DE2312488A1 - Halbeingetauchtes seeschiff - Google Patents

Description

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LITTON IHDUSTEIES INC., 360 North Crescent Drive, Beverly Hills, California 90210, U.S.A.

Halbeingetauchtes Seeschiff

Die Erfindung bezieht sich auf halbeingetauchte Seeschiffe, die häufig als Katamarane bezeichnet werden. Solche Katamarane weisen wenigstens ein Paar von normalerweise eingetauchten Zwillingsrümpfen auf, die Streben tragen und mittels dnes von den Streben getragenen Überbaues miteinander verbunden sind. Normalerweise ist wenigstens ein Ruder in Form einer flachen Anordnung vorgesehen, das am hinteren Ende eines jeden eingetauchten Rumpfes angeordnet ist, damit eine gesteuerte Schwenkbewegung um eine Achse erzielt wird. Die erforderliche Querstabilität der Schiffe dieser Art wird dadurch erzielt, daß die beiden Rümpfe einander stabilisieren. Das Resultat ist ein Schiff, dessen Quersteifigkeit etwa gleich der eines herkömmlichen Schiffes mit einem einzigen Verdranungsrumpf ist, dessen Längssteifigkeit jedoch wesentlich geringer als die eines solchen herkömmlichen Schiffes ist.

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Diese Empfindlichkeit in longitudinal er Richtung ergibt Probleme bei der Navigation eines solchen Schiffes, insbesondere in Hinblick auf das Stampfen, das gesteuert werden muß,damit "^:-' es nicht zu bestimmten Zeiten zu stark wird. Beispielsweise kann schon das Beschleunigen oder Verzögern der Bewegung eines solchen Schiffes hohe, vorübergehende Trimmänderungen verursachen. Die entsprechende Bewegung eines herkömmlichen Schiffes gleichen Gewichtes und gleicher Leistung würde kaum bemerkt werden. Bestimmte Kombinationen von Wellen, Kurs und Geschwindigkeit ergeben ein starkes Stampfen, andere ein starkes Schlingern und alle zusammen verursachen unerwünschte Beschränkungen des Betriebes für das Schiff.

Die Verwendung von Rudern zur Steuerung von Schiffen - solche ^Wer sind flache Anordnungen, die zur gesteuerten Schwenkbewegung um eine normalerweise vertikale Achse befestigt sind ist nahezu so alt wie die Navigation selbst. Unabhängig von dem erwähnten Steuermechanismus sind Stabilisierflossen, die ebenfalls flache Anordnungen sind, in Verbindung mit verschiedenen Arten von Seeschiffen verwendet worden, um das Stampfen und Schlingern des Schiffes zu verringern. Es sind bereits Steuermechanismen auf einer Seite und Stabilisatoren auf der anderen Seite als wechselseitig unabhängige Mechanismen eingesetzt worden, wobei wechselseitig unabhängige Anlagen für jeden dieser beiden Mechanismen erforderlich sind.

Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein Mechanismus, dessen effektives Element eine flache Anordnung ist, so ausgelegt werden kann, daß beide !Funktionen in einem einzigen Steuersystem kombiniert sind. Wie weiter unten ausgeführt und in den Zeichnungen dargestellt wird, wird mit vorliegender Erfindung ein außerordentlich vereinfachtes Steuersystem erreicht, das in der Lage ist, beide Funktionen gleichzeitig durchzuführen, nämlich das Steuern des Schiffes, so daß das System die Funktion eines Ruders erhält, aber

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gleichzeitig auch eine wesentliche Verringerung der Stampf- und Schlingerbewegung, so daß das System von Rudern die Funktion eines Stabilisators übernimmt.

Gemäß der Erfindung wird bei einem halb eingetaucht en Seeschiff nach Art eines Katamarans mit wenigstens einem Paar normalerweise eingetauchter Zwillingsrümpfe, die Streben tragen und mittels eines von den Streben getragenen Überbaues miteinander verbunden sind, wobei wenigstens ein Ruder in Form einer flachen Anordnung vorgesehen ist, das auf dem hinteren Ende eines jeden eingetauchten Rumpfes zur gesteuerten Schwenkbewegung um eine Achse befestigt ist, vorgeschlagen, daß die Schwenkachse eines jeden Ruders Winkel von etwa 4-5° gegenüber einer normalerweise horizontalen und einer normalerweise vertikalen Ebene bildet. Vorzugsweise ist die Schwenkachse eines jeden Ruders nach oben und innenbord zum Schiff orientiert.

In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, die Schwenkachsen zweier Ruder, deren jedes auf einem anderen eingetauchten Rumpf befestigt ist, in einer gemeinsamen Querschiffs ebene anzuordnen. Um das Steuersystem, das durch die Ruder und ihren Antriebsmechanismus gebildet wird, mit maximalem Wirkungsgrad arbeiten zu lassen, ist jedes der Ruder einzeln unabhängig von der Orientierung und Betätigung der anderen Ruder schwenkbar um die Schwenkachse drehbar betätigbar.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Heckansicht in Vorwärtsblickrichtung ζψα. Katamaran mit einem Paar von Steuerrudern gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Katamaran nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Heckansicht des Katamarans nach Fig. 1, wobei die Steuerruder in einer anderen Stellung dargestellt sind, und

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Pig. 4· eine Aufsicht auf den Katamaran nach. Fig. 3.

In den Figuren 1 "bis 4 ist schematisch, ein Katamaran mit einem Paar identischer, eingetauchter Rümpfe 22, einem über der Wasseroberfläche befindlichen Überbau 16 mit Zwischenverbindungsstreben 12, 14, die von den Rümpfen aufgenommen werden, und einem Paar von Steuerflossen, die die Ruder 18 und 20 darstellen, gezeigt. Jeder der beiden dargestellten ^wH-lingsrümpTe 22 ist ein längliches, eingetauchtes, schwimmfähiges Bauteil, das mit dem Überbau 16 durch eine der Streben 12 und 14 verbunden ist. Da die Streben einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt aufweisen und etwa senkrecht in die Wasserlinie WL schneiden, ist das in der Zeichnung schematisch dargestellte Schiff ein Typ, der häufig als MiedrigwasserKatamaran bezeichnet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen derartigen Katamaran beschränkt.

Das Steuersystem nach vorliegender Erfindung, wie es in der dargestellten Ausführungsform angegeben ist, weist ein Paar auslenkbarer, d.h. schwenkbar befestigter Steuerflossen in Form von Rudern 18 und 20 auf; ein Steuerruder ist dabei drehbar in der Nähe des Hecks eines jeden Rumpfes befestigt. Insbesondere ist das Ruder 18 an einem die Schwenkachse festlegenden Tragelement 26 befestigt, das in Winkeln von etwa 45° zu einer horizontalen und einer vertikalen Ebene orientiert ist. In ähnlicher Weise ist das Ruder 20 mit einem Tragelement 28 befestigt, wobei die.auf diese Weise festgelegte Drehachse Winkel von etwa der gleichen Größe bildet. Wie dies bei herkömmlichen Rudern zur Steuerung eines Schiffes der Fall ist, erstrecken sich die Ruder von ihren Schwenkachsen aus in Rückwärt sr ichtung. Werden die Ruder nicht benutzt, sind sie in einer Ebene orientiert, die die Achse des Rumpfes 22 aufnimmt, mit dem ein Ruder befestigt ist. Dies bedeutet, daß in den Figuren 1 und 3 nur die schmalen Kanten der Ruder sichtbar sind, und diese Kanten erscheinen vor den Tragelementen 26 und 28.

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Wie in den Zeichnungen dargestellt, nehmen die Ruder während des Betriebes Stellungen ein, in denen eine Änderung der Bewegungsrichtung des Schiffes bewirkt wird. Ferner ist eine Ausführungsform zu Darstellungszwecken gewählt worden, in der die Achsen der Schwenkbewegung, sie durch die Tragelemente 26, 28 definiert sind, nach oben und innenbord von jedem Rumpf orientiert sind. Die Steuerruder 18 und 20 sind jedoch ebenso wirksam, wenn ihre Achsen nach unten und außenbord gerichtet sind, es bestünde jedoch dann die Gefahr, daß sie auf im Wasser befindliche Gegenstände, Docks usw. auftreffen wurden. Somit wird bevorzugt, daß die Achsen und damit die Steuerruder 18 und 20 sich von den Rümpfen 22 nach oben und innenbord in bezug auf das Schiff in einem Winkel von 45° zur vertikalen und horizontalen Ebene erstrecken. Dieser Winkel kann durch Steuermechanismen, die nicht dargestellt sind, innerhalb eines Bereiches von 30° zentrisch um die entsprechende Schwenkachse eingestellt werden. In der Praxis ist jedes der Ruder 18, 20 individuell so betätigbar, daß es um die Achse 26, 28 unabhäng.g von der Orientierung und Betätigung des anderen Ruders geschwenkt wird, entweder von Hand oder selbsttätig. Eine Auslenkung, d.h. WinkelverSchiebung durch Verschwenken der Steuerruder 18 und 20 kann auf herkömmliche Weise, z.B. durch Steuermotoren (nicht dargestellt) erreicht werden. ■

Während des Betriebes des Schiffes stellen, wenn die Ruder 18 und 20 ausgelenkt, d.h. nach unten verschwenkt sind, die resultierenden Kraftkomponenten, die durch die Pfeile in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind, eine nach oben gerichtete Kraft dar, die ein den Bug nach unten richtendes Stampfmoment erzeugt. Umgekehrt ergibt eine nach oben gerichtete Winkelverechiebung beider Steuerruder 18 und 20 (dies ist in der Zeichnung nicht angedeutet) ein den Bug nach aufwärts richtendes Stampfmoment. In beiden Fällen gleichen sich die horizontalen Kraftkomponenten gegeneinander ab.

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Wenn die Ruder 18 und 20 nach steuerbord geschwenkt werden, wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, erzeugen die resultierenden Kraftkomponenten, wie durch die Pfeile angedeutet, ein Steuerbord-Drehungsmoment (mit der üblichen Backbordkraft) und ein Steuerbord-Rollmoment, das dem sonst vorheirschenden Backbord-Rollmoment, welches durch die Steuerbord-Drehungsbewegung verursacht wird, entgegenwirkt. Ein Verschwenken beider Steuerruder 18 und 20 nach backbord (nicht dargestellt) ergibt die entgegengesetzten Effekte, nämlich ein Backbord-Drehungsmoment (mit der üblichen Steuerbordkraft) und ein Backbord-Rollmoment.

Wenn die Steuerruder 18 und 20 so geschwenkt werden, daß sie Stellungen beide nach backbord oder beide nach steuerbord einnehmen, werden keine G-esamtvertikalkraftkomponenten erzeugt.

Schiffe der nach den Figuren 1 bis 4 gezeigten Art haben sich als langsame Wender herausgestellt, d.h., daß sie sehr hohe Steuermomente erfordern. Während diese Eigenschaft nicht immer erwünscht ist, ermöglicht sie, das Steuerungssystem nach vorliegender Erfindung zur Steuerung sowohl des Schlingerns als des Stampfens zu verwenden. Um dem Stampf effekt der auf das Schiff einwirkenden Wellen entgegenzuwirken, können Steuerflossen 18 und 20 aus den in Fig. 3 und 4- gezeigten Stellungen in ihre entgegengesetzten Stellungen und wieder zurück zyklisch betätigt werden. In der Zeit, die erforderlich ist, um einem Stampfen entgegenzuwirken, treten sehr geringe Queränderungen auf, und die leichte Schwenkung in einer Richtung wird durch die Schwenkung in der anderen Richtung ausgeglichen.

Ist es erforderlich, den Kurs des Schiffes zu ändern, müssen die Steuerruder 18 und 20 so/wie in den Figuren 3 und 4- eingestellt werden, damit ein beabsichtigter Steuerbord-Drehkurs erreicht wird, oder es müssen die Ruder in entgegengesetzte Stellungen gebracht werden, damit ein beabsichtigter Backbord-Drehkurs erzielt wird. Dann .werden die Ruder lange genug

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in ihrer Stellung gehalten,damit die Kursänderung vorgenommen werden kann. Deshalb wird der Steuervorgang von einem Innenbord-Rollmoment gegen den neuen Kurs begleitet. Ein derartiges Innenbord-Rollmoment wird gegenüber dem Außenbord-Rollmoment bevorzugt, das das Drehen der meisten Schiffe begleitet.

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Claims (4)

12.3.1973 V/He L/p 7596 Patentansprüche:

1. / Halbeingetauchtes Seeschiff nach Art eines Katamarans, iit wenigstens einem Paar normalerweise eingetauchter Zwillingsrümpfe, die Streben tragen und durch einen von den Streben getragenen Überbau miteinander verbunden sind, wobei wenigstens ein Ruder in Form einer flachen Anordnung vorgesehen ist, das auf dem hinteren Ende eines jeden eingetauchten Rumpfes zur gesteuerten Schwenkbewegung um eine Achse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (26, 28) eines jeden Ruders (18, 20) Winkel von etwa 45° gegenüber einer normalerweise horizontalen und normalerweise vertikalen Ebene bildet.

2.. Seeschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsel (26, 28) eines jeden Ruders (18, 20) nach oben und innenbord zum Schiff orientiert ist.

3. Seeschiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (26, 28) zweier Ruder (18, 20) deren jedes auf einem anderen eingetauchten Rumpf (22) befestigt ist, eine gemeinsame Querschiffsebene einnehmen.

4. Seeschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ruder (18, 20) einzeln unabhängig von der Orientierung und Betätigung der anderen Ruder (18, 20) schwenkbar betätigbar ist.

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