DE2536425A1

DE2536425A1 - Schiffsrumpf mit schneckenfoermigem schraubenantroemkanal im heckbereich

Info

Publication number: DE2536425A1
Application number: DE19752536425
Authority: DE
Inventors: Di Vignano Giovanni Ba Tommasi
Original assignee: TOMMASI DI VIGNANO GIOVANNI BATTISTA DR
Current assignee: TOMMASI DI VIGNANO GIOVANNI BATTISTA DR
Priority date: 1975-08-16
Filing date: 1975-08-16
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2536425C3; DE2536425B2; FR2320859B1; FR2320859A1

Description

9691-75/Dr.v.B/Ro.

Dr. Giovanni B. Toiranasi di Vignano 1-20132 Mailand/Italien, Via Pusiano 30

Schiffsrumpf mit schneckenförmigem Schraubenanströmkanal im Heckbereich.

Zusatz zu P 25 14 784.6

Das Hauptpatent (derzeit noch Patentanmeldung P 25 14 784.6) betrifft ein Schiff mit einem Rumpf, dessen Unterseite mindestens ein Paar von im wesentlichen in Längsrichtung des Schiffes verlaufenden, zur MÜtschiffsebene spiegelbildlich geformten Kanälen aufweist, welche jeweils vor einem Schraubenpropeller eines entsprechenden Paares von Schraubenpropellern, die an von Wellenhosen umgebenen, gegenläufigen Propellerwellen angebracht sind, enden und welche in ihren heckseitigen Enden wendel- oder schneckenartig geformt sind und dort einen dem Drehsinn der zugehörigen Propellerwelle entgegengesetzten Windungssinn haben. Gemäß dem Hauptpatent ist jeder Kanal so geformt und bemessen, daß die durch ihn erzeugten Umfangsgeschwindigkeitskomponenten der in den Propellerkreis eintretenden Wasserströmung (Anströmung) für mindestens zwei Drittel der gesamten Umdrehung des betreffenden Propellers der Bewegungsrichtung der Flügel dieses Propellers entgegengerichtet sind und durch diese Umfangsgeschwindigkeitskomponenten das Verhältnis des Maximalwertes

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zum Minimalwert des Schubes, den der einzelne Flügel des betreffenden Propellers während einer ganzen öndrehung auf die Propellerwelle ausübt, kleiner als 2 ist, wenn das Schiff mit Dienstgeschwindigkeit fährt.

Daß beim Hauptpatent von einem Schiff mit mindestens zwei Schraubenpropellern ausgegangen wird, hat seinen Grund darin, daß die beiden jeweils auf einen einzelnen Propeller zufließenden Abschnitte der Wirbelströmung, welche durch je einen schneckenförmigen Kanal der angegebenen Art erzeugt werden, einzeln betrachtet an sich unsymmetrische Gebilde darstellen, welche erst durch ihre spiegelbildliche Anordnung gegenüber der mittleren Synmetrieebene des Schiffsrumpfes zu einem einzigen hydrodynamisch erzeugten Wasserwirbel zusaimiengeführt werden können und erst dadurch die besten Ergebnisse ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Maßnahmen anzugeben, welche die Ausnutzung der im Hauptpatent gegebenen Lehren und Vorteile auch bei Einschraubenschiffen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die ühteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Durch die vorliegende Erfindung können die durch die Erfindung gemäß dem Hauptpatent bei Mshrschraubenschiff en erzielten Vorteile weitestgehend auch bei Einschraubenschiffen erreicht werden, insbesondere können der Propulsionswirkungsgrad erhöht und Vibrationen sowie Kavitationseffekte verringert werden.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein Wirbel innerhalb eines Flüssigkeitskörpers ein unbegrenztes zylindrisches Gebilde darstellt, welches gegebenenfalls sich in sich selbst in einem Ring schließt (Rauchring) oder in einer Grenzfläche der Flüssigkeit endet, der gegenüber sich dessen Drehachse von selbst senktrecht einstellt.

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Bei einem Zweischraubenschiff, dessen Heckteil ein Paar von Schneckenkanälen enthält, wie es bei den Schiffen gemäß dem Hauptpatent der Fall ist, sind die beiden in den Schneckenkanälen erzeugten, zur Mitschiff sebene spiegelsyinnetrischen Wirbel durch die von der Rumpfform verursachte Zirkulation hydrodynamisch miteinander verbunden und werden dadurch im Effekt zum Teil durch die Bewegungsenergie des Schiffes angetrieben, tin bei einem Einschraubenschiff mit einem einzigen, die Anströmung für den einzigen Schraubenprcpeller liefernden schneckenförmigen Kanal in entsprechender Waise optimale Ergebnisse erzielen zu können, nuß man dafür sorgen, daß der einzige, durch den Schneckenkanal vor der gegenläufigen Schraube erzeugte Wirbel durch die von Schiffsrumpf im Wasser erzeugte Zirkulation (die also an die Stelle der beim Zweischraubenschiff vorhandenen komplementären Wirbelströmung tritt) gefördert wird und zwar durch eine Wirbelströmung, die am anderen Ende im wesentlichen senkrecht zu der Wasseroberfläche enddfc auf der das Schiff schwiirntt und in der sich der unter Wasser befindliche Rumpfteil des Schiffes spiegelt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der unter Wasser liegende, nicht zum Schneckenkanal gehörige Teil des Ertpfes, insbesondere im Heckbereich, unsymmetrisch geformt wird, insbesondere so, daß er auf das Wasser wie ein von oben eintauchender Flügel wirkt. An der stromabwärts gelegenen Kante eines solchen Flügels löst sich bekanntlich ein Wirbel ab, dessen Achse sich in Richtung der Relativbewegung des Wassers zum Flügel einstellt.

Zur Erläuterung dieser Verhältnisse ist in der Zeichnung die Zirkulation um einen unsymmetrischen Schiff sruitpf und einen eingetauchten Flügel dargestellt, unter der Voraussetzung daß sich beide gegenüber der Wassermasse.mit der Geschwindigkeit F bewegen. Der vom Schiffsrunpf erzeugte Wirbel endet vor der gegenläufigen Schraube und wird von dieser unterbrochen und gänzlich aufgenommen.

In der Praxis kann der nach außen gewölbte Teil des Heckbereiches des Schiffsrunpfes (ähnlich wie bei gewissen Muscheln) aus zwei bezüglich der Schiffslängsrichtung verschiedenartig geformten Teilen bestehen; der eine Teil ist mit dem Propeller und dem zugehörigen schneckenförmigen Kanal versehen, während der andere,propellerlose Teil ähnlich wie der Heckbereich eines Segelschiffrunpfes geformt und gegebenenfalls, jedoch nicht notwendigerweise, mit einem normalen Kielkanal versehen sein ^kann* 709807/0203

Wenn ein solcher hinsichtlich seiner beiden Seiten unsymmetrischer Schiffsrumpf bezüglich der Mittschiffsebene auf beiden Seiten die gleiche Wasserverdrängung aufweisen soll, ist es weder notwendig noch wahrscheinlich, daß der Propeller symmetrisch zur Mifctschiffsebene liegt, wie es bei einem normalen Einschraubenschiff üblich ist. Vorzugsweise wird der Propeller jedoch so angeordnet, daß die Mittschiffsebene den Propellerkreis außerhalb seiner Mitte schneidet, damit das Moment des Kräftepaares, welches durch die vom Wasser auf den sich durch es bewegenden Rumpf ausgeübte Widerstandskraft und die vom Propeller ausgeübte Schubkraft gebildet wird, nicht zu groß wird und die Steuerungsfähigkeit des Schiffes beeinträchtigt. Ein gerader Kurs ist dann gewährleistet, wenn das Kräftepaar (Moment) das aus den Längs- und Querkomponenten des Wasserwiderstandes einerseits und den Längs- und Querkomponenten des Propellerschubes andererseits im Gleichgewicht steht mit dem um eine senkrechte Achse wirkenden Drehmoment, das auf den unsymmetrischen Schiffsrumpf durch die hydrodynamisch erzeugte Zirkulation ausgeübt wird. Ein ähnliches Resultat kann auch dadurch erreicht werden, daß man den Bug derart unsymmentrisch ausbildet, daß der Unterschied der Drücke, die hydrodynamisch auf die beiden Seiten des unsymmetrischen Buges einwirken, ein Drehmoment um die Vertikalachse des Schiffes ausübt, welches das durch die Wirbelbildung im Kielwasser hydrodynamisch auf den Schiffsrumpf ausgeübte Drehmoment wenigstens annähernd kompensiert.

Mit diesen Maßnahmen lassen sich die Lehren gemäß dem Hauptpatent mit Erfolg auch auf Einschraubenschiffe anwenden, und zwar gilt dies sowohl auf die Maßnahmen zur Verringerung der Schwankungen im Schub oder im Moment des Propellers und der daraus entstehenden Vibrationen, als auch auf die Einzelheiten der Kanalform, auf die Lage der Propellerwelle im Innern der Wellenhose, auf die Form einer eventuellen Propellerdüse, auf die Anordnung des Antriebsaggregate im Innern des Rumpfes und auf den Querschnittsverlauf des Kanales und des Rumpfes in Schiffslängsrichtung.

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Claims

- 5 Patentansprüche

ν/ 1.) Schiff mit einem Schraubenpropeller und einem Rumpf, dessen Unterseite einen vor dem Schraubenpropeller endenden wendel- oder schneckenartig geformten Anströmkanal für den Schraubenpropeller aufweist, dessen Windungssinn dem Drehsinn des Schraubenpropellers entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal so geformt und bemessen ist, daß die durch ihn erzeugten Umfangsgeschwindigkeitskomponenten der in den Propellerkreis eintretenden Wasserströmung (Anströmung) für mindestens zwei Drittel der gesamten Umdrehung des betreffenden Propellers der Bewegungsrichtung der Flügel dieses Propellers entgegengerichtet sind und durch diese Umfangsgeschwindigkeitskomponenten das Verhältnis des Maximalwertes zum Minimalwert des Schubes, den der einzelne Flügel des Propellers während einer ganzen Umdrehung auf die Propellerwelle ausübt, kleiner als 2 ist, wenn das Schiff mit Dienstgeschwindigkeit fährt, und daß die nicht zum Schneckenkanal gehörigen, unterhalb der Wasserlinie befindlichen Außenflächen des Schiffsrumpfes bezüglich der Mittschiffsebene unsymmetrisch geformt sind.
2.)Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der auf der einen Seite der Mittschiffsebene gelegene Teil des Rumpfes mit dem schneckenförmigen Kanal und dem Schraubenpropeller versehen ist, und daß die andere Hälfte wenigstens annähernd die Form eines konventionellen Rumpfes für ein propellerloses Schiff (Segelschiff) hat.
3.) Schiffsrumpf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die propellerlose Seite des Schiffsrumpfes einen Kielkanal enthält.
4.) Schiffsrumpf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittschiffsebene durch den Propellerkreis geht.

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5.) Schiffsrumpf nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Rumpfform so gewählt ist, daß das auf den Schiffsrumpf um eine senkrechte Achse wirkende Drehmoment infolge der unsymmetrischen Umströmung des Rumpfes wenigstens annähernd das Drehmoment kompensiert, welches durch den Wasserwiderstand des Rumpfes und den Propellerschub erzeugt wird.
6.) Schiffsrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er im Bugbereich derart unsymmetrisch ausgebildet ist, daß das dadurch entstehende Drehmoment das durch die unsymmetrische Ausbildung des Heckbereiches und die unsymmetrische Anordnung des Propellers entstehende Drehmoment wenigstens annähernd kompensiert.
7.) Schiffsrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichne t, daß die Maßnahmen gemäß einem oder mehreren der beiliegenden Ansprüche der Hauptanmeldung P 25 14 784.6 sinngemäße Anwendung finden.

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