DE2064341C3 - Unterwasserfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit einem vorzugsweise spindelförmigen Rumpf, an dessen Heck eine Mantelschraube angeordnet ist, die als konischer Ring ausgebildet ist und deren größerer Querschnitt, in Fahrtrichtung des Unterwasserfahrzeugs gesehen, vorne liegt, wobei das Profil des konischen Mantels als Tragflügelprofil ausgebildet ist.

Es ist bereits ein Unterwasserfahrzeug bekanntgeworden, das mit Tragflächen ausgerüstet ist, die ein einen hydrodynamischen Auftrieb/ erzeugendes Längsprofil aufweisen. Das Unterwasserfahrzeug ist mit einer am Heck angeordneten Mantelschraube ausgerüstet, in deren Nachstrom das an einer Seitenflosse angelenkte Seitenruder liegt. Der Mantel ist dabei als konischer Ring ausgebildet, dessen größerer Durchmesser, in Fahrtrichtung gesehen, vorne liegt und dessen Profil als Tragflügelprofil ausgebildet ist. Der Gesamtschwerpunkt, das Metazentrum, das hydrodynamische Auftriebszentrum und der durch den Antrieb erzeugte Schubvektor sind nach Lage und Richtung derart einander zugeordnet, daß außer dynamischer Stabilität bei Fahrt auch bei Schubausfall automatisch statische Schwimmstabilität gewährleistet ist. Dazu ist das Unterwasserfahrzeug in bekannter Weise mit Tauchzellen ausgerüstet die ein Abtauchen, ein Schweben des Unterwasserfahrzeuges in jeder gewünschten Tauchtiefe oder auch ein Auftauchen erlauben.

Die Ausrüstung der Tragflächen mit einem kombinierten Höhenquerruder gewährleistet eine erhöhte Manövrierfähigkeit um alle drei Bewegungsachsen im Raum infolge des flugähnlichen dynamischen Verhaltens des Unterwasserfahrzeuges.

Ein Nachteil eines solchen Unterwasserfahrzeugs ist, wie bei allen anderen bisher bekannten Über- und Unterwasserfahrzeugen, darin zu sehen, daß der Übergang aus der Bewegung in den Stillstand nur unter großen zeitlichen Verzögerungen möglich ist, da allein der Wasserwiderstand die Abbremsung bewirkt. Das ist besonders dann von Nachteil, wenn das Unterwasserfahrzeug andererseits besonders strömungsgünstig gebaut ist.

Selbstverständlich kann zur Abbremsung auch durch Umschaltung des Antriebs ein beschleunigtes Abbrem

sen erreicht werden,

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer möglichst strömungsgünstigen Form des Unterwasserfahrzeuges allein durch eine besondere Ausbildung der an sich für die Fahrt strömungsgünstigen Teile des Unterwasserfahrzeuges eine zusätzliche Bremskraft zu erzeugen.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Anstellwinkel des Tragflügelprofils gegenüber der Oberfläche des Hecks so gewählt ist, daß der vordere Stäupunkt des Tragflügelprofils bei laufender Schraube in einem Bereich überall anliegender Strömung auf der Profilnase, bei stillstehender Schraube jedoch in einem Bereich abgerissener Strömung auf der Innenseite des Mantels festgelegt ist

Dabei ist es zweckmäßig, daß die Profilsehnen des konischen Mantels etwa parallel zur Oberfläche des Unterwasserfahrzeuges verlaufen.

Die stärker gewölbte Seite des Profils des konischen Rings liegt vorzugsweise auf der Innenseite des Riügs.

Die strömungsgünstige Ausführung des Mantels der Mantelschraube und insbesondere die Ausführung als konischer Ring erlaubt einen glatten Durchfluß des an der Oberfläche des Unterwasserfahrzeuges entlangströmenden Wassers, wobei der Mantel selbst eine düsenartige Wirkung aufweist Der effektive Profilanstellwinkel des konischen Rings bewirkt eine glatt anliegende Strömung auf der Außenseite des Rings, wenn das UnterwasseiTahrzeug angetrieben wird. Bei Stillsetzen des Antriebs reißt jedoch die Strömung

infolge der damit automatisch verbundenen Änderung des effektiven Profilanstellwinkels auf der Außenseite des Rings unter Wirbeibildung ab, wodurch eine zusätzliche Bremskraft auf das Unterwasserfahrzeug einwirkt Diese zusätzliche Bremskraft ist auch dann vorhanden, wenn der Antrieb nicht auf Rückwärtslauf umgeschaltet wird. Das ist bei einer militärischen Verwendung des Unterwasserfahrzeugs besonders dann von Vorteil, wenn ein Anpeilen des Unterwasserfahrzeugs mit Unterwasserschallgeräten vermieden werden muß, das Unterwasserfahrzeug selbst aber möglichst schnell zum Stillstand kommen soll.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Teile schematisch angegeben sind. Es zeigt

F i g. 1 die Strömungsverhältnisse im Bereich des Hecks des Unterwasserfahrzeugs, wenn die Schraube angetrieben wird und
Fig.2 die Strömungsverhältnisse bei stillstehender

so Schraube aber noch in Fahrt befindlichem Unterwasserfahrzeug.

In beiden Figuren sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Am Heck 1 des Unterwasserfahrzeugs ist eine Schraube 2 angeordnet, die von einem Mantel 3 umfaßt ist. Die Befestigung des Mantels 3 am Heck 1 erfolgt in bekannter hier nicht dargestellter Weise.

In der F i g. 1 ist der Strömungsverlauf des Wassers entlang der Oberfläche des Hecks 1 und des Mantels 3 durch die Stromlinien 4 angedeutet, wobei selbstverständlich im Nachstrom der Schraube 2 eine Wirbelbildung auftritt, die jedoch vernachlässigbar ist.

Die Fig. 2 zeigt den durch Verschiebung des Staupunktes geänderten Strömungsverlauf im Bereich

h^r> des Hecks 1 und des Mantels 3 bei stillstehender Schraube 2. Dabei entsteht hinter der Schraube 2 eine verstärkte Wirbelbildung, die durch die Wirbel 5 symbolisiert sein soll. Auf der Außenseite des Mantels 3

reißt, durch die Änderung des effektiven Profilanstellwinkels bedingt, die Strömung ab, so daß hier zusätzlich sehr starke Wirbel 6 entstehen, die eine zusätzliche Abbremsung des Unterwasserfahrzeugs bewirken.
Die Stärke dieser Wirbelbildung hängt vom Profilanstellwinkel des Mantels 3 ab. Die günstigste Profilform und der Anstellwinkel sind leicht theoretisch und/oder experimentell in Abhängigkeit von der Oberfläehenform des Unterwasserfahrzeugs in seinem Heckbereich zu bestimmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Unterwasserfahrzeug mit einem vorzugsweise spindelförmigen Rumpf, an dessen Heck eine Mantelschraube angeordnet ist, die als konischer Ring ausgebildet ist und deren größerer Querschnitt, in Fahrtrichtung des Unterwasserfahrzeuges gesehen, vorne liegt, wobei das Profil des konischen Mantels als Tragflügelprofil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel des Tragflügelprofils gegenüber der Oberfläche des Hecks so gewählt ist, daß der vordere Staupunkt des Tragflügelprofils bei laufender Schraube (2) in einem Bereich überall anliegender Strömung auf der Profilnase, bei stillstehender Schraube jedoch in einem Bereich abgerissener Strömung auf der Innenseite des Mantels festgelegt ist.

2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilsehnen des konischen Mantels etwa parallel zur Oberfläche des Unterwasserfahrzeugs (1) liegen.