DE3245125A1

DE3245125A1 - An einem ruder befestigter leitkoerper

Info

Publication number: DE3245125A1
Application number: DE19823245125
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kobe Okamoto; Akira Akashi Tanaka; Tadao Kakogawa Yamano; Yasuki Miki Yamashita
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1981-12-08
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1983-11-24
Also published as: GB2111007A; GB2111007B; DE3245125C2; NO154262B; NO154262C; NO824120L

Description

An einem Ruder befestigter Leitkörper

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitkörper nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein an einem Ruder befestigter Leitkörper, der als Verdickung oder Bulbus in Form eines Tropfens oder einer Birne ausgebildet ist, wird unmittelbar hinter dem Propeller eines Schiffes oder Wasserfahrzeugs angeordnet und bewirkt eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Schiffsantriebs bei entsprechender Formgebung und Bemessung. Im allgemeinen hat dieser Leitkörper einen maximalen Durchmesser, der größer als der der Propellernabe ist.

Fig. 1 stellt ein G-Heck mit einem Ruder 2 dar, das oben an einem hornförmigen Sporn 4 und unten gelagert ist. Ein herkömmlicher rippenartiger Leitkörper 6 ist am Ruder 2 befestigt und axial mit dem Propeller 8 ausgerichtet.

Bekanntlich nimmt die Einsparung der Antriebsleistung mit der Annäherung des Ruder-Leitkörpers an den Propeller zu.

BAD ORIGINAL

Fig. 2 zeigt ein anderes Heck mit einem Ruder 2a, das an einem Träger 4a gelagert ist, der zwischen dem Ruder 2a und dem Propeller 8a liegt. Ein anderer herkömmlicher rippenartiger Leitkörper 6a ist dicht bei dem Propeller 8a angeordnet, und zwar durch Unterteilung des Leitkörpers in einen hinteren oder Hauptteil 10, der am Ruder 2a befestigt ist, und einen vorderen Teil 12, der am Träger 4a befestigt ist.

Bei einem Balance-Ruder, z.B. einem G-Ruder (Fig. 1) oder einem Halb-Balance-Ruder, z.B. einem Seeschiffsruder, die keinen Ruderträger, wie den Träger 4a nach Fig. 2, aufweisen, ist es im Hinblick auf die Anordnung und Abmessungen des herkömmlichen Rippen-Leitkörpers und das Erfordernis, eine Berührung zwischen Leitkörper . und Propellerhaube zu vermeiden, wenn das Ruder betätigt wird, nicht möglich, den Leitkörper dicht am Propeller anzuordnen. Die Fig. 3(A) und 3(B) zeigen herkömmliche radiale Reaktionsflossen 14, die an einer Verdickung 6b eines Ruders 2b angebracht sind, um den Flossendruck aufzunehmen, der sich durch die Energie des rotierenden Wasserstroms ergibt, der hinter dem Propeller 8b in der Drehrichtung des Propellers auftritt. Das Strömungsfeld des Propellers ist jedoch kompliziert. Wie Fig. 4 zeigt, verläuft die Strömung unsymmetrisch um die Mittellinie herum. 3o tritt insbesondere auf der Steuerbordseite infolge einer gegenseitigen Beeinflussung

BAD ORIGINAL

der durch den Propeller bewirkten Rotationsströmung und der Wirbelströme enthaltenden, von der Vorderseite des Propellers kommenden Strömung eine verhältnismäßig starke rotierende Strömung entgegen der Drehrichtung des Propellers um die Propellerflügelspitzen herum auf, und innerhalb dieser Strömung gibt es eine Zone ohne Rotationsströmung.. In einem solchen Strömungsfeld wirken die herkömmlichen Flossen 14 als Strömungswiderstand, ohne einen Druck (Schub) zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitkörper der gattungsgemäßen Art anzugeben, durch den der Antriebswirkungsgrad noch weiter verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Weiterbi!düngen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vorzugsweise ist ein derartiger Leitkörper mit Reaktionsflossen zur Steigerung des Antriebswirkungsgrades versehen.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung besehrieben.

BAD ORIGINAL

- 6 Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Seitenansichten eines

Schiffshecks, dessen Ruder mit

j- einem Rippen-Leitkörper versehen

ist;

Fig. 3(A) eine Seitenansicht eines Schiffshecks mit herkömmlichen Reaktionsflössen;

Fig. 3(3) eine Vorderansicht von Teilen des Hecks nach Fig. 3(A);

Ι μ Fig. 4 eine Rückansicht eines Strömungsfeldes unmittelbar hinter einem Propeller;

Fig. 5(A) eine Seitenansicht eines Hecks _?n mit einem Ausführungsbeispiel

nach der Erfindung;

Fig. 5(3) eine Vorderansicht von Teilen des Hecks nach Fig. 5(A);

Fig. 6 und 7 Seitenansichten, anderer Ausführungsbeispiele der Erfindung;

Fig. 8(A),8(B) ähnliche Ansichten wie die Figuren O₀ 5(A), 5(B) von einem weiteren

Ausführungsbeispiel und

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Hecks

mit einem anderen Ruder-Leitkörper.

BAD ORIGINAL

Nach den Fig. 5(A) und 5(B) hat das G-Heck ein Ruder 2c, das oben an einem hornartigen Sporn 4c, der am Schiffskörper befestigt ist, und unten auf einer Hinterstevensohle 16 gelagert ist.

Am Ruder 2c ist ein Leitkörper 6c befestigt, der aus einem Haupt- oder hinteren Teil 10c und oben und unten liegenden vorderen Teilen 12c besteht, die einteilig mit dem Hauptteil ausgebildet sind.

Der Hauptteil 10c hat eine an sich bekannte Form, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und ein sphärisches vorderes Ende, das über die vordere Kante des Ruders 2c vorsteht und einen Abstand von der Propellerhaube 18 aufweist, die das hintere Ende der Propellernabe 20 abdeckt.

Die vorderen Teile 12c stehen nach vorn vom Umfang des Hauptteils 10c mit dem maximalen Durchmesser der größer als der Durchmesser der Propellernabe 20 ist, über das sphärische Ende des Hauptteils 10c vor. Die gekrümmten Außenflächen der vorderen Teile 12c bilden eine Fortsetzung der Oberfläche des Hauptteils 10c. Die vorderen Teile 12c sind symmetrisch zueinander und überlappen die Propellerhaube 18 oder lassen - mit anderen Worten- einen Raum zwischen sich frei, in den das hintere Ende der Haube 18 ragt=

BAD ORIGINAL

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Leitkörpers 6d mit einem hinteren Teil 1Od bekannter Form, der am Ruder 2d des gleichen Typs, wie er in den Fig. 5(A) und 5(B) dargestellt ist, befestigt ist. Der Leitkörper 6d weist funktionsmäßig einen schüsseiförmigen vorderen Teil 12d mit einem ebenen Boden, der am ebenen hinteren Ende der Propellerhaube 18d befestigt ist, und mit einer hinteren konkaven Vertiefung 22d auf, in die das vordere Ende des vorderen Teils 12d mit einem Spiel (Spalt) für den Kopf des Hauptteils 1Od ragt, so daß er in der Vertiefung 22d beweglich ist. Der vordere Teil 12d hat eine sphärische äußere Oberfläche, welche die äußere Oberfläche des Hauptteils 1Od im wesentlichen oder angenähert fortsetzt.

Fig. 7 stellt ein Seeschiffsheck mit einem Ruder 2e dar, das oben an einem hornförmigen Sporn 4e gelagert ist. .Am Ruder 2e ist ein Leitkörper 6e befestigt, der unmittelbar unter dem unteren Ende des Sporns 4e liegt. Der Leitkörper 6e ist an seinem vorderen Ende mit einer Vertiefung oder Ausnehmung 12e versehen, in die das hintere Ende der Propellerhaube 18e drehbar hineinragt.

Versuche haben die folgenden optimalen Abmessungen der beschriebenen Leitkörper ergeben:

Bezeichnet man den maximalen Leitkörperdürchmesser mit A, den Propellernabendurchmesser mit B, den Propellerdurchmesser mit C und den Krümmungsradius R der äußeren Oberfläche des funktionsmäßigen Leitkörperteils mit R, dann sind folgende Verhältnisse günstig:

BAD ORfGiNAL

Α/Β =1,5-2,0
A/C = 0,25 - 0,35
R/(A/2) = 0,80 - 0,9

Die Fig. 8(A) und 8(B) zeigen ein G-Heck mit einem Leitkörper 6f, der im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der nach Fig. 7 aufweist, jedoch mit mehreren radialen Reaktionsflossen 14f an seinem äußeren Umfang in der Nähe seines maximalen Durchmessers versehen ist.

Durch geeignete Kombination eines großen Leitkörpers mit Reaktionsflossen, können sich die Nachteile des Leitkörpers und der Flossen gegenseitig aufheben. Die Flossen vereinigen den rotierenden Wasserstrom vom Propeller, wie es durch Pfeile in Fig. 8(A) angedeutet ist, um den Widerstand für den Leitkörper zu veringern. Dadurch, daß der große Leitkörper unmittelbar hinter dem Propeller angebracht wird, wird das Strömungsfeld in der Nähe der Propellerflügel spitzen auf der Steuerbordseite, wo die Flossen nicht wirksam sind, d.h. wo eine Strömung gegen die Propellerdrehrichtung und ein schwacher Rotationsstrom auftritt, über den Umfang des Propellerkreises hinaus verlagert. Gleichzeitig wird die um den Leitkörper herumlaufende Strömung gleichförmig gemacht. Die Flossen können daher den Schub wirksamer erzeugen.

Bei Versuchen mit verschiedenen Schiffsmodellen im Wasserbecken hat sich gezeigt, daß die Wirkung der Flossen am günstigsten ist, wenn das Verhältnis von Flossendürchmesser G zu Propellerdurchmesser F wie folgt gewählt wird:

BAD ORIGINAL

VJZ.T W

y - 10 -

G/F = 0,5 bis 0,8

Die Flossen sollten vor der Achtersenkrechten des Schiffskörpers und in der Nähe des maximalen Leitkörperdurchmessens angeordnet sein.

Fig. 9 zeigt ein Halb-Balance-Schwebe-Ruder

(Seeschiffs- oder Marine-Ruder), das an einem hornartigen Sporn 4g gelagert ist, der bis über die Achse des Propellers 8g hinaus nach unten verläuft. Der Leitkörper 6g hat einen hinteren Teil 10g und einen vorderen Teil 12g, die beide etwa die gleiche Form wie der in Fig. 2 dargestelte Leitkörper aufweisen, jedoch ist der vordere Teil 12g mit radialen Flossen 14g versehen.

Der vordere Teil 12g ist am Sporn 4g befestigt.

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

An einem Ruder befestigter Leitkörper, der irn wesentlichen axial zu einem vor dem Ruder angeordneten Schiffspropeller ausgerichtet ist, wobei der Schiffspropeller eine Haube am hinteren Ende der Propellernabe aufweist, das Ruder zumindest nahe seinem oberen Teil an einem Glied gelagert ist, das vom Schiffskörper nach unten ragt und nur oberhalb des Leitkörpers liegt und der Leitkörper einen maximalen Durchmesser aufweist, der größer als der der Propellernabe ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Leitkörpers (6c; 6d; 6e; 6f; 6g) an oder vor dem hinteren Ende der Propellerhaube (18; 18d; 18e) angeordnet ist.

20

Leitkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Leitkörpers (6c) einen oberen und einen unteren sich nach vorn erstreckenden Vorsprung (12c) aufweist und die Vorsprünge (12c) einen Raum zwischen sich freilassen, in den das hintere Ende, der Propellerhaube (18) ragt.

3. Leitkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, daß die Propellerhaube (I8d) einen schüsseiförmigen Teil (12d) aufweist, der mit seinem Boden am hinteren Ende des Propellers befestigt ist, und daß das vordere Ende des Leitkörpers (6d) beweglich in diesen Teil (12d) ragt.

4. Leitkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Leitkörpers (6e; 6f; 6g) mit einer Vertiefung (I2e) versehen ist, in die das hintere Ende der Propellerhaube (18e) drehbar ragt.

5. Leitkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß er radiale Reaktionsflossen (14f; 14g) an seinem äußeren Umfang in der Nähe seines maximalen Durchmessers auf v/ei st.

BAD ORIGINAL