-
-
Bezeichnung Lastkahn mit eirer abgeschrägten Heckgillung
-
und mehreren Sciwertern Die Erfindung betrifft einen Lastkahn, ein
Frachtschiff, eine Schute odOdgl. mit einer abgeschrägten Heckgillung und mit mehreren
Schwertern, die beidseits der mittleren Längsachse des Lastkahns sich nach unten
erstreckend am achtern Ende der Heckgillung befestigt sind, wobei das untere Ende
jedes Schwertes höher als der Boden des Lastkahns endet und die Spannweite jedes
Schwertes am Fußende einen kleineren Teil der Längserstreckung der Gillung des Lastkahns
einnimmt.
-
Derartige Schwerter dienen zur Richtungsstabilisierung gezogener Lastkähne
durch Vermeiden von Gierbewegungen.
-
Bekannte derartige Schwerter sind an der abgeschrägten Heckgillung
von Lastkähnen zur Vermeidung von Gierbewegungen des Lastkahns angeordnet, wobei
sich die Schwerter von vorn nach hinten im wesentlichen über die Länge des Achterstevens
des Lastkahns erstrecken und wobei ihre unteren Enden etwa in der gleiche Höhe wie
die Unterseite des Lastkahns enden. Derartige Schwerter weisen einen geringen Schlankheitsgrad
auf und haben keine Führungskante im Abstand von der Heckunterseite des Lastkahns.
Derartige Schwerter haben die Form von flachen oder gewölbten Platten, die sich
von einem Tragflügelquerschnitt deutlich unterscheiden. Ublicherweise sind zwei
derartige Schwerter vorgesehen, die beidseitig im Abstand symnetrisch zu der in
Längsrichtung des Lastkahns verlaufenden vertikalen Mittenebene angeordnet sind.
-
Diese Schwerter verhindern ein Gieren von nicht selbst angetriebenen,
an ihrem Bug mit einem Schlepptau gezogenen
Lastkähnen sehr wenig.
Sie vergrößern den Wasserwiderstand des Lastkahns um einen wesentlichen Betrag im
Vergleich zum Wasserwiderstand eines Lastkahns ohne Schwerter Die Aufgabe der Erfindung
besteht daher darin, die Schwerter der in Rede stehenden Art derart weiterzubilden,
daß eine größere Stabilisierungswirkung bei verringertem Wasserwiderstand erzielt
wird.
-
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jedes Schwert eine aufrechte
Führungskante aufweist, deren Länge einen größeren Abschnitt der Schwerthöhe einnimmt,
eine Höhe hat, die größer als die maximale Spannweite ist und mindestens eine gewölbte
Seitenfläche hat.
-
Die vorgeschlagenen Schwerter ergeben nicht nur keinen Wasserwiderstand,
wie er von bekannten Schwertern erzeugt wird, sondern verringern außerdem das Kielwasser
und/oder die
Wirbel des Kielwassers des Lastkahns, so daß der durch
den Rumpf des Lastkahns hervorgerufene Wasserwiderstand verringert wird.
-
Vorteilhaft weisen die Schwerter eine einfache Stromlinienform auf,
die gute hydrodynamische Merkmale hat.
-
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird inbesondere eine Vergrößerung
der Wirksamkeit der Schwerter zur Richtungsstabilisierung des Lastkahns gegen Abweichen
vom Kurs und eine Verkleinerung des Wasserwiderstandes des Lastkahns erreicht, was
einer Verringerung der notwendigen Kraft zum Antrieb des Lastkahns oder eine Vergrößerung
der Geschwindigkeit des Lastkahns bei gleicher Antriebskraft entspricht0 Die Vergrößerung
der Wirksamkeit der Schwerter zur Richtungsstabilisierung wird durch Anordnen der
Schwerter so weit wie möglich achtern, durch Schwerter mit einem hohen Schlankheitsgrad,
durch Schwerter mit Tragflächenquerschnitt,
durch Anordnen der
Schwerter mit bestimmten Neigungswinkeln, durch Verringerung des Spitzenverlustes
und durch Anordnen benachbarter Schwerter in einer derart großen Entfernung bewirkt,
daß Uberlagerungsflüsse zwischen ihnen verringert werden. Die Verringerung des Wasserwiderstandes
wird durch in vorteilhafter Weise angeordnete Schwerter mit Tragflächenquerschnitt,
durch Verringerung der Spitzenverluste und durch Anordnen benachbarter Schwerter
im Abstand derart zueinander, daß Uberlagerungsflüsse vermieden werden, erreicht.
-
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es
zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Unteransicht einer Heckgillung eines Lastkahns
mit erfindungsgemäßen Schwertern, die sich von der Unterseite des Lastkahns nach
unten erstrecken,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Steuerbordseite
einer Heckgillung eines Lastkahns mit erfindungsgemoBen Schwertern, Fig. 3 eine
Röckansicht der Steuerbordseite eines Hecks eines Lastkahns mit erfindungsgemäßen
Schwertern, Fig. 4 eine Unteransicht auf die Steuerbordseite einer Heckgillung eines
Lastkahns mit erfindungsgemäßen Schwertern, Fig. 5 einen Schnitt in waagerechter
Richtung durch ein Schwert nach 5-5 der Fig. 2, Fig0 6 eine perspektivische Unteransicht
einer Heckgillung eines Lastkahns mit einer anderen Ausführungsform erfindungsgemäßer
Schwerter,
Fig. 7 eine Seitenansicht der Steuerbordseite einer
Heckgillung eines Lastkahns mit erfindungsgemäßen Schwertern nach Fig. 6, Fig. 8
eine Rückansicht der Steuerbordseite eines Hecks eines Lastkahns mit erfindungsgemäßen
Schwertern nach Fig. 6, Fig. 9 eine Unteransicht auf die Steuerbordseite einer Heckgillung
eines Lastkahns mit erfindungsgemäßen Schwertern nach Fig. 6, Fig. 10 einen Schnitt
in vertikaler Richtung durch ein Schwert nach 10-10 der Fig. 9.
-
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 5 und den Fig. 6 bis
10 sind Schwerter 1, 2, 3 an der abgeschrägten Heckgillung C eines bekannten Lastkahns
B mit einem flachen unteren Boden b angeordnet
Die Stabilisierungsschwerter
sind in zwei Gruppen symmetrisch beidseits der vertikalen, in Kahnlängsrichtung
verlaufenden Mittelebene des Lastkahns angeordnet. Jede Gruppe weist mehrere Stabilisierungsschwerter
auf. Bei den beiden Ausfuhrungs beispielen sind jeweils in jeder Gruppe drei Stabilisierungsschwerter
dargestellt. Die Backbordgruppe weist ein außenbords angeordnetes Schwert lp und
ein innenbords angeordnetes Schwert 2p auf, wobei mindestens ein mittleres Schwert
3p vorgesehen ist. Entsprechend weist die Steuerbordgruppe der Stabilisierungsschwerter
ein außenbords angeordnetes Schwert is und ein innenbords angeordnetes Schwert 2s
auf, zwischen denen mindestens ein mittleres Schwert 3s angeordnet ist.
-
Die Schwerter jeder Gruppe sind in einer Reihe quer zur Längsrichtung
des Lastkahns angeordnet. Vorzugsweise weisen die Schwerter die gleiche Höhe, Dicke
und spitz zulaufende Spannweite auf.
-
Jedes Schwert hat nach Fig. 5 den Querschnitt eines Tragflügels. Ein
bekannter geeigneter Querschnitt ist der
Clark-Y-Querschnitt oder
der NASA 22012-Querschnitt, der durch die Nationale Luftfahrts- und Raumfahrtbehörde
der Vereinigten Staaten von Amerika festgelegt ist. Jedes Schwert hat ein Fußende
4, das in geeigneter Weise mit einem achtern Abschnitt der Gillung C des Lastkahns
verbunden ist. Die Rückkante 5 verläuft in lotrechter Richtung. Die Führungskante
6 ist um einen geringen Betrag nach hinten vom Fußende 4 zur unteren Spitze 7 geneigt.
-
Nach Fig. 5 hat der Tragflügelquerschnitt gewölbte Seiten 8 und 9,
wobei die Seite 9 gleich oder geringer als die Seite 8 gewölbt ist oder flach sein
kann. Falls die entgegengesetzten Seiten der Schwerter verschiedene Wölbung haben,
sollen die außenbords angeordneten Schwerter lp und is den größten Unterschied in
der Wölbung aufweisen, während die innenbords angeordneten Schwerter 2p und 2s den
nächst größten Unterschied in der Wölbung aufweisen und die mittleren Schwerter
3p und 3s den geringsten Unterschied in der Wölbung haben sollen. Alle Schwer-
ter
können auch einen symmetrischen Tragflächenquerschnitt aufweisen, wobei der Unterschied
in der Wirkung durch Auswahl geeigneter Neigungswinkel der Schwerter hervorgerufen
werden kann.
-
Wenn die innenbords und außenbords angeordneten Schwerter unsymmetrischen
Querschnitt haben, ist die om stärksten gekrümmte Seite des außenbords angeordneten
Schwertes is und lp die Innenseite und die am stärksten gewölbte Seite der innenbords
angeordneten Schwerter 2p und 2s ist entweder die Innen- oder die Außenseite. Die
gekrümmte innere Seite des außenbords angeordneten Schwertes in jeder Gruppe und
die gekrümmte äußere Seite des innenbords angeordneten Schwertes jeder Gruppe wirken
dann als Venturidurchgong zwischen dem innenbords und dem außenbords angeordneten
Schwert. Jede Gruppe führt das Kielwasser des Lastkohns zwischen diesen Schwertern,
so daß die Wirbel in dies Kielwasserabschnitt verringert werden, was einer Verringerung
des Wasserwiderstandes des Lastkahns entspricht. Wenn
die mittleren
Schwerter 3p und 3s symmetrischen Querschnitt haben, beeinträchtigen sie den Fluß
nicht. Sind jedoch ihre Seiten ungleich gewölbt, so soll die Seite mit der größeren
Wölbung die Innenseite des Schwertes sein, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, so
daß der Venturidurchgang näher an der Mitte des Lastkahns liegt.
-
Nach Fig. 2 weist jedes Stabilisierungsschwert einen hohen Schlankheitsgrad
auf. Der Schlakheitsgrad liegt in einem Bereich von 2 bis 8 zu 1. Vorteilhaft ist
der Schlankheitsgrad in einem Bereich von 2,5 bis 4 zu 1. Das in Fig. 2 dargestellte
Stabilisierungsschwert hat annähernd einen Schlankheitsgrad von 2,5 zu 1. Die Spitze
7 des Schwertes ragt nicht nach unten über und endet wenig oberhalb des flachen
Bodens b des Lastkahns B, wie in Fig. 2 dargestellt. Die nach hinten geneigte Führungskante
6 des Schwertes ist in einem großen Abstand achtern vom Boden b des
Lastkahns
angeordnet. Ebenso beträgt die Ausdehnung von vorn nach hinten oder die Spannweite
des Fußendes 4 nur einen kleinen Bruchteil der gesamten Ausdehnung von vorn nach
hinten oder der abgeschrägten Gillung Ce Die durchschnittliche Spannweite jedes
Stabilisierungsschwertes ist derart ausgewählt, daß die gesamte Fläche aller Schwerter
in jeder Gruppe kleiner als die im wesentlichen dreieckige Fläche ist, die von der
Oberfläche der abgeschrägten Gillung C als einer Seite, der Ausdehnung nach vorn
und nach hinten der Gillung C als der zweiten Seite und der Höhe zwischen dem unteren
Ende des Quersteges T und der Unterseite des Bodens b des Lastkahns als der dritten
Seite gebildet ist. Diese zusammengesetzte Flossenfläche aller Stabilisierungsschwerter
in jeder Gruppe ist kleiner als die Fläche eines entsprechenden einzelnen bekannten
und im wesentlichen dreieckförmigen Schwertes0
Die Wirksamkeit
der Schwerter zur Richtungsstabilisierung des Lastkahns hängt nicht nur von der
Größe der gesamten Flossenfläche ab, sondern auch von dem Ort der Anbringung der
Schwerter und ihrem Neigungswinkel. Der höchste Wirkungsgrad wird bei Anordnung
der Stabilisierungsschwerter so weit wie möglich achtern erzielt, wie dies in den
Fig. 1 und 2 dargestellt ist0 Ebenso sind vorteilhaft die außenbords angeordneten
Schwerter lp und 1s in einem mit i bezeichneten Winkel von 2 bis 10 Grad zur Bewegungsrichtung
des Lastkahns angeordnet. Ebenso ist es vorteilhaft, die innenbords angeordneten
Schwerter 2p und 2s im gleichen Winkel von 2 bis 10 Grad anzuordnen0 Die mittleren
Schwerter 3p und 3s stehen in einem Neigungswinkel von O Grad oder in einem kleinen
Winkel in einer Richtung oder in Abhängigkeit von der Wölbung der mittleren Schwerter
und dem gewünschten Fluß0 Der Neigungswinkel der backbords angeordneten Schwerter
und der steuerbords angeordneten
Schwerter braucht nicht gleich
zu sein, da bei unterschiedlichen Neigungswinkeln der Lastkahn genauer und mit weniger
Abweichung dem Kurs folgt.
-
Zur Verringerung des Kielwassers des Lastkhans und der Wirbel des
Kielwassers sowie zur Vergrößerung der Wirksamkeit der Schwerter zur Richtungsstabilisierung
dürfen weder die benachbarten Schwerter einer Gruppe zu eng zueinander angeordnet,
noch die Gruppen der Schwerter auf beiden Seiten der vertikalen Mittelebene des
Lastkahns zu nahe zusammen angeordnet sein0 Vorzugsweise ist der Abstand zwischen
benachbarten Schwertern mindestens annähernd gleich der doppelten mittleren Spannweite
der Schwerter, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Obwohl zwei Schwerter in jeder
Gruppe ausreichend sind und auch mehr als drei Schwerter denkbar sind, sind vorzugsweise
in jeder Gruppe drei Schwerter angeordnet. Falls mehr als drei Schwerter benutzt
werden, muß der Schlankheitsgrad der Schwerter vergrößert und die
mittlere
Spannweite jedes Schwertes verkleinert werden.
-
Weiterhin sind dann die Schwerter näher zueinander anzuordnen, jedoch
nicht enger als das Eineinhalbfache der mittleren Spannweite, um die beste Richtungsstabilität
und die größte Verringerung des Schleppwiderstandes zu erzielen.
-
Die vorgeschlagenen, frei nach unten ragenden Schwerter nach den Fig.
1 bis 4 können leicht durch Zusammenstoßen mit schwimmenden Gegenständen, über die
der Lastkhan B gezogen wird, beschädigt werden. Eine Verstärkung und eine Vereinigung
der Schwerter wird durch Verbinden der unteren Endabschnitte der Schwerter in jeder
Gruppe mit einem verlängerten Brückenglied erzielt, das sich quer und im wesentlichen
in horizontaler Richtung erstreckt.
-
Ein derartiges Brückenglied 10p ist in Fig. 6 gezeigt, das die Enden
der Backbordschwerter 1p, 3p und 2p miteinander verbindet, während ein Brückenglied
10s die
Enden der steuerbords angeordneten Schwerter 1s, 3s, und
2s miteinander verbindet. Jedes dieser langgestreckten Brükkenglieder weist einen
Tragflügelquerschnitt auf und hat nach Fig. 10 eine Rückkante 59 eine Führungskunte
6' eine obere gewölbte Seite 8' und eine untere Seite 9', die entweder weniger gewölbt
ist oder flach ist.
-
Die gewölbte obere Seite 8' des Brückengliedes wirkt mit den gewölbten
Seiten der innenbords und außenbords angeordneten Schwerter jeder Gruppe zusammen,
so daß ein größerer Venturifluß des Kielwassers umschlossen wird, als wenn das Brükkenglied
nicht vorhanden ist. Vorteilhaft hat das ebenfalls als Stabilisierungsschwert dienende
Brückenglied einen negativen Neigungswinkel im Bereich von 2 bis 10 Grad, um eine
nach vorn gerichtete hydrodynamische Kraft zur Verringerung oder zum Ausgleich des
Wasserwiderstandes zu erreichen.
-
Das horizontal angeordnete Brückenglied verringert nicht nur die Wirbel
durch den durch die gewölbte Oberseite her-
vorgerufenen Venturifluß
und verringert nicht nur den Wasserwiderstand aufgrund seiner erzeugten, nach vorn
gerichteten hydrodynamischen Reaktionskraft sondern dadurch, daß dieses Brückenglied
die Spitzen der Stabilisierungsschwerter abdeckt, wird auch die Wirbelbindung an
diesen Spitzen verringert und der Wasserwiderstand verkleinert.
-
Darüber hinaus verhindert die Verbindung der einzelnen Schwerter durch
das Brückenglied ein Vibrieren der einzelnen Schwerter und vergrößert außerdem durch
Verbindung der einzelnen Schwerter miteinander ihre Stabilität.
-
Die Erfindung ist bei Lastkähnen od.dgl. mit beliebigen Abmessungen
anwendbar. Besonders große Vorteile werden bei Lastkähnen mit mittleren Abmessungen
erzielt, 76,2m bis 106,68 m lang (250 bis 350 Fuß), oder bei großen Lastkähnen,
106,68 m bis 137,16 m lang (350 bis 450 Fuß), jedoch auch bei kleinen Lastkähnen,
45,72 m bis 7622 m lang (150 bis 250 Fuß)0
Der Grad der Neigung
der Gillung C ist nicht entscheidend und kann in einem Bereich von 10 bis 40 Grad
zur Horizontalen liegen, jedoch soll vorzugsweise die Neigung im Bereich von 15
bis 20 Grad zur Horizontalen liegen. Ebenso ist die Höhe des Quersteges T des Lastkahns
unbeachtlich.
-
Sie sollte jedoch vorzugsweise 20 bis 35 % der Gesamttiefe des Lastkahns
betragen, Bei dem in den Ausführungsbeispielen dargestellten Lastkahn ist der Neigungswinkel
etwa 15 Grad, und die Höhe des Quersteges beträgt etwa 28 % der Tiefe des Lastkahns.
-
Leerseite