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Bezeichnung: Mehrfachverdrängungskörper-Wasserfahrzeuge
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Die Erfindung betrifft Anordnung eines Profilkörpers in o.a.
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Wasserfahrzeugen.
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Die vielfältigen Aufgaben, die bei der gegenwärtigen Weltwirtschaftslage
durch die Schiffahrt zu bewältigen sind und weiterhin auf sie zukommen, sei es im
zivilen, sei es im militärischen Sektor, haben für bestimmte Bereiche zu neuen Schiffstypen
in schiffbautechnischer und hydrodynamischer Hinsicht geführt. Das sind z.B. Luftkissenfahrzeuge
(Hoverkraft) un d Hydrofoils.
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Abgesehen davon, daß diese Konstruktionen einen erheblichen kostensteigernden
technischen Aufwand erfordern, sind sie nach dem Stande der Technik in der Grössenordnung
und damit in ihrem wirtschaftlichen Nutzeffekt beschränkt. Hinzu kommt, daß die
bekannten Auftriebseigenschaften dieser Fahrzeuge, die der Verringerung der Verdrängung
und damit des Wider -standes während der Fahrt dienen, durch erhöhten Energie -verbrauch
und sehr aufwendige Technik erzielt werden müssen, so daß sie von der Zielsetzung
her als wenig kostenwirksam angesehen werden müssen.
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Während die Luftkissenfahrzeuge immerhin noch den Vorteil aufweisen,
an flachen offenen Kästen ohne Hafenanlagen anlanden zu können, entfällt dieser
Vorteil bei den Hydrofoils.
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Demgegenüber weisen die Luftkissenfahrzeuge eine grössere See fähigkeit
auf, die auch bei relativ hoher See noch beträchtliche Gesenwindigkeiten halten
läßt.
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Beide Schiffstypen haben jedoch, wie bereits erwähnt, den wesentlichen
Nachteil, daß sie in ihrer Grössenordnung und damit in ihrer Tragfähigkeit beschränkt
sind, so daß vor allem der kommerzielle Nutzeffekt minimal ist. Demnach muß der
Haupt aufgabenbereich der Schiffahrt - der Gütertransport - dem konventionellen
Schiff als Einrumpf - oder Zweirumpfschiff in Rund-oder Knickspantform mit kompaktem
Boden vorbehalten bleiben, falls nicht grundsätzlich neue Lösungen gefunden werden.
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Die Aufgabe liegt also darin, Wasserfahrzeuge mit dem Ziel zu entwickeln,
die möglichst viele der vorteilhaften und möglichst wenige der nachteiligen Eigenschaften
der bisher vorgenannten Bauweisen als Kompromisslösung in sich ver -einigen.
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Diese Aufgabe ist in der Grundkonzeption durch die Mehr -rumpffahrzeuge
(Katamarane, Trimarane) als verwendungs -fähige Wasserfahrzeuge bis zu einem gewissen
schiffbau -technischen Stand gelungen.
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Schleppkanalversuche mit Katamaranschiffen - also Zweirumpfschiffen
- haben aufgezeigt, daß diese Schiffstypen gegen -über Einrumpfschiffen bestimmte
hydrodynamische Vorteile aufweisen.
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Diese Vorteile lassen sich nach den Ähnlichkeitsgesetzen auch auf
Mehrfachverdrängungskörper - Wasserfahrzeuge über -tragen. Für diese Wasserfahrzeuge
sind die erwiesenen Vorteile echt zu folgern, sofern die strömungstechnischen Er
-kenntnisse und Gegebenheiten unter Benutzung moderner Methoden der Seegangstheorie
gewahrt sind.
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Der erhebliche Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß die
an ein hochqualifiziertes neuartiges Wassertransportfahrzeug zu stellenden Anforderungen
in hydrodynamischer Hinsicht hier nicht zu erf-len sind.
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Diese Anforderungen sind: 1. Einsatz bei schwerem Wetter 2. Verringerung
der statischen und dynamischen Verdrängung in Fahrt und dadurch des ge -samten Fahrtwiderstandes.
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Dadurch sind des weiteren nicht erfüllt: 1. Geringere Antriebsleistung
gegenüber einem konventionellen Fahrzeug oder 2. Einsparung von Treibstoff 3. Eine
jeweils angemessene Dienstgeschwindigkeit.
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Voraussetzung dafür ist die richtige Dimensionierung der Durchflusskanäle
(2) zwischen den Verdrängungskörpern zur Erzielung einer laminaren Strömung. Dieses
ist in erster Linie gewährleistet durch konstruktive Maßnahmen beim Wassereintritt
am Vorschiff. Konstruktive Lösungen (8) zu ähnlichen Zwecken sind in der Strömungstechnik
seit langem bekannt und angewendet worden.
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Die Problematik beim Eintritt des Wassers in die Durchflusskanäle
liegt -in der Gestaltung der Maulöffnung.
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Durch die Verdrängungskörper (1) und deren Anordnung wird ein Zusatzwiderstand
erzeugt. Ursache ist die Verwirbelung der Bugwellen beim Einströmen in die Durchflusskanäle
zwischen den Verdrängungskörpern.(1) Die Grösse dieses Widerstandes
hängt
ab von dem Breiten-Längen-Verhältnis (4) der Durchflusskanäle und der Schiffsgeschwindigkeit.
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Zur Lösung der vorgangs aufgeführten hydrodynamischen Probleme werden
erfindungsgemäß Profilkörper (5) gemäß Zeichnung 1 u. 2 angeordnet.
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Diese Profilkörper (5), die in einer Länge oder in Teillängen angeordnet
werden je nach Sachlage und die jede im Schiffbau erprobte strömungstechnisch günstige
Formgebung haben können, sollen die durch die gegenseitige Beeinflussung der Mehrfachverdrängungskörper
erzeugten Wirbel-und Druckeinflüsse auf -heben bezw. niederhalten.
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Des weiteren sollen sie Strömungsablösungen (Beeinflussung der Grenzschicht)
verhindern und zur Unterbindung von Kavation beitragen.
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Die Profilkörper (5)sollen des weiteren auftriebserzeugend wirken
und dadurch die negativen Seegangseffekte in günstigem Sinne beeinflussen. Diese
Maßnahme hat wiederum wesentlichen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit, wie auch
auf die Sicherheit von Schiff und Besatzung.
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Durch die Profilkörper (5) liegt ein weiterer besonderer Vorteil noch
darin, daß die bei einem Mehrfachverdrängungskörper-Fahrzeug gegenüber einem Einfachrumpf-Fahrzeug
geringeren Stampf-und Tauchbewegungen noch erheblich gemindert werden, d.h. die
Gravitationsbeschleunigungen, die auf Schiff und Besatzung und auf Überholungs-und
Reparaturarbeiten einen erheblichen Einfluß haben können, werden reduziert. Nicht
zu -letzt resultiert daraus auch eine erhöhte mittlere Reise -dienstge s chwindigke
it.
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Die Profilkörper (5) tragen zudem bei zu einer erhöhten Kursstabilität,
achterlichem Trumm beim Anlanden an offenen Küsten durch den zusätzlichen Auftriebseinfluß.
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