenkbare Stütze 2 praktisch gegenüber der Strömung ein schwingendes System mit eigener Masse, Trägheit und mit einem eigenen Dämpfungsfaktor, das die von der Strömung "Ψ empfangenen Signale verändern und sich daher unter verschiedenen Winkeln einstellen kann, die von dem sich aus den Geschwindigkeitskomponenten Y und ν ergebenden Winkel ■=£ abweichen. Sb fet auoh möglich, daß das vertikale Stützelement 2 sich entsprechend dem Winkel<C einstellt, aber mit nicht geeigneten Aaprechzeiten, wodurch die Kräfte "S und F₁ nicht vollständig, sondern nur teilweise ausgeglichen werden. Das oben beschriebene System kann als System mit offenem Kreislauf bezeichnet werden, und ist daher Stützungen und Phasenverschiebungen verschiedener Art ausgeeetst, \

Ein typischer Fall liegt beispielsweise Tor, wean - wie la der fig. 3 gezeigt - eine Tragfläche 3 einer aufälltgen aod nichtsymmetrisch angreifenden Kraft T ausgesetzt ist» die mit einem Kraftarm H beiüglich der iatatrichttiüg T-T *ttf den Plügel 3 einwirkt} das steh ergebende Störaoment t«8 beeüglich der Gelenkacbae stellt daβ Btütseleaent Z auf einen

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von der Strömung "9 oder den Kräften die Kraft P und Kraft F.. unabhängige Nelgmgswinkel ein, so daß ein auf den Rumpf einwirkendes Querneigungsmoment die folge ist.

Um die oben beeobrlebenen Nachtelle zu vermeiden, let es erforderlich, die Schwenkwinkel der Stütze 2 ausschließlich in Abhängigkeit von der Strömung v* oder von den von der Strömung abhängigen Paktoren, wie z. B. der Kraft F dem dynamischen Druck oder schließlich der Strömungsrichtung zu steuern. Dies kann dadurch erreicht werden, daß unmittelbar die Stärke der Strömung ν oder eine beliebige andere I*unktlonsgröße derselben mittele eines beliebigen, dazu geeigneten Gerätes gemessen wird oder die von der Kraft i¹ hervorgerufenen mechanischen Belastungen ermittelt werden, wobei

v* die Kraft Ϊ eine funktion der Geschwindigkeit/ist; diese Meßwerte werden dann zu einem Yersetzungssignal umgewandelt, das von einem mechanischen, elektrischen, elektronischen, hydraulischen, pneumatischen oder gemischten System mit geschlossenem Regelkreislauf derart verarbeitet wird, daß die Erregungekräfte eliminiert werden, indem das Stützelement 2 unter geeignetem, auf die Hauptachse des Profils bezogenen Wiokelafbezüglich der Fahrtrichtung Y-Y eingestellt wird.

Zur Teranschaulichung eines der vielen Geräte, die geeignet sind, den geschlossenen Regelkreislaufsu realisieren, ist

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in Pig. 5 ein Querschnitt längs der linie V-V der Pig. 2 dargestellt.

Wenn infolge der Einwirkung der Strömung ~v sich die Kraft P aufbauen will, tritt eine Durchbiegung des Stützelements 2 auf, die mechanisch bereits in ihren infinitesimalen Werten durch die Versetzung einer im Inneren am unteren Ende fest mit der flossenartig ausgebildeten Stütze 2 verbünde- % nen und am oberen Ende frei querbewegbaren lamelle 12 erfaßbar ist, wobei die Versetzung in der Pig. 1 durch die Pfeilung Δ f charakterisiert ist.

•Die infinitesimale Versetzung Δ f steuert das fest mit dem Stützelement 2 verbundene hydraulische Steuerhilfsventil 11, das über hydraulische Verbindungsleitungen den Kolben- Zylinder-Antrieb betätigt, der die Versetzung Δ f ausgleicht und somit den Steuerfluß vom Hilfsventil auf Hull stellt und den Ansprechprozeß abschließt. Sobald also eine Neigung zum Aufbau einer Kraft P vorhanden ist, wird diese folglich durch die Schwenkbewegung des Stützelements 2 um die Aohse I-I ausgeglichen.

Dieθ Winkeldrehung des Stützelements 2, das sich entsprechend ; einem Winkel <£. einstellen wird, der gleich dem sich aus der

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Zusammensetzung der Strömungen 7 und ν im betrachteten Augenblick ergebenden Winkel ist, erfolgt durch eine Aufkraft, die von dem Antrieb 10 auf die Stütze 2 übertragen wird.

Die Stärke der Strömung v* kann beispielsweis auch direkt durch den Einbau eines Fühler8 belidiger Bauart in einem dazu geeigneten eingetauchten Teil des Stützelementes 2 gemessen werden; das erfühlte Meßsignal wird anschließend zur oben beschriebenen Steuervorrichtung oder zu einem anderen gleichartigen Gerät geleitet.

Die durch die Kraft P oder durch die von der Strömung Ir" ausgeübten Drücke oder durch jedwede von der Strömung ν abhängige Punkt ionsgröße auf das Stützelement ausgeübten mechanischen Beanspruchungen können zu einem beliebigen, eine Kompression, eine BBOhleunigung, eine Versetzung oder etwas ähnlichen anzeigenden elektrischen oder elektronischen Signal umgewandelt werden, das in geeigneter Weise verstärkt, die Eingangsfunktion eines automatischen geschlossenen Regelkreises zur Regelung der Einstellwinkel des Stützelementes 2 bilden kann.

Die duroh die Beseitigung der Querkraft 3? oder einer beliebigen anderen Punktionegröße der Strömung T erreichte Beseitigung der Querneigungsmomente duroh Regelung der Drehwinkel um die Aohaβ I-I kann auoh duroh die Regelung der Drehwinkel von

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an den Gelenkachsen befestigten Stützelemente 2 eliminiert werden, bei denen die Gelaakachsen an jeder beliebigen Stelle längs der Sehnenaohse der flossenartigeü Stütze 2 oder längsachsen vorgesehen sind, die parallel zu den Sehneaacbsen sind.

Weiterhin kann die Gelenkachse I-I z. B. bugwärts des flossenartigen Stützelement es, in Stützelementmitte, feeckwärts oder seitlich an der flosse angeordnet sein.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Beseitigung der Querneigungsmomente dadurch erzielt werden, daß die Kraft 7 mittels vertikaler Ruderklappen 13 (siehe Fig. 6 und 7) oder durch Einblasen von luft, Wasser oder einem anderen geeigneten Mittel mit Hilfe eines beliebigen Gerät«, das eine korfrollierte Auftrfetsveränderung bewirkt, ausgeglichen werden. Bei dieser Ausführungsform ist das flossenartige Stützelement 2 fest mit dem Bootsrumpf verbunden.

Die oben beschriebene Vorrichtung kann allgemein auf jedes !Dragflilgelboot angewendet werden, das mit vollständig eingetauchten oder mit vollständig und/oder teilweise eingelaichten 2ragflachen versehen ist. Bine kombinierte Ausführungsform kann auch bugwärts schwenkbare in ihrer lage geregelte und heckwärts normale flossenartige Stützelemente oder die umgekehrte Anordnung voasshen.

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Weiterhin kann der Rumpf auch nur mit einer oder mit mehreren Stützelementen versehen sein, die über einen geschlossenen Regelkreis la uf in ihrer lage gesteuert werden, oder es kann eine gemischte Anordnung vorgesehen sein. In den Pig. 8 und 9 ist als Beispiel ein Bagflügelboot dargestellt, das bugwärts zwei geregelte, schwenkbare flossenartige Stützelemente 2 und heckwärts eine einfache vertikale Kielflosse aufweist, die einen Z-Antrieb oder die Zuleitungen eines Rückstoßantriebs aufnehmen kann. Angenommen, daß auf den geregelten, schwenkbaren Bugstützelementen 60 # der Gesamtverdrängung lasten, muß das Tragflügelboot mit einem Querstabilisierungssystem bekannter Bauart versehen sein, das lediglich die von der heckwärts abordneten festen Stütze einfacher Ausführung verursachten Querneigungsmomente auszugleichen hat.

Es folgt daraus, daß bei gleichem gesamten Aufrichtmoment sich das Boot um 60 $> höher heben kann, als es bei den Tragflügelbooten der bisher bekannten Bauart der Pail ist. Es ist weiterhin klar, daß nach Beseitigung der Erregerkräfte, wie der Kraft P, bei gleicher, aber auch bei größerer Austauchhöhe ein besserer Fahrkomfort und eine geringere Beanspruchung der Rumpfverbände erreicht wird.

Da das System geringere Aufrichtmomente erfordert, kann ferner der in der Pig. 1 dargestellte Abstand B zwischen den Trag-

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flächen 3 auf einen sehr kleinen Wert verringert werden, um

verursachten Erreger loaf te

dadurch auch die durch die vertikalen Ba feinbewegungen/zu reduzieren und es werden diese Erregerkräfte fast vollständig eliminiert, wenn nur eine einzige, schwenkbare, gerejQbe flossenartige Stütze in Bootsmitte angeordnet ist. Schließlich erlaubt die Möglichkeit, den Abstand B auf die gewünschten Werte zu verkleinern, Rümpfe mit einem äußerst günstigen Verhältnis von länge und Breite zu bauen, während bei den Tragflügelbooten der bisher bekantten Bauart zur Vergrößerung des Aufrichtmomentes der Abstand B vergrößert und damit das Verhältnis zwischen länge und Breite des Rumpfes verringert worden ist, was oft einen negativen Einfluß auf die Betrielseigenschaften des Bootes hat. Obwohl sich die obige Beschreibung auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele bezieht, können viele Ausführungsformen erdacht und Abänderungen vorgenommen werden, die jedoch alle als auf den nachfolgenden Patentansprüchen basierend anzusehen sind. |

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Claims (14)

1. — Ίο —

   Patentansprüche

   { 1.^Vorrichtung für Tragflügelboote zur Beseitigung von Querneigungsmomenten bei deren Entstehen, gekennzeichnet durch auf eine von der Quergeschwindigkeit (v) des die vertikalen Stützelemente (2) und/oder die Tragflügel (3) des Trag~ flügelbootes umgebenden flüssigen Strömungsmittels abhängige physikalische Größe ansprechende Meßmittel (12), die Messung dieser physikalischen Größe zur Steuerung eines Servogeräts (11) benutzende Mittel (12) und Steuermittel (10), die von dem Servogerät (11) betätigbar und geeignet sind, eine von der Quergeschwindigke.it (P) abhängige, auf das Stützelement (2) einwirkende und ein Querneigungsmoment verursachende Störkraft (P; P^) bei deren Entstehen zu beseitigen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf eine von der Quergeschwindigkeit (v) des auf die vertikalen Stützelemente (2) einwirkenden flüssigen Strömungsmittels abhängige Meßgröße ansprechenden Meßmittel aus mechanischen, elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder anderen geeigneten Bauelementen oder aus einem an dem eingetauchten Teil des Stützelementes (2) angebrach-

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   ten Fühler (12) beliebiger Bauart zur Messung des Betrages und der Richtung der Querströmung (v) bzw. zur Messung einer anderen von der Querströmung abhängigen Größe bestehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel aus mechanischen, elektrischen, elektronischen oder andeosn geeigneten Mitteln oder aus einem Fühler beliebiger Bauart bestehen, die im Bootsrumpf oder auf den Stützelementen an geeigneter Stelle angebracht sind und zur Messung der durch die von dem Wert der Querströmung, vom Druck oder einer anderen beliebigen, von der Quergeschwindigkeit der Strömung abhängigen und auf die Stützelemente (2) einwirkenden Erregerkraft verursachten mechanischen Beanspruchung dienen.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel aus mechanischen, elek- | trischen, hydraulischen oder anderen entsprechenden Mitteln bzw. aus einem Fühler beliebiger Bauart derartig zweckmäßig angebracht sind, daß eine Messung einer physikalischen Größe ,wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft, Versetzung möglich ist, die sich auf dem Stützelement (2) unter Einwirkung der relativen Quergeschwindigkeit (v)

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   des flüssigen Strömungsmittels aufbaut.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Ausnutzung der Messung der physikalischen Größe zur Steuerung eines Servogerätes die Meßwerte von Betrag und Richtung der Querströmung (v) in ein beliebiges elektrisches, elektronisches, mechanisches, hydraulisches oder Versetzungssignal umwandeln, daß bei geeigneter Verstärkung die Steuerung des Servogerätes (11) möglich ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein automatisches geschlossenes Regelsystem (12, 11, 10) bildenden Kontrollmittel die Beseitigung der störenden Querkraft (S¹) schon bei deren Aufbau entweder durch Drehung der Hauptachse des Profils (Null-Auftriebsachse) des Stttfczelements oder durch eine geeignete Auftriebsänderung in Querrichtung auf dem vertikalen Stützelement mittels einer beliebigen Vorrichtung oder durch Einwirkung einer beliebigen Querkraft auf die Stützelemente bewirken,

   • wobei der Betrag und die Richtung der Drehung oder der Auftriebsänderung in Querrichtung von dem Betrag und der Richtung der Quergeschwindigkeit abhängen, die die Eingangsfunktion des erwähnten Regelsystems darstellt.

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7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Änderung des Auftriebs längs einer oder mehrerer Stützelemente (2) Mittel zum Einblasen voh luft oder Wasser quer zum Bootsrumpf (1) sind, wobei die Menge und die Einblaserichtung der eingeblasenen luft bzw. des eingeblasenen Wassers von dem Betrag und der Richtung der Quergeschwindigkeit (v) abhängen, die zur Eliminierung der Störkraft (i¹) gemessen worden ist. '
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Auftriebsänderung aus mindestens einem klappenartigen, vertikalen IUder (13) bestehen, das zweckmäßigerweise auf einer oder mehreren Stützelementen (2) zum Stützen des Rumpfes

   (1) angeordnet ist und derart in seiner lage steuerbar ist, daß eine Auftriebsänderung entsteht, die die von der Quergeschwindigkeit (v) verursachte Querkraft aus- ä gleicht.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Stützelemente

   (2) frei schwenkbar (I-I) am Bootsrumpf (1) befestigt ist und die Mittel zur Auftriebsänderung auf mindestens einem der Stützelemente angeordnet sind*

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10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6, 7 und 8 mit einer·oder mehreren vorderen oder hinteren mit dem Rumpf verbundenen Stützelementen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrol3g)öbem die Drehung des schwenkbaren Stützelementes (2) und damit der Hauptachse derart steuert, daß die von der Quergeschwindigkeit (v) der Strömung verursachte Kraft beseitigt wird.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikal- bzw. Gelenkachse (I-I) um die das vertikale Stützelement (2) schwenkbar ist, an einer beliebigen Stelle längs der Sehnenachse des Stützelements (2) oder längs einer zur Sehnenachse parallelen Achse abordnet ist.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 5, 7, 8, 10,43, dadirch gekennzeichnet, daß die Meßmittel aus einer mechanisch, hydraulischen Vorrich-tung zur Messung der von der Quergeschwindigkeit (?) der Strömung verursachten Durchbiegung (Δ f)des Stützelements 2 und zur Steuerung eines hydraulischen Steuerhilfsventils (11) bestehen, daß über eine Folgesteuerung die Neigung (qO des Stützelements oder der Stützelemente bzw. deren Hauptachsen des Profils

    * derselben derart regelt, daß die von der Strömung verursachte Querkraft beseitigt wird.

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13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3» 5, 7» 8, 10, 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel aus einem Dehnungsmesser, vorzugsweise mechanischer, elektrischer oder pneumatischer Bauart zur Messung der von der Quergeschwindigkeit (v) der Strömung verursachten Verformung der Stützelemente und aus Mitteln "bestehen, die einen Servomechanismus (10, 11) steuern, der die Neigung des Stützelements (2) oder der Stützelemente bzw. deren Hauptachse einstellt, um die Auswirkung der von der Strömung (v) verursachten Querkraft zu beseitigen.
14. 14. Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» gekennzeichnet durch ihre Verwendung auf Tragflügelbooten jeder beliebigen Bauart mit vollständig oder teileise eingetauchten TragP-ächen (3) oder auf Tragflügelbooten kombinierter Bauart, in normaler, Canard- oder Tandemausführung, wobei die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung sowohl an den Bug- als auch an den Heckstützelementen j und/oder an beiden Seiten vorgesehen ist.

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