DE2060607B2 - Wassertragflügeleinrichtung für Tragflügelboote - Google Patents

Wassertragflügeleinrichtung für Tragflügelboote

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DE2060607B2 DE2060607A DE2060607A DE2060607B2 DE 2060607 B2 DE2060607 B2 DE 2060607B2 DE 2060607 A DE2060607 A DE 2060607A DE 2060607 A DE2060607 A DE 2060607A DE 2060607 B2 DE2060607 B2 DE 2060607B2
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/24Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • B63B1/248Shape, hydrodynamic features, construction of the foil

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Description

senkrechter Projektion solcher Querschiffsabmessungen im Verhältnis zur geraden Spannweite aufweist, daß jeder der beiden Seitenteile des vorderen Tragflügels etwa gleich lang ist wie der Mittelteil, und daß der Mittelteil des hinteren Tragflügels zwischen einem Sechstel und einem Drittel der Spannweite dieses Tragflügels lang ist
Um ein Ansaugen von Luft und ein seitliches Spritzen zu verhindern iowie die Seitenstabilität zu erhöhen, ist es ferner zweckmäßig, die Tragflügel an ihrer Oberseite ι υ mit Rippen und an ihrer Unterseite mit an sich bekannten Spritzschutzrippen zu versehen sowie zur Erhöhung der Kursstabilität und zur Verringerung der Neigung zum seitlichen Gleiten des Bootes beim Gieren mit senkrecht stabilisierenden Flossen auszustatten. )
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer derartigen Wassertragflügeleinrichtung wird verhindert, daß sich der Bootskörper bei voller Fahrt, insbesondere bei Höchstgeschwindigkeit ohne nennenswerte Last, zu hoch über die Wasseroberfläche hinaushebt und dadurch das Tragflügelboot in einen instabilen und unsicheren Fahrzustand gerät
Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt ein mit einer erfindungsgemäßen Wassertragflügeleinrichtung ausgestattetes Tragflügelboot in einer Seitenansicht von der Steuerbordseite,
Fig.2 zeigt das erfindungsgemäße Tragflügelboot der F i g. 1 in einer Vorderansicht, wobei in der rechten Hälfte der Figur der backbordseitige Tragflügelteil des hinteren Tragflügels und in der linken Hälfte der Figur der steuerbordseitige Tragflügelteil de.s vorderen Tragflügels dargestellt sind,
Fig.3 und 4 zeigen in einer Draufsicht und einer Vorderansicht die steuerbordseitigen Tragflügelteile des vorderen Tragflügels, und
Fig.5 und 6 zeigen in einer Draufsicht und einer Vorderansicht die backbordseitigen Tragflügelteile des hinteren Tragflügels.
Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, weist das Tragflügelboot 1 einen vorderen Tragflügel 2 und einen hinteren Tragflügel 3 auf. Die Wasseroberfläche im Gleitzustand des Tragflügelbootes ist mit dem Bezugszeichen 4 und im Verdrängerzustand mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet
Die in den Fig.3 bis 6 angegebenen relativen Abmessungen sind Bruchteile der geraden Spannweite L des betreffenden Tragflügels. Ferner sind absolute Winkelmaße eingetragen. Alle diese Maße dienen nur als typische Beispiele und sind ungefähre Werte. Von oben gesehen hat der hintere Tragflügel 3 die Form einer nach hinten gerichteten abgestumpften Pfeilspitze, d. h. eines stumpf abgeknickten »V«.
Im dargestellten Beispiel ist der hintere Tragflügel in Längsschiffsrichtung gemessen überall ungefähr gleich breit, während die Flügelbreite des vorderen Tragflügels in dieser Richtung zu den freien Flügelenden hin zunimmt.
Die Tragflügel können jedoch in gewissen Grenzen μ auch andere Formen haben. In der Vorderansicht ist der vordere Tragflügel 2 ebenfalls V-förmig, hat aber die Form eines zugespitzt geknickten »V«, mit den beispielsweise in Fig.4 angegebenen Winkeln. Der hintere Tragflügel is' dagegen als stumpfes V, z. B. mit einem Winkel von 30° nach F i g. 6 ausgebildet Beide Tragflügel haben vorzugsweise ein ungefähr kreissegmentähnliches Profil mit einer flachen Unterseite und einer von oben gesehen konvexen Oberseite, wobei die größte Profilstärke etwa ein Zehntel der Profilbreitr beträgt Die Oberseite der Tragflügel 2, 3 ist ferner in bekannter Weise mit hochragenden Rippen 10 und mit vorzugsweise ähnlich ausgebildeten Befestigungen 11 versehen. An der Unterseite sind herkömmliche Spritzschutzrippen 9 vorgesehen, welche die Seitenstabilität der Tragflügel erhöhen und das seitliche Spritzen verringern. Ferner sind an sich bekannte senkrechte Flossen 12 in oder beiderseits der senkrechten Mittellängsebene des Bootes zur besseren Kurshaltung und geringerer Seitengleitgefahr beim Gieren vorgesehen.
Die Mittelteile des in den F i g. 3 und 4 dargestellten vorderen Tragflügels 2 erstrecken sich beiderseits der genannten Mittelebene zwischen den beiden Knickpunkten der geknickten V-Form des Tragflügels mit einer Neigung von etwa 55° in bezug auf das Lot, während die beiden daran anschließenden Seitenteile eine Neigung von 75° in bezug auf ^ as Lot aufweisen. Die beiden Seitenteile zwischen dem Knickpunkt und dem freien Tragflügelende haben einen Anstellwinkel, der vom Knickpunkt aus zu den Enden hin allmählich von 0 bis 10°, vorzugsweise von 0 bis etwa 7° zunimmt Die Abmessungen der beiden Tragflügelteile in Längsrichtung des Bootes nehmen von der Mittelebene des Bootes bis zu den Enden hin von l/to bis V9 zu. Die gesamte lichte Länge des vorderen Tragflügels in Längsrichtung des Bootes beträgt 2Z3 L Das Gesaimmaß des Mittelteils in Querschnittsrichtung beträgt Lh und daher das entsprechende Maß jedes der Seitenteile ebenfalls Ll$. Der vordere Tragflügel 2 weist nur eine senkrechte Flosse 12 als mittlere Stabilisierungsflosse auf.
Der hintere Tragflügel 3 nach den F i g. 5 und 6 hat von oben gesehen die Form einer nach hinten gerichteten abgestumpften Pfeilspitze, d.h. die Form eines stumpf geknickten »V«, mit einer lichten Lä.ige Lh in dieser Richtung. Das in Längsrichtung des Bootes gemessene Maß des Profils des hinteren Tragflügels beti ägt etwa V9, wobei der beiderseits durch senkrechte Flossen 12 begrenzte Mittelteil 14 des Tragflügels in der genannten Richtung vorzugsweise breiter ist als die Seitenteile. Das Querschiffsmaß des Mittelteils 14 ist vorzugsweise im Bereich L/6 bis W3 zu wählen, je nach den sonstigen Bedingungen und Verhältnissen. Der Mittelteil kann in Querschiffsrichtung gerade sein, wie dies in Fig.6 dargestellt ist Er kann aber auch bügeiförmig oder nach oben gewölbt, also unten konkav sein. Die Höhe der Wölbung liegt zweckmäßigerweise in der Größenordnung eines Zehntels des genannten Querschiffsmaßes des Mittelteiles. Die Lage und Bemf ",sung können derart gewählt sein, daß der zentrale Bereich des Mittelteiles 14 die Wasseroberfläche bei voller Fahrt und geringer Last durchbricht, wodurch die Stabilität besonders dann besser wird, wenn das Gesamtgewicht des Bootes einschl. Ladung gering und die Geschwindigkeit hoch ist Der Winkel zwischen den Seitenteilen und dem Lot beträgt 60°.
Der vordere Tragflügel 2 hat von oben gesehen eine starke Pfeilform (ohne Pfeilschaft) und erstreckt sich nach vorn unten, wie dies aus den l·' i g. 1 und 2 ersichtlich ist. Der Spitzenwinkel beträgt dabei etwa 80°. Der Tragflügel 2 erstreckt sich in einem weiten Längsbereich in Längsrichtung des Bootes und ragt weit nach vorn ohne hierbei eine derart große tragende Fläche haben zu müssen wie dies entsprechende, (von oben gesehen) nicht pfeilförmige, etwa rechteckige
Tragflügel herkömmlicher Bauart aufweisen. Ein sich ausschließlich querschiffs erstreckender vorderer Tragflügel üblicher Art verliert bei einer gewissen Wellenhöhe insbesondere bei achterlicher, d h. von hinten her auflaufender See, einen erheblichen Teil seines Auftriebs, so daß das Boot vorn nach unten strebt und zeitweise eintaucht, wodurch die Geschwindigkeit bei gleicher Maschinenleistung abnimmt Je höher das Boot über der Wasseroberfläche liegt, desto weiter liegt der Abstützpunkt des Tragflügels vorn. In dem Maße, wie das Boot nach unten sinkt und achterliche Wellen sich vom Schwerpunkt nach vorn bewegen, desto weiter wandert der Abstützpunkt in gleicher Richtung, so daß die resultierende aufwärts gerichtete Kraft nach vorne wandert und zwar in einem Maße, wie die eingetauchte wirksame Fläche des Tragflügels geringer wird und daher ein zunehmender Teil des Tragflügels aus dem Wasser auftaucht, jede von hinten nach vorn laufende Welle schiebt also sozusagen den vorderen Abstützpunkt des Bootes nach vorn. |edoch bewirken auch von vorn anlaufende Wellen eine Verschiebung des Abstützpunktes nach vorn.
Der hintere Tragflügel 3 hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Gegensatz zum spitzen Spitzenwinkel des vorderen Tragflügels eine weit weniger ausgeprägte Pfeilform mit einem stumpfen Spitzwinkel von etwa 125°. Der hintere Tragflügel 3 erstreckt sich nach hinten unten.
Dadurch, daß die beiden Tragflügel 2, 3 die Form zweier voneinander abgewandter Pfeilspitzen haben,
s die sich vom Boot hinweg schräg abwärts erstrecken, und dadurch daß der hintere Tragflügel 3 infolgedessen eine ähnliche Wirkung hat, wie die oben beschriebene Wirkung des vorderen Tragflügels, d. h. der Abstützpunkt des hinteren Tragflügels sich nach hinten bewegt,
in wenn das Heck des Bootes sich hebt oder von einem Wellental unterlaufen wird, erhält man eine Kombinationswirkung mit dem vorher erwähnten Ergebnis. Soll anstelle des hier beschriebenen hinteren Tragflügels ein Tragflügel herkömmlicher Bauart verwendet werden,
ι·; muß ein solcher wesentlich weiter hinten angebracht werden (was keineswegs immer möglich ist), um das Boot unbeladen mit höchster Geschwindigkeit fahren zu können. Anderfaiis wird das Boot achtern derart stark angehoben, daß sein Fahrzustand unsicher und instabil wird.
Greift an einem der beiden Steven infolge Wellenganges eine zunehmende Kraft an, so wandert diese hebende Kraft in Richtung zum Schwerpunkt des Bootes hin, wodurch ihr Hebelarm geringer wird, und
i=> die Bootsbewegungen dadurch ruhiger werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Wassertragflügeleinrichtung für ein Tragflügelboot, mit einem vorderen und einem hinteren Tragflügel, die beide am Bootskörper im Abstand voneinander befestigt sind und jeweils aus zwei, im wesentlichen V-förmig zusammengesetzten Tragflügelteilen bestehen, die mit der Spitze nach unten symmetrisch zur vertikalen Mittellängsschnittebene angeordnet sind und einen spitzen Neigungswinkel gegenüber einer Horizontalen in Schiffslängsrichtung einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügelteile des vorderen Tragflügels (2) gegenüber der Horizontalen in Schiffslängsrichtung schräg nach vorne und die Tragflügelteile des hinteren Tragflügels (3) schräg nach hinten geneigt sind.
Z Wassertragflügeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Tragflügel (2) von vom gesehen die Form eines zugespitzt geknickten »V« hat, dessen spitzeres unteres Mittelteil einen Öffnungswinkel von etwa 110° und sein Profil keinen oder einen nur unbedeutenden positiven oder negativen Anstellwinkel aufweist, daß die beiden sich an diesen Mittelteil beiderseits anschließenden Seitenteile einen Winke! von etwa 15° gegenüber der Waagerechten und einen positiven Anstellwinkel aufweisen, der in Richtung zu den äußeren Enden hin altmählich von 0 bis 10°, vorzugsweise von 0 bis etwa 7° zunimmt und daß die Abmessung dieser Seitenteile in Längsrichtung des Bootes größer ist als die des Mittelteils und zu den Enden der Seitenteile hin zunimmt (Fig. 4).
3. Wassertragßügelemriehtuiyi nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Tragflügel (3) in Längsrichtung des Bootes gesehen die Form eines abgestumpft geknickten »V« hat, dessen Mittelteil (14) quer zum Boot waagerecht und gerade oder bügeiförmig nach oben gewölbt ist und sein Profil keinen oder einen nur sehr geringen positiven oder negativen Anstellwinkel aufweist, daß die beiden sich an den Mittelteil beiderseits anschließenden Seitenteile eine Neigung von etwa 30° zur Waagerechten und ihre Profile einen positiven Anstellwinkel aufweisen, welcher in Richtung zu den Enden der Seitenteile hin allmählich von 0 bis etwa 3° zunimmt, und daß die Tiefe dieser Seitenteile in Längsrichtung des Bootes überall etwa gleich groß ist oder zu den Seitenteilenden hin zunimmt (F i g. 6).
4. Wassertragflügeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Tragflügel (2, 3) in senkrechter Projektion solche Querschiffsabmessungen im Verhältnis zur geraden Spannweite (L) aufweist, daß jeder der beiden Seitenteile des vorderen Tragflügels (2) (F i g. 4) etwa gleich lang ist wie der Mittelteil, und daß der Mittelteil (14) des hinteren Tragflügels (3) zwischen einem Sechstel und einem Drittel der Spannweite dieses Tragflügels lang ist.
5. Wassertragflügeleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel (2,3) an ihrer Oberseite mit Rippen (HO) und an ihrer Unterseite mit Spritzschutzrippen (9), sowie mit senkrechten stabilisierenden Flossen (112) ausgestattet sind.
Die Erfindung betrifft eine Wassertragflügeleinrichtung für ein Tragflügelboot, mit einem vorderen und einem hinteren Tragflügel, die beide am Bootskörper im Abstand voneinander befestigt sind und jeweils aus zwei, im wesentlichen V-förmig zusammengesetzten Tragflügelteilen bestehen, die mit der Spitze nach unten symmetrisch zur vertikalen Mittellängsschnittsebene angeordnet sind und einen spitzen Neigungswinkel gegenüber einer Horizontalen in Schiffslängsrichtung
ίο einschließen.
Eine derartige Wassertragflügeleinrichtung für ein Tragflügelboot ist aus der AT-PS 1 60 706 bekannt Diese bekannten, schräg nach vorne geneigten Tragflügel sind jedoch entweder sogenannte Hilfstragflächen,
is die lediglich bei einem zu starken Eintauchen des Buges einen zusätzlichen Auftrieb liefern sollen, oder ausgesprochen kompliziert geformte und deshalb nur mit großem Aufwand herstellbare Tragflügel, die eine besondere Formgebung des Bootsrumpfes im Bereich des Buges erfordern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Wassertragflügeleinrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß ohne Anwendung von Trimmflächen oder Trimmtanks sowohl eine hohe
Längs- als auch eine hohe Querstabilität erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Tragflügelteile des vorderen Tragflügels gegenüber der Horizontalen in Schiffslängsrichtung schräg nach vorne und die Tragflügelteile des hinteren Tragflügels schräg nach hinten geneigt sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist erstmalig eine Wassertragflügeleinrichtung geschaffen, die sowohl längs- als auch querstabilisierend und außerdem schwingungsdämpfend in Schiffslängsrich-
!5 tung wirkt, ohne daß hierzu bewegliche Teile, wie Trimmflächen oder Trimmtanks benötigt werden.
Besonders gute Ergebnisse werden gemäß vorteilhaften Weiterbildungen der Wassertragflügeleinrichtung nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der vordere
■to Tragflügel von vorn gesehen die Form eines zugespitzt geknickten »V« hat, dessen spitzeres unteres Mittelteil einen öffnungswinkel von etwa 110° und sein Profil keinen oder einen nur unbedeutenden positiven oder negativen Anstellwinkel aufweist, daß die beiden sich an diesen Mittelteil beiderseits anschließenden Seitenteile einen Winkel von etwa 15° gegenüber der Waagerechten und einen positiven Anstellwinkel aufweisen, der in Richtung zu den äußeren Enden hin allmählich von 0 bis 10°, vorzugsweise von 0 bis etwa 7° zunimmt, und daß
5<> die Abmessung dieser Seitenteile in Längsrichtung des Bootes größer ist als die des Mittelteils und zu den Enden der Seitenteile hin zunimmt, und daß der hintere Tragflügel in Längsrichtung des Bootes gesehen die Form eines abgestumpft geknickten »V« hat, dessen
'■■> Mittelteil quer zum Boot waagrecht und gerade, oder bügeiförmig nach oben gewölbt ist, und sein Profil keinen oder einen nur sehr geringen positiven oder negativen Anstellwinkel aufweist, daß die beiden sich an den Mittelteil beiderseits anschließenden Seitenteile eine Neigung von etwa 30° zur Waagerechten und ihre Profile einen positiven Anstellwinkel aufweisen, welcher in Richtung zu den Enden der Seitenteile hin allmälich von etwa 0 bis auf etwa 3° zunimmt, und daß die Tiefe dieser Seitenteile in Längsrichtung des Bootes aberall etwa gleich groß ist oder zu den Seitenteilenden hin zunimmt.
Gemäß vorteilhaften Weiterbildungen ist es ferner zweckmäßig, daß jeder der beiden Tragflügel in
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