DE2253761A1

DE2253761A1 - Schiffsrumpf

Info

Publication number: DE2253761A1
Application number: DE2253761A
Authority: DE
Inventors: Jerzy Wojciech Piskorz-Nalecki
Original assignee: STOCZNIA SZCZECINSKA
Current assignee: STOCZNIA SZCZECINSKA
Priority date: 1971-11-02
Filing date: 1972-11-02
Publication date: 1973-05-10
Also published as: NO135461B; GB1362125A; NL7214788A; DE2253761C3; PL81918B1; SE396926B; DE2253761B2; NO135461C

Description

?2 97b DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DH. HER. NAT K. HOFFMANN

D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Stocznla Szczecinska im. A.Warskiego, Szczecin/Polen

Schiffsrumpf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schiffsrumpf mit minder stens einer in der Symmetrieebene des Schiffes angeordneten Schiffsschraube; sie betrifft insbesondere eine den Antriebswirkungsgrad erhöhende Formgestaltung eines Einschraubenschiffes.

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Die Sicherung der Wasseranströmung zur Schiffsschraube erfolgt durch eine entsprechende Ausbildung des Hecks. In der Praxis ist es nicht immer möglich, die Unterwasserform im Raum der Schiffsschraube so zu entwerfen, daß optimalste Arbeitsbedingungen geschaffen werden.

Der Drehsinn der Schiffsschraube verursacht bei symmetrischer Schiffsrumpfform eine ungleichmäßige Geschwindigkeit in dem die Schiffsschraube anströmenden Wasserstrahl, was eine Herabsetzung des Wirkungsgrades nach sich zieht und die Ursache von Schraubenschwingungen bildet, die auf den Schiffsrumpf übertragen werden.

Um diese nachteilige Erscheinung so weit wie möglich zu verhindern, werden des öfteren spezielle Schiffskonstruktionen angewendet, die auf dem Bau von Hecks mit asymmetrischer Form beruhen. Derartige Heckformen ermöglichen einen teilweisen Geschwindigkeitsausgleich des die Schiffsschraube anströmenden Wasserstrahls.

Bei den bisher zum Einsatz gebrachten Lösungen wird jedoch die Ablenkung des anströmenden Wasserstrahls auf die Schiffaschraube, infolge einer uneinheitlichen Ausbildung der Sentenquerschnitte oder aufgrund der Beschränkung der Einsatzmöglichkeiten dieser Formen, auf eng begrenzte Sonderkonstruktionen, die im Schiffsbauwesen keinen breiteren Einsatzbereich besitzen, nicht gesichert.

Die bekannten Lösungen mit einer asymmetrisch ausgebildeten Form des Hecks werden bei Schiffsrümpfen mit flachem Boden verwendet, unter welchem eine spezielle Verkleidung des Stevenrohrs in Form einer senkrecht zur Bodenfläche ausgebildeten Flosse angeordnet ist. Diese Verkleidung besitzt eine asymmetrisch ausgebildete Heckkante. Diese Formgestaltung des Schiffsrumpfes ist bei einer enormen Mehrzahl von

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Wasserfahrzeugen von verschiedenem Typ nicht einsetzbar, weil diese Schiffe grundsätzlich keinen flachen Boden besitzen und überdies auch keine besondere Verkleidung des Stevenrohrs'.erfordern. -Aus diesem Grunde betrifft in gegebenem Fall der Einsatz einer asymmetrischen.Formgestaltung vor der Schiffsschraube ausschließlich die Verkleidung und nicht den Schiffsrumpf im allgemeinen« . '

Eine andere Lösung, die bei normal ausgebildeten Schiffskörpern der verschiedenen Typen, jedoch mit begrenzter Fahrtgeschwindigkeit, weitgehend eingesetzt wird, beruht auf einer Konstruktion, die eine Verformung der Heck-Achterstevenkante vorsieht, welche mit der Vergrößerung der Entfernung von der Schraubenachse anwächst, wobei der größte ■ Wert auf die Verformung der Spantquerschnitte gelegt wird, . wodurch am Heck eine Verschiebung der Wasserlinien in bezug zur Schiffsmittelebene erfolgt. Als Ergebnis wird über die Änderung der horizontalen Umströmungsriehtung,d.h. der Umströmung in der Richtung der horizontalen Wasserlinienquerschnitte, eine Abmilderung der ungleichmäßigen Wasseranströmung der Schiffsschraube erhalten. Die ..Umströmung des Schiffsrumpfes in Senkrechtebene bleibt hingegen ungleichmäßig und gestört, insbesondere bei größeren Umströmungsgeschwindigkeiten. Die Bewegung in dieser Ebene wird durch die Wasserlinienschnitte bestimmt, welche den Grundriß in Schiffsmittelebene aus den Spuren bilden, die durch das Überschneiden der zur Mittelebene parallelen Ebenen mit der Schiffsrumpfoberfläche hervorgerufen werden. Den allgemeinen Effekt derartiger Heckformen bildet die Richtungsänderung der horizontalen Komponente der Wasserumströmungsgeschwindigkeit, die grundsätzlich die Wasserumströmungsrichtung längs der Wasserlinienschnitte nicht beeinflußt.

Die oben angeführte Formgestaltung des Schiffsrumpfes kann nur in begrenzter Weise für Schiffe mit einem relativ geringen

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Verhältnis von Geschwindigkeit zu Schiffslänge genutzt werden· Bei derartigen Bedingungen erlaubt die ungleichmäßige Ausbildung der Wasserliniensclinitte des Schiffsrumpfes in der Nähe der Schiffsschraube die Einhaltung von gleichen Wasserumströmungsgeschwindigkeiten an beiden Seiten des Schiffsrumpfes und begrenzt nur die Erscheinung der Wasserumströmung rund um die hintere Wasserlinienkante auf eine gleiche Richtung mit dem Schraubendrehsinn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Schiffsrumpfform zu schaffen, die in einen größeren Verhältnisbereich von Geschwindigkeit zu Schiffslänge eine günstigere Anströmung der Schraube ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsschnittlinien des Schiffsrumpfes zumindest in der Breite der Schraubeneinwirkung in der Schiffsrumpf-Mittelebene derartig ausgestaltet sind, daß sie bei einer rechtsgängigen Schraube an Steuerbord im Raum unterhalb der Schraubendrehachse - in bezug auf die entsprechenden Längsschnittlinien an Backbord - in der Richtung zum Heck verschoben sind, hingegen im Raum oberhalb der Schraubendrehachse , eine entsprechende Anordnung in entgegengesetztem Sinne, wie es im unteren Teil der Fall ist, aufweisen, und daß bei einer linksgängigen Schraube die gegenseitige Anordnung der Längsschnittlinien entgegengesetzt wie bei rechtsgängiger Schraube ist, wobei sich die entsprechenden Längsschnittlinien an Back- und Steuerbord in jedem Fall im Raum der Einwirkung der Schraube schneiden.

Dies beruht auf der Entwicklung einer derartigen Form des Hecks, bei welcher das vom Schiffsrumpf abfließende Wasser

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in entgegengesetzter Richtung zum Schraubendrehsinn abgelenkt wird. Ein derartig abgelenkter Wasserstrom wird beim Zusammentreffen mit der Schraube geradegerichtet und anschließend durch die Schraubenbewegung in umgekehrter Richtung zu derjenigen abgelenkt, die durch die Schiffsrumpf ums trömung hervorgerufen wurde. In dem Fall, wo der die Schraube anströmende Wasserstrahl vorher in entgegengesetzter Richtung zum Drehsinn der Schraube gelenkt ist, wird die Ablenkung des Stromes hinter der Schraube kleiner sein als die, die bei einer symmetrischen, linearen Umströmung des Schiffsrumpfes erhalten wird. Dies führt im Effekt zu.einer Erhöhung des Wirkungsgrades des Antriebs.

Die dieses Ziel verfolgende technische Aufgabe beruht auf einer derartigen Ausgestaltung des Hecks des Schiffsrumpfes, bei welcher die Resultierenden des Geschwindigkeitsvektors des den Schiffsrumpf umströmenden Wassers an einander entsprechenden Punkten an beiden SchiffSeiten unter verschiedenen Winkeln in bezug zur Grundfläche des Schiffes abgelenkt werden und überdies auch die Projektion der Vektorresultierenden der Geschwindigkeit der Wasserströmung nach deren Abfließen vom Schiffsrumpf oberhalb der Schraubenachse in umgekehrter Richtung abgelenkt wird, wie bei der Projektion der Vektorresultierenden aus der Geschwindigkeit der vom Schiffsrumpf unterhalb der Schraubenachse abfließenden Wasserströmung. Somit muß bei einer rechtsgängigen Schraube die zur Schiffsmittelebene parallele Projektion der Resultierenden des Geschwindigkeitsvektors an Steuerbord in der Richtung zum Wasserspiegel mehr ausgelenkt sein als die Projektion der entsprechenden Resultierenden des Wassergeschwindigkeitsvektors an Backbord. Die zur Schiffsgrundfläche parallele Projektion der Resultierenden des Geschwindigkeitsvektors oberhalb der Schiffsschraubenachse ist in der Richtung nach Backbord und unterhalb der Schraubenachse in der

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Richtung nach Steuerbord abgelenkt. Bei linksgängiger Schraube erfolgt alles entgegengesetzt.

Die erforderliche gegenseitige Anordnung der Seitenrisse der Sentenquersclinitte wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Wasserlinienschnitte von der Backbordseite oberhalb der Schraubenachse und von der Steuerbordseite unterhalb der Schraubenachse verlagert werden. Die Auslenkung wird gemäß der Erfindung so durchgeführt, daß die Schnittpunkte der mittleren Wasserlinien mit ihrem Umriß im Heckteil in der Hohe des Wirkungsfeldes der Schraube von der Schiffsmittelebene verschoben werden, und daß ihre Projektionen auf die Querschnittsebene des Schiffsrumpfes auf einer zur Schiffsmittelebene parallelen Geraden liegen, die von der Mittelebene um ein Maß entfernt ist, welches mindestens J,5% des Schraubendurchmessers ausmacht.

Die Verschiebung der Wasserlinien bei einer rechtsgängigen Schraube erfolgt erfindungsgemäß derart, daß die Wasserlinienenden oberhalb der Schraubenachse nach Backbord und die Wasserlinienenden unterhalb der Schraubenachse nach Steuerbord verschoben sind. Bei linksgängiger Schraube erfolgt alles umgekehrt.

Den Vorteil einer derartigen Anordnung der Sentenseitenrisse beruht auf der Differenzierung der Wasserumströmung in Vertikalebene längs beider Schiffselten, was bei einer gleichzeitigen Verschiebung der Wasserlinien - wodurch eine abweichende Abflußrichtung des V/assers in Horizontalebene* bewirkt wird - eine Ablenkung des vom Schiffsrumpf abfließenden und die Schraube anströmenden Wasserstroms ergibt, überdies wird bei einem derartigen Konstruktionsprinzip die symmetrische Einstellung der Schraubenflügel zum Achtersteven

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vermieden, wodurch die Ungleichmäßigkeit der auf tretenden gleichzeitigen Belastung zweier Schraubenflügel gemildert wird, was beim Einsatz einer IF ierf lügeis ehr aube für den Schiffsantrieb häufig vorkommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der·"Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen? ' '

Fig. 1 den vertikalen Spantschnitt des Schiffsrumpfes

im Heckbereich bei einer rechtsgängigen Schraube,

Fig. 2 die Seltenansicht des Heckbereichs der Fig. Γ,

Fig. 3 d.ie Wasserlinienschnitte im Hecküereicn ober·^ halb der rechtsgängigen Sehraubenachse,'und

Fig. 4 ' die Wasserlinienschnitte des Heckbereichs unterhalb der rechtsgängigen Schraubenachse.

Die beispielsweisen Spantschnitte sind von Ό bis 2 numeriert. Die Buchstaben PS bezeichnen die "Mittelebene, die in der Mitte der Breite senkrecht zu. den Wasserlinienschnitten verläuft. Die Wasserlinienschnitte wurden der Heihe nach mit WO bis WIl bezeichnet. Die Längsschnitte an Backbord sind mit IL, HL, HIL, die an Steuerbord mit TP, IIP, HIF-be-' zeichnet.

In Fig. 2 sind die Projektionen der Längsschnittlinien auf die Schiffsmittelebene· - PS-dargestellt. Mit ausge- , zogenen Linien sind die Längsschnittlinien an Steuerbord, mit unterbrochenen Linien die Längsschnittlinien an Backbord angedeutet. Mit einer strichpunktierten Linie ist , ,- >v. die Schraubenachse angedeutet. ■ .:>;..:■■. .■

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Claims

Patentansprüche

1. / Schiffsrumpf mit mindestens einer in der imetrieebene des Schiffes angeordneten Schiffsschraube,

dadurch gekennzeichnet , daß die Längsschnittlinien (IL, IP, HL, IIP, IHL, IHP) des Schiffsrumpfes zumindest in der Breite der Schraubeneinwirkung in der Schiffsrumpf-Mittelebene derartig ausgestaltet sind, daß sie (IP, IIP, HIP) bei einer rechtsgängigen Schraube an Steuerbord im Raum unterhalb der Schraubendrehachse - in bezug auf die entsprechenden Längsschnittlinien (IL, HL, IHL) an Backbord - in der Richtung zum Heck verschoben sind, hingegen im Raum oberhalb der Schraubendrehachse eine entsprechende Anordnung in entgegengesetztem Sinne, wie es im unteren Teil der Fall ist, aufweisen, und daß bei einer linksgängigen Schraube die gegenseitige Anordnung der Längsschnittlinien entgegengesetzt wie bei rechtsgängiger Schraube ist, wobei sich die entsprechenden Längsschnittlinien (IL, IP, HL, IIP, IHL, HIP) an Back- und Steuerbord in jedem Fall im Raum der Einwirkung der Schraube schneiden.

2. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schnittpunkte der mittleren Wasserlinien (WO-WlI) mit ihrem Umriß im Heckteil in bezug zur Schiffsrumpf-Mittelebene (PS) verschoben sind, wobei ihre Projektionen auf die Ebene des Schiffsrumpf-Querschnittes in der Höhe des Wirkungsfeldes der Schraube eine Gerade bilden, die zur Mittelebene parallel ist und von ihr bei einer rechtsgängigen Schraube um ein Maß, das mindestens 7>5$ des Schraubendurchmessers ausmacht, im Raum

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oberhalb der Drehachse nach Backbord und im gleichen Abstand im Raum unterhalb der Drehachse nach Steuerbord vers.choben ist, und daß bei einer linksgängigen Schraube eine entgegengesetzte Verschiebung der Punkte vorhanden ist, auf welchen die Projektionen der erwähnten Wasserlinienschnittpunkte liegen.

5- Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich im Bereich der Schraubeneinwirkung einander entsprechende LMngsschnittlinien (IL, IP; HL, HPj IHL, IHP) der Backbord- und Steuerbord« seite bei ihrer Projektion auf die vertikale Mittellängsebene (PS) des Schiffsrumpfes im wesentlichen in der Nähe der Schraubenachse schneiden.

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