DE2655734A1 - Schiffs - bugwulst - Google Patents

Description

• Schiffs - Bugwulst
• Bugwulste sind Elemente der Unterwasserform des Schiffes.
• Sie stellen eine Verdickung des Vorstevens in der Art dar, daß gegenüber einem sogenannten scharfen Vorsteven beim Bugwulst der Abrundungsradius der horizontalen Schnitte durch den Schiffskörper - den sogenannten Wasserlinien - größer ist als bei einer Borm ohne Bugwulst.
• Die Vergrößerung der Abrundungsradien der Wasserlinien wird beim 3ugwulst üblicherweise nicht über den gesamten Tiefgang ausgeführt, sondern nur über einen gewissen Bereich, dessen Lage u . a. von Geschwindigkeit und 3allasttiefgang abhängt.
• Bugwülste werden in erster Linie zu dem Zweck vorgesehen, den Schiffswiderstand und damit den Antriebsleistungsbedarf herabzusetzen. Modellversuche haben ergeben, daß die mögliche Leistungseinsparung u.a. davon abhängt, wie hoch ein Bugwulst reicht. Allgemein wurde festgestellt, daß die Leistungsersparnis mit der Höhe des Wulstes zunimmt bzw. die Leistungsersparnis umso größer wird, je höher sich der Bereich der größten Wasserlinien-Abrundungsradien nach oben erstreckt.
• Das gilt unter den Randbedingungen, daß nur der zur Konstruktionswasserlinie gehörige Konstruktionstiefgang in Betracht gezogen wird, daß glattes Wasser herrscht und daß durch die Rochlage keine Spritzer-Bildung ausgelöst wird Mit Bugwülsten, deren Oberseite nach hinten abfällt, ist es möglich, die Oberseite des vor dem Steven vorspringenden Bugwulstes bis an die Konstruktionswasserlinie hochzuführen, ohne daß in stärkerem Unfang die den Widerstand erhöhenden Spritzer gebildet werden.
• Die - über die Konstruktionswasserlinie reichende Bugwulsthöhe - wird in der Literatur nicht erwähnt.
• Sogar schon eine nahe an die Konstruktionswasserlinie reichende Wulstoberseite wird in der Literatur als widerstandsschädlich betrachtet. WIGLEY empfiehlt, den Bugwulst nicht zu nahe an die Konstruktionswasserlinie heranzuziehen. (COMSTOCK, J.. Principles of Naval Architecture, New York 1967, Seite 358).
• Über die Ruhewasserlinie hinausreichende Wülste sind bisher nur in der Form bekannt geworden, daß Schiffe mit Bugwülsten, die bei Eonstruttionstiefgang voll getaucht sind, in Ballast austauchende Wülste haben.
• Bei Ballastfahrt aus tauchende Wülste gelten gegenüber solchen, die auch bei Ballastfahrt getaucht sind als widerstandserhöhend, wenn nicht konstruktiv auf den Ballastzustand besondere Rücksicht genommen wird, Diese konstruktive Rücksichtnahme besteht meist darin, daß derartige Wülste im Bereich des Ballasttiefganges vorn scharf sind, also wie ein verlängertes "Normalschiff ohne Wulst" wirken. Dabei ist der Bereich starker Rundung der Wasserlinie höher und bleibt weitgehend unbenetzt.
• Nach der Erkenntnis der Erfindung läßt sich die Wirkung von heilen - bis an die Konstruktionswasserlinie reichenden Wulstformen - nun noch dadurch vergrößern, daß der Wulst über die Konstruktionswasserlille angehoben wird. Dadurch wird die für die Widerstandsminderung charakteristische Wulstquerschnittsfläche um einen über der Konstruktionswasserlinie liegenden Teil vergrößert. Dieser Teil ist bei Konstruktionsgeschwindigkeit ganz oder weitgehend überspült. Ein über die Ruhewasserlinie austauchender Wulst bewirkt im Vergleich zu einem getauchten Wulst aber nur dann eine Widerstandsabnahme, wenn eine Spritzer- und Turbulenzbildung vermieden wird und eine günstige Interferenz mit dem Schiffswellensystem, insbesondere mit der Bugwelle erzeugt wird. Dazu trägt 70 allem eine Formgebung des 3ugwulstes mit nach hinten abfallender Wulstoberseite bni.
• Die Erfindung besteht darin, daß auf einer Schnittebene parallel zur Mittschiffsebene im Abstand von 3 % der Schiffsbreite ein Teil der Wulstoberseite zwischen einem vorderen Punkt und einem hinteren Punkt zwischen 1,5 d und 3 % der Schiffslänge hinwerden Schnittpunkt der Wulstkontur mit der Konstruktionswasserlinie liegt und der vordere Punkt sich oberhalb der Konstruktionswasserlinie nicht höher als 3 % des Konstruktionstiefganges befindet, wobei eine Neigung der Strecke zwischen den Punkten im Bereich von 300 nach hinten fallend bis 50 nach hinten steigend vorgesehen ist.
• Für Bugwülste, die über die Konstruktionswasserlinie reichen und geringen Spritzwiderstad haben sollen, sind Spantarealkurven - gemessen bis zur Wellenkontur - sinnvoll, die im Bugwulstbereich eine Tangente mit negativem Anstieg haben.
• In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Vorderteil einer Spantartrelakurve, Fig. 2 eine Seitenansicht eines Vorschiffes mit Bugwulst und Fig. 3 die Vorderansicht In Fig. 1 wird ein Vorderteil einer Spantarealkurve wiedergegeben, bei der über die Schiffslänge L die Spantflächen S bis zur Wellenkontur eingetragen sind.
• Die langente mit negativem Wert ist mit Tg bezeichnet.
• Die Bugwelle beginnt im - Vorstevenbereich. Wenn die vom Bugwulst kommende Strömung eine nach unten gerichtete Komponente hat, wird eine günstige Interferenz erreicht. Die Bugwelle wird zum Teil abgebaut.
• Dieser Effekt wirkt sich besonders günstig aus, wenn die Wulstoberseite zum Steven hin abfällt. Die Interferenzwirkung ist aber auch in geringem Maße noch vorhanden, wenn die Oberseite ziemlich waagerecht ist und auch, wenn die Wulstoberseite nach hinten leicht ansteigt. Das den Wulst überflutende Wasser fällt dann durch die Schwerkraft seitlich nach h.inten ab.
• In den Fig.2 und 3 ist die Vorstevenkontur 1 dargestellt. Die Schnittlinie 2 befindet sich im Abstand von 3 % der Schiffsbreite von der Mittschiffsebene 7.
• Die Konstruktionswasserlinie 3 und der Haupt spant 4 sowie der Spant 5 durch den Punkt A sind dargestellt.
• Durch die Lage von zwei Punkten A und B auf einer Schnittebene 2, parallel zur Mittschiffsebene 7 auf der Wulstoberseite wird eine Strecke 6 bestimmt.
• Der Punkt A liegt 3 % der Schiffsbreite ausmittig und 1,5 % der Schiffslänge L hinter dem Schnittpunkt der Wulstkontur mit der Konstruktionswasserlinie 3. Der Punkt B liegt 3 % der Schiffsbreite ausmittig und 3 % der Schiffslänge L hinter dem Schnittpunkt der Wulstkontur mit der Konstruktionswasserlinie 3. Der Punkt A liegt oberhalb der Konstruktionswasserlinie 3 jedoch nicht höher als 30 % des Konstruktionstiefganges darüber. Die Neigung der Strecke 6 liegt zwischen 300 nach hinten fallend und 50 nach hinten steigend.
• L e e r s e i t e

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Bugwulst, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Schnittebene (2) parallel zur Mittschiffsebene (1) im zustand von 3 $ der Schiffsbreite ein Teil der Wulstoberseite zwischen einem vorderen Punkt (A) und einem hinteren Punkt (B) zwischen 1,5 7 und 3 ß der Schiffslänge hinter dem Schnittpunkt der Seitenkontur mit der Konstruktionswasserlinie (3) liegt und der vordere Punkt (A) sich oberhalb der Konstruktionswasserlinie (3) nicht höher als 3 des Konstruktionstiefganges befindet, wobei eine Neigung der Strecke (6) zwischen den Punkten (A und B) im Bereich von 300 nach hinten fallend bis 50 nach hinten steigend vorgesehen ist.
2. 2. Bugwulst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf Konstruktionstiefgang die Wulstoberseite inselartig aus dem Wasser ragt und daß die Schwimmwasserlinie zwischen Wulst und Steven (1) unterbrochen ist.