DE2522652A1

DE2522652A1 - Schiffsheck-formgebung

Info

Publication number: DE2522652A1
Application number: DE19752522652
Authority: DE
Inventors: Thomas Walter Bunyan; David Garrett
Original assignee: Pilgrim Engineering Developments Ltd
Current assignee: Pilgrim Engineering Developments Ltd
Priority date: 1974-05-23
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1975-12-04
Also published as: SE7505844L; NL7506114A; FR2271974B1; IT1038331B; JPS512193A; BR7503231A; DK230275A; NO751809L; US3983829A; FR2271974A1; ES437859A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Schiffsheck-Formgebung und insbesondere auf die Heckgestaltung eines völligen Schiffes, wie eines Tankers.

Ein Problem, dem sich die Schiffsbauer gegenübersehen, ist, wie Rumpfvibrationen auf einem annehmbar niedrigen Maß gehalten werden können. Obermässige Schwingungen verursachen nicht nur ein unangenehmes Geräusch im Schiff, sondernkönnen auch eine gefährliche Beanspruchung der Schiffskonstruktion zur Folge haben. Ausserdem führen die Kräfte, die Rumpfschwingungen verursachen, auch zu anderen unerwünschten Wirkungen.

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Das Problem der Rumpfvibrationen spielt heutzutage eine grössere Rolle als in der Vergangenheit, da die Schiffe gewöhnlich größer sind und mehr Leistung haben. Die Leistungssteigerung ergibt verstärkte Erregungskräfte, die Vibrationen verursachen, und die zunehmendeRumpfgrosse macht den Rumpf empfänglicher für Schwingungserregung durch diese Kräfte.

Eine Hauptursache für Rumpfvibrationen sind 'Druckschwankungen im Wasser, die durch den Propeller erzeugt werden und auf den Rumpf oberhalb des Propellers wirken. Infolge von Schwankungen im Sog über den Propellerkreis, d.h. in dem durch die Propellerflügel verdrängten Bereich, erfahren die Flügel bei der Drehung des Propellers wesentliche BelastungsVeränderungen. Bei einer herkömmlichen Einsehrauben-Heck-Formgebung kann der maximale Sog am Propellerkreis das Achtfache des Mindestsoges an diesem betragen. Eine Wirkung der sich rasch verändernden Belastung an den Propellerflügeln während der Drehung des Propellers ist das Auftreten starker Druckimpulse im Wasser, die Vibrationen erregen und eine ernste Kavitationserosion der Propellerflügel verursachen.

Weitere Wirkungen der ungleichmässigen Verteilung des Soges über den Propellerkreis sind die Herabsetzung des Wirkungsgrades des Propellers und Schwingungen der Schraubenwelle, wodurch der Verschleiß des Lagerschalenausgusses verstärkt und die Öldichtungen beschädigt und die Rumpfschwingungen zusätzlich erhöht werden können. Bei einem herkömmlichen Rumpf ergibt sich eine hohe Konzentration von starkem Sog am oberen Teil des Propellerkreises, was eine exzentrische Belastung das Propellers zur Folge hat, so daß die Schraubenwelle an der Oberseite der Hecklagerung läuft. Schließlich ergeben sich verstärkte Biegebeanspruchungen der Schrau-

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benwelle, die zu einem Ermüdungsbruch der letzteren führen können.

Ein Vorschlag zur Beseitigung des Problems der Rumpfvibrationen besteht darin, Rippen an den Seiten des Rumpfes vor dem Propellerkreis anzubringen, um Wasser aufzunehmen und es in den oberen Teil des Propellerkreises zu richten, wodurch eine gleichmässigere Verteilung des Sogfeldes über den Propellerkreis erhalten wird.

Obwohl durch die Anwendung dieses Vorschlages die Rumpfvibrationen verringert werden können, wird durch den Zusatz von Rippen der Flächeninhalt des Hecks vergrössert, wodurch die Oberflächenreibung erhöht und der Wirkungsgrad des Rumpfes verringert wird. Der verringerte Wirkungsgrad kann die Leistungssteigerung aufheben, die das Schwingungsproblem zur Folge gehabt hat.

Aufgabe der Erfindung ist die Verringerung der Rumpfschwingungen durch das Erzeugen eines gleichmässigeren Sogfeldes über den Propellerkreis, ohne den Wirkungsgrad des Rumpfes herabzusetzen. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Kanäle vorgesehen werden, die in den Gesamtumriß des Schiffes eingelassen sind, um Wasser in den oberen Teil des Propellerkreises zu richten, statt Kanäle durch den Zusatz von Rippen zu formen.

Durch die Erfindung wird daher eine Schiffsheckformgebung erhalten, bei welcher ein offener Kanal in jede Seite des Rumpfes eingelassen ist, der in den Rumpf an seinem vorderen Ende übergeht und vor dem oberen Teil des Propellerkreises an sinern hinteren Ende endet, wobei die Unterseite der Kanäle durch einen nach unten gerichteten Teil des Rumpfes gebildet wird, in welchem sich die Schraubenwelle befindet, der obere Rand jedes Kanals an den Teil des Rumpfes ober-

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halb des Kanals längs einer Knicklinie (knuckle line) anschließt, und die Oberseite des Kanals so angeordnet ist, daß der Sog umgelegt wird, so daß er im wesentlichen waagrecht in den oberen Teil des Propellerkreises strömt. Durch die Verwendung von in die Seiten des Rumpfes eingelassenen Kanälen wird der Flächeninhalt des Hecks nicht wesentlich vergrössert im Vergleich zu einem äquivalenten Rumpf ohne Kanäle, so daß der Wirkungsgrad des Wirkungsgrades nicht herabgesetzt ist und wegen der verbesserten Strömung sogar erhöht werden kann, Schleppkanal-Versuche mit einem Schiffsmodell haben ergeben, daß" eine wesentliche Verbesserung im Wirkungsgrad bei einem Rumpf von voller Größe mit einem Zuladungsgewicht von 4 30 000 tdw sowie bei kleineren völligen Einschrauben-Rumpfformen von der erfindungsgemäßen Formgebung erzielbar sein muß.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Unterseiten des hinteren Teils der Kanäle im wesentlichen vertikal und der Teil des Rumpfes zwischen diesen Teilen der Kanäle verjüngt sich in der Breite gleichmässig zum Heck. Die Oberseiten der Kanäle sind an ihren vorderen Enden vorzugsweise mit einem Winkel zur Horizontalen geneigt, welcher dem Strömungswinkel des sich aufwärtsbewegenden Soges bei der Betriebsgeschwindigkeit des Schiffes entspricht. Der Neigungswinkel der Oberseite des Kanals nimmt zum Heck ab und ist am hinteren Ende im wesentlichen horizontal. Die Oberseiten der Kanäle nähern sich einem Teil einer Rotationsfläche um die Achse des Propellers an. Die Knicklinie ist vorzugsweise derart, daß sie vom Heck aus betrachtet parabelförmig erscheint.

Bei einem herkömmlichen Schiff ist daher das Heckprofil mit einem Bogen über den Propeller nach rückwärts gekrümmt und dann nach oben, um das hintere Ende des Schiffes zu bilden. Diese gekrümmte Form ist notwendig, um den großen Spiel-

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raum zwischen dem Propeller und dem Teil des Rumpfes zu bilden, der oberhalb des Propellers liegt, welcher erforderlich ist, um die Wirkungen auf den Rumpf der propellererregten Druckschwankungen im Wasser zu mildern und mit dem durch das übrige Schiff erzeugten Sogverlauf in Übereinstimmung zu bringen. Diese gekrümmte Form wird gewöhnlich aus einem Stück als Heckspantgußstück hergestellt. Für ein Schiff von 400 000 tdw kann der Heckspant 15,24 m (50 Fuß) hoch sein und 610 Tonnen (600 tons) wiegen. Dieser Heckspant ist in der Herstellung ausserordentlich teuer und oft beim Eintreffen an der Schiffswerft verwunden, so daß zusätzliche Stücke zur Korrektur seiner Form angeschweißt werden müssen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft das Profil des Hecks vom Kiel vertikal und erstreckt sich dann im wesentlichen horizontal längs der Unterseite des überhängenden hinteren Teils des Rumpfes derart, daß der hintere Teil des Rumpfes in das Heck des nach unten gerichteten Teils des Rumpfes im wesentlichen rechtwinkelig übergeht. Diese Form des Rumpfes wird durch die gleichmässigere Sogverteilung über den Propellerkreis ermöglicht, so daß der Spielraum zwischen dem Propeller und der Unterseite des überhängenden hinteren Teils des Rumpfes verringert werden kann, ohne daß eine unannehmbare Rumpfvibration auftritt, und durch die gesamte Änderung in der Strömung um das Heck des Rumpfes herum und insbesondere durch den Umstand, daß das Wasser im wesentlichen horizontal in den Propellerkreis strömt. Die bevorzugte Rumfform ermöglicht den Bau des Rumpfes ohne das große Heckspantgußstück der herkömmlichen Rümpfe. Stattdessen kann der Rumpf aus Platten, Spanten und Stringern gebaut werden, gegebenenfalls unter Einbau eines kleinen Gußstücks der Festigkeit wegen, wo der überhängende Hinterteil in den nach unten gerichteten

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Teil, in welchem sich die Schraubenwelle befindet, übergeht.

Bekanntlich kann ein verbesserter Vortriebswirkungsgrad dadurch erhalten werden, daß die Umdrehungszahl der Welle verringert und der Propellerdurchmesser vergrössert wird. Bei den meisten Einschrauben-Handelsschiffen wird der Propellerdurchmesser durch den Raum beschränkt, der für den Propeller in der öffnung zur Verfügung steht. Ein gewisses Spiel zwischen Propellerflügeln, Rumpf und Ruder sind durch die Klassifikationsgesellschaften vorgeschrieben. Dieses Spiel ist durch die Gesellschaften aus jahrelanger Erfahrung ermittelt worden und wird in erster Linie angegeben, um die Gefahr von propellerinduzierten Vibrationen herabzusetzen.

Durch die Verbesserung des Sogverlaufs von Einschraubensdiffen mit einem großen Blockkoeffüenten, bei welchen dieses Problem oft sehr ernst ist, ermöglicht die Erfindung die Verwendung von Propellern von grösserem Durchmesser bei kleinerem Rumpf spiel ohne die Gefahr von Vibrationsproblemen. Anstelle der normalen Betriebsdrehzahlen von etwa 80 U/Min., wie sie bei herkömmlichen Schiffen zu finden ist, kann ein Schiff mit einer normalen Betriebsdrehzahl von 60 U/Min, erhalten werden.

Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Heckformgebung eine vereinfachte Ruderbauform. Gleichzeitig mit der Verbesserung des Soges über den Propellerkreis wird der Sog in dem Bereich, in welchem sich das Ruder befindet, verbessert. Hierdurch wird die Verwendung eines kleineren Ruders, das auch von leichterer Bauform ist, ermöglicht, wobei die gleiche Wirkung wie bei einem viel grösseren und schwereren Ruder bei einem herkömmlichen Schiff erzielt wird. Die Tieferlegung der Unterseite des überhängenden

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hinteren Teils des Rumpfes im Vergleich zu einem herkömmlichen Schiff ermöglicht die Verwendung eines Spatenruders, da eine grössere Rumpftiefe zur Aufnahme des Ruderschafts vorhanden ist und der Ruderschaft nicht weit unter die
Unterseite des überhängenden Teils ragt, so daß die Biegebeanspruchungen am Ruderschaft gering sind.

Nachfolgend wird eine Ausfuhrungsform der Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Heckformgebung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Heckformgebung von Fig. 1, wobei das Heckprofil eines herkömmlichen Schiffes mit gestrichelten Linien dargestellt ist;

Fig. 3 und 4 Linienrisse der Heckbauform von Fig. 1 und 2;

Fig. 5 ein Polardiagramm der Sogverteilung am Propellerkreis eines Schiffes mit einem Rumpf von herkömmlicher Bauart;

Fig. 6 die Sogverteilung für einen herkömmlichen Rumpf längs eines Bogens von einem Radius von 0,75 R, wobei R der Radius des Propellerkreises ist;

Fig. 7 ein Polardiagramm der Sogverteilung am Propellerteeis eines Schiffes mit einer Rumpfbauform wie in Fig. 1-4 gezeigt;

Fig. 8 die Sogverteilung für den Rumpf nach Fig. 1 - H längs eines Kreisbogens von 0,75 R, wobei R der Radius
des Propellerkreises ist, und

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Fig. 9 die Wirkungen eines zunehmenden Propellerdurchmessers.

Fig. 1 gibt eine schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Rumpfheckbauform.

In Fig. 2 und 3 ist die Höhe des Schiffes vom Kiel durch die Skalen an der Seite gezeigt. Die Zahlen stellen die Höhe in Meter (Fuß) dar. Die Linien in Fig. 4 zeigen die Wasserlinienrisse (profiles of horizontal sections) des Rumpfes an der 1,22 m, 5,49 m, 7,92 m, 10,36 m, 12,80 m, 15,24 m, 22,55 m, 29,87 m-Wasserlinie (4 ft, 18 ft, 26 ft, 34 ft, 42 ft, 50 ft, 74 ft, 98 ft waterline). Fig. 3 zeigt Spantenrisse (profiles of transverse vertical sections) des Rumpfes. Die Lage jedes Schnittes längs des Rumpfes ist durch eine Zahl angegeben, welche den Abstand von der hinteren Vertikale als Längenanteil des Schiffes darstellt, wobei der Abstand zwischen der hinteren Vertikalen und der vorderen \fertikalen 10 Einheiten beträgt. Die Lagen der dem Heck am nächsten liegenden Schnitte sind in Fig. 4 gezeigt.

Der in den Zeichnungen gezeigte Rumpf 10 ist der eines völligen Tankschiffes mit einem Gesamtzuladungsgewicht von 4 30 000 tdw. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, hat der mittlere Abschnitt des Schiffes, der durch die Kurven 4-7 dargestellt ist, ein im wesentlichen rechteckiges Profil. Zum hinteren Ende des Schiffes werden die Profile des Querschnitts stärker gerundet und wird die Gesamtbreite des Schiffes schmäler. Ausgehend von der Lage des Querschnitts 1 1/2 ist ein Kanal 11 in jede Seite des Gesamtumrisses des Rumpfes eingelassen. Jeder Kanal geht in den Gesamtumriß des Rumpfes an seinem vorderen Ende 12 über und wird zum Heck hin tiefer. Die oberen Seiten 14 der Kanäle 11 sind mit einem Winkel zur Horizontalen an ihrem vorderen Ende geneigt, was im wesentlichen

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der Strömungsrichtung des sich an dieser Stelle aufwärts bewegenden Soges entspricht. Der Neigungswinkel der oberen Seiten 14 nimmt zum Heck hin fortschreitend ab und ist an der Stelle des Querschnitts l/H im wesentlichen horitonal. Die oberen Seiten IH des hinteren Teils der Kanäle 11 sind einem Teil einer Rotationsfläche um die Achse des Propellers 15 angenähert.

Die unteren Seiten 16 der Kanäle 11 werden durch einen Hängeteil 17 des Rumpfes gebildet, in welchem sich die Schraubenwelle 18 befindet. Am hinteren Teil der Kanäle erstrecken sich die unteren Seiten 16 im wesentlichen vertikal und der Teil 17 des Rumpfes zwischen diesen Teilen des Kanals verjüngt sich zum Heck hin in seiner Breite gleichmassig. Der hintere Teildes Hängeteils des Rumpfes hat daher das Aussehen eines vertikalen Keils. Die Unterseite des Hängeteils ist abgerundet, wie bei 19 gezeigt.

Der Hängeteil 17 endet an seinem hinteren Ende am Querschnitt l/M- mit einer vertikalen Linie. Der obere Teil des Rumpfes setzt sich nachfolgend dem Querschnitt l/H fort, um einen überhängenden Teil 20 des Rumpfes zu bilden. Die Unterseite 21 ist in der Querrichtung um eine Achse gekrümmt, die mit der Propellerachse im wesentlichen zusammenfällt. Die Seiten des Rumpfes verjüngen sich zum Heck hin weiter in den Bereich des überhängenden Hinterteils 20, wie durch die Querschnitte A und B gezeigt. Das hintere Ende 22 ist flach und vertikal und sehr schmal im Vergleich zur Gesamtbreite des Schiffes.

Der Propellerkreis ist in Fig. 3 bei 2 3 gezeigt. Hinter dem Propellerkreis ist ein Ruder 2H gelagert. Das Ruder 2H ist ein Balance-Spatenruder, d.h. es ist nur durch den Ruderschaft gelagert.

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Fig. 2 zeigt ferner mit einer gestrichelten Linie das Profil eines Hecks eines Schiffes von herkömmlicher Bauform. Das Profil ist zum Heck mit einem Kreisbogen über dem Propeller bei 25 gekrümmt und dann bei 26 zur Bildung des hinteren Endes des Schiffes nach oben gekrümmt. Die Kurve ergibt bei 25 einen großen Spielraum zwischen dem Propeller und dem überhängenden Teil des Rumpfes, um die Wirkungen der Druckschwankungen im Wasser, die durch den Propeller verursacht werden, auf den Rumpf zu mildern. Die Kurve ist ferner dem aufwärtsströmenden Sog des Schiffes angepaßt. Ein Spatenruder kann nicht zufrxedenstellend mit einer herkömmlichen Heckbauform von der in Fig. 2 gezeigten Art verwendet werden. Der obere Teil des Ruders würde sich im Wasser von geringem Sog befinden und daher wenig Wirkung auf die Steuerung des Schiffes haben. Es würde daher ein großes Spatenruder erforderlich sein und die Tiefe des überhängenden Teils des Rumpfes reicht nicht aus, das Gewicht eines solchen großen Ruders zu tragen und die Biegekräfte an diesem aufzunehmen.

Fig. 5 und 6 zeigen die Sogverteilung über den Propellerkreis für ein Schiff von herkömmlicher Heckbauform, wie die in Fig. 2 mit einer gestrichelten Linie gezeigte. In Fig. 5 stellen die Konturen den Sog als Bruchteil der Schiffsgeschwindigkeit dar. Im oberen Teil des Propellerkreises findet eine starke Konzentration von starkem Sog statt. Wenn sich die Propellerflügel drehen, werden sie Veränderungen in der Belastung infolge der Veränderungen im Sog ausgesetzt. Fig. zeigt die Sogverteilung längs eines Kreisbogens mit einem Radius von 0,75 R, wobei R der Radius des Propellerkreises ist. Unter der Annahme, daß der mittlere Sog 0,4- beträgt, werden die Stoßkräfte am Flügel, die zu V proportional sind, abgeleitet als eine Veränderung von

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25 ist «+ _s 1,56

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über eine 4-5° Flügeldrehung. Diese Veränderung in der Belastung hat zur Folge, daß die umlaufenden Flügel Druckschwankungen im Wasser erzeugen, welche Rumpfvibrationen erregen. Andere Wirkungen der ungleichmässigen Sogverteilung sind verringerter Propellerwirkungsgrad, ernste Kavitationserosion der PropeHerflüge1, eine hohe exzentrische Belastung des Propellers, so daß er an der Oberseite des Hecklagers läuft, was zu einem Hämmern der Schraubenwelle in den Lagern führt, das zur Folge haben kann, daß die Weißmetall-Lagerschalen Brüche erleiden und die öldichtungen beschädigt werden und erhöhte dynamische Biegebeanspruchungen an der Schraubenwelle wirksam werden, die einen Ermüdungsbruch an der Belastungskante des Keils in der Schraubenwelle verursachen können.

Durch die erfindungsgemäße Rumpfformgebung, wie sie in Verbindung mit Fig. 1 - H beschrieben wurde, ergibt eine gleichmässigere Sogverteilung über den Propellerkreis, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt. Die Oberseiten 14 der Kanäle fangen den sich aufwärts bewegenden Sog auf und leiten ihn in den oberen Teil des Propellerkreises. An ihren vorderen Enden sind die Oberseiten der Kanäle so geneigt, daß sie zu dem sich aufwärts bewegenden Sog bei der Betriebs geschwindigkeit des Schiffes im wesentlichen parallel sind. A f diese Weise verursacht der Kanal eine geringstmögliche Störung der Wasserströmung um das Heck herum. Die Oberseiten der Kanäle sind fortschreitend weniger nach hinten geneigt, so daß das durch sie aufgenommene Wasser horizontal in den Propellerkreis geleitet wird. Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, sind die Schwankungen im Sog über den Propellerkreis im Vergleich zu einem herkömmlichen Schiff wesentlich herabgesetzt. Die Stoßwirkungen über

eine 45°-Flügeldrehung sind -|| |~ —> ^{= l556} ^ ^1>25'

wenn dies mit dem herkömmlichen Fall verglichen wird, ist das Verbesserungsverhältnis = 2,56 bis t = 1,25,

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was bedeutet, daß der Stoßspitzenwert um einen Faktor 2,56 herabgesetzt wird. Dies hat zur Wirkung, daß der Gesamtwiderstand des Rumpfes herabgesetzt wird, um den Pegel der propellererregten Rumpfvibration und des Geräusches zu verringern, um dadurch die Kavitationserosion des Propellers zu mindern und einen viel stabileren Betrieb der Propellerwelle in den Hecklagern zu bewirken, wobei die Neigung zur Anhebung und zum Hämmern in den Lagern vermindert oder sogar ausgeschaltet wird*

Der verbesserte Sogverlauf ermöglicht eine Verringerung des Spielraums zwischen dem Rumpf und dem Propeller wegen der Herabsetzung der Druckschwankungen_s die zu Rumpfvibrationen führen. Dies ermöglicht wiederum die Verwendung von Propellern von einem grösseren Durchmesser» als es für Schiffe dieser Größe üblich ist, Die gr-Ssser-en Propeller können mit niedrigeren Drehzahlen als die herkömmlichen Propeller betrieben werden, wodurch d^r· Wirkungsgrad des Schiffes weiter verbessert wird«,

Zm? Ermittlung dex> möglichen Steigerungen des Vortriebs-Wirkungsgrades» die /ui?; _ zujiehmrniu&iu P^opelle^cUirchmessex» •sr^a2ielbar sind, wurde eir>€- Ifote rattling an drei typischen Tankerformen mit einem Gesamts'aladungsgswielit von 50 000$ 200 000 und HOO 000 Tonnen dm. ■■ ah ge führt» Us eine brauchbare Basis zum Vergleich zu erhaltenj wurde ©ine Standard-Serie von Rumpfformen mit den gegenwärtigen Schiffdimensiorran zur Berechnung der Rumpfleistung verwendete Es wurde cisi geeignetes Propellex>ai&grvm*i< sv:;^: Se^ecfsmüiig dep Leistung optimaler Propeller fCr ^eü&ä Rti%f box bestimmten Durchmessern verwendet* Als Gruridldw.-iiiacsasr' wurden die gebauten Durchinesser für jedaB Sc;":i£.f;f gencairieB tind diese Durchmesser wurden in Stufen fcis zu etwa 35 % größer als der Qrunddurchmesser vergrössert. Dies wurde als die maximal

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mögliche Zunahme bei der erfindungsgemäßen Bauform betrachtet.

Fig. 7 zeigt die Ergebnisse dieser Berechnungen in der Form der prozentualen Verbesserung in der erforderlichen Vortriebskraft für eine gegebene Schiffsgeschwindigkeit, die gegen den Prozentsatz der optimalen Grunddrehzahl bei Nenndauerleistung aufgetragen ist. Wie ersichtlich, entspricht die Durchmesservergrösserung von 35 % einer Drehzahlverringerung von etwa HO % und einer Leistungseinsparung von etwa 11 % von der Nennleistung. Diese Verhältnisse waren für jedes Schiff die gleichen und werden daher auf Tankschiffformen im allgemeinen von 50 000 bis HOOOOO Deadweight mit der Nenndrehzahl bei der Nenndauerleistung im Bereich von 80 - 125 als zutreffend betrachtet.

Solche Leistungseinsparungen ergeben beträchtliche finanzielle Vorteile, jedoch sind einige praktische Folgen zu berücksichtigen, die den wirtschaftlichen Gesamtnutzen verringern. Zu diesen gehört, daß der vergrösserte Propellerdurchmesser das Gewicht und die Kosten des Propellers erhöht, die verringerte Drehzahl besondere Getriebeanordnungen, gegebenenfalls von höherem Gewicht und grösseren Kosten erfordern kann und das Wellendrehmoment grosser wird, was einen grösseren Durchmesser des Wellenzuges erforderlich macht.

Die Veränderung in der Strömung um das Heck des Schiffes herum und insbesondere das sich horizontal bewegende Wasser, das in den Propellerkreis strömt, ermöglichen es, daß der Überhängende hintere Teil des Schiffes in der in Fig. 2 gezeigten Weise gebaut werden kann. Die vergrösserte Tiefe des überhängenden Teils des Rumpfes 20 ergibt eine grössere Abstützung für das Spatenruder und die Tieferlegung der Unterseite des überhängenden Teils im Vergleich zu dem herkömmlichen Rumpf ermöglicht es, daß das Spatenruder im Wasser so angeordnet wer-

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den kann, wie es am wirksamsten ist. Schließlich wird durch die Verbesserung im Sog am Propellerkreis auch der Sog in dem Bereich verbessert, in welchem der Propeller arbeitet, so daß ein kleineres Ruder verwendet werden kann.

Die horizontale Unterseite des überhängendenTeils des Rumpfes erleichtert die Gestaltung des Rumpfes, Zur Herstellung des gekrümmten Profils eines herkömmlichen Schiffes war es notwendig, den Rumpf um ein Heckspantgußstück herum zu formen, das teuer in der Herstellung ist (150 000 engl. Pfund für ein Tankschiff von 250 000 tdw). Das rechtwinkelige Profil der erfxndungsgemäßen Heckformgebung ermöglicht denBau des Rumpfes aus Platten, Spanten und Stringern mit einem kleinen Gußstück zur Verstärkung der Ecke 27, an welcher der überhängende Teil in das hintere Ende des Hängeteils 17 übergeht. Auf diese Weise läßt sich eine beträchtliche Herabsetzung der Baukosten des Rumpfes erzielen.

Ferner ermöglicht die Herabsetzung der auf die Schraubenwelle wirkenden Kräfte, daß das Heck in leichterer Bauweise hergestellt werden kann, wodurch sich eine weitere Verringerung der Kosten für den Rumpf erzielen läßt.

Patentan Sprüche:

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Claims

Patentansprüche ;

1.ISchiffsheck-Formgebung, dadurch gekennzeichnet, daß \—/ein offener Kanal (11) in jede Seite des Rumpfes (10) eingelassen ist, welcher Kanal an seinem vorderen Ende (12) in den Rumpf übergeht und vor dem oberen Teil des Propellerkreises (23) an seinem hinteren Ende endet, die Unterseite (16) der Kanäle (11) durch einen Hängeteil (17) des Rumpfes (10) gebildet wird, in dem sich die Schraubenwelle (18) befindet, die Oberkanten jedes Kanals mit dem oberhalb des Kanals befindlichen Teil des Rumpfes längs einer Knicklinie (13) verbunden sind, und die Oberseite (IH) des Kanals so angeordnet ist, daß der Sog so umgelenkt wird, daß er im wesentlichen horizontal in den oberen Teil des Propellerkreises (23) strömt.

Schiffsheck-Formgebung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseiten (16) des hinteren Teile der Kanäle (11) sich im wesentlichen vertikal erstrecken und der Teil (17) des Rumpfes zwischen diesen Teilen der Kanäle sich in der Breite zum Heck hin gleichmäesig verjüngt.

3. Schiffsheck-Formgebung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseiten (14) der Kanäle (11) an ihren vorderen Enden mit einem Winkel zur Horizontalen

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geneigt sind, die dem Strömungswinkel des sich nach oben bewegenden Sogs bei der Betriebsgeschwindigkeit des Schiffes entspricht.

4. Schiffsheck-Formgebung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Oberseite (14) des Kanals (11) zum Heck hin abnimmt und am hinteren Ende im wesentlichen horizontal ist.

5. Schiffsheck-Formgebung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseiten (14) der Kanäle (11) einem Teil einer Rotationsfläche um die Achse des Propellers (15) angenähert sind.

6. Schiffsheck-Formgebung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Knicklinie (13) derart ist, daß sie vom Heck aus betrachtet parabelförmig erscheint.

7. Schiffsheck-Formgebung nach denAnsprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Hecks vom Kiel vertikal verläuft und sich dann längs der Unterseite des überhängenden hinteren Teils (20) des Rumpfes im wesentlichen horizontal erstreckt, so daß der hintere Teil des Rumpfes mit dem hinteren Ende des Hängeteils (17) des Rumpfes im wesentlichen einen rechten Winkel bildet.

8. Schiffsheck-Formgebung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf aus Platten, Spanten und Stringern

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gebaut ist.

9, Schiffsheck-Formgebung nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiffspropeller zur Drehung mit einer normalen Betriebsdrehzahl von etwa 60 U/Min, vorgesehen ist.

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