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Strahlsteuer und Stopphilfe für Wasserfahrzeuge B e X c hr e i b
u u n g Die Erfindung betrifft eine Kombination von Strahlsteuer und Stopphilfe
für Wasserfahrzeuge und schwimmendes Gerät.
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Strahlsteuer werden im Vor- und / oder Hinterschiff von Wasserfahrzeugen
eingebaut und liefern bei Betätigung derselben einen Querschub und ein Steuermoment,
die zum Manövrieren des Wasserfahrzeugs beim Stillstand und bei langsamer Fahrt
erferderlich sind. wo die Wirkung der Hauptruderanlage unzureichend ist. Stopphilfen
sind ausschwenkbare oder ausdrehbare Scheiben oder Klappen und Bremsfallschirme,
die bie Betätigung einen erhöhten Schiffswiderstand bewirken und somit zu einer
Verkürzung der Stoppwege und Stoppzeiten für solche Schiffe führen, deren bewegte
Massen groß und deren Rückwärtsmaschinenleistung relativ gering sind Zur Erzeugung
von Querschüben sind Strahlsteuer als in Quertunneln angeordnete Propeller (sogen.
Querstrahlsteuer) und auch als ausfahrbare und schwenkbare freie oder ummantelte
Propeller bekannt Die spezielle Literatur ist bereits sehr umfangreich. Die wesentlichsten
Quellen sind in BRIX, J.: "Modellversuche mit der SCHOTTEL-Querstrahlanlage S 500
L", HANSA-STG-Sonderheft 1971 gegeben. Eine Kombination von propellerbetriebenem
Strahlsteuer und Stopphilfe ist der SOGREAH--Y-Thruster, dessen Querkanalteil durch
Klappen verschlossen ist Wird der im Längskanal angeordnete Propeller betätigt und
der Querkanal einseitig geöffnet, liefert der Y-Thruster einen seitlichen Schub
als Steuerhilfe. Wird der Querkanal beidseitig geöffnet, wirkt der Y-Thruster als
Stopphilfe. (Literatur: VISCONT, M.: "The Y-Bow Thruster", SOGREAH-Report R. 10301
a., 1969). Zur Verbesserung der Stoppeigenschaften
großer Massengutschiffe
bei Notmanövern sind widerstandserzeugende ausschwenkbare Bremsklappen und Bremsscheiben
(s. z.B. "Principles of Naval Architecture" - MANDEL, P.:"Ship Manoeuvring and Control,
Section 15: Starting, Stopping, and Backing") und die Wirkung von Bremsfallschirmen
untersucht rorden. Zur Erhöhung des Schiffswiderstandes beim Notstoppmanöver hat
sich das sogen. "Fishtailing"-Rudermanöver nach JORDAIN in der Praxis bewährt.
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Mit zunehmender Schiffsgröße nimmt die erforderliche Leistung eines
Querstrahlsteuers etwa linear zu, wenn der Einbau einer derartigen Anlage überhaupt
sinnvcl sein, d.h. ausreichende Steuerwirkung erzielt werden soll. Für ein Schiff
von 306 m Länge und 20 m Tiefgang ist z B. eine Querstrahlanlage von ca, 3000 PS
Antriebsleistung eriorderlich. Anlagen derartiger Größe stehen derzeit nicht zur
Verfügung. Sie würden erhebliche Anschaffungskosten bedingen und die entspreehende
Größe elektrischer Bordgeneratoren voraussetzen.
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Große Massengutschiffe - vorallem Tanke - verfügen nur über geringe
elektrische Energiemengen, da aus Sicherheitsgründen und wegen der dampfbetriebenen
Hauptantriebsanlage der Deckshilfsmaschinenbetrieb mit Dampf versorgt wird. Dis
Summe der Einsatzzeiten eines Querstrahlsteuers ist auf die Gesamtbetriebszeit eixtos
Schiffes bezoge@ äußerst gering@ die Anschaffungskesten sind daher auf die seltene
Nutzung der Anlag@ bezogen hac@ Die Einsatz von Stopphilfen für große Schiffe ist
vom Standpunkt der Schiffssicherheit dringend geboten. Stoppwege von über 8000 m
Länge kennzeichnen die Stoppeigenschaften dieser Schiffe. Der Einbau von ausschwenkbaren
Bremsklappen oder Bremsscheiben erfordert hohe Baukosten nnd mechanisch stark beanspruchbare
Bauteile. Daher wird auf deren Einbau weitgehend verzichtet. Betrachtet man die
Folgen einer Tankerkollision, die z. B.
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infolge mangelnder Steuerwirkung bei Langsamfahrt oder unzureichender
Stoppfähigkeit auftreten können ist der Einsatz von Steuer- und Stopphilfen einfacher
und damit billiger Bauart erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zn Grunde, ür kurzzeitige Manöver
hohe Schübe erzeugen zu können und diese Schübe sowohl zum Steuern als auch als
Stopphilfe einsetzen zu könuen.
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Diese Aufgabe vdrd erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem über
dem Außenvasserspiegel gelegenen Tank eine wassermenge gespeiv chert wird, die durch
ein System aus einem Querkanal und / oder
einem Längskanal, welches
mit dem Tank durch einen vertikalen oder schräg von oben nach unten verlaufenden
Kanal verbunden ist, ausfließt. Wird der Verschluß des Querkanals einseitig geöffnet,
steht ein Querschub zur Verfügung. Eim entgegen der Fahrtrichtung wirkender Längsschub
tritt auf, wenn der Verschluß des Längskanals geöffnet wird. Diese Verschlüsse können
fernbedienbar betätigt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann als Tank auch
ein Ballastwassertank und / oder ein oder mehrere Wechsel-oder Wingtanks vorgesehen
werden.
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In einem weiteren Merkmal der Erfindung werden alo Verschlußeinrichtungen
des Querkanals und / oder Längskanals handelsübliche Schieber, Klappen oder Ventile
vorgeschen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sicht für das Kanalsystem
auch von der Kreisform abweichende, z. B. elliptische oder geradlinig begrenzte
Querschmitte vor und / oder Kanalverengungen oder Kanalerweiterungen.
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Sinkt der Wasserstand nach Betätigung der Anlage, sieht eine weitere
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß durch handelsübliche automatische Geber Pumpenaggregate
betätigt werden, die die Wasserförderung durch bordinstallierte Ballast- und / oder
Spezialpumpen einleiten Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin,
für kurzzeitige Manöver hohe Schübe zur Verfügung zu stellen und an Stelle kostspieliger
Propellerquerstrahler und aufwendiger Konstruktionen von Bremsklappen in Analogie
zu Speicherkraft werken die potentielle Energie gespeicherten Wassers zu nutzen,
welches im Bedarfsfalle aus einem Tank ausiließt. Die zur Förderung erforderlichen
Pumpen stehen auf großen Schiffen in aller Regel mit großer Förderkapazität zur
Verfügung und hochgelegene Tanks lassen sich in einfacher Weise an den Schiff senden
vorse hen ohne den nutzbaren Laderaum einzuschränken. Als Wingtanks, Vor- und Hinterpieks
stehen derartige Hochtanks in den meisten Fällen bereits zur Verfügung. Diese Schübe
lassen sich durch teilveises öffnen der Verschlußeinrichtungen beliebig dosieren,
die Gesamtanlage ist konstruktiv einfach und nahezu ohne Störanfälligkeit.
Eine
Vergrößerung des Tiefganges bzw. eine Einbuße an Ladefähigkeit tritt nicht anf,
wena die Wasserspeicherung erst dann erfolgt, wenn die entsprechende Brennstoffmenge
während der Reise verbraucht ist. Erfindungsgemäß ist es möglich, die zum Steuern
und Stoppen nutzbaren hohen Schübe des aus dem Tank ausströmenden Wassers durch
automatisches Nachpumpen innerhalb entsprechender Manöverpausen für neue Manöver
wieder zur Verfügung 11 stellen, Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen
vertikalen Schnitt in Querschiffsrichtung entlang der Linie A-B in Fig. 2, Fig.
2 einen vertikalen Schnitt in Schiffs längsrichtung auf Mitte Schiff im Vorschiff.
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Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist der als Wasserreservoir dienende Tank 1 durch den Kanal 2 mit dem Querkanal
3 und dem Längskanal 4 verbunden. Durch die Schiffsballastpumpen wird in dem Tank
eine Wassermenge hoher als der Außen-Wasserspiegel gespeichert und durch die fernbetätigbaren
Ventile 5 am Ausströmen gehindert. Wird der Querkanal 3 einseitig geöffnet, strömt
da gespeicherte Wasser aus und liefert einen Querschub, dessen Betrag durch teilweises
Öffnen des Ventils desiert werden kann.
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Die Anlage arbeitet hierbei ale Strahlsteuer. Wird du Ventil das Längskanals
geöffnet, wirkt der Schub des ausfließenden Wasse@ entgegen der Fahrtrichtung, wodurch
die Anlage als Stopphilfe wirksam wird. Sinkt der Wasserstand im Tank bei Betätigung
der Anlage, speisen die aut@maisch betätigtan Ballastpumpen in den Speichertank
ein.
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Patentansprüche: