DE2201634C3 - Wasserfahrzeug mit einem ständig unter Wasser befindlichen Verdrängerkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art

Konventionelle Wasserfahrzeuge, die ihren Auftrieb durch Wasserverdrängung erzeugen, sind lagestabil durch die Zunahme des Auftriebs bei wachsender Eintauchtiefe. Einem Absinken wirkt sofort ein zunehmender Auftrieb entgegen. Solche die Wasseroberfläche großflächig durchdringende Wasserfahrzeuge erfahren bei Froudschen Zahlen von mehr als etwa 0,35 eine rapide Zunahme des Fahrwiderstandes, die eine im Vergleich zu Land- und Luftfahrzeugen nur geringe Geschwindigkeit zuläßt. Deshalb wurden Wasserfahrzeuge mit geringer oder ohne Durchdringung der Wasseroberfläche entwickelt, wie Gleit-, Tragflächen- und Luftkissenboote. Ihnen gemeinsam ist der Ersatz des statischen durch dynamischen Auftrieb, der hohen Energieverbrauch verursacht.

Geringe Oberflächendurehdringung bei gleichzeitiger Nutzung des statischen Auftriebs wird bei einem bekannten Wasserfahrzeug (s. US-PS 34 29 287) erreicht, das einen ständig unter Wasser befindlichen Verdränger, eine über der Wasseroberfläche befindliche Gondel und ein diese verbindendes Stelzenpaar vorsieht. Dieses Wasserfahrzeug ist in der vorgeschlagenen Form nicht lagestabil, seine Lage zur Wasseroberfläche muß laufend von Hand oder mittels einer aufwendigen Automatik korrigiert werden, deren Störung rasch zur Katastrophe führt.

Da der statische Auftrieb wegen des geringen Volumens der Stelzen praktisch unabhängig von der Tauchtiefe ist, kann er nicht zur Stabilisierung benutzt werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung vorzuschlagen, die die Lage eines Wasserfahrzeugs mit völlig getauchtem Verdränger durch tauchtiefenabhängigen hydrodynamischen Auftrieb stabilisiert

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Einrichtung vorgeschlagen. Die Stelzen (s. F i g. 1) sind dazu gegen die Fahrtrichtung so geneigt daß durch Impulsänderung des anströmendes Wassers ein hydrodynamischer Auftrieb entsteht Dieser Auftrieb ist abhängig von der Länge der wasserumströmten Stelzen vorderkante und nimmt deshalb mit wachsender Tauchtiefe zu. Es entsteht also ein mit wachsender Tauchtiefe zunehmender hydrodynamischer Auftrieb, was deren Stabilisierung bewirkt
Da der Auftrieb auch von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängt, muß deren Einfluß kompensiert werden. Dazu ist der untere, immer im Wasser befindliche Teil der Stelzen in entgegengesetzter Richtung, also von der Fahrtrichtung weg geneigt die Stelzen erscheinen also nach hinten eingeknickt. Der untere Teil der Stelzen erzeugt somit einen Abtrieb, der nur von der Geschwindigkeit abhängt. Der gesamte dynamische Auftrieb der Stelzen ist somit nur tauchtiefenabhängig. Zunehmende Tauchtiefe bringt ein längeres Stück des nach vorn geneigten Stelzenteils in das Wasser, was zu wachsendem Auftrieb durch Impulsänderungen an dessen Vorderkante führt, der dem Absinken entgegenwirkt.

Die resultierende Kraft aus Auf- und Abtrieb (s. F i g. 2) erzeugt bei Ungleichgewicht ein Drehmoment um die waagerechte Querachse des Fahrzeugs. Dies unterstützt die beschriebene Stabilisierung, indem es bei zu großer Tauchtiefe die Fahrzeugspitze hebt, und umgekehrt. Zwei nebeneinander in hinreichendem Abstand angeordnete Stelzen erzeugen bei seitlicher Neigung unterschiedlichen Auf- bzw. Abtrieb, die gemeinsam ein der Neigung entgegenwirkendes Drehmoment um die Längsachse des Fahrzeugs erzeugen.

Es ist damit möglich, derartige Wasserfahrzeuge für hohe Geschwindigkeiten bei nicht überhöhtem Energiebedarf zu bauen, deren Lage selbsttätig stabilisiert und nicht durch den Ausfall von Zusatzeinrichtungen gefährdet ist. Eine Beschränkung auf bestimmte Fahrzeuggrößen und Verwendungszwecke besteht nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wasserfahrzeug mit einem ständig unter Wasser befindlichen Verdrängerkörper, mit einer über der Wasseroberfläche befindlichen Gondel und mit einem Stelzenpaar, das die Gondel mit dem Verdrängerkörper verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Stelzen oder zumindest ihre Vorderkanten — von der Seite gesehen — nach hinten eingeknickt sind, so daß ihr unterer, immer getauchter Teil einen hydrodynamischen Antrieb hat und ihr oberer Teil einen hydrodynamischen Auftrieb erzeugt, der mit zunehmender Tauchtiefe wächst