DE2356508A1 - Schiffsantrieb - Google Patents

Description

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Dr. Gert Heldt, 2 Hamburg 52. Viere* 4 ·"""■

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Schiffsantrieb

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb mit mindestens zwei'Propellerwellen, die sich von im Schiffsrumpf angeordneten Drucklagern in Richtung "auf die am Hinterschiff angeordneten Propeller erstrecken.

Bei einer Vielzahl von Schiffen werden vom Reeder besonders gute Wendemanöver gefordert. Diese Forderung wird insbesondere erhoben bei solchen Schiffen, die in fremden Häfen ohne Schlepperhilfe schwierige Manöver fahren, und bei solchen, die nach einer relativ kurzen Geradeaus-Pahrt eine Vielzahl von Manövern ausführen. Diese Notwendigkeit besteht beispielsweise bei !Fähren, um das Schiff schnell an eine für den Fährbetrieb eigens hergerichtete Pier zu ■ lesen. 509820/0235

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Zur Yerbesserung der Wendemanöver gibt; es mehrere Möglichkeiten, von denen einige sehr teuer in der technischen Durchführung "sind. Zu diesen gehört beispielsweise die Anordnung eines Bugstrahlruders.

Es sind auch Maßnahmen ergriffen worden, die nicht zum gewünschten Erfolg führten. So hat sich beispielsweise eine Propelleranordnung nicht bewährt, bei der sich die Propellerwellen divergierend in Richtung auf die Propeller nach außen erstrecken. Der Angriffspunkt der Antriebskraft liegt in den Drucklagern, so daß wegen des geringen Abstandes zwischen dem Angriffspunkt der Antriebskraft und dem der senkrechten Drehachse des Schiffes entsprechenden Drehpunkt ein großes Drehmoment zum Drehen des Schiffskörpers um seinen Drehpunkt nicht erzeugt werden konnte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schiffsantrieb der einleitend genannten Art so zu verbessern, daß mit ihm schnelle Wendemanöver auf engen Raum durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drucklager mit einem großen Abstand von der Schiffs— längsachse im Schiffsrumpf angeordnet sind und die Propellerwellen konvergierend in Anpassung an die vom Schiffsrumpf abströmende Wasserströmung angeordnet werden.

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Bei einer derartigen Wellenanordnung liegt zwischen der Angriffsrichtung der .Antriebskraft und dem in deren Ebene liegenden Drehpunkt des Schiffes ein möglichst großer Abstand, der bezüglich des zum Drehen des Schiffes benötigten Drehmomentes als Hebelarm für die angreifende Eraft anzusehen ist. Da dieser Hebelarm groß ist, wird bei gleichem Propellerschub ein großes Wendedrehmoment auf den Schiffskörper ausgeübt. Wendemanöver können von einem Schiff mit 'der erfindungsgemäßen Propelleranordnung besonders schnell und auf sehr kleinem Raum ausgeführt werden, wenn die mit großem Hebelarm auf die Drehachse des Schiffes wirkenden Kräfte durch gegenläufiges Drehen der Propeller als Druck- bzw. Zugkräfte in verschiedene Eichtungen wirken. Die Propeller liegen im Bereich der vom Hinterschiff abströmenden Wasserströmung. Der Propellerwirkungsgrad ist günstig. Außerdem passen sich die konvergierenden Propellerwellen bzw. die sie umgebenden Mihrungen, beispielsweise die Wellenhosen, weitgehend der Abströmung vom Hinterschiff an, so daß damit der Schiffswiderstand verringert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Eig. 1 eine Skizze eines Hinterschiffes mit diver-109820/0235

gierenden Propellerwellen,

Pig. 2 eine Skizze eines Hinterschiffes mit parallelen Propellerwellen und

Fig. 3 eine Skizze eines Hinterschiffes mit konvergierenden Propellerwellen.

Im Heckteil eines Schiffsrumpfes 1 verlaufen Propellerwellen 2 von Drucklagern 3 in Richtung auf ge einen auf jeder Propellerwelle 2 befestigten Propeller 4. Die Propellerwellen 2 erstrecken sich durch am Schiffsrumpf 1 vorgesehene Wellenhosen 5.

Das Wasser strömt an einer Außenhaut 6 entlang vom Schiffsrumpf 1 ab. Die dabei entstehende Wasserströmung 7 ist durch Pfeile dargestellt worden. Fig. 1 zeigt ein Hinterschiff mit divergierender Wellenanordnung. Dabei ist der Abstand h zwischen der Richtung der Propellerwellen 2 und einem angenommenen Drehpunkt des Schiffes 9 sehr klein. Das zum Drehen des Schiffes benötigte Drehmoment ergibt sich aus dem Produkt

M = h · S

Dabei ist der Faktor S der von einem Propeller 4- erzeugte Schub. Es stellt sich mithin heraus, daß bei gleichem Schub S das Drehmoment vom Abstand h abhängig ist. Ist dieser - wie im Falle der divergierenden Propellerwellen 2 - klein, so ist bei gleichem Schub S auch das Drehmoment zum Drehen des Schiffes um die Drehachse klein.

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Fig. "1 zeigt außerdem, daß bei divergierenden Propellerwellen 2 sich weder diese noch die ihnen angepaßten Wellenhosen 5 in die Heckgestaltung des Schiffsrumpfes 1 einfügen. Die Wasserströmung 7, die im Bereich des Hinterschiffes eine zur Schiffslängsachse 8 gerichtete Tendenz aufweist, bildet daher mit den Propellerwellen 2 einen großen Anstellwinkel öC . Dadurch unterliegt die Wasserströmung 7 einer starken Störung durch die Propellerwellen 2 und die Wellenhosen 5· Diese führen zu einer erheblichen Erhöhung des Schiffswiderstandes.

Die in Fig. 2 dargestellten parallel verlaufenden Propellerwellen \2 führen zu günstigeren Verhältnissen hinsichtlich der Wasserströmung und des Abstandes h¹ zwischen den Propellerwellen 2 und der Schiffslängsachse 8. Dieser Abstand h¹ ist zwar größer als denin Fig. 1 gezeigte Abstand h, so daß sich das Drehmoment um den Drehpunkt 9 bei gleichbleibendem Schub vergrößert. Es zeigt sich aber, daß die Drucklager 3 noch weiter zur Außenhaut 6 des Schiffsrumpfes 1 verlagert werden können. Außerdem ist auch· der zwischen der Wasserströmung 7 und der Sichtung der Propellerwellen 2 sich einstellende Anstellwinkel oC ' zwar kleiner als der in Fig. 1 gezeigte Anstellwinkel OC . Aber auch die unter dem Anstellwinkel o< ' verlaufende Propellerwelle 2 erzeugt noch eine erhebliche Störung für die Wasserströmung 7. Auf diese Weise entsteht auch bei parallel zur Schiffslängsachse 8 verlaufenden Propellerwellen 2 noch ein erheblicher Strömungswiderstand. §09820/0235

Die in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Propelleranordnung läßt erkennen, daß bei konvergierenden Propellerwellen 2 der Abstand h* zwischen der Schiffslängsachse und der Richtung der Propellerwelle 2 am größten ist. Auf diese Weise entsteht bei gleichem einseitig wirkendem Schub ein großes Drehmoment um die Drehachse des Schiffsrumpfes. Gleichzeitig verringert sich durch diese Propelleranordnung der Anstellwinkel O^ *, so daß sich die Richtung der Propellerwellen 2 der Richtung der vom Hinterschiff abströmenden Wasserströmung 7 anpaßt. Die Propellerwellen 2 und die Wellenhosen 5 stören die Wasserströmung 7 ηατ wenig. Außerdem liegen die Propeller 4- im Bereich der von den beiden Schiff slängs se it en abströmenden Wassermengen, so daß mit einer guten Propellerbeaufschlagung zu rechnen ist. Diese bewirkt, daß Kavitationserscheinungen an den Propellern 4 verringert werden und die Propeller 4- mit einem guten Propellerwirkungsgrad arbeiten; Auch der Propulsionswirkungsgrad wird dadurch verbessert, daß die Propeller in einem Gebiet höheren Uachstroms liegen.

Bei Geraö-eaus-Fahrt des Schiffes drücken die beiden Propeller 4- gleichmäßig auf die ihnen zugeordneten Drucklager 3. Durch Verringern der Drehzahl des Steuerbord-Propellers bei gleichbleibender Drehzahl des Backbord-Propellers dreht das Schiff nach Steuerbord. Dabei wird entsprechend dem Abstand h* ein großes Drehmoment auf den Schiffsrumpf 1 ausgeübt. Dieses ist am größten, wenn die Drehriclrfc-ung des Steuerbord-Propellers umgeschaltet wird und dieser ent-S09820/0235

gegen der Drehrichtung des Backbord-Propellers mit voller Drehzahl arbeitet. In entsprechender Weise kann eine Backborddrehung des Schiffes durch ein Verändern der Drehrichtungen der Propeller 4 ausgeführt werden.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. /Schiffsantrieb mit mindestens zwei Propellerwellen,

die sich, von im Schiffsrumpf angeordneten Drucklagern in Sichtung auf die am_ Hinterschiff angeordneten Propeller erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucklager (3) mit einem großen Abstand von der Schiffslängsachse (8) im Schiffsrumpf (1) angeordnet sind und die Propellerwellen (2) konvergierend in Anpassung an die vom Schiffsrumpf (1) abströmende Wasserströmung (7) angeordnet werden.

2. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (2) in Richtung des vom Schiffsrumpf (1) abströmenden Wassers verlaufen.

J. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller (4) möglichst im Bereich des Zusammenstroms des vom Schiffsrumpf (1.) abströmenden Wassers angeordnet sind.

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