DE3410940A1

DE3410940A1 - Rudder with blades and method of manufacturing it

Info

Publication number: DE3410940A1
Application number: DE19843410940
Authority: DE
Inventors: Masahiko Mori; Yoshio Yokohama Kanagawa Otagaki
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1985-10-03

Abstract

An energy-saving rudder with additional blades is described. The additional blades extend away from a conventional rudder so that the rotational energy of the propeller stream which strikes against the additional blades can be recovered and converted into a propulsion thrust. Likewise, a method of manufacturing a rudder with blades is described. The marginal section (profile rear edge, front edge and tip section) of each additional blade and its extension section are manufactured separately in a casting process, and the top and bottom blade coverings are firmly welded to the frame, which is prepared by the assembly of the marginal section and the extension section of each additional blade. The additional blades can be manufactured and positioned with a high degree of accuracy.

Description

PATCNTANVVÄlTE ^ ' 24001-70/pfPATCNTANVVÄlTE ^ '24001-70 / pf

Ishikawajima-HarimaIshikawajima-Harima

Jukogyo Kabushiki KaishaJukogyo Kabushiki Kaisha

No.2-1,2-chome,Ote-machiNo.2-1,2-chome, Ote-machi

Chiyoda-kuChiyoda-ku

Tokyo-toTokyo-to

JapanJapan

Steuerruder mit Flügeln und ■Verfahren zu seiner Herstellung Rudder w ith Fl ügeln an d ■ method of herstel l ung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerruder ,mit Flügeln zur Erleichterung der Energieeinsparung und ein Verfahren zu seiner Herstellung.The present invention relates to a rudder with blades to facilitate energy saving and a method for its production.

Um die Steuerungswirksamkeit des Steuerruders eines Schiffes zu erhöhen, ist es vorteilhaft, das Steuerruder im schnellen Schraubennachstrahl des Schiffes anzuordnen. Deshalb ist das Steuerruder normalerweise hinter der Schiffsschraube angeordnet. Zusätzlich zur Steuerung des Schiffes hat das Steuerruder eine Wirkung zum Antrieb des Schiffes. Das heißt, wenn das Steuerruder mit dem Schraubennachstrahl zusammentrifft, wird ein Auftrieb entwickelt, dessen Vortriebskomponente den Antrieb des Schiffes unterstützt.To control the effectiveness of the rudder of a To increase the ship's elevation, it is beneficial to keep the rudder in the ship's fast propeller jet to arrange. Therefore, the rudder is usually located behind the propeller. In addition to Steering the ship, the rudder has an effect to propel the ship. That is, if that Rudder coincides with the propeller jet, a buoyancy is developed, the propulsion component of which supports the propulsion of the ship.

Anschließend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der Mechanismus eines herkömmlichen symmetrischen stromlinienförmigen Steuerruders zur Entwicklung einerNext, referring to Figs. 1 to 3, the mechanism of a conventional symmetrical streamlined rudder to develop a

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341341

Vortriebskraft beschrieben.Propulsion force described.

Die Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Schiffsschraube 1 vom Heck eines Schiffes aus. Im allgemeinen wird die Schiffsschraube 1 in Richtung i des Uhrzeigers gedreht, so daß der spiralförmige Schraubennachstrahl einschließlich rotierender Strahlen a-h gebildet wird. Die Fig. zeigt ein im Schraubennachstrahl des Schiffes angeordnetes Steuerruder 2, so daß - wie in Fig. 3 gezeigt wirdschräg gerichtete Strahlen 3 und 4 gegen das Steuerruder 2 anschlagen.1 shows a view of a ship's propeller 1 from the stern of a ship. In general, the propeller 1 is turned in the clockwise direction i, so that the spiral helical trailing ray including rotating rays a-h is formed. The fig. shows a rudder 2 arranged in the helix of the ship, so that - as shown in FIG. 3, it is inclined Strike directed beams 3 and 4 against the rudder 2.

In Fig. 3 bezeichnet V einen Vektor des Strahles, der " von der Achse j der Schiffsschraube nach oben strömt; V_T einen Vektor des nach unten strömenden Strahles; L.. einen durch den Strahl V_n entwickelten Auftrieb; L_T einen durch den Strahl V entwickelten Auftrieb;In Fig. 3, V denotes a vector of the jet _{flowing "upwards from the axis j of the propeller; V T} a vector of the downward flowing jet; L .. a lift developed _{by the jet V n} _{; L T} a through the Ray V developed buoyancy;

Li . LjLi. Lj

T einen Schub; Θ die Richtung , in welcher der Auftrieb L„ wirkt; und θ_τ die Richtung, in welcher der Auftrieb L_T wirkt.T a thrust; Θ the direction in which the lift L “acts; and θ _τ the direction in which the lift L _T acts.

Wenn der Steuerruderwinkel 0° beträgt - wie in Fig. 3 gezeigt wird, wird der SchubWhen the rudder angle is 0 ° - as shown in Fig. 3, the thrust is

T= L₁. · cos 0 + L* ' cos θ_τ T = L ₁ . · Cos 0 + L * 'cos θ _τ

U UL LU UL L

erzeugt. Das heißt, das Steuerruder wandelt einen Teil der Energie des Schraubennachstrahles des Schiffes in eine Vortriebskraft um. Mit. anderen Worten wirkt das Steuerruder 2 .als eine Vortriebseinrichtung.generated. This means that the rudder converts part of the energy of the ship's propeller after-beam into a propulsive force. With. In other words, the rudder 2 acts as a propulsion device.

Die Energie des Schraubennachstrahles kann jedoch nicht zufriedenstellend zurückgewonnen warden, wenn nur ein Steuerruderblatt im Schraubennachstrahl vertikal ange-However, the energy of the helical jet cannot be satisfactorily recovered if only one Rudder blade vertically in the helix

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ordnet ist. In diesem Fall werden nur die Strahlen d, e und h , a - wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt wird . ausgenutzt.is arranged. In this case, only the rays d, e and h, a - as shown in FIGS. 1 and 2 are shown. exploited.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Steuerruder zu schaffen, welches die Energie des Schraubennachstrahles wirksam in Vortriebsenergie umwandelt.The present invention is therefore based on the object to provide a rudder which the energy of the screw jet is effectively converted into propulsion energy.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung des Steuerruders der eingangs beschriebenen Art mit einem hohen Genauigkeitsgrad zur Verfügung zu stellen.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the rudder to provide the type described with a high degree of accuracy.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen im Detail beschrieben.Preferred embodiments of the present invention are described in detail with reference to the following drawings.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht zur Erklärung des durch eine Schiffsschraube erzeugten Schraubennachstrahles,Fig. 1 is a view for explaining the by a Ship's propeller generated screw aftertreatment,

Fig. 2 und 3 sind Darstellungen zur Erklärung der Wechselwirkung zwischen dem Schraubennachstrahl und einem herkömmlichen symmetrischen,tragflügeiförmigen Steuerruder, wobei die Fig. 2 eine Ansicht des Steuerruders von hinten und die Fig. 3 eine Ansicht des Steuerruders von oben zeigt,Figs. 2 and 3 are illustrations for explaining the interaction between the helical jet and a conventional symmetrical, hydrofoil-shaped Steering rudder, FIG. 2 being a view of the steering rudder from the rear and FIG. 3 being a view of the rudder from above,

Fig. 4 ist eine Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform von hinten,Fig. 4 is a view of a first according to the invention Embodiment from behind,

Fig. 5 ist eine Seitenansicht gemäß Fig. 4 von rechts,FIG. 5 is a right side view according to FIG. 4,

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~"~ 3Α10940 ~ "~ 3Α10940

Fig. 6 ist eine Seitenansicht gemäß Fig. 4 von links,FIG. 6 is a side view according to FIG. 4 from the left,

Fig.yA ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von rechts,Fig.yA is a side view of a second embodiment of the present invention from the right,

Fig.7B ist eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform von links, 7B is a left side view of the second embodiment,

Fig.8A ist eine Ansicht einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von hinten,FIG. 8A is a view of a third embodiment of FIG present invention from behind,

Fig.8B ist eine Seitenansicht gemäß Fig.8A von rechts,FIG. 8B is a side view according to FIG. 8A from the right,

Fig.9 ist eine Ansicht einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von hinten,Fig. 9 is a view of a fourth embodiment the present invention from behind,

Fig.10 ist eine Darstellung zur Erklärung der equi-Fig. 10 is an illustration for explaining the equi-

potentialen Verteilung eines Schraubennachstrahles,potential distribution of a screw after-beam,

Fig.11 ist eine Ansicht zur Erklärung der Verteilung der rotierenden Strahlen des Schraubennachstrahles eines Schiffes, . . . 'Fig. 11 is a view for explaining the distribution of the rotating rays of the propeller after-beam of a ship,. . . '

Fig.12 zeigt eine.fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von hinten,Fig. 12 shows a fifth embodiment of the present invention Invention from behind,

Fig.13 zeigt eine Seitonansicht gemäß Fig.12,FIG. 13 shows a side view according to FIG. 12,

Fig.14 ist eine Darstellung zur Erklärung des Schraubenstrahles im Schraubennachstrahl des Schiffes,Fig. 14 is an illustration for explaining the helical jet in the ship's propeller jet,

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Fig. 15A ist eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von links,15A is a side view of a sixth embodiment of the present invention from FIG Left,

Fig. 15B ist eine Seitenansicht der sechsten Ausführungsform von rechts, 15B is a right side view of the sixth embodiment;

Fig. 16A zeigt eine Ansicht einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von hinten,16A shows a view of a seventh embodiment the present invention from behind,

Fig. 16B zeigt eine Seitenansicht gemäß Fig. 16A von rechts,16B shows a side view according to FIG. 16A of FIG to the right,

Fig. 17 und 18 sind Darstellungen zur Erklärung des aufFigs. 17 and 18 are views for explaining the on

einen Flügel anschlagenden Strahles und einer .--■-" auf den Flügel wirkenden Kraft,a jet striking the wing and a - ■ - "force acting on the wing,

Fig. 19A ist eine Seitenansicht einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von rechts, 19A is a right side view of an eighth embodiment of the present invention;

Fig. T9B ist eine Seitenansicht dieser achten Ausführungsform von links, Fig. T9B is a left side view of this eighth embodiment,

Fig. 20 ist eine'Darstellung* die zur Erklärung des auf einen Flügel anschlagenden Strahles und der auf den Flügel des Steuerruders, wie es in den Fig. 19a und 19B dargestellt ist, wirkenden Kräfte verwendet wird,Fig. 20 is a representation * used to explain the on a wing striking jet and the one on the wing of the rudder, as shown in Fig. 19a and 19B, acting forces are used,

Fig. 21A ist-eine rechte Seitenansicht einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 21A is a right side view of a ninth embodiment of the present invention,

Fig. 21B ist eine linke Seitenansicht der neunten Ausführungsform, 21B is a left side view of the ninth embodiment;

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Fig. 22 ist eine Darstellung zur Erklärung eines aufFig. 22 is an illustration for explaining an on

einen Flügel anschlagenden Strahles und der auf den Flügel, wie er in den Fig. 21A und 21B dargestellt ist, wirkenden Kräfte,a wing striking beam and that on the wing as shown in Figures 21A and 21B is, acting forces,

Fig. 23 zeigt ein Steuerruder mit horizontalen Flügeln,Fig. 23 shows a rudder with horizontal wings,

Fig. 24 zeigt ein Steuerruder mit geneigten oder schrägen Flügeln/ entsprechend einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 24 shows a rudder with inclined or inclined wings / according to a tenth embodiment of the present invention;

Fig. 25 ist eine vergrößerte Ansicht gemäß Fig. 23, Fig. 26 ist eine vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 24,25 is an enlarged view according to FIG. 23, FIG. 26 is an enlarged view according to FIG. 24,

Fig. 27 zeigt einen Querschnitt eines Flügels, wie erFig. 27 shows a cross section of a wing like him

in den Fig. 23 und 25 dargestellt i-st, in einem vergrößerten Maßstab,shown in Figs. 23 and 25, in one enlarged scale,

Fig..28" ist ein Querschnitt eines Flügels, wie er inFig..28 "is a cross-section of a wing as shown in

den Fig. 24 und 26 dargestellt ist, in einem vergrößerten Maßstab,Figs. 24 and 26 is shown in an enlarged Scale,

Fig. 29 ist eine rechte Seitenansicht einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 29 is a right side view of an eleventh embodiment of the present invention,

Fig. 30 ist eine rechte Seitenansicht einer zwöften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 30 is a right side view of a twelfth embodiment of the present invention,

Fig. 31 ist eine rechte Seitenansicht eines herkömmlichen hängenden Steuerruders,Fig. 31 is a right side view of a conventional hanging rudder;

Fig. 32 ist ein Querschnitt entlang der Linie S-S aus Fig. 31 in einem vergrößterten Maßstab,Fig. 32 is a cross section taken along the line S-S of Fig. 31 on an enlarged scale;

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Fig. 33 zeigt eine detaillierte Seitenansicht entspre-' chend Fig. 30,33 shows a detailed side view corresponding to corresponding to Fig. 30,

Fig. 34 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie R-R aus Fig. 33,Fig. 34 shows a cross section along the line R-R from Fig. 33,

Fig. 35 zeigt eine Darstellung zur Erklärung des Auftriebes, der entwickelt wird, wenn das Steuerruder entsprechend Fig. 32 ausgelenkt wird,35 shows an illustration for explaining the lift, which is developed when the rudder is deflected according to Fig. 32,

Fig. 36 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie ü-ü aus Fig. 33, ■ ....36 shows a cross section along the cutting line ü-ü from Fig. 33, ■ ....

Fig. 37 zeigt eine schematische Seitenansicht eines hängenden Steuerruders von rechts,37 shows a schematic side view of a hanging rudder from the right,

Fig. 38 ist ein Querschnitt, aus welchem der Aufbau eines ' herkömmlichen Flügels ersichtlich ist,Fig. 38 is a cross section showing the structure of a ' conventional wing can be seen,

Fig. 39 ist eine halbseitig geschnittene Ansicht von oben auf einen Steuerruderflügel, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist,39 is a half-sectional top view on a rudder blade made in accordance with the present invention,

Fig. 40 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie Y-Y aus Fig. 39,Fig. 40 shows a cross section along the section line Y-Y from Fig. 39,

Fig. 41 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie Z-Z aus Fig. 39 in einem verkleinerten Maßstab,Fig. 41 shows a cross section along the section line Z-Z from Fig. 39 on a reduced scale,

Fig. 42 zeigt eine Seitenansicht einer vierzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, undFig. 42 shows a side view of a fourteenth embodiment according to the present invention, and

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i .i.

Flg. 43 üeitjt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie Q-Q aus Fig. 42.Flg. 43 shows a cross section along the cutting line Q-Q of Fig. 42.

Die Fig. 4,5 und 6 zeigen eine erste Ausführungsform der ν -vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Steuerruder 5 einen Hauptflügel 6 und einen horizontalen Zusatzflügel 7 aufweist.4,5 and 6 show a first embodiment of the ν present invention, in which a rudder 5 has a main wing 6 and a horizontal auxiliary wing 7 has.

Der horizontale Zusatzflügel 7 entwickelt die Auftriebe Lg und L entsprechend den schrägen Strahlen V_ und V / welche durch die Rotationskomponenten b und f des Schraubennachstrahles erzeugt werden. Die resultierende Kraft T¹ der Komponenten des. Auftriebes L_c und des Auftriebes L- in Richtung längs des Schiffes ist gegeben durchThe horizontal additional wing 7 develops the lifts Lg and L in accordance with the inclined rays V_ and V / which are generated by the rotational components b and f of the helical after-ray. The resulting force T ^{1 of} the components of the lift L _c and the lift L- in the direction along the ship is given by

Ϊ¹= L₀ * cos ö„ + L_. · cos Q_n Ϊ ¹ = L ₀ * cos ö „+ L_. Cos Q _n

Die resultierende Kraft Ί" liefert eine neue Vortriebskraft zusätzlich zu dem Schub, der gegeben ist durchThe resulting force Ί "provides a new propulsive force in addition to the thrust that is given by

T= L._T » cos Θ_Γ. + L₁. « cos Θ_τ T = L. _T »cos Θ _Γ . + L ₁ . «Cos Θ _τ

U U Jj J_iU U Jj J_i

Der Schub T wird durch den Hauptflügel 6 (siehe Fig. 3) entwickelt. Damit kann die Fähigkeit des Steuerruders 5, die Energie des Schraubenstrahles zurückzugewinnen, weiter erhöht werden.The thrust T is provided by the main wing 6 (see Fig. 3) developed. The ability of the rudder 5 to recover the energy of the propeller jet can thus be further increased will.

Die Fig. 7A und 7B zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die horizontalen Zusatzflügel 8 und 8' weisen zur besten Ausnutzung der schrägen Strahlen V und V die Form eines Tragflügels auf. Daraus folgt, daß die Auftriebe L und L , welche durch die horizontale Zusatzflügcl 8 und 8' entwickelt werden, vergrößert werden. Figs. 7A and 7B show a second embodiment of the present invention. The horizontal additional wings 8 and 8 'point to the best use of the oblique rays V and V have the shape of a wing. It follows, that the lifts L and L, which by the horizontal Zusatzflügcl 8 and 8 'are developed, are enlarged.

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'*_M~ 3A10940 '* _M ~ 3A10940

Die Fig. 8A und 8B zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher am freien Ende jedes horizontalen Zusatzflügels 7 eine Wirbel verhindernde Platte 9 vertikal befestigt ist, so daß stromabwärts der horizontalen Zusatzflügel 7 der Schraubennachstrom auf ein Minimum reduziert werden kann. Damit kann der einem solchen Schraubennachstrom entsprechende Energieverlust vermieden werden.Figs. 8A and 8B show a third embodiment of the present invention, in which at the free end of each horizontal auxiliary wing 7 a vortex preventing Plate 9 is fixed vertically, so that downstream of the horizontal additional wing 7 of the screw wake can be reduced to a minimum. This allows the corresponding screw wake current Energy loss can be avoided.

Die Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, in welcher zusätzlich zu den horizontalen Zusatzflügeln 7 schräge Zusatzflügel 10 und 11 vorhanden sind, so daß die schrägen Zusatzflügel 1Ü und 11 Schübe von den schrägen Stahlen entwickeln können, die durch die Rotationskomponenten a, c, e und g erzeugt werden.9 shows a fourth embodiment of the invention, in which in addition to the additional horizontal sash 7 inclined additional wings 10 and 11 are available so that the sloping auxiliary wings 1Ü and 11 can develop thrusts from the sloping steel, which through the Rotational components a, c, e and g are generated.

Gemäß diesen ersten vier beschriebenen Ausführungsformen i der vorliegenden Erfindung kann die Leistung im Vergleich mit einem herkömmlichen Steuerruder um 3-4% reduziert werden.According to these first four described embodiments i The present invention can reduce performance by 3-4% compared to a conventional rudder will.

In diesen ersten vier Ausführungsformen wurde angenommen, daß der Schraubenstrahl um die Rotationsachse j der Schiffsschraube gleichmäßig verteilt ist, so daß jeder Zusatzflügel auf gleicher Höhe wie die Achse j befestigtist. In these first four embodiments it was assumed that the propeller beam is evenly distributed around the axis of rotation j of the propeller, so that each The additional wing is attached at the same height as the axis j.

Wird der Schraubenstrahl jedoch ausführlicher studiert, so stellt man fest, daß der Einfluß des Nachstromes des Schiffes auf den Schraubenstrahl nicht vernachlässigt werden kann. In einer genauen Analyse des Schraubenstahles muß also der Einfluß des Nachstromes des Schiffes auf den Schraubenstrahl in Betracht gezogen werden. Damit kann der Vortrieb des Steuerruders weiter verbessert werden.However, if the screw beam is studied in more detail, thus it is established that the influence of the wake of the ship on the propeller jet is not neglected can be. In a detailed analysis of the screw steel the influence of the wake of the ship on the propeller jet must therefore be taken into account. In order to the propulsion of the rudder can be further improved will.

X,X,

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3A109403A10940

Wie oben beschrieben wurde, sind die Flügel im Schraubenstrahl derart angeordnet, daß sie die Energie des Schraubenstrahles zurückgewinnen und diese in eine Vortriebskraft umwandeln können. Daraus folgt, daß diese Flügel vorzugsweise an einem Ort angeordnet werden, an welchem die Kraft des Schraubenstrahles ein Maximum wird. Die Größe der Drehkraft des Schraubenstrahles ist von der Belastung der Schiffsschraube abhängig, d.h. vom Schub, der pro Flächeneinheit der Schiffsschrauben-Scheibe erzeugt wird. Daraus folgt, daß der Rotationsstrom umso höher oder größer wird, je höher die Belastung der Schiffsschraube ist. Außerdem ist die Belastung der Schiffsschraube vom Nachstrom des Schiffes abhängig, der gegen die Fläche der Schiffsschraube stößt. Ferner wird die Belastung umso größer, je niedriger die Geschwindigkeit des Nachstromes des Schiffes in Richtung längs des Schiffes ist. Daraus folgt, daß die Belastung der Schiffsschraube in dem Abschnitt größer wird, in welchem die Komponente des Nachtstromes des Schiffes in Richtung der Propellerachse klein ist, so daß der Drehstrahl größer wird.As described above, the propeller blades are arranged in such a way that they absorb the energy of the Recover the screw jet and convert it into a propulsive force. It follows that these wings are preferably placed in a place where the force of the screw jet becomes a maximum. The magnitude of the torque of the propeller beam depends on the load on the propeller dependent, i.e. on the thrust generated per unit area of the propeller washer. It follows, that the rotational current is higher or greater, the higher the load on the propeller. aside from that the load on the propeller depends on the wake of the ship against the surface of the Propeller thrusts. Furthermore, the lower the speed of the wake, the greater the load of the ship is in the longitudinal direction of the ship. It follows that the load on the propeller becomes larger in the section in which the component of the night current of the ship in the direction of the propeller axis is small so that the rotating beam becomes larger.

Die Fig. 10 zeigt die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit des Nachstromes des Schiffes in Richtung der Achse der Schiffsschraube, der an der Fläche 12 der Schiffsschraube anschlägt..Der Nachstrom-Koeffizient W wird ausgedrückt durchFig. 10 shows the distribution of the flow velocity of the wake of the ship in the direction of Axis of the propeller that strikes the surface 12 of the propeller. The wake coefficient W is expressed by

_■^VS~^VX oder V= (1-W)-V₀ _ ■ ^V S ~ ^V X or V = (1-W) -V ₀

^vs ^v s

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In diese*- Formel bedeuten:
Vg die Geschwindigkeit des SchiffesIn this * - formula mean:
Vg the speed of the ship

V_v die Geschwindigkeit des Nachstromes des Schiffes in Richtung der Achse der Schiffsschraube.V _{v is} the velocity of the ship's wake in the direction of the propeller axis.

Wie in Fig. 10 dargestellt ist, weist der Nachstrom-Koeffizient W im allgemeinen im Bereich über der Drehachse j der Schiffsschraube einen hohen Wert auf. Das bedeutet, daß die GeschwindLgkeit V in Richtung der Schiffsschraubenachse des Nachstromes des Schiffes reduziert ist. As shown in Fig. 10, the wake coefficient W is generally in the region above the axis of rotation j the propeller has a high value. This means that the speed V is in the direction of the Ship propeller axis of the wake of the ship is reduced.

Die Fig. 11 zeigt die Verteilung der Drehstrahlen a bis h des Schraubenstrahles,nachdem der Nachstrom des Schiffes die Fläche 12 der Schiffsschraube passiert hat. Wie in dem in Fig. 1 dargestellten Fall bedeutet die Länge eines jeden Pfeiles das Maß der Geschwindigkeit. Der Radius der Schiffsschraube ist durch r gekennzeichnet. Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß die Drehstrahlen a, b, e und h im Bereich, in welchem der Nachstrom-Koeffizient W gemäß Fig. 10 hoch ist, oder im Bereich, in welchem die Geschwindigkeit V in der Richtung der Achse der Schiffsschraube des Nachstromes des Schiffes niedrig ist, groß sind, während die Drehstrahlen c, d, f und g im Bereich, in dem der Nachstrom-Koeffizient niedrig ist, klein sind. Deshalb werden für eine zufriedenstellende Zurückgewinnung der Rotationsenergie des Schraubenstrahles die Flügel bevorzugt über der Rotationsachse j der Schiffsschraube angeordnet.11 shows the distribution of the rotary rays a to h of the propeller jet after the wake of the ship has passed the surface 12 of the propeller. As in In the case shown in Fig. 1, the length of each arrow means the measure of the speed. Of the The radius of the propeller is indicated by r. From Fig. 11 it can be seen that the rotary jets a, b, e and h in the area in which the wake coefficient W is high as shown in FIG. 10, or in the range in which the speed V in the direction of Axis of the propeller of the ship's wake is low, are large, while the rotational rays c, d, f and g are small in the region where the wake coefficient is low. Therefore be for a satisfactory Recovering the rotational energy of the propeller beam, the wings preferably above the axis of rotation j the propeller arranged.

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Krfinduny. Mit der Positionsziffer 1Figs. 12 and 13 show a fifth embodiment of the present krfinduny. With item number 1

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AH . · ■ AH . · ■

ist eine Schiffsschraube und mit der Positionsziffer 5 ein Steuerruder gekennzeichnet. An einer optimalen Position, die noch weiter unten beschrieben wird, und die um das Maß ρ von der Rotationsachse j der Schiffsschraube nach oben beabstandet ist, erstrecken sich im wesentlichen horizontale Flügel 7, die an beiden Seitenflächen 14 eines Steuerruderblattes 13 befestigt sind. Der Schraubenstrahl stößt an den Flügeln 7 an, so daß die Vortriebskraft erzeugt wird. Demzufolge kann im Vergleich mit einem herkömmlichen Steuerruder ohne Flügel die Vortriebsleistung reduziert sein. Außerdem kann im Vergleich mit dem Steuerruder mit den Flügeln 7 gemäß Fig.4, welche auf Höhe der Drehachse j der Schiffsschraube angebracht sind, die Rotationsenergie der Hochgeschwindigkeits-Drehstrahlen b und h über der Rotationsachse j der Schiffsschraube zurückgewonnen werden, so daß die Vortriebskraft erhöht ist. In Fig. 13 sind die schrägen Strahlen, welche den jeweiligen Drehstrahlen b und h entsprechen, jeweils durch V_n und V„ gekennzeichnet.is a ship's propeller and the position number 5 indicates a rudder. At an optimal position, which will be described further below, and which is spaced upward from the axis of rotation j of the propeller by the amount ρ, essentially horizontal blades 7, which are attached to both side surfaces 14 of a rudder blade 13, extend. The propeller jet hits the blades 7, so that the propulsive force is generated. As a result, the propulsive power can be reduced in comparison with a conventional rudder without a wing. In addition, in comparison with the rudder with the wings 7 according to FIG. 4, which are mounted at the level of the axis of rotation j of the propeller, the rotational energy of the high-speed rotary jets b and h can be recovered via the axis of rotation j of the propeller, so that the propulsive force is increased is. In Fig. 13, the oblique rays corresponding to the respective rotary rays b and h are indicated by V _n and V ″, respectively.

Nachfolgend wird die optimale Höhe, in welcher die Flügel angeordnet werden,· beschrieben. Der Schraubenstrahl erzeugt über einen' weiten Bereich unmittelbar hinter der Schiffsschraube keine Drehstrahlen. Der Bereich, in welchem die Drehstrahlen entwickelt werden, ^l-ist innerhalb eines Zylinders begrenzt, dessen Querschnitt ·. der Fläche 12 der Schiffsschraube entspricht·. Die Fig. zeigt, daß der durch ein Schiff mit einem Propeller, der sich im Uhrzeigersinn dreht, erzeugte Nachstrom 15 die Fläche 12 der Schiffsschraube durchströmt, so daß der Nachstrom 15 mit der Rota^ionsenergie beaufschlagt wirdThe optimum height at which the wings are arranged is described below. The propeller jet does not generate any rotary jets over a wide area directly behind the propeller. The area to be developed in which the rotation rays ^l -is limited within a cylinder whose cross-section ·. corresponds to the surface 12 of the propeller ·. The figure shows that the wake 15 generated by a ship with a propeller rotating clockwise flows through the surface 12 of the propeller, so that the wake 15 is subjected to the rotational energy

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und daß der Schraubenstrahl 16 am erfindungsgemäßen Steuerruder anschlägt. Der Schraubenstrahl 16 wird durch die Fläche 12 der Schiffsschraube beschleunigt, so daß er schraubenförmig in der durch den Pfeil m angezeigten Richtung in einem Zylinder strömt, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser 2r der Schiffsschraube.and that the screw beam 16 on the invention Rudder strikes. The propeller jet 16 is accelerated by the surface 12 of the propeller, see above that it flows helically in the direction indicated by the arrow m in a cylinder whose Diameter is slightly smaller than the diameter 2r of the propeller.

Die Fig. 14 zeigt die Bereiche, in denen die Drehstrahlen a bis h fließen. Die Fig. 14 zeigt eine räumliche Darstellung des das Steuerruder 5 umströmenden Schraubenstrahles 16. Die Drehstrahlen sind innerhalb der Fläche 12 der Schiffsschraube des Radius r angeordnet. Daraus ergibt sich, daß nur innerhalb des Kreises mit dem Radius r angeordnete Flügel 7 die Rotationsenergie absorbieren. Daraus folgt, daß die Spannweite 1 eines Flügels 7 gegeben ist durch die Formel14 shows the areas in which the rotary rays a to h flow. 14 shows a three-dimensional representation of the helical jet 16 flowing around the rudder 5. The rotary jets are within the surface 12 of the propeller of radius r arranged. From it it follows that only vanes 7 arranged within the circle with the radius r absorb the rotational energy. It follows that the span 1 of a wing 7 is given by the formula

1 = /Ρ-Ϊ1 = / Ρ-Ϊ

in welcher ρ den Abstand des Flügels 7 von der Rotationsachse j der Schiffsschraube bedeutet (siehe Fig. 12)in which ρ means the distance of the wing 7 from the axis of rotation j of the propeller (see Fig. 12)

Das heißt, die Spannweite 1 des Flügels 7 wird an der Rotationsachse j der Schiffsschraube am größten (l=r) und die Spannweite des Flügels wird kürzer, wenn der Flügel nach oben von der Rotationsachse j der Schiffsschraube verschoben angeordnet ist. Wenn die Spannweite 1 des Flügels 7 verkürzt ist, nimmt die Fläche des Flügels ab, so daß der erzeugte Auftrieb ebenfalls abnimmt. Daraus folgt jedoch, daß der Schub, der eine Komponente des Auftriebes in Richtung der Schiffsschraubenachse ist, ebenfalls abnimmt. Daraus folgt, daß zur Erhöhung der Fläche des Flügels der Flügel 7 vorzugsweise so dicht wie möglich in der NäheThat is, the span 1 of the wing 7 is greatest at the axis of rotation j of the propeller (l = r) and the wingspan of the wing becomes shorter when the wing goes up from the axis of rotation j the propeller is arranged displaced. When the span 1 of the wing 7 is shortened, takes the area of the wing decreases, so that the lift generated also decreases. It follows from this, however, that the thrust which is a component of the lift in the direction of the propeller axis, also decreases. From it it follows that in order to increase the area of the wing, the wing 7 is preferably as close as possible in the vicinity

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der Rotationsachse j der Schiffsschraube angeordnet wird.arranged on the axis of rotation j of the propeller will.

Wegen der oben beschriebenen Gründe wird es bevorzugt, daß die Größe der Drehstrahlen infolge des Schraubenstrahles, der unter der Einwirkung des Nachstromes des Schiffes steht,der auf der Fläche der" Schiffsschraube strömt, verglichen wird mit der Oberfläche des Flügels, so daß die Höhe, an welcher der Flügel eingebaut wird, derartig festgelegt wird, daß die -Schub- oder Vortriebkraft, welche die Komponente des Auftriebes in Richtung der Achse der Schiffsschraube ist, ein Maximum wird.For the reasons described above, it is preferred that the size of the rotary jets as a result of the helical jet, which is under the action of the wake of the ship is standing on the surface of the propeller is compared with the surface of the wing, so that the height at which the wing is installed, is determined in such a way that the thrust or propulsion force, which the component of the lift in the direction is the axis of the propeller, becomes a maximum.

Die optimale, oben beschriebene Einbauposition ist deshalb nicht genau bestimmt, weil die Verteilung des Nachstromes des Schiffes in Abhängigkeit von der Gestalt des Schiffsrumpfes variiert; fest steht jedoch, daß sich die optimale Einbauposition über der Rotationsachse j der Schiffsschraube befindet und von dieser um das 0,2-0,4-fache des Radius der Schiffsschraube beabstandet ist.The optimal installation position described above is therefore not precisely determined because of the distribution of the wake of the ship varies depending on the shape of the ship's hull; it is certain, however, that the optimal installation position is above the axis of rotation j of the propeller and around it spaced 0.2-0.4 times the radius of the propeller is.

Die Fig. 15A und 15B zeigen eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Flügel 8 und 8' weisen die Gestalt von Tragflügeln auf, so daß die schrägen Strahlen V_. und V am besten ausgenutzt sind, d.h. daß die durch die Flügel 8 und 8' entwickelten Auftriebe größer werden.Figs. 15A and 15B show a sixth embodiment of the present invention. The wings 8 and 8 'have the shape of wings, so that the inclined Rays V_. and V are best used, i.e. that the lift developed by the wings 8 and 8 ' grow.

Entsprechend der sechsten Ausführungsform kann die Vortriebsleistung im Vergleich zu herkömmlichen Steuerrudern ohne Flügel um 4-5% reduziert werden.According to the sixth embodiment, the propulsive power can be reduced by 4-5% compared to conventional rudders without wings.

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Die Fig. 16Α und 16B zeigen eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. An den freien Enden - des Flügels 7 sind wirbelverhindernde Platten 9 befestigt, so daß der Nachstrom des Schiffes stromabwärts des Flügels 7 auf ein Minimum reduziert werden kann. Damit kann jedoch der Energieverlust infolge eines derartigen Nachstromes des Schiffes auf ein Minimum reduziert werden.16Α and 16B show a seventh embodiment of the present invention. At the free ends - The wing 7 vortex-preventing plates 9 are attached so that the wake of the ship downstream of the wing 7 can be reduced to a minimum. However, this can reduce the energy loss due to such Wake of the ship can be reduced to a minimum.

Nachfolgend wird der Einbauwinkel des Flügels beschrieben. Wie oben unter Bezug auf Fig. 11 beschrieben worden ist, variieren die Geschwindigkeiten der Drehstrahlen von einem Ort zum anderen. Das heißt, daß der Drehstrahl Vq, wie in Fig. 17 dargestellt ist, von einem Ort zum anderen variiert, so daß die Größe und die.Richtung des schrägen Strahles V variiert. Deshalb muß in Abhängigkeit von der Position, in welcher der Flügel eingebaut ist, der Flügeleinbauwinkel in Betracht gezogen werden, so daß die maximale Vortriebsleistung entwickelt werden kann. Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, ist die Richtung des Drehstrahles V , der an den Flügel 7 anschlägt, der sich zur rechten Seite erstreckt, zur Richtung des Drehstrahles entgegengesetzt, der an den Flügel anschlägt, der sich auf der linken Seite erstreckt, Das bedeutet, daß im Fall der in Fig. 14 dargestellten Schiffsschraube 1, die im Drehrichtungssinn angetrieben wird, der Drehstral V auf de.r Steuerbordseite nach unten gerichtet ist, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 18 dargestellt worden ist, während der Drehstrahl • auf der Backbordseite nach oben gerichtet ist, wie durchdie strichlierten Linien angedeutet worden ist. Daraus folgt, daß die Angriffswinkel in Bezug zur horizontalen Ebene einander entgegengesetzt sind. Hieraus ergibt sich,The installation angle of the sash is described below. As described above with reference to Fig. 11, the speeds of the rotating beams vary from one place to another. That is, the rotating beam Vq, as shown in Fig. 17, from a location to the others varies, so that the size and the direction of the oblique ray V varies. Therefore must be dependent from the position in which the wing is installed, the wing installation angle is taken into account so that the maximum propulsive power can be developed. As can be seen from Fig. 14, is the direction of the rotary beam V, which strikes the wing 7, which extends to the right side, to Opposite the direction of the rotary jet that strikes the wing that extends on the left side, This means that in the case of the propeller 1 shown in FIG. 14, it is driven in the direction of rotation the three-phase V on the starboard side is directed downwards, as indicated by the solid line in Fig. 18 has been shown while the rotating beam is directed upwards on the port side, as shown by the dashed lines has been indicated. It follows that the angle of attack in relation to the horizontal Level are opposite to each other. It follows from this,

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daß der steuerbord- und backbordseitige Flügel in entgegengesetzte Richtungen verdreht vorgesehen sein müssen.that the starboard and port side wings are in opposite directions Directions must be provided twisted.

Die Fig. 19A, 19B und 20 zeigen eine achte Ausführungsform, die auf den oben beschriebenen Prinzipien der vorliegenden Erfindung beruht.19A, 19B and 20 show an eighth embodiment based on the principles of the present invention described above Invention is based.

Die Fig. 19A ist eine Seitenansicht des steuerbordseitigen Flügels 7, wenn die Schiffsschraube 1 in Richtung des Uhrzeigersinnes rotiert, während die Fig. 19B eine Seitenansicht des backbordseitigen Flügels 7 ist.19A is a side view of the starboard wing 7 when the propeller 1 is in the direction of the Rotates clockwise while FIG. 19B is a side view of the port wing 7.

Wenn der Flügel 7 im schrägen Strahl V angeordnet ist, wie in Fig. 20 gezeigt wird, wirken die folgenden Kräfte auf den Flügel 7: Der durch den schrägen Strahl V erzeugte Auftrieb L, der Strömungswiderstand D, die resultierende Kraft L¹ des Auftriebes L und des Strömungswiderstandes D, und die Vortriebskomponente T der Kraft L¹.When the wing 7 is arranged in the inclined jet V, as shown in FIG. 20, the following forces act on the wing 7: the lift L generated by the inclined jet V, the flow resistance D, the resulting force L ^{1 of} the lift L and the flow resistance D, and the propulsion component T of the force L ¹ .

Wenn der Einbauwinkel β des Flügels 7 in Bezug zur horizontalen Ebene verändert wird, ändert sich der Angriffwinkel 06 des Flügels-7 in Bezug zum schrägen Strahl V, so daß die Vortriebskomponente, T der resultierenden Kraft L¹ sich ebenfalls ändert. Der Strömungswiderstand D verursacht eine Zunahme des Angriffswinkels oC und es existiert ein Angriffswinkelex, in welchem die Vortriebskomponente T ein Maximum wird. Deshalb kann bei einer vorgegebenen Belastung der Schiffsschraube und des Nachstromes 15 des Schiffes (siehe Fig. 14) die Größe und die Richtung dos schrägen Strahles V angenommen werden, · so daß der optimale Einbauwinkel β des Flügels bestimmt werden kann. Es soll festgehalten werden, daß der Einbau-If the installation angle β of the wing 7 is changed in relation to the horizontal plane, the angle of attack 06 of the wing 7 changes in relation to the inclined beam V, so that the propulsion component, T of the resulting force L ¹ also changes. The flow resistance D causes an increase in the angle of attack oC and there is an angle of attack ex in which the propulsion component T becomes a maximum. Therefore, given a given load on the propeller and the wake 15 of the ship (see FIG. 14), the size and direction of the inclined beam V can be assumed so that the optimum installation angle β of the wing can be determined. It should be noted that the installation

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34103403410340

Winkel des Flügels auf der Steuerbordseite vom Einbauwinkel des Flügels auf der Backbordseite verschieden sein kann.The angle of the wing on the starboard side is different from the installation angle of the wing on the port side can be.

Die Fig. 21A, 21B und 22 zeigen eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 21A zeigt einen Steuerbordflügel mit einer in Richtung des Uhrzeigers rotierenden Schiffsschraube 1, während die Fig. 21B einen backbordseitigen Flügel zeigt. Die in entgegengesetzte Richtungen verdrehten Flügel sind an beiden Seitenflächen eines Steuerruderblattos 13 befestigt. Eine zweite Methode zur Erhöhung der Vortriebskraft oder des Vortriebsschubes des in einem schrägen Strahl angeordneten Flügels besteht in der Befestigung asymmetrischer Flügel mit einer Wölbung (siehe Fig. 22) .· Die Kräfte, welche auf einen symmetrischen Flügel wirken, wie er in Fig. 20 dargestellt ist, wirken auch auf einen asymmetrischen Flügel 8 mit der Wölbung 17, wie sie in Fig. 22 dargestellt ist, wobei jedoch festgehalten werden soll, daß der Auftrieb L beim zuletzt genannten Flügel mit einer Wölbung bei gleichem Angriffswinkel oi zunimmt. Daraus folgt, daß eine größere Vortriebskomponente T erhalten werden kann, wenn der Flügel 8 mit einer Wölbung 17 ausgebildet ist. In diesem Fall werden die asymmetrischen Flügel 8 mit entgegengesetzten Wölbungen 17 in Abhängigkeit von den Richtungen der schrägen Strahlen V an der Steuerbord- und an der Backbordoberfläche des Steuerruderblattes 13. befestigt.Figs. 21A, 21B and 22 show a ninth embodiment of the present invention. FIG. 21A shows a starboard wing with a ship's propeller 1 rotating in the clockwise direction, while FIG. 21B shows a port-side wing. The wings twisted in opposite directions are attached to both side surfaces of a rudder blade 13. A second method of increasing the propulsive force or thrust of the wing arranged in an inclined beam is to attach asymmetrical wings with a curvature (see Fig. 22). The forces acting on a symmetrical wing, as shown in Fig. 20 also act on an asymmetrical wing 8 with the curvature 17, as shown in Fig. 22, it should be noted, however, that the lift L increases with the last-mentioned wing with a curvature at the same angle of attack oi . It follows that a larger propulsion component T can be obtained if the wing 8 is formed with a curvature 17. In this case, the asymmetrical wings 8 with opposite curvatures 17 are attached to the starboard and port surfaces of the rudder blade 13 depending on the directions of the inclined rays V.

Gemäß der oben beschriebenen neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vortriebskraft oder der Schub im Vergleich zu dem Fall, in welchem symmetrische Flügel horizontal befestigt sind, unter Berücksichtigung des Schraubenstrahles und der Verdrehung der Flügel erhöht und eine weitere Energieeinsparung erreicht werden.According to the ninth embodiment described above present invention can be the propulsion force or the Considering thrust compared with the case where symmetrical wings are fixed horizontally of the screw beam and the twisting of the blades are increased and further energy savings can be achieved.

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Nachfolgend wird eine zehnte Ausführungsform beschrieben , in welcher Flügel in Bezug zur horizontalen Richtung um einen Winkel geneigt sind. Wie in Fig. 23 gezeigt wird, schlagen die Drehstrahlen V-, des Schraubenstrahles unter einemWinkel auf die Flügel 7. Die vertikale Komponente von V₀ ist eine den Auftrieb des Flügels 7 bewirkende Komponente, während die horizontale Komponente (das ist die Komponente, welche vom Ansatz des Flügels zu seiner Spitze gerichtet ist) zum Auftrieb keinen Beitrag leistet.A tenth embodiment will now be described in which blades are inclined at an angle with respect to the horizontal direction. As shown in Fig. 23, hit the rotating beams V-, of the screw beam at an angle to the wing 7. The vertical component of V ₀ is the lift of the wing 7-causing component, while the horizontal component (that is the component which from the base of the wing to its tip) does not contribute to lift.

Deshalb wird zur wirksamen Zurückgewinnung der Energie des Drehstrahles V der Flügel .7 derart angeordnet,daß der Drehstrahl V_Q im rechten Winkel gegen den Flügel 7 anschlägt. In diesem Fall wird nämlich keine horizontale unwirksame Komponente erzeugt. Das bedeutet, daß zur Anwendung der gesamten Komponente des Drehstrahles V zur Entwicklung des Auftriebs des Flügels 7, der Flügel 18 in einem Winkel^ nach oben geneigt ist, wie in Fig. dargestellt ist. Der Neigungswinkel ^ ist vom vertikalen Abstand ρ zwischen der Rotationsachse j der Schiffsschraube und dfem Ansatz des Flügels 18 abhängig. Der optimale Abstand ρ ist unter Bezugnahme auf die fünfte Ausführungsform weiter oben detailliert beschrieben worden. In den Fig. 23 und 24 kennzeichnet die Positionsnummer 12 einen Schiffsschraubenkreis.Therefore, in order to effectively recover the energy of the rotary beam V, the wing .7 is arranged in such a way that the rotary beam V _Q strikes the wing 7 at a right angle. Namely, in this case, no horizontal ineffective component is generated. This means that in order to use the entire component of the rotary jet V to develop the lift of the wing 7, the wing 18 is inclined upwards at an angle ^, as shown in FIG. The angle of inclination ^ is dependent on the vertical distance ρ between the axis of rotation j of the propeller and the attachment of the wing 18. The optimum distance ρ has been described in detail above with reference to the fifth embodiment. In FIGS. 23 and 24, the position number 12 denotes a propeller circle.

Die Fig. 25 zeigt den Flügel 7 in einem vergrößerten Maßstab, der in Fig. 23 gezeigt ist, während die Fig. 26 den Flügel 18 in einem vergrößerten Maßstab darstellt, der in Fig. 24 gezeigt ist. In Fig. 25 ist der Drehstrahl Va, der in einem Winkel am Flügel 7 anschlägt, in die vertikale Komponente V_y und in die horizontale KomponenteFIG. 25 shows the wing 7 on an enlarged scale shown in FIG. 23, while FIG. 26 shows the wing 18 on an enlarged scale shown in FIG. In FIG. 25, the rotary jet Va, which strikes the wing 7 at an angle, is divided into the vertical component V _y and the horizontal component

r⁵ r ⁵

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ti · *ti *

V„ zerlegt. Es gilt:V "disassembled. The following applies:

^VV ⁼ V ^V V ⁼ V

^VH ^{= V}0 ^V H ^{= V} 0

wobei Y den Winkel zwischen dem Drehstrahl V und der vertikalen Linie senkrecht auf den Flügel 7 bedeutet.where Y is the angle between the rotary ray V and the vertical line perpendicular to the wing 7 means.

Die Fig. 27 zeigt einen typischen Querschnitt des Flügels, der in Fig. 23 dargestellt ist., während Fig. 28 einen typischen Querschnitt des Flügels darstellt, der in Fig. 24 gezeigt ist. Das heißt, die Fig. 27 ist ein Querschnitt des sich horizontal erstreckenden Flügels, während die Fig. 28 ein Querschnitt des Flügels 18 ist, der in einem Winkel nach oben geneigt ist.FIG. 27 shows a typical cross section of the wing shown in FIG. 23, while FIG. 28 shows a Figure 24 illustrates a typical cross-section of the wing shown in FIG. That is, Fig. 27 is a cross section of the horizontally extending wing, while FIG. 28 is a cross section of the wing 18 shown in FIG is inclined upwards at an angle.

In den Fig. 27' und 28 bedeuten V_v die Komponente in axialer Richtung des Schraubenstrahles und V₇ die vertikale Kompo- ιIn FIGS. 27 'and 28, V _v denotes the component in the axial direction of the helical _{beam and V 7} denotes the vertical component

I nente entsprechend der vertikalen Komponente V_v gemäß | Fig. 25. Der Drehstrahl V_Q gemäß Fig. 28 entspricht dem Drehstrahl V , wie er' in Fig. 26 gezeigt ist. Aus diesem Grunde schlägt gemäß Fig.-27 die Resultierende V₁ aus den Komponenten V_v und V gegen den Flügel 7. InI nent corresponding to the vertical component V _v according to | 25. The rotary ray V _Q according to FIG. 28 corresponds to the rotary ray V as shown in FIG. For this reason, according to FIG. 27, the resultant V ₁ from the components V _v and V hits against the wing 7. In

X VX V

Fig. 28 schlägt die Resultierende V₂ aus den Komponenten V_vund V_Q gegen den Flügel 18. Es gilt:28 suggests the resultant V ₂ from the components V _v and V _Q against the wing 18. The following applies:

^vr ^v r

Aus cos²^ 1 folgt V₂>From cos ² ^ 1 follows V ₂ >

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Zur Reduktion des Strömungswiderstandes auf ein Minimum ist jeder Flügel in einem optimalen Angriffswinkel^ in Bezug zum schrägen Strahl V₁ oder V» eingebaut. In diesem Fall ist der Auftrieb des Flügels 7 oder des Flügels 18 zum Quadrat der Geschwindigkeit des schrägen Strahles proportional. Da V₂ größer ist als V₁ wie oben beschrieben worden ist - ist der. Auftrieb L-in Fig. 28 größer als der Auftrieb L₁ in Fig. 27. Der schräge Strahl V~ hat einen größeren Strömungswinkel als der schräge Strahl V₁. Entsprechend der Flügeltheorie ist der Auftrieb zu den schrägen Strahlen V. oder V~/ die gegen den Flügel 7 oder 18 anschlagen, rechtwinkelig orientiert, so daß der Auftrieb L2 in Bezug zur vertikalen Richtung stärker geneigt ist als der Auftrieb L₁.To reduce the flow resistance to a minimum, each wing is installed at an optimal angle of attack ^ in relation to the inclined jet V ₁ or V ». In this case the lift of the wing 7 or the wing 18 is proportional to the square of the velocity of the inclined jet. Since V _{2 is} greater than V ₁ as described above - is that. The lift L- in Fig. 28 is greater than the lift L ₁ in Fig. 27. The inclined jet V ~ has a larger flow angle than the inclined jet V ₁ . According to the wing theory, the lift is oriented at right angles to the inclined rays V. or V ~ /, which strike against the wing 7 or 18, so that the lift L2 is more inclined in relation to the vertical direction than the lift L ₁ .

Da L₂ größer ist als L₁ und der Winkel des Auftriebes L- größer ist als der Winkel des Auftriebes L₁ ergibt sich, daß die Komponente des Auftriebes längsschiffs, d.h. der Vortriebsschub in Fig. 28 größer ist als der Vortriebsschub, wie er in Fig. 27 dargestellt ist. Daraus folgt, daß der Vortriebsschub größer wird, wenn der Flügel oberhalb der Achse j der Schiffsschraubenwelle eingebaut und wenn der Flügel 18 in einem Winkel ft nach oben geneigt ist. Nachfolgend wird die Auf- und Abwärtsbewegung des am Steuerruder oder an der Steuerruderhalteeinrichtung befestigten Flügels während der Bewegung des Schiffes in den Wellen diskutiert. Wenn die Bewegung des Schiffes größer wird, springt der Flügel zwischen dem Wasser und der Luft auf und ab. Diese Bewegung des Flügels wiederholt sich, solange das Schiff in Bewegung ist. Deshalb wird der Flügel mit einem Stoß beaufschlagt» wenn der Flügel gegen das Wasser schlägt. Durch Reduktion des Stoßes kann die SpannungSince L _{2 is} greater than L ₁ and the angle of the lift L- is greater than the angle of the lift L _{1, it} follows that the component of the lift fore and aft, ie the propulsive thrust in FIG. 28 is greater than the propulsive thrust as shown in FIG Fig. 27 is shown. It follows that the propulsive thrust is greater when the wing is installed above the axis j of the propeller shaft and when the wing 18 is inclined upwards at an angle ft. The upward and downward movement of the wing attached to the rudder or the rudder support device during the movement of the ship in the waves is discussed below. When the movement of the ship increases, the wing bounces up and down between the water and the air. This movement of the wing is repeated as long as the ship is in motion. That is why the wing is subjected to a shock »when the wing hits the water. By reducing the shock, the tension

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des Flügels verkleinert werden, so daß der FIlUjöl niedrigen Gewichtes entworfen werden kann.of the wing can be reduced in size, so that the FIlUjöl low Weight can be designed.

Es ist bekannt, daß ein Keil mit einem stumpfen Winkel den Stoß besser aufnehmen kann als ein Keil mit einem spitzen Winkel. Zur Beschreibung des Stoßes auf einen Keil wird die folgende Formel von Von-Karman verwendet:It is known that a wedge with an obtuse angle can absorb the shock better than a wedge with one acute angle. Von-Karman's formula is used to describe the impact on a wedge:

ρ = _._ül . 1 . ι . v·⁴ tan. > 2 )ρ = _._ ül. 1 . ι. v ⁴ tan. > 2)

In dieser Formel bedeuten:In this formula:

P den StoßP the thrust

p¹ den Winkel zwischen der geneigten Fläche des Keilesp ^{1 is} the angle between the inclined surface of the wedge

und der horizontalen Ebene
V die Geschwindigkeit, mit welcher der Keil gegen Wasserand the horizontal plane
V is the speed at which the wedge hits water

schlägt, und
(^ die Dichte des Wassers.beats, and
(^ the density of water.

Aus dieser Formel ist ersichtlich, daß der Stoß P umso kleiner wird, je größer der Winkel p> ' (- d.h. ein Keil mit einem spitzen Winkel) ist. Das gleiche gilt für die Flügel gemäß der vorliegenden Erfindung. Das heißt, der auf geneigte Flügel, wie sie.in Fig. 2 4 gezeigt sind, ausgeübte Stoß ist kleiner eils der auf horizontale Flügel, wie sie in Fig. 23 dargestellt sind, ausgeübte Stoß.It can be seen from this formula that the larger the angle p>, the smaller the impact P becomes '(- i.e. a wedge with an acute angle). The same goes for that Wings according to the present invention. That is, the on inclined wings, as they are shown in Fig. 2-4, The impact exerted is less than that on the horizontal wing as shown in Fig. 23.

Die Fig. 29 zeigt eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die.Positionsziffer 1 kennzeichnet eine Schiffsschraube und die Positionsziffer 18 einen direkt mit der Seitenfläche eines Steuerruderblattes 1.3 verbundenen Flügel '. Der Ansatz des Flügels 18 ist von der Achse j der Schi f f sschraubonwel 1 e um ρ nach oben be- ■, abstandet.29 shows an eleventh embodiment of the present invention. Die.Positionsziffer 1 denotes a ship's propeller and position number 18 denotes a wing connected directly to the side surface of a rudder blade 1.3. The approach of the wing 18 is from the axis j of the Schi ff sschraubonwel 1 e by ρ upwards ■, spaced.

Die Fig. 30 zeigt eine zwöl f te. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche der elften Ausführung mit Ausnahme der Tatsache ähnlich ist, daß der Flügel 18 an einem Stfcuerruderhalteglied sicher befestigt ist. Der Ansatz des Flügels 18 ist von der Achse j der Schiffsschraubenwelle um den Abstand ρ nach oben versetzt, so daß die gleichen Wirkungen erhalten werden können, wie in der in Fig. 29 gezeigten elften Ausführungsform. Außerdem kann die Festigkeit in vorteilhafter Weise erhöht werden, weil der Flügel am Steuerruderhalteglied 19 sicher befestigt ist, welches selbst unmittelbar am Rumpf des Schiffes befestigt ist.Fig. 30 shows a twelfth. Embodiment of the present invention which is similar to the eleventh embodiment except that the wing 18 securely attached to a control rudder holding member is. The approach of the wing 18 is from the axis j of the propeller shaft by the distance ρ upwards so that the same effects as in the eleventh embodiment shown in Fig. 29 can be obtained. In addition, the strength can be increased in an advantageous manner because the wing on the rudder holding member 19 is securely attached, which is itself attached directly to the hull of the ship.

Die Fig. 31 und 32 zeigen ein hängendes"Steuerruder, bei welchem ein Flügel am Steuerruderhalteglied 22 (das nachfolgend als "Steuerruderhorn" bezeichnet wird) befestigt ist,- welches ein Steuerruder.blatt haltert.31 and 32 show a hanging "rudder, in which a wing on the rudder holding member 22 (hereinafter referred to as the "rudder horn") is attached - which holds a rudder blade.

Die Fig. 31 zeigt ein herkömmliches, hängendes Steuerruder. Stromabwärts einer Schiffsschraube 1 oder im Schraubenstrah.1 ist ein 'Steuerruderblatt 20 angeordnet, welches die Form eines sich in Richtung längs des Schiffes erstreckenden Tragflügels aufweist, und welches in Richtung der Tiefe des Schiffsrumpfes vergrößert ist. Das Steuerruderblatt 20 ist durch das Steuerruderhorn 22 drehbar gelagert, welches selbst vom Heck 21 des Schiffes nach unten hängt. Wie am besten aus Fig. 32 ersichtlich ist, weisen das Steuorrudorblatt 20 und das Steuerruderhorn 22, welches das Steuerruderblatt 20 lagert, die Form eines Tragflügels auf. Wie oben beschrieben worden ist, schlagen die schrägen Strahlen V (- die Geschwindigkeit in axialer Richtung ist V und die Umfangsgeschwindigkeit ist V), die; durch den Schraubenstrahl ■Fig. 31 shows a conventional hanging rudder. Downstream of a propeller 1 or in the propeller beam. 1 a 'rudder blade 20 is arranged, which has the shape of a in the direction of the ship having extending hydrofoil, and which is enlarged in the direction of the depth of the ship's hull. That Rudder blade 20 is through rudder horn 22 rotatably mounted, which itself hangs down from the stern 21 of the ship. As best seen in FIG is, have the rudder blade 20 and the rudder horn 22, which supports the rudder blade 20, has the shape of a wing. As described above the inclined rays strike V (- the speed in the axial direction is V and the peripheral speed is V) that; through the screw beam ■

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erzeugt werden, auf das Steuerruderhorn und das -blatt, ..so daß der Auftrieb L erzeugt wird. Die Komponente des Auftriebes L in Richtung läng« des Schiffes bildet den Vortriebschub T.are generated on the control horn and the blade, ..so that the lift L is generated. The component of the Buoyancy L in the longitudinal direction of the ship forms the Propulsion thrust T.

Die Fig. 33 und 3 4 zeigen die vorliegende Erfindung detaillierter als die Fig. 30. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine Schiffsschraube,20 ein Steuerruderblatt, 21Figures 33 and 34 show the present invention in greater detail than Fig. 30. Numeral 1 denotes a propeller, 20 a rudder blade, 21

... ein Heck und 22 ein Steuerruderhorn, das am Heck 21 sicher befestigt ist. Wie in Fig. 33 gezeigt wird, er-... a stern and 22 a control rudder horn, which is at the stern 21 is securely attached. As shown in Fig. 33,

... strecken sich der hinunterhängende Abschnitt 23 und der Ansatzabschnitt 24 des Steucrruderhorns 22 aus dem Schiffsrumpf heraus. Mit dem hinunterhängenden Ab- ·■ schnitt 23 und dem Ansatzabschnitt 24 sind einteilig Zapfen 25 und 26 ausgebildet. Die vertikale Welle des Steuerruderblattes 20 ist in diese Zapfen 25 und 26 drehbar eingesteckt. An beiden Seitenflächen des Steuerruderhorns 22 sind Flügel 7 befestigt. Das heißt, der Flügel 7 ist stromaufwärts vom Steuerruderblatt 2 0 angeordnet. Der Flügel 7 ist insbesondere einteilig mit dem Zapfen 25 ausgebildet, so daß der Flügel in der Position ( der obere Abschnitt in der Figur) angeordnet ist, wo die Drehge^chwindigkeitskomponente höher (d.h. die Rotationsenergie ist hoch) über der Achse j der Schiffsschraubenwelle ist. Der Flügel 7 weist wie das Steuerruderblatt 20 die Form eines Tragflügels auf.... the hanging section 23 and the Extension portion 24 of the control rudder horn 22 out of the ship's hull. With the hanging down · ■ Section 23 and the extension portion 24 are integrally formed pins 25 and 26. The vertical wave of the The rudder blade 20 is rotatably inserted into these pins 25 and 26. On both sides of the rudder horn 22 wings 7 are attached. That is, the wing 7 is upstream of the rudder blade 2 0 arranged. The wing 7 is in particular formed in one piece with the pin 25, so that the wing in the position (the upper portion in the figure) where the rotational speed component is higher (i.e. the rotational energy is high) above the axis j of the propeller shaft. The wing 7 has how the rudder blade 20 is in the form of a wing.

Wenn sich das Schiff geradlinig bewegt, stoßen der schräge Strahl V oder die Resultierende der axialen Strömung V_v und der ümfangsströmung V_. gegen den Flügel 7 - wie in den Fig. 33 und 34 gezeigt wird -, so daß der Auftrieb L erzeugt wird. Die Komponente des Auftriebes L in Richtung längs des Schiffes bildet den Vortriebsschub T. Da der Strahl sich in einem Bereich desWhen the ship moves in a straight line, the oblique ray V or the resultant of the axial flow V _v and the circumferential flow V_ collide. against the wing 7 - as shown in FIGS. 33 and 34 - so that the lift L is generated. The component of the lift L in the direction along the ship forms the propulsive thrust T. Since the jet is in a region of the

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Schraubenstrahles befindet, in welchem die Rotationsenergie hoch ist, kann der Vortriebsschub T in wirksamer Weise verbessert werden.The propulsion thrust T in can be more effective Way to be improved.

Wenn das Steuerrudcrblatt 20 jedoch ausgelenkt wird, können das Steuerruderblatt 20 und das Steuerruderhorn 22 nicht die Form eines Tragflügels aufrecht erhalten, wie am besten aus Fig. 35 ersichtlich ist. Daraus folgt, daß die Richtung des Schraubenstrahles geändert wird, wie durch die Pfeile rund um das Steuerruderblatt 20 angezeigt wurde. Daraus folgt, daß wohl eine Kraft L zum Drehen des Schiffes erzeugt wird, daß jedoch kein Vortriebsschub erhalten werden kann.However, if the rudder blade 20 is deflected, the rudder blade 20 and the rudder horn 22 does not maintain the shape of a wing, as best seen in FIG. 35. It follows, that the direction of the propeller jet is changed, as indicated by the arrows around the rudder blade 20 was displayed. It follows from this that a force L is generated to turn the ship, but not one Propulsion thrust can be obtained.

Die Fig. 36 zeigt, daß mit der vorliegenden Erfindung die oben beschriebenen Probleme im wesentlichen überwunden werden·können und dnß der Vortricbsschub erhöht werden kann.36 shows that with the present invention the problems described above can essentially be overcome and the propulsive thrust increased can be.

Der Flügel 7 ist am Steuerruderhorn 22 befestigt, welches stromaufwärts des Steuerruderblattes 20 angeordnet ist, so daß die Stellung des Flügels 7 relativ zur Schiffsschraube 1 unverändert bleibt, wenn das Steuerruderblatt 2 0 um die Zapfen 2.5 und 2 6 gedreht wird, wie aus Fig. 36 ersichtlich ist. Daraus folgt, daß der Auftrieb T nach wie vor entwickelt wird. Demzufolge kann eine stabile Funktion sichergestellt werden.The wing 7 is attached to the rudder horn 22, which is arranged upstream of the rudder blade 20 is, so that the position of the wing 7 relative to the propeller 1 remains unchanged when the rudder blade 2 0 is rotated about the pins 2.5 and 2 6, as can be seen from FIG. 36. It follows that the buoyancy T is still being developed. As a result, stable operation can be ensured.

Außerdem ist der Flügel 7 am herunterhängenden Abschnitt 25 des Steue-rruderhorns 22 befestigt, welches sich unmittelbar aus dem Schiffsrumpf herauserstreckt, so daßIn addition, the wing 7 is attached to the hanging portion 25 of the control rudder horn 22, which is directly extends out of the hull so that

die Festigkeit des Flügels 7 erhöht ist. Damit ergibt sich eine zufriedenstellende Wirkungsweise und eine wesentlich erhöhte Festigkeit.the strength of the wing 7 is increased. This results in a satisfactory mode of operation and a significantly increased strength.

Bis hierher wurde das Steuerruder beschrieben, welches durch die wirksame Anwendung der Rotatiohsenergie des Schraubenstrahles und insbesondere durch die Position,, in welcher der Zusatzflügel eingebaut ist, zur Entwicklung eines hohen Vortriebschubes geeignet ist. Zur Erzielung zufriedenstellender Wirkungen ist es wichtig, einen Zusatzflügel einzubauen, der hydrodynamisch wirksam ist oder der ein hohes Auftriebs- zu Strömungswiderstands-Verhältnis hat. Das ist mit einem Flügel möglich, der dünn ist und ein präzises Tragflügelprofil aufweist, in welchem die Profiltiefe relativ lang ist, während seine Dicke relativ klein ist. Deshalb muß der Flügel mit hoher Genauigkeit hergestellt werden und es muß ein Verfahren ersonnen werden, durch welches der Flügel sicher befestigt werden kann. Das Verfahren zur Herstellung des Flügels wird nachfolgend unter der Annahme diskutiert, daß der Zusatzflügel 7 am Steuerruderhörn 22 befestigt ist (siehe Fig. 37).So far the rudder has been described, which is achieved by the effective application of the rotational energy of the Screw beam and in particular through the position in which the additional wing is installed, to the development a high propulsion thrust is suitable. In order to achieve satisfactory effects, it is important to install an additional wing that is hydrodynamically effective or that has a high lift to drag ratio Has. This is possible with a wing that is thin and has a precise airfoil profile, in which the tread depth is relatively long while its thickness is relatively small. Therefore the wing must can be manufactured with high accuracy and a method must be devised by which the wing can be securely attached. The method of making the wing is assumed below discussed that the auxiliary wing 7 is attached to the control rudder horn 22 (see Fig. 37).

Wie aus Fig. 38 ersichtlich ist, wird eine flache Stahlplatte 30 durch einen Walzvorgang oder durch einen Heißbearbeitungsvorgang derart in einen Flügel 7 geformt,daß die Profilhinterkante 31 des Flügels 7 offen ist. Innerhalb des Flügels 7 und an diesen angeschweißt sind Flügelrippen 32 angeordnet. Anschließend wird zum Schließen der offenen Profilhinterkante 31 des Flügels 7 ein runder Stab 33 angeschweißt.As can be seen from Fig. 38, a flat steel plate 30 is formed by a rolling process or by a Hot working process shaped into a wing 7 in such a way that the trailing edge 31 of the wing 7 is open is. Wing ribs 32 are arranged within the wing 7 and welded to it. Then the Closing the open profile trailing edge 31 of the wing 7, a round rod 33 is welded.

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Ein derartiges Verfahren, wie es zuletzt beschrieben worden ist, kann bei der Herstellung des Steuerruderblattes 20 leicht angewandt werden, das eine große Dicke t aufweist, weil die Stahlplatte 30 dann leicht geformt werden kann; dieses Vorfahren kann jedoch nicht bei einem schmalen dünnprofülierten Flügel 7 angewandt werden, der an einem Steuerruderhorn 22 befestigtist, wie in Fig. 37 gezeigt wird. Das heißt, es ist schwierig, einen gewünschten Grad an Formgenauigkeit aufrecht zu erhalten. Wenn der hergestellte Flügel 7 am herunterhängenden Abschnitt. 23 des Steuerruderhorns 22 befestigt wird, ist es schwierig, den Flügel 7 in Bezug zum Steuerruderhorn 22 mit ei'nem gewünschten Genauigkeitsgrad anzuordnen. Demzufolge kann der befestigte Flügel koine zufriedenstollende Wirkung vollbringen. Such a method, as was last described, can be used in the manufacture of the rudder blade 20, which has a large thickness t, can be easily applied because the steel plate 30 is then light can be shaped; however, this method cannot be applied to a narrow, thinly profiled wing 7 attached to a rudder horn 22 as shown in FIG. That is, it is difficult to maintain a desired level of shape accuracy. When the manufactured wing 7 on the hanging section. 23 of the rudder horn 22 is attached, it is difficult to move the wing 7 in Relation to the rudder horn 22 with a desired degree of accuracy to arrange. As a result, the attached wing can produce a satisfactory effect.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die oben beschriebenen und weitere Probleme zu überwinden, die bei den bekannten Herstellungsmethoden auftreten. Deshalb ist es eine der Aufgaben der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Steuerruders mit Flügeln zu schaffen, mit welchem Flügel mit einem hohen Grad an Formgenauigkeit hergestellt werden können und mit welchem die hergestellten Flügel an .einer gewünschten Position mit einem hohen Grad an Genauigkeit angeordnet werden können , und mit welchem die Festigkeit der hergestellten Flügel sichergestellt werden kann, so daß die zufriedenstellende Wirkungsweise des Flügels gegeben ist.With the present invention it is possible to overcome the above-described and other problems which occur in the known manufacturing methods. Therefore, one of the objects of the invention is to provide a method to create a winged rudder, with which wing to a high degree can be produced in terms of shape accuracy and with which the wings produced to .einer a desired Position can be arranged with a high degree of accuracy, and with which the strength of the manufactured wing can be ensured, so that the satisfactory performance of the wing given is.

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Eine bevorzugte Ausführung«form bzw. ein Beispie] der. Verfahrens zur Herstellung eines Steuerruders mit. Flügeln gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.A preferred embodiment or an example. Method of making a rudder with. Wings according to the present invention will be described below described.

Entsprechend den Fig. 39 und 40 weist.der nach unten hängende Abschnitt 23 des Steuerruderhorns 22 ein Durchgangsloch 34 auf, durch welches sich eine nicht dargestellte Welle erstreckt, so daß das Steuerruderblatt 20, welches vom Heck 21 nach unten hängt, drehbar gelagert werden kann. Die Flügel 7 erstrecken sich vom nach unten hängenden Abschnitt 23 horizontal in Richtung W der Breite des Schiffes.According to FIGS. 39 and 40, the points downwards hanging portion 23 of the control rudder horn 22 has a through hole 34 through which a not shown Shaft extends so that the rudder blade 20, which hangs down from the stern 21, rotatably supported can be. The wings 7 extend from the depending portion 23 horizontally in the direction W of Width of the ship.

Der Flügel 7 weist einen Ansatzabschnitt 35 auf, der eine vorgegebene Dicke und Breite hat und der in Richtung W des Schiffes verlängert ist. Der Flügel 7 weist außerdem einen Randabschnitt 36 auf, dessen eine Seite der Ansatzabschnitt 35 ist, und der in Richtung W der Breite des Schiffes verlängert ist und einen umlaufenden Rahmen festlegt. Der Flügel 7 weist ferner eine Bespannung 3 7 auf, welche den aus dem Ansatzabschnitt 35 und dem Randabschnitt 3 6 bestehenden Rahmen einklemmt und dadurch die Oberfläche des FlugeIs .7 bildet.The wing 7 has a shoulder portion 35, which has a predetermined thickness and width and in the direction W of the ship is extended. The wing 7 also has an edge portion 36, one side of which Extension portion 35 is, and which is extended in the direction W of the breadth of the ship and a circumferential frame specifies. The wing 7 also has a covering 3 7, which consists of the attachment portion 35 and the edge portion 3 6 clamps in the existing frame and thereby forms the surface of the Flugel .7.

Der Randabschnitt 3 6 umfaßt einen Stirnkantenabschnitt 36 auf der Seite der Schiffsschraube, eine Profilhinterkantenabschnitt 39 auf der Seite des Steuerruderblattes und einen Snitzonabschnitt 40, welcher dem Ansatzabsc-hnitt gegenüberliegt und den Vorderkantenabschnitt 38 und den Profilhinterkantenabschnitt 39 miteinander verbindet. Wie aus den Fig. 39, 40 und 41 ersichtlich ist, erstrecken sich zwischen dem Ansatzabschnitt 35 und dem Spi t/.enabschnitt 40 des FlügelsThe edge section 36 comprises a front edge section 36 on the side of the propeller, a profile trailing edge section 39 on the side of the rudder blade and a Snitzon section 40, which the Approach section opposite and the leading edge section 38 and the profile trailing edge section 39 connects to one another. As from Figs. 39, 40 and 41 As can be seen, extend between the extension portion 35 and the Spi t / .enabschnitt 40 of the wing

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Holme 43, die voneinander um einen geeigneten Abstand beabstandet sind, derart, daß die Flügelstruktur verstärkt wird. Zwischen den Holmen 43 und der Flügelbespannung 37 ( insbesondere.¹ der oberen Bespannung ) ist eine Rückenplatte 44 zwischengelegt, so daß der Schweißvorgang erleichtert wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Flügelbespannung 37 mit Schlitzschweißlöchern entlang der Rückenplatte 44 ausgebildet.Spars 43 spaced a suitable distance apart such that the wing structure is reinforced. A back plate 44 is interposed between the spars 43 and the wing ^{covering 37 (in particular 1 of} the upper covering), so that the welding process is facilitated. According to this embodiment, the wing covering 37 is designed with slot weld holes along the back plate 44.

Tn den Fig. 40 und 4 1 bezeichnet die Positionsziffer 46 eine Arbeitstribüne, auf welcher der Flügel 7 zusammengebaut wird. Nachfolgend werden die Herstellungsund Zusammenbauschritte für den Flügel 7 der oben beschriebenen Dauforin erläutert, wie in den Fig. 39, 40 und 41 gezeigt wird, werden zuerst der herabhängende Abschnitt 23 des Steuerruderhorns 22 und der Ansatzabschnitt 35 des Flügels 7 einteilig durch einen Gießprozess hergestellt.Tn FIGS. 40 and 4 1 denotes the item number 46 a work platform on which the wing 7 is assembled. The following are the manufacturing and Assembly steps for the wing 7 described above Dauforin explains how in Figs. 39, 40 and 41, first the depending portion 23 of the rudder horn 22 and the boss portion 35 of the wing 7 produced in one piece by a casting process.

Gleichzeitig wird der Randabschnitt 36, welcher den Stirnkantenabschnitt 38 aufweist, der Profilhinterkantenabschnitt 39 und der Spitzenabschnitt in einem getrennten Arbeitsgang gegossen.At the same time, the edge section 36, which has the front edge section 38, becomes the profile rear edge section 39 and the tip section cast in a separate operation.

Die Flügelbespannung 37 wird durch Walzen einer Stahlplatte in einer vorbestimmten Gestalt hergestellt. Die Holme 43 und die Rückenplatten 44 werden aus Stahlplatten ausgeschnitten.The wing covering 37 is made by rolling a steel plate manufactured in a predetermined shape. the Spars 43 and back plates 44 are cut from steel plates.

Die untere Flüge !.bespannung 37 wird auf die Arbeitstribüne 46 aufgelegt und mit dem herabhängenden Abschnitt 23 und dem Randabschnitt 36 verschweißt. Der Ansatzabschnitt 3 5 und der Randabschnitt 3 6 werden zusammenge-The lower wing covering 37 is placed on the work platform 46 placed and welded to the depending section 23 and the edge section 36. The neck section 3 5 and the edge section 3 6 are combined

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schweißt, wodurch der Rahmen hergestellt wird. Die Holme 43 werden zwischen dem Ansatzabschnitt 35 und dem Spitzenabschnitt 38 aufgelegt und mit der Flügelbespannung 37 zusammengeschweißt.welds, which creates the frame. The spars 43 are between the attachment portion 35 and placed on the tip section 38 and welded together with the wing covering 37.

Anschließend werden die Rückenplatten 4 4 an den Holmen 43 festgescliweißt und wird die obere Flügelbespannung. 37 auf der Rückenplnt:l:c 44 aufgelegt und auf ihr durch Schi i tzsrhwe i ßuiuj befestigt .The back panels 4 4 are then clipped onto the spars 43 and become the upper wing covering. 37 on the back plan: l: c 44 placed and attached to it by Schi i tzsrhwe i ßuiuj.

Der Flügel 7 wird in der oben beschriebenen Arbeitsfolge hergestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der herabhängende Abschnitt 23 des Steuerruderhorns 22 und der Ansatzabschnitt 35 des Flügels 7 als eine Einheit gegossen und wird der Randabschnitt 3 6 des Flügels 7 in einem Gießprozess hergestellt. Daraus folgt, daß die Einbau- und Formgenauigkeit merklich verbessert werden kann, so daß die zufriedenstellende Wirksamkeit des Flügels 7 sicliergosteJ.lt werden kann. Zusätzlich kann die mechanische Festigkeit des Flügels verbessert werden.The wing 7 is produced in the sequence described above. According to the present invention the depending portion 23 of the control horn 22 and the boss portion 35 of the wing 7 as one Cast unit and the edge portion 36 of the wing 7 is produced in a casting process. It follows, that the installation and shape accuracy can be remarkably improved, so that the satisfactory efficiency of the wing 7 sicliergosteJ.lt can be. Additionally the mechanical strength of the wing can be improved.

Die Herstellung des Flügels 7 wird sehr einfach, weil der Rahmen in einem Gießprozess hergestellt wird, so daß die Anzahl der Herstellungsschrittb reduziert werden kann.The manufacture of the wing 7 is very simple because the frame is made in a casting process, so that the Number of manufacturing stepsb can be reduced.

Außerdem ist die Zahl gegossener Teile auf ein Minimum reduziert, so daß die Formgenauigkeit aufrecht erhalten werden kann und das Gewicht des'Flügels im Vergleich zu dem Fall, in welchem der gesamte Flügel durch einen Gießprozess hergestellt wird, beachtlich reduziert werden kann.In addition, the number of cast parts is reduced to a minimum, so that the dimensional accuracy is maintained can be and the weight of the 'wing compared to the case where the entire wing is made by one casting process can be reduced considerably can.

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In dieser Ausführungsform wurde beschrieben, daß die obere Flügelbespannung 37 an den Rückenplatten 44 durch Schlitzschweißen befestigt ist. Dabei versteht es sich, daß die obere Flügelbespannung 37 in eine Vielzahl Abschnitte entlang der Rückenplatte 44 unterteilt ist,· und daß die einzelnen Abschnitte kontinuierlich an den Rückenplatten 44 festgeschweißt sind.In this embodiment, it has been described that the upper wing covering 37 is attached to the back plates 44 by slot welding. Understand it is that the upper wing covering 37 is divided into a plurality of sections along the back plate 44 and that the individual sections are continuously welded to the back plates 44.

Es wurde bereits beschrieben, daß die untere Flügelbespannung 37 an den Holmen 43 festgeschweißt wird, wenn die untere Flügelbespannung 37 am Ansatzabschnitt 35 und am Randabschnitt 3 6 angeschweißt ist; die Holme 43 können jedoch auch vorher an der Flügelbespannung festgeschweißt werden.It has already been described that the lower wing covering 37 is welded to the spars 43, when the lower wing covering 37 is welded to the attachment section 35 and to the edge section 36; the spars 43 can also be welded to the sash covering beforehand.

Die Fig. 42 und 43 zeigen eine andere Ausführungsform, in welcher der Ansatzabschnitt 35a des Flügels 7 einteilig mit einem Stirnkantenabschnitt 48 gegossen werden kann, welcher eine Drehwelle 47 zur Lagerung des Steuerruderblattes 13 aufweist. Andere Konstruktionen sind den oben beschriebenen im wesentlichen ähnlich und es können damit die gleichen Wirkungen erzielt werden, wie oben beschrieben worden ist.42 and 43 show another embodiment, in which the attachment portion 35a of the wing 7 is in one piece be cast with a front edge portion 48 which has a rotary shaft 47 for supporting the rudder blade 13. Other constructions are substantially similar to those described above, and the same effects can be obtained as described above.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausbildung begrenzt; es können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The method of the present invention is not limited to the configuration described above; it can various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Steuerruders mit Flügeln weist die folgenden Wirkungen, Merkmale und Vorteile auf:The inventive method for producing the The winged rudder has the following effects, features and advantages:

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I. Da die Lagerwelle des Sleuerruderblattes und der Ansatzabschnitt des Flügels in einem Gießprozess einteilig ausgebildet werden, kann die Einbaugenauigkeit merklich verbessert werden.I. Since the bearing shaft of the thruster blade and the Attachment portion of the wing can be formed in one piece in a casting process, the installation accuracy can noticeably improved.

II .Da der Randabschnitt des Flügels ebenfalls durch einen Gießprozess hergestellt wird, kann die Formgenauigkeit merklich verbessert werden.II. Because the edge section of the wing also through a casting process is made, the shape accuracy can noticeably improved.

III: Daraus ergibt sich, daß die Wirkungsweise des Flügels sichergestellt werden kann. Außerdem kann die mechanische Festigkeit des Flügels verbessert werden.III: It follows that the operation of the wing can be ensured. In addition, the mechanical Strength of the wing can be improved.

IV. Der Rahmen des Flügels wird durch einen Präzisionsguß hergestellt, so daß die Herstellung vereinfacht und die Zahl der Herstellüngsschritte reduziert werden kann. .IV. The frame of the wing is made by precision casting, so that the manufacture is simplified and the number of manufacturing steps can be reduced. .

Es wird drauf hingewiesen, daß das Steuerruder mit Flügeln und das Verfahren zur Her«toilung- desselben nicht § auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ι ist, und daß die vorliegende Erfindung genau so gut bei Steuerrudern angewandt werden kann, welche hinter Doppel- oder Mehrfach-Schiffsschrauben angeordnet sind. Desgleichen können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is pointed out that the rudder with wings and the procedure for producing it do not. limited to the embodiments described above ι and that the present invention can just as well be applied to rudders which are aft Double or multiple propellers are arranged. Likewise, various changes can be made without departing from the scope of the present invention leaving.

Die Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden:The effects, features and advantages of the present invention can be summarized as follows:

1. Der Flügel ist im rechten Winkel zur vertikalen Hauptwelle angeordnet, so daß die Rotationsenergie des Schraubenstrahles sehr wirksam in einen Vor-1. The wing is at right angles to the vertical Main shaft arranged so that the rotational energy of the screw beam very effectively in a front

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triobsschub umgewandelt, werden kann. Daraus folgt, daß die Leistung der Hauptantriebsmaschine' reduziert werden kann, bzw. daß der Brennstoffverbrauch •verkleinert werden kann. Das heißt, es kann eine Energie-Einsparung erreicht werden.triobsschub converted, can be. It follows that the power of the main engine 'can be reduced, or that the fuel consumption • Can be made smaller. That is, an energy saving can be achieved.

2. Die Zusatzflügel können in einfacher Weise an vorhandenen Steuerrudern befestigt werden, so daß die vorliegende Erfindung :in einem weiten Einsatzfeld angewandt werden kann.2. The additional wings can easily be attached to existing ones Rudders are attached, so that the present invention: In a wide field of application can be applied.

3. Die Kanten der Zusatzflügel und die Verbindungen zwischen den Haupt- und Zusatzflügeln werden durch einen Gießprozess hergestellt, so daß dünne Zusatzflügel mit einem hohen Genauigkeitsgrad hergestellt und sicher an den Hauptflügeln- befestigt werden können. Damit kann eine zufriedenstellende Wirkungsweise der Zusatzflügel sichergestellt werden.3. The edges of the auxiliary wings and the connections between the main and auxiliary wings are through a Casting process made so that thin additional wings are made with a high degree of accuracy and can be securely attached to the main wing. A satisfactory mode of operation of the additional wings can thus be ensured.

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0101

Claims

24001-70 / pf PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DIETER LOUIS Dii Dipi.-phv ^ cLAusPOHLAu ■ Q / ιηα / η Dipl.-lng. Fr Af- "^ LOM-IiNT ^ O ^ IU Ci M · U ι." - .; · .....: --- JiI aSOQ_ μ: ..> · ..; ■ 3 JkG 20 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha No.2-1,2-chome, Ote-machi Chiyoda-ku Tokyo-to Japan

1. Steering rudder with a main wing that is behind a
Propeller is antjeorcinoL and which extends substantially perpendicularly,

characterized,
that on the main wing (5,6,13) additional wing (7,8,8 *
10,11,18) are attached, which protrude at an angle from the main wing (5,6,13).

2. Steering rudder according to claim 1, characterized in that the additional wing (7,8,8 ') in relation to the main wing

(5,6,13) protrude essentially horizontally and over the axis of rotation (j) of the propeller are arranged.

3. Steering rudder according to claim 1, characterized in that the additional wing (7,8,8 ') in relation to the main wing (5,6,13) standing away essentially horizontally, and that the additional wings (7,8,8 ') on the port side and at the tax port in relation to the vertical

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cal direction in opposite directions' are twisted.

4. Steering rudder according to claim 1, characterized in that each of the additional wings (7,8,8 * 10,11,18) is the main wing (5,6,13) crosses such that a tip section (40) of the auxiliary wing (7,8,8 ', 10,11,18) in With respect to its neck portion (35) extends obliquely upwards.

5. rudder according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the main wing (5,6,13) comprises a rudder blade (20) and a rudder horn (22), wherein the rudder horn (22) supports the rudder blade (20) and to the front of the rudder blade (20) is arranged, and the additional wing

(7) cross with the rudder horn (22).

6. A method of manufacturing a rudder having a substantially vertical, aft of a propeller arranged main wing and angled additional wing attached to the main wing includes, marked by one-piece casting of a shoulder portion (35) of each auxiliary wing (7,8,8 ', 10,11,18) and one part of the main wing - (5, 6,1 3) forming control rudder horn (22), casting an edge portion of each additional wing (7, 8,8 ', 10,11,18) with the exception the attachment section (35), welding together the attachment section (35) and the edge section (36), and welding of steel wing covering plates (37) which form the upper and lower wing covering each additional wing (7 / 8,8 ', 10,11,18) on the attachment section (35) and on the edge section (36).

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