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Schiffsrumpf
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Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Schiffsrumpf, der sich besonders
für Gleitfahrt eignet.
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Bei Schiffsrümpfen moderner Gleitboote ist die Kimm im Vorschiff sehr
viel höher gezogen und das Spant ist im Vorschiffsboden bis meist zum Hallpts)ant
konvex, wodurch der Eintrittsstoß im Seegang gemildet wird. Der Boden im Achterschiff
dagegen hat nur mäßige bis gar keine Aufkimmung, um mit relativ kleiner Maschinenleistung
eine hohe Fahrt zu erreichen. Damit die Boote trocken laufen und das Spritzwasser
nach unten zur Seite weggeschleudert wird, wird die Kimm als eine schräg nach unten
weisende Kehle ausgebildet. Diese Auskehlung ist ein Kennzeichen aller modernen
Gleitbootrisse.
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Es sind weiter auch sogenannte Halbgleiter-Schiffsrümpfe bekannt,
die von vorn bis achtern eine konstante Bodenaufkimmung aufweisen, mit denen eine
sehr hohe Festigkeit des Bodens und eine relativ weiche Wasserung erzielt wird,
nachdem das Boot bzw. sein Bug bei hoher Fahrt von einer See in die Luft geschleudert
ist.
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Gleitboote mit stark aufgekimmten Böden von 20 bis 25 Grad von vorn
bis zum Spiegel sind mehr Halbgleiter oder Verdränger, die durch eine entsprechende
Bauweise über ihre Kritische Geschwindigkeit betrieben werden können. Derartige
Boote sind zwar sehr sciinell, jedoch auch sehr unwirtschaftlich, denn im Vergleich
zu Booten mit wenig aufgekimmten Gleitböden benötigen diese 35 bis 50 stärkere Motoren,
um gleiche Fahrt auf glattem Wasser machen zu können.
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Bei unruhiger See ist dem Gleitboot eine Geschwindigkeitsbegrenzung
auferlegt, resultierend von den harten Eintrittsstößen des Rumpfes, so daß die Leistungsstärke
der Motorisierung
nicht voll ausgenutzt werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde Mittel anzugeben, die
harten Eintrittsstöße eines Schiffsrumpfes zu mildern, wodurch der Wirkungsgrad
des Antriebes verbessert wird und die Bootsgeschwindigkeit erhöht werden kann.
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Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde Mittel anzugeben,
um einen Schiffsrumpf, insbesondere bei Gleitfahrt auf unruhigem Wasser zu stabilisieren
und um ein zu hohes Abheben von der Wasseroberfläche durch die Wellenbewegung zu
verhindern bzw. zu vermindern, so daß das nachfolgende harte Aufschlagen gedämpft
wird, wobei ferner der Riß des Rumpfes vereinfacht werden kann.
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Die aufgezeigten Probleme werden bereits zum Teil durch Tragflächenboote
gelöst, die jedoch hinsichtlich ihrer Konstruktion sehr aufwendig sind. Bei dieser
Bootsart sind zwei Tragflächentypen bekannt, nämlich teil- und vollgetauchte. Der
teilgetauchte Typ ist an einem U-oder V-förmigen Rahmen angebracht, der am Rumpf
befestigt ist, so daß bei glattem Wasser nur ein Teil der Tragflache eintaucht.
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Da die Rahmen und Tragflächen über die Breite des Rumpfes hinausragen,
wirken sie wie Stabilisierungsflossen bei mittelmäßig rauhem Wasser. Für sehr hohe
Seen sind jedoch lange, schwere und teure Streben aufwendig und aus diesem Grunde
werden die teilgetauchten Tragflächen hauptsachlich auf ruhigen Binnengewässern
eingesetzt. Bei vollgetauchten Tragflächen stehen die Stützen fast senkrecht unter
dem Rumpf und die Tragflächen bleiben eingetaucht. Um eine bestimmte Wassertiefe
der Tragflächen einzuhalten, ist es erforderlich diese mit Querrudern auszustatten,
die von einer höchst empfindlichen und schnell reagierenden automatischen Steueranlage
bedient werden müssen. Eine solche Steueranlage mißt auf mechanischem
oder
elektronischem Wege die Höhe der ankommenden Wellen und ändert entsprechend dieser
Wellengröße den Auftrieb der Tragflächen. Insbesondere bei einem heftigen kurzen
Seegang ist es daher trotz dieses Aufwandes schwierig, Tragflächenboote bei hoher
Geschwindigkeit unter Kontrolle zu halten.
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Die aufgezeigten Probleme werden gemäß der vorliegenden Erfindung
dadurch gelöst, daß unterhalb der Eonstruktionswasserlinie des Schiffsrumpfes an
jeder Bordseite symmetrisch zur Kiellinle vorzugsweise im Bugbereich å jeweils ein
oder mehrere als Gleitflächen ausgebildete Gleitkörper federnd gelagert angeordnet
sind. Durch diese Maßnahme nach der Erfindung wird nicht nur der Eintrittsstoß des
Schiffsrumpfes im Seegang gemildert sondern auch die Amplituden dieser Auf-und Abbewegung
verringert, so daß insgesamt der Wirkungsgrad des Antriebes verbessert wird. Hierdurch
ist es möglich entweder bei gleicher Motorisierung die Geschwindigkeit des Bootes
im rauhen Wasser zu erhöhen,oder,falls lediglich eine gleiche Geschwindigkeit erreicht
werden soll, die Motorleistung herabzusetzen.
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Vorteilhaft ist es, die Gleitflächen als Kufen auszubilden, welche
in ihrem vorderen Teil mit der Bordwand gelenkig verbunden sind.
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In Weiterbildung der Erfindung sind außerhalb des Schiffsrumpfes unterhalb
seiner Konstrukitonswasserlinie an jeder Bordseite symmetrisch zur Kiellinle jeweils
ein oder mehrere Strömungsrohre und/oder Strömungshalbrohre mit ihrer Längsachse
etwa parallel zur Kiellinle angeordnet, wobei unterhalb der Strömungsrohre und/oder
Strömungshalbrohre die als Gleitflächen ausgebildeten Körper federnd gelagert angeordnet
sind Die Querschnittsform der Strömungsrohre kann dabei beliebig sein, beispielsweise
elliptisch, rund oder auch vieleckig.
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Unter Strömungshalbrohre werden dabei Rohre verstanden, die in ihrer
Längsrichtung aufgeschlitzt sind, wobei der Querschnitt
ebenfalls
beliebig sein kann, also beispielsweise vieleckig. Weiter werden darunter Rohre
verstanden, die halbkreisförmig oder C-förmig ausgebildet sind.
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Bei dem Schiffsrumpf nach der vorliegenden Erfindung wird das verdrängte
Wasser zum großen T<'eil von den Strömungsrohren aufgenommen, wodurch eine Verringerung
des Rumpfwiderstandes erzielt wird.
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Ein weiterer Vorteil dieser Kombination nach der Erfindung besteht
darin, daß der Schiffskörper einen gleichmäßigen tbergang von der Verdrängerfahrt
zur Gleitfahrt zeigt, wobei eine besondere Stabilisierung des Rumpfes bei der Gleitfahrt
erzielt wird, da das beim Einschneiden der Strömungsrohre in eine Welle einströmende
Nasser durch die dadurch zunehmende Trägheit des gesamten Rumpfes einer ruckarti
gen, schlagenden und stoßenden Bewegung des Schi ffsköl'pffls quer und senkrecht
zur Fahrtrichtlmg entgegenwirkt. Darüberhinaus wird der Fahrkomfort erheblich verbessert
und der Nachteil der schnellfahrenden Boote, die auf den Wellen springen und dann
hart aufschlagen, ist damit weitgehend vermindert bzw. behoben.
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Die Anzahl der auf jeder Längaseite des Schiffsrumpfes angeordneten
gefederten Gleitflächen und Strömungsrohre richtet sich nach der Breite des Schiffskörpers
und seiner Länge.
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In Weiterbildung der Erfindung weisen die als Gleitflächen ausgebildeten
Körper eine äußere Form auf, die der äußeren Form der Bordwand oder der Strömungsrohre
bzw. Halbrohre an der Stelle entspricht, an der sie angeordnet sind. Durch diese
Maßnahme wird der Strömungswiderstand auf ein Minimum reduziert, und zwar insbesondere
bei der Verdrängerfahrt.
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Ähnlich einem Schiffskörper sind die Gleitflächen mit einer Kimm versehen,
die eine schräg nach hinten gerichtete Kehle besitzt. Hierdurch wird das Spritzwasser
weitgehend verringert
und nach unten zur Seite weggeschleudert.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, insbesondere bei größeren Schiffsrümpfen,
die Gleitflächnn zur Dalllpfung ihrer Schwingungsbewegung mit Stoßdämpfern auszurüsten.
Durch diese Ma>ßnahme wird, insbesondere bei einem relativ gleichmäßigen Seegang
ein Aufschaukeln der Schwingungsbewegung und ein abklingendes Nachschwingen vermieden.
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Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, die Federung der Gleitflächen
hinsichtlich ihrer Federwirkung verstellbar auszubilden. Dies kann besonders günstig
sein, wenn die Eintauchtiefe des Schiffsrumpfes durch unterschiedliche Beladung
verändert wird. Die Federung kann dann dem unterschiedlichen Gewicht angcpnsst werden.
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In einer Abwandlung der Erfindung läßt sich die Federung der Gleitfläche
als Luftfederung ausbilden, wodurch sich die Verstellbarkeit der Federwirkung wesentlich
vereinfachen läßt.
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Die Federung der Gleitflächen kann in einer anderen Ausführungsform
aus Gummi, Zellgummi oder Schaumstoff bestehen.
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In einer noch andereren Ausfiihrungsform der Erfindung weist die Federung
des gesamten als Gleitfläche ausgebildeten Körpers mehrere Drehstabfederungen auf.
Damit wird erreicht, daß nicht nur der hintere Teil einer Gleitfläche federnd ausgebildet
ist, sondern die gesamte Gleitfläche, wobei diese eine Schwingungsbewegung in einem
gewissen Winkel um die Befestigungspunkte der Drehstabfederungen ausführt. Der vordere
Teil der Gleitfläche ist dabei entweder als mitschwingendes hochgezogenes
Teil
ausgebildet oder als ein elastisches Teil.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Schiffsrumpf
zur Aufnahme der Federkörper und der Gleitflächen im beaufschlagten Zustand der
Federkörper Aussparungen auf. Diese Aussparungen weisen eine Umfangsform auf, die
der Form der Gleitflächen entspricht, so daß zwischen der bewegbaren Gleitfläche
und dem Schiffsrumpf ein geringer Abstand besteht.
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In Weiterbildung der Erfindung ist oberhalb der Gleit fläche in ihrem
Endbereich jeweils ein ausschwenkbares Rad angeordnet, welches mindestens einen
Teil der Federung der jeweiligen Gleitfläche übernimmt. Dieses Rad dient insbesondere
dem Landtransport des Schiffsrumpfes und für diesen Zweck ist es vorteilhaft, wenn
die Gleitflächen mit Hilfe eines hydraulischen oder von Hand betätigbaren Gestänges
derart nach unten ausfahrbar ausgebildet sind, daß die Räder bei der Anlandung und
für den Landtransport wirksam sind.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichmlngen, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, näher erläutert. Hierbei zeigen: Figur 1 einen Längsschnitteines
Schiffsrumpfes in Seitenansicht; Figur 2 einen Längsschnitt eines Schiffsrumpfes
in Draufsicht von unten; Figur 3 einen Längsschnitt eines Schiffsrumpfes in Seitenansicht
mit am Schiffsrumpf befestigten Strömungsrohren; Figur 4 einen längs schnitt in
Draufsicht von unten in der Ausführungsform gemäß Figur 3;
Figur
5 eine Ansicht des Schiffsrumpfes von vorn mit federnd gelagerten Strömungsrohren
und Gleitflächen; Figur 6 einen Ausschnitt des Schiffsrumpfes mit einer drehstabgefederten
Gleitfläche; Figur 7 einen Ausschnitt des Schiffsrumpfes mit einer Aussparung zur
Aufnahme der Federkörper und der federnd gelagerten Gleitfläche; Figur 8 einen Längsschnitt
eines Schiffsrumpfes in Seitenansicht mit einer Gleitfläche und einem Rad; Figur
9 einen Längsschnitt eines Schiffsrumpfes in Draufsicht von unten gemäß der Ausführungsform
nach Figur 8 und Figur 10 einen längaschnitt eines Schiffsrumpfes in Seitenansicht
mit einem ausschwenkbar ausgebildeten Strömungsrohr mit Rad.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Schiffsrumpf 5, der unterhalb seiner
Konstruktionswasserlinie 18 an jeder Bordseite und symmetrisch zur.Kiellinie 21
vorzugsweise im Bugbereich jeweils ein oder mehrere als Gleitflächen 1 ausgebildete
Körper 2 aufweist, die federnd gelagert sind. Um eine Winkelmäßige Bewegung der
Gleitflächen 1 zu ermöglichen, sind diese mit Hilfe eines Gelenkes 3 mit der Bordwand
4 gelenkig verbunden. Die Federwirkung der Gleitfläche 1 wird mit Hilfe einer schematisch
dargestellten Feder 6 erzielt, die in Form einer mechanischen Feder, einer Gas-
oder Luftfederung ausgebildet sein kann. Auf weitere Federungsarten wird später
noch näher eingegangen. Zur Dämpfung der Schwingungsamplituden ist es vorteilhaft,
Stoßdämpfer 7 vorzusehen.
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Die Gleitflächen können ähnlich einem Schiffskörper eine Kimm 8 aufweisen,
die eine schräg nach hinten gerichtete
Kehle besitzt, so daß das
Spritzwasser verringert und mit einer Richtungskomponente nach unten und hinten
versehen wird.
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Weitere federnd gelagerte Gleitflächen 29 und 30 lassen sich am Heck
des Schiffsrumpfes anordnen, wobei diese Gleitflächen bei hoher Gleitfahrt des Schiffes
die tragenden Flächen darstellen, während der vordere Teil des Rumpfes vollständig
aus dem Wasser herausragt.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Schiffsrumpf, bei dem unterhalb seiner
Konstruktionswasserlinie 18 an jeder Bordseite symmetrisch zur Kiellinie 21 je ein
Strömungsrohr 16 bzw. 17 mit ihrer Längsachse etwa parallel zur Kiellinie 21 angeordnet
sind. Unterhalb der Strömungsrohre 16 bzw. 17 sind als Gleitflächen 22 ausgebildete
Körper federnd gelagert angeordnet. Die Ausbildung und Anordnung entspricht derjenigen
nach den Figuren 1 und 2, jedoch mit dem Unterschied, daß die Gleitflächen nicht
direkt am Bootskörper, sondern unterhalb der Strömungsrohre 16 bzw. 17 befestigt
sind. Das Strömungsrohr 16 ist unterhalb der dem Betrachter zugewandten Bordseite
5 angebracht und weist einen Einlauf 23 und einen Auslauf 24 auf. Die Figur 4 zeigt
eine Draufsicht auf einen Schiffsrumpf von unten mit zwei Ausführungsbeispielen.
An der Steuerbordseite des Schiffsrumpfes ist ein kurzes Strömungsrohr 16 und an
der Backbordseite ein über das EIeck 25 hinausgezogenes Strömungsrohr 17 dargestellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind selbstverständlich die Backbord- und die Steuerbordseiten
mit symmetrischen Strömungsrohren und Gleitflächen versehen.
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ähnlich der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 können auch bei
Verwendung eines über das Heck hinausgezogenen
Strömungsrohres
im Endbereich desselben Gleitflächen 31 vorgesehen sein, die ebenfalls mit Federkörpern
ausgerüstet sind.
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Bei der Ausführungsform der a Iindung nach dcn Figuren 3 und 4 wird
der Schiffskörper insbesondere bei Gleitfahrt erheblich stabilisiert, da das in
den Strömungsrohren befindliche bzw. einströmende Wasser ruckartigen, schlagenden
und stoßenden Bewegungen des Schiff skörpers quer und senkrecht zur Fahrtrichtung
durch die Trägheit seiner Masse entgegenwirkt. Bei zunehmender Gleitfahrt beginnt
die Wasserberührung bei den Gleitflächen 22 und aufgrund ihrer Federung wird der
Fahrkomfort im Zusammenwirken mit den Strömungsrohren erheblich verbessert und der
Nachteil der schnellfahrenden Schiffe, die auf den Wellen springen und dann hart
aufschlagen, wird damit weitgehend vermieden.
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Beide Strömungsrohre 16 und 17 sind mit einem Schrägschnitt Alpha
des Einlaufs 6 versehen, wodurch sich ergibt, daß die dem Kiel 21 zugekehrte Mantelseite
der Strömungsrohre kürzer ist. Weiter ist der Einlauf der Strömungsrohre 16 und
17 leicht angehoben, wie durch die Bezugsziffer 19 angedeutet ist.
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Die Figur 5 zeigt eine Vorderansicht des Schiffsrumpfes mit Strömungsrohren
16 und 17, die eine elliptische Querschnittsform aufweisen, wobei die IIauptachse
des elliptischen Querschnittes des Einlaufs 23 parallel und die Hauptachse des elliptischen
Querschnittes des Auslaufs 24 senkrecht zur Wasserlinie verläuft.
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Die Rohre 16 und 17 sind mit Hilfe der Federkörper 32 und 33 insgesamt
federnd gelagert, so daß sich bei dieser Ausführungsform eine besondere federnd
gelagerte Gleitfläche erübrigt.
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Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der
Federung
der Gleitfläche 22, bei der Drehstabfederungen 27 und 28 verwendet werden. Der Federweg
der Drehstabfederungen ist durch den Pfeil 34 angedeutet. Die Drehstabfederungen
27 und 28 sind bei 35 mit dem Schiffsrumpf 5 angelenkt und bei 36 entsprechend mit
der Gleitfläche 22.
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Die Gleitfläche 22 kann in einer besonderen Ausführungsform eine elastische
Spitze 37 aufweisen, so daß sich diese bei der Schwingungsbewegung dem Schiffsrumpf
5 weitgehend anpaßt.
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Die Ausbildungsform gemäß Figur 7 zeigt eine Aussparung 37 im Schiffsrumpf
5, welche hinsichtlich ihrer Umfangsform dem Umfang der Gleitfläche 38 angepaßt
ist. Innerhalb der Aussparung befindet sich ein Federkörper 39, der aus Gummi, Zellgummi
oder Schaumstoff bestehen kann.
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Aus den Figuren 8 und 9 geht eine weitere Ausführungsform der Erfindung
hervor, bei der die Gleitfläche 40 mit einem Rad 26 verbunden ist, welche sich mit
einer nicht näher dargestellten Hydraulik oder Mechanik ausfahren läßt, falls der
Schiffsrumpf auf dem Land bewegt werden soll. Im eingefahrenen Zustand dient das
luftbereifte Rad 26 gleichzeitig als Federung für die Gleitfläche 40.
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Die Figur 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Strömungsrohr
41 am Ende mit einem Rad 42 versehen ist.
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Das gesamte Strömungsrohr 41 ist um den Drehpunkt 43 mit Hilfe eines
hydraulisch oder mechanisch betätigbaren Gestänges 44 ausfahrbar in Richtung des
Pfeiles 45, so daß der Schiffsrumpf auf dem Land fahrbar ist.
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Das Ausfahren des Strömungsrohres 41 mit dem Rad 42 erfolgt noch im
schwimmenden Zustand, so daß für diesen Vorgang nur geringe Kräfte benötigt werden
Im eingefahrenen Zustand des Rades 42 dient dieses gleichzeitig zur Federung des
Strömungsrohres 41, wie durch den Anschlag
46 angedeutet ist.
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