DE3607600A1 - High-speed hull - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochgeschwindig keits-Bootskörper nach dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.The invention relates to a high speed speed hull according to the preamble of the patent saying 1.
Ein solcher Bootskörper wird mit zunehmender Geschwin digkeit zunehmend aerodynamisch von Luft getragen. Der Luftwiderstand ist ca. 780mal geringer als der Wasser widerstand. Es sind daher zahlreiche Versuche bekannt geworden, Boote dadurch schneller zu machen, daß man Luft unter den Bootskörper bringt, um so den Fahrwider stand im Wasser zu verringern (Luftkissenboote, Stau flügelboote, Lüftungskanäle etc.).Such a hull becomes with increasing speed increasingly aerodynamically carried by air. The Air resistance is about 780 times less than the water resistance. Numerous attempts are therefore known become faster by making boats Air brings under the hull, so the driving resistance standing in the water to decrease (hovercraft, traffic jam wing boats, ventilation ducts etc.).
Die meisten bekannten Lösungen sind motorgetriebene Boote, bei denen keine Krängungskräfte auftreten. Bei glattem Wasser oder mäßigem Wellengang funktionieren diese Boote gut und erreichen hohe Geschwindigkeiten. Bei hohem Wellengang oder starken Krängungskräften ist ihre Form eher nachteilig, so daß sie in der Regel nicht mehr einsetzbar oder sehr viel langsamer als her kömmliche Boote sind.Most of the known solutions are motor driven Boats with no heeling forces. At smooth water or moderate swell work these boats do well and reach high speeds. With high swell or strong heeling forces their shape rather disadvantageous, so they usually no longer usable or much slower than before are conventional boats.
Es sind weiterhin windgetriebene Boote bekannt gewor den, bei denen an herkömmlichen Schiffskörpern aero dynamische Tragflächen oberhalb der Wasserlinie ange bracht sind. Diese Tragflächen sollen dazu dienen, ei nen Teil des Schiffsgewichtes aerodynamisch zu tragen und damit das auf das Wasser drückende Gewicht zu ver mindern. Tatsächlich ist der aerodynamische Auftrieb jedoch recht gering. Denn einmal sind die Tragflächen viel zu klein im Verhältnis zum Gesamtgewicht der Boote, zum anderen wird die notwendige Minimalgeschwin digkeit in der Regel nicht erreicht. So baut sich an einer Tragfläche in freier Strömung erst ab ca. 40 km/h eine tragfähige Strömung auf.Wind-powered boats have also become known the ones that have aero on conventional hulls dynamic wings above the waterline are brought. These wings are designed to serve egg to carry a part of the ship's weight aerodynamically and thus ver the weight pressing on the water reduce. In fact, the aerodynamic buoyancy however, quite low. Because once are the wings much too small in relation to the total weight of the Boats, on the other hand, the necessary minimum speed usually not reached. This is how it grows a wing in free flow only from about 40 km / h a stable flow.
Bei den bekannten Lösungen sind auch die Tragflügel meist hoch über der Wasserlinie angeordnet, um Wasser berührungen zu vermeiden, die bei der verwendeten Flü gelgeometrie stark bremsend wirken würden. Diese Flü gelanordnung hat den Nachteil, daß der günstige Boden oder Stauflügeleffekt nicht ausgenutzt werden kann, bei dem sich dicht über der Wasserfläche schon bei we sentlich geringeren Geschwindigkeiten ein tragfähiges Luftpolster bildet. Um diesen Effekt optimal zu nutzen, müssen die Tragflächen dicht an die Wasseroberfläche gebracht werden und beim Start mit ihren Seiten- und Hinterkanten einen geschlossenen Stauraum bilden.The wings are also in the known solutions mostly placed high above the waterline to water to avoid touching the flü used gel geometry would have a strong braking effect. This flight Gel arrangement has the disadvantage that the cheap floor or the damper effect cannot be used, where close to the water surface already at we significantly lower speeds a viable Air cushion forms. To make the most of this effect, the wings must be close to the water surface brought and at the start with their side and Form a closed storage space at the rear edges.
Weitere Probleme, die dann auftreten, wenn das Boot zunehmend von Luft getragen wird, sind die Steuerung und die Stabilität, insbesondere um die Querachse. Die motorgetriebenen Lösungen benutzen hier aufwendige aerodynamische Ruder, wie bei Flugzeugen, oder nutzen aerodynamische Stabilisierungseffekte aus (Tandemflü gel). Die segelgetriebenen Lösungen machen hierzu in der Regel keine Angaben, weil das Problem erwartungsge mäß nicht auftritt, oder es werden ebenfalls aufwendige aerodynamische Steuermechanismen vorgeschlagen, wie z.B. in der US-PS 14 63 397.Other problems that occur when the boat The controls are increasingly carried by air and stability, especially around the transverse axis. The motor-driven solutions use complex ones aerodynamic rudders, such as in aircraft, or use aerodynamic stabilization effects from (tandem flow gel). The sail-driven solutions do this in usually no information because the problem is expected moderately does not occur, or it also becomes complex aerodynamic control mechanisms proposed as e.g. in U.S. Patent 1,463,397.
Außerdem lassen diese segelgetriebenen Lösungen auf grund ihrer Formgebung nicht erwarten, daß die für aerodynamischen Auftrieb notwendigen Geschwindigkeiten überhaupt erreicht werden. Der krängungsbedingte Was serwiderstand verhindert allemal bereits den Übergang von der Verdrängerfahrt in die hydrodynamische Gleit fahrt.In addition, these sail-driven solutions leave because of their shape, do not expect that for aerodynamic lift necessary speeds can be achieved at all. The heel-related what Water resistance already prevents the transition from displacement to hydrodynamic sliding journey.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfa chen Bootskörper der gattungsgemäßen Art anzugeben, der in der Lage ist, starke Krängungskräfte aufzufan gen sowie rasch und kontinuierlich von der Verdränger fahrt über Gleitfahrt in einen überwiegend aerodyna misch getragenen Gleitzustand und zurück zu wechseln, und der auch im aerodynamisch getragenen Gleitzustand stabil und mit einfachen Mitteln steuerbar bleibt.The invention has for its object a simple chen hull of the generic type to specify who is able to absorb strong heeling forces gene as well as quickly and continuously from the displacer takes a glide ride in a predominantly aerodyna to change the mixed sliding state and back, and also in the aerodynamically carried sliding state remains stable and controllable with simple means.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst. Bei dieser Ausbildung erhält der gesamte Boots körper eine Form, in der er, je nach Geschwindigkeit, abwechselnd als Verdrängerschiff, als Gleitboot und als aerodynamisch tragender Deltaflügel wirkt. Die vom Segeldruck erzeugten Krängungskräfte werden in erster Linie durch Verlagerung des Pilotengewichtes aufgefan gen. Die extrem breite Form gibt dem Piloten einen lan gen Hebel zur Kippachse. Zusätzliche Krängungskräfte werden dadurch aufgefangen, daß mit zunehmender Krän gung ein zunehmender Teil der leeseitigen Tragfläche ins Wasser gedrückt wird und sie so hydrostatisch bzw. bei Fahrt durch ihre Formgebung hydrodynamisch der Krängung entgegenwirkt. In Verbindung mit der konkaven Ausbildung der Unterseite ergibt sich ein schnelles Auswandern des Auftriebsschwerpunktes und eine rasche Auftriebszunahme und damit hohe Stabilität. Bei Krän gung erhält nur derjenige Teil im Bereich von Flügel wurzel und Flügelspitze Wasserkontakte, der zum Auf trieb nötig ist. Dennoch bleibt der mittlere Bereich für Luftströmung frei. According to the invention, this object is achieved by the drawing part of claim 1 specified training solved. With this training, the entire boat receives body a shape in which, depending on the speed, alternately as a displacement ship, as a gliding boat and acts as an aerodynamically supporting delta wing. The ones from Heeling forces generated by sail pressure are first Line caught by shifting the pilot's weight The extremely wide shape gives the pilot a lan lever to the tilt axis. Additional heeling forces are absorbed by the fact that with increasing cranes an increasing part of the leeward wing is pushed into the water and thus hydrostatic or when driving through its shape hydrodynamically the Counteracts heeling. In conjunction with the concave Training the bottom results in a quick Emigration of the center of gravity and a quick Increased buoyancy and thus high stability. With Krän Only the part in the area of the wing is used root and wing tip water contacts, which to open drive is necessary. Nevertheless, the middle area remains free for air flow.
In Verbindung mit dem schmalen Bootskörperteil entlang der Längsachse der Unterseite ist eine rasche Verdrän gerfahrt möglich.Along with the narrow hull part the longitudinal axis of the underside is rapidly displaced possible.
Der schmale Bootskörperteil geht in seinem unteren Be reich in eine tiefliegende Kielflosse über. Diese be wirkt Richtungsstabilität und sorgt dafür, daß auch in der aerodynamischen Gleitphase Wasserkontakt und ein Lateraldruckpunkt erhalten bleibt. Bei langsamer Verdrängerfahrt und entsprechender Schwerpunktlage lie gen die Hinterkanten der Tragflächen teilweise auf der Wasseroberfläche auf. Mit zunehmender Fahrt erzeugen die Tragflächen hydrodynamischen Auftrieb. Durch die negative Pfeilung der Hinterkanten nimmt dabei die be netzte Gleitfläche rasch ab. Gleichzeitig baut sich unter den Tragflächen ein Luftkissen aus gestauter Luft auf, weil die Luft hinten und seitlich nicht so schnell abfließen kann, wie sie vorne zuströmt. Die Schwimmer an den Flügelenden wirken dabei wie Endscheiben an Stauflügeln. Mit weiter zunehmender Geschwindigkeit wird aufgrund der aerodynamischen Profilierung des ge samten Bootskörpers eine zusätzliche Saugwirkung an der Oberseite des Bootes wirksam, so daß es zunehmend aerodynamisch getragen und aus dem Wasser gehoben wird. Dies ergibt eine entsprechende Verringerung des Wider standes.The narrow part of the hull goes in its lower part rich in a deep keel fin. These be acts directional stability and ensures that too in the aerodynamic sliding phase water contact and a lateral pressure point is retained. At slower Displacement and corresponding center of gravity lie the trailing edges of the wings partially on the Water surface on. Generate with increasing speed the wings are hydrodynamic buoyancy. Through the negative arrowing of the rear edges takes the be wet sliding surface quickly. At the same time it is building under the wings there is an air cushion made of stagnant air on because the air is not as quick behind and to the side can flow away as it flows in front. The swimmers at the wing ends act like end disks Jam wings. With increasing speed is due to the aerodynamic profiling of the ge entire hull an additional suction the top of the boat takes effect, making it progressively aerodynamically carried and lifted out of the water. This results in a corresponding reduction in the cons befitting.
Dabei wird der aerodynamische Auftrieb nur so groß, daß sich das Fahrzeug normalerweise nicht aus dem Bo deneffektbereich löst, sondern dicht über der Wasser oberfläche "flairt", so daß Kielflosse und Ruder Was serkontakt behalten.The aerodynamic lift is only so great that the vehicle does not normally leave the Bo the effect area dissolves, but close above the water surface "flirt", so that keel fin and rudder What keep in touch.
Die speziellen aerodynamischen Eigenschaften des Delta bzw. Rogalloflügels, dem diese Formgebung etwa ent spricht, bewirken eine weitgehende aerodynamische Selbststabilisierung über der Wasseroberfläche, so daß der kielförmige mittlere Bootskörperteil, der einem Mittelrumpf entspricht, im Wasser nur noch Führungs funktion und keine Auftriebsfunktion mehr hat. Haupt grund für den selbststabilisierenden Effekt ist die Tatsache, daß bei Deltaflügeln starker Pfeilung bei zunehmendem Anstellwinkel der Auftrieb zunächst an der Spitze abnimmt und an den Flügelenden zunimmt. Ab- und zunehmender Staudruck im hinteren Bereich der Untersei te und ab- und zunehmender Auftrieb an der Vorderkante bewirken wechselseitig eine Stabilisierung. Der Druck mittelpunkt des Gesamtauftriebs verschiebt sich während der Fahrt ständig. Durch Gewichtsverlagerung und Segel stellung hat der Pilot die Möglichkeit, sich ständig dem Gleichgewichtszustand anzunähern.The special aerodynamic properties of the Delta or Rogallo wing, about which this design ent speaks, cause a largely aerodynamic Self-stabilization above the water surface, so that the keel-shaped middle part of the hull, which one Middle hull corresponds, in the water only guide function and no longer has a buoyancy function. Main the reason for the self-stabilizing effect is The fact that with delta wings there is strong sweeping increasing angle of attack the lift initially at the Tip decreases and increases at the wing tips. Off and increasing back pressure in the lower part of the lower part of the river and increasing and decreasing buoyancy on the leading edge mutually stabilize. The pressure center of total buoyancy shifts during the drive constantly. By shifting weight and sailing position, the pilot has the opportunity to constantly to approximate the state of equilibrium.
Für den erfindungsgemäßen Bootskörper sind verschiedene Bauweisen mit unterschiedlichen Materialien möglich. Zerlegbare oder auch mit Stoff bespannte und faltbare Ausführungen, wie sie im Drachenbau Verwendung finden, sind für Transport und Lagerung besonders vorteilhaft.For the hull according to the invention there are different ones Construction methods with different materials possible. Can be disassembled or covered with fabric and foldable Versions as used in kite construction are particularly advantageous for transport and storage.
Ober- und Unterseite des Bootskörpers können genau gleich und symmetrisch zu einer Horizontalebene ausge führt sein, wobei auf beiden Seiten Mastaufnahmen vor gesehen sein können. Dies hat einmal fertigungstech nisch den Vorteil, daß man mit nur einer Form zwei gleiche Halbschalen bauen kann, die zu Ober- und Unter seite verbunden werden. Der andere Vorteil besteht da rin, daß man das Boot gleichermaßen auf beiden Seiten segeln kann. Bei breiten Booten und insbesondere bei Mehrrumpfbooten besteht immer das Problem, daß sie im durchgekenterten Zustand nur sehr schwer wieder umzu drehen sind. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform muß der Bootskörper nach dem Kentern nicht wieder umge dreht werden. Es wird einfach der Mast mit dem Segel aus der Masthalterung gelöst und auf der neuen Obersei te wieder aufgestellt. Das Lösen des Mastes erfolgt zweckmäßigerweise von der Gegenseite bzw. bei einem verstagten Rigg in bekannter Weise durch einfaches Lö sen der Wanten, die zweckmäßig an den Außenkanten bzw. Flügelenden angeschlagen sind.The top and bottom of the hull can be exactly equal and symmetrical to a horizontal plane leads be, with mast recordings on both sides can be seen. This has manufacturing tech once nisch the advantage that you can use only one form two can build the same half-shells, the upper and lower side. The other advantage is there rin that the boat is equally on both sides can sail. For wide boats and especially for Multi-hull boats always have the problem that they are in the capsized condition very difficult to move again are turning. In the embodiment according to the invention the hull does not have to be reversed after capsizing be rotated. It simply becomes the mast with the sail detached from the mast holder and on the new upper egg set up again. The mast is released expediently from the opposite side or at one rigged rig in a known manner by simply loosening them sen the shrouds, which are appropriate on the outer edges or Wing ends are struck.
Die Erfindung erweist sich für weitere Bereiche als fruchtbar. Ausgehend von der Grundidee, einen aerodyna misch ausgeformten Rogalloflügel als Bootskörper zu verwenden, ergeben sich zahlreiche vorteilhafte Anwen dungsmöglichkeiten für einen solchen Bootskörper. Vor teilhaft ist der erfindungsgemäße Bootskörper für den Antrieb durch eine Luft- oder Wasserschraube. Herkömm liche Motorboote springen bei Wellen und hoher Ge schwindigkeit von der Wasseroberfläche hoch. Ihres tra genden Mediums beraubt, fallen sie dann mit harten Stößen auf die Wasserfläche zurück. Dies führt zu star ken Belastungen und reduzierten Geschwindigkeiten. Da die erfindungsgemäße Form des Bootskörpers diese Nach teile vermeidet, eignet sie sich auch für motorgetrie bene Boote.The invention proves to be suitable for other areas fruitful. Based on the basic idea, an aerodyna mixed shaped Rogallo wings as boat hull use, there are numerous advantageous applications possibilities for such a hull. Before the boat hull according to the invention for the Driven by an air or water screw. Conventional Liche motor boats jump in waves and high Ge speed from the water surface high. Your tra deprived of the medium, they then fall with hard Bumps back onto the water surface. This leads to star low loads and reduced speeds. There the shape of the hull according to the invention this after avoids parts, it is also suitable for motor transmission bene boats.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht da rin, Schwert und Ruder bei dem erfindungsgemäßen Boots körper als drehbare diskusförmige Scheiben auszubilden, die sich bei hohen Geschwindigkeiten besonders bewährt haben und z.B. in der DE-OS 29 22 379 angegeben sind. Besonders vorteilhaft ist diese Schwert- und Ruderaus legung für die vorgeschlagene symmetrische Form des erfindungsgemäßen Bootskörpers.Another advantageous embodiment is there rin, sword and oar in the boots according to the invention to form bodies as rotatable disc-shaped disks, which has proven particularly effective at high speeds have and e.g. are specified in DE-OS 29 22 379. This sword and rudder is particularly advantageous for the proposed symmetrical form of the hull according to the invention.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bootskörpers besteht in der Ausführung als Flugzeugschwimmer.Another advantageous embodiment of the inventions hull according to the invention consists in the execution as an aircraft swimmer.
Herkömmliche Flugzeugschwimmer müssen aus der hydrody namischen Gleitphase heraus abheben. Der dabei entste hende Abtrieb auf der Schwimmerunterseite bewirkt das gefürchtete "Kleben" am Wasser. Als Lösung sind aufwen dige Bauweisen (Stufen) erforderlich. Das Steuern auf der Stufe ist schwierig. Es kommt zu Sprüngen mit ent sprechenden Belastungen. Der erfindungsgemäße Bootskör per als Flugzeugschwimmer hebt dagegen von dem aufge stauten Luftpolster ab. Er benötigt daher viel kürzere Startstrecken bzw. geringere Motorkräfte, Sprünge mit entsprechenden Belastungen werden vermieden. Weiterhin ist dieser Flugzeugschwimmer auch im Fluge günstiger. Er erzeugt geringeren Widerstand als herkömmliche Schwimmer und trägt im Fluge zum Auftrieb bei.Conventional aircraft swimmers have to get out of the hydrody Take off the Named sliding phase. The result Downforce on the underside of the float does this dreaded "sticking" to the water. As a solution are Construction methods (levels) required. Steering on the stage is difficult. There are jumps with ent speaking burdens. The boat lure according to the invention as an aircraft swimmer, on the other hand, picks up from that jammed air cushions. It therefore needs much shorter ones Starting distances or lower engine forces, jumps with corresponding burdens are avoided. Farther this plane float is cheaper in flight. It produces less resistance than conventional ones Swimmer and contributes to buoyancy in flight.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Bootskörpers ist die Anbringung zusätzlicher aerodynamischer Flächen im Heck- oder Bug bereich mit entsprechenden aerodynamischen Rudern. In Verbindung mit einer Kanzel und einem Schubpropeller ergibt sich so ein voll flugtaugliches Wasserflugzeug mit einer sehr günstigen, widerstandsarmen Form. Die ringförmige Grundkonstruktion ermöglicht eine sehr leichte und stabile Bauweise mit geringer Spannweite. Das Flugzeug ist in der Lage, nach Art der Stauflügel boote, selbststabilisierend im Bodeneffekt über große Strecken sehr wirtschaftlich zu fliegen. Im Falle einer Notwasserung wäre es sogar noch segelfähig.Another advantageous design option the hull of the invention is the attachment additional aerodynamic surfaces in the stern or bow area with appropriate aerodynamic rudders. In Connection with a pulpit and a thrust propeller the result is a fully airworthy seaplane with a very cheap, low-resistance shape. The ring-shaped basic construction enables a very lightweight and stable construction with a small span. The aircraft is capable of sorting the tailgate boats, self-stabilizing in the floor effect over large To fly routes very economically. In case of a Ditching would make it even more sailable.
Die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 13 bis 16 angegebenen Ausführungsformen sind besonders vorteil haft. Die dreieckige Grundform des erfindungsgemäßen Bootskörpers ermöglicht die Anordnung dreier Masten zu einer stabilen dreiseitigen Pyramide, in deren Spitze das Pilotengewicht aufgehängt werden kann. Dies ermöglicht dem Piloten eine rasche, von Masten unbehin derte Verlagerung seines Körpergewichts im Schwerpunkt bereich. Dies verbessert die Möglichkeit der Schwer kraftsteuerung, auch wenn sich das Fahrzeug von der Wasserfläche löst. Der Wegfall der Krängungskräfte er fordert in diesem Fall eine rasche Verlagerung des Kör pergewichtes.The in the characterizing part of claims 13 to 16 specified embodiments are particularly advantageous arrested. The triangular basic shape of the invention Boat hull allows the arrangement of three masts to a stable three-sided pyramid, in whose Top the pilot weight can be hung. This enables the pilot to move quickly, unaffected by masts changed his body weight in the center of gravity Area. This improves the possibility of heavy power control, even if the vehicle moves away from the Water surface dissolves. The loss of heeling forces in this case requires a quick shift of the body perweight.
Die pyramidenförmige Anordnung der Masten macht eine Verstagung überflüssig und ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anbringung der Segel. Die Neigung der Ma sten in der Vertikalen bewirkt, daß die von der Luft strömung bewirkte Zugkraft der Segel nicht horizontal in Fahrtrichtung wirkt, sondern in Fahrtrichtung schräg nach oben bzw. unten, also mit einer Auf- bzw. Ab triebskomponente. So bewirkt das Vorsegel im Bugbereich eine vorteilhafte Auftriebskomponente, die um so größer ist, je mehr das Segel ausgestellt wird. Dies ermög licht es, auf einfache Weise den Auftrieb im vorderen Bereich durch richtige Segelstellung zu regulieren und ein aerodynamisches Gleichgewicht beim "Flairen", d.h. beim Flug im Bodeneffekt, herzustellen. An den hinteren Segeln bewirkt die Mastneigung am Luvsegel eine Ab triebskomponente und am Leesegel eine Auftriebskompo nente. Da beide Kräfte der Krängung entgegenwirken, ist dieser Effekt ebenfalls besonders vorteilhaft.The pyramid-shaped arrangement of the masts makes one Surgery is superfluous and enables a special advantageous attachment of the sails. The slope of the Ma Most vertical causes that of the air current does not cause the sails to pull horizontally acts in the direction of travel, but obliquely in the direction of travel up or down, i.e. with an up or down drive component. This is how the headsail works in the bow area an advantageous buoyancy component, the bigger the more the sail is issued. This enables light it, in a simple way the lift in the front Regulate area by proper feathering and an aerodynamic balance when "flairing", i.e. when flying in the ground effect. To the rear Sailing causes the mast slope on the windward sail to drop drive component and a buoyancy compo on the lee sail nente. Since both forces counteract the heel, this effect is also particularly advantageous.
Die beiden hinteren Segel ermöglichen eine Steuerung um die Hoch- und Längsachse, und sie wirken zusammen mit dem Vorsegel strömungsgünstig schlitzbildend. Es zeigt sich, daß die vorteilhafte Ausbildung des erfin dungsgemäßen Bootskörpers mit dem vorgeschlagenen Mast system eine überraschend einfache Steuerungsmöglichkeit des "fliegenden" Bootes um alle drei Achsen ergibt, und zwar sowohl aerodynamisch als auch gewichtskraft gesteuert.The two rear sails allow control around the vertical and longitudinal axes, and they work together aerodynamically slit-forming with the foresail. It shows that the advantageous training of the inventions hull according to the invention with the proposed mast system a surprisingly simple control option of the "flying" boat around all three axes, both aerodynamic and weight controlled.
In Verbindung mit einer Luftschraube als Hybridfahrzeug ist eine solche Anordnung ebenfalls besonders vorteil haft. Das durch die Luftschraube einmal in Fahrt ge brachte Fahrzeug macht sich, wie bei einem Eissegler, "den eigenen Wind", indem der entsprechende Fahrtwind an den Segeln zusätzlichen Vortrieb liefert.In conjunction with an airscrew as a hybrid vehicle such an arrangement is also particularly advantageous arrested. The ge propeller once in motion brought vehicle makes itself, like an ice sailor, "your own wind" by the appropriate wind provides additional propulsion on the sails.
Dieser Effekt, zusammen mit dem reibungsarmen Flug im Bodeneffekt, macht den erfindungsgemäßen Bootskörper zu einem extrem wirtschaftlichen und sicheren Wasser fahrzeug, das bei sehr geringem Kraftstoffverbauch und relativ hoher Geschwindigkeit sehr große Strecken zu rücklegen kann.This effect, together with the low-friction flight in the Soil effect, makes the hull according to the invention to an extremely economical and safe water vehicle that uses very little fuel and relatively high speed very long distances can travel.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nach stehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungs beispiele näher beschrieben. Es zeigen:The invention and its developments are based on standing based on the drawing of preferred execution examples described in more detail. Show it:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Bootskörper in Drauf sicht, Fig. 1 a view of the hull according to the invention in plan,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Bootskörpers nach Fig. 1, Fig. 2 is a schematic side view of the hull of FIG. 1,
Fig. 3 Längsschnitte A-A, B-B, C-C durch den Bootskör per nach Fig. 1, Fig. 3 are longitudinal sections AA, BB, CC by the Bootskör by FIG. 1,
Fig. 4 eine schematische perspektivische Vorderansicht des Bootskörpers nach Fig. 1, Fig. 4 is a schematic front perspective view of the hull of FIG. 1,
Fig. 5 eine schematische perspektivische Rückansicht des Bootskörpers nach Fig. 1, Fig. 5 is a schematic rear perspective view of the hull of FIG. 1,
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer symmetri schen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bootskörpers mit Scheibenrudern und umsteckbarem verstagtem Rigg, Fig. 6 is a schematic side view of an embodiment of a SYMMETRI's hull according to the invention with disc rowing and umsteckbarem verstagtem Rigg,
Fig. 7 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bootskörpers mit einer Mastanordnung in Pyramidenform und daran aufge hängten Segeln, Fig. 7 is a side view of a third embodiment of a hull according to the invention with a mast assembly in a pyramid shape and be attached thereto sailing,
Fig. 8 eine schematische perspektivische Darstellung des Bootskörpers mit Mastanordnung in Pyrami denform und daran aufgehängten Segeln nach Fig. 7, Fig. 8 is a schematic perspective view of the hull with mast assembly in Pyrami denform thereto and suspended sail to Fig. 7,
Fig. 9 eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Bootskörpers mit einer Mastanordnung in Pyramidenform, daran hängendem Piloten und einem Motor mit Luft schraube und Fig. 9 is a schematic perspective view of another boat hull according to the invention with a mast arrangement in pyramid shape, hanging pilot and a motor with air screw and
Fig. 10 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bootskörpers mit zu sätzlicher Tragfläche im Heckbereich, Motor und Kanzel. Fig. 10 is a schematic perspective view of a hull according to the invention with additional wing in the stern area, engine and pulpit.
Nach Fig. 1 hat der Bootskörper in Draufsicht Delta form, eine Nase 1 mit einem Nasenwinkel von ca. 90°, in Längsrichtung verlaufende Stützschwimmer 2 und 3 an den Flügelenden sowie eine negativ gepfeilte Hinter kante 4.According to Fig. 1 of the hull in plan view has the form Delta, a nose 1 having a nose angle of approximately 90 °, extending in the longitudinal direction support floats 2 and 3 on the wing tips, and a negatively swept trailing edge 4.
Die beiden mittleren gestrichelten Linien in Fig. 1 begrenzen ein horizontales Schnittprofil eines schmalen Bootskörperteils 5 im Unterwasserbereich. Die Stütz schwimmer 2 und 3 und der Bootskörperteil 5 begrenzen nach den Fig. 4 und 5 konkave Luftkanäle 6 und 7 und gehen stetig in diese über.The two middle dashed lines in FIG. 1 delimit a horizontal sectional profile of a narrow hull part 5 in the underwater area. The support floats 2 and 3 and the hull part 5 delimit concave air channels 6 and 7 according to FIGS. 4 and 5 and pass continuously into them.
Die Seitenansicht nach Fig. 2 und Fig. 4 und 5 zeigen, daß der Bootskörperteil 5 unter der Wasseroberfläche 8 liegt und die Stützschwimmer 2 und 3 auf der Wasser oberfläche 8 aufliegen.The side view of Fig. 2 and Fig. 4 and 5 show that the hull part 5 is below the water surface 8 and the support floats 2 and 3 rest on the water surface 8 .
Nach Fig. 3 sind die Profile der vertikalen Schnitt flächen der Längsschnitte A-A, B-B und C-C aerodyna misch, wobei die Sehne des Profils der Schnittfläche des nahe bei dem Flügelende liegenden Längsschnitts A-A gegenüber der Wasserlinie (8) von hinten nach vorn leicht abfallend, die Sehne des Profils der Schnitt fläche des in der Mitte eines Luftkanals liegenden Längsschnitts B-B parallel zur Wasserlinie und die Sehne des Profils der Schnittfläche des nahe beim Bootskörperteil 5 liegenden Längsschnitts C-C von hin ten nach vorn leicht ansteigend verläuft.According to Fig. 3, the profiles of the vertical cut surfaces of the longitudinal cuts AA, BB and CC are aerodynamically mixed, the chord of the profile of the cut surface of the longitudinal cut AA lying close to the wing end relative to the water line ( 8 ) falling slightly from the back to the front Tendon of the profile of the cut surface of the longitudinal section BB lying in the middle of an air duct parallel to the water line and the chord of the profile of the cut surface of the longitudinal section CC lying close to the hull part 5 runs slightly rising from the rear to the front.
Wie die Fig. 4 und 5 erkennen lassen, ist der Bootskör perteil 5 kielförmig, wobei die Steigung der Flanken des Bootskörperteils 5 zur Mitte hin stetig zunimmt.As can be seen in FIGS . 4 and 5, the boat body part 5 is keel-shaped, the slope of the flanks of the boat body part 5 increasing steadily towards the center.
In Ruhestellung schwimmt der deltaförmige Bootskörper nach den Fig. 1 bis 5 auf den Stützschwimmern 2 und 3 an den Flügelenden sowie dem eingetauchten schmalen Bootskörperteil 5 im Mittelbereich. Bei Fahrt wird bei derseits des schmalen Bootskörperteils 5 eine Bugwelle erzeugt, die durch die konkaven Luftkanäle 6 und 7 ein gekammert wird. Dabei wirken die Flächen der Luftkanäle 6 und 7 wie hydrodynamische Gleitflächen. Das Boot gleitet gewissermaßen auf der selbst erzeugten Bugwel le, deren Kreisbewegung zum Auftrieb genutzt wird. Da bei wird Energie wiedergewonnen, und das Boot muß nicht erst, wie bei herkömmlichen Gleitern, die selbst er zeugte Bugwelle hinauffahren, sondern wird gleichsam automatisch auf die Bugwelle gehoben.In the rest position, the delta-shaped hull according to FIGS. 1 to 5 floats on the support floats 2 and 3 at the wing ends and the submerged narrow hull part 5 in the central region. When driving, a bow wave is generated on the side of the narrow hull part 5 , which is chambered by the concave air channels 6 and 7 . The surfaces of the air channels 6 and 7 act like hydrodynamic sliding surfaces. The boat glides, so to speak, on the self-generated bow wave, the circular movement of which is used for buoyancy. Since energy is recovered, and the boat does not have to go up, as with conventional gliders, the bow wave it generates, but is automatically lifted onto the bow wave.
Mit zunehmender Geschwindigkeit hat der kielförmige Bootskörper 5 nur noch die Funktion einer Lateralflä che und keine Auftriebsfunktion mehr. Diese wird zu nächst hydrodynamisch von den durch die Luftkanäle 6 und 7 gebildeten Gleitflächen, sodann von der gestau ten Luft unter diesen Flächen und schließlich zusätz lich von der Saugwirkung der Luft an der Oberseite des Bootskörpers übernommen. With increasing speed, the keel-shaped hull 5 has only the function of a lateral surface and no longer a buoyancy function. This is first hydrodynamically from the sliding surfaces formed by the air channels 6 and 7 , then from the stowed air under these surfaces and finally additional Lich from the suction of the air on the top of the hull.
Der Bootskörper nach Fig. 6 ist symmetrisch in bezug auf eine horizontale Mittelebene. Der schmale Bootskör perteil 5 in der Längsachse des Bootskörpers ist auf dessen Ober- und Unterseite gleich geformt, ebenso die Luftkanäle 6 und 7 sowie die Stützschwimmer 2 und 3 an den Flügelenden. Eine diskusförmige, um eine hori zontale Achse drehbare Scheibe 9 in der Mitte des Bootskörpers dient als Schwert und eine drehbare Schei be 10 am Heck als Ruder. Ein mittlerer Mast 11 ist mit Wanten 12 verstagt, die an den Flügelenden 13 aufge hängt sind. Eine Mastfußaufnahme 14 ist ebenfalls auf Ober- und Unterseite des Bootskörpers gleich.The boat body according to Fig. 6 is symmetrical with respect to a horizontal center plane. The narrow Bootskör perteil 5 in the longitudinal axis of the hull is shaped the same on its top and bottom, as well as the air channels 6 and 7 and the support floats 2 and 3 at the wing ends. A disc-shaped, about a hori zontal axis rotatable disc 9 in the middle of the hull serves as a sword and a rotatable disc be 10 at the stern as an oar. A middle mast 11 is braced with shrouds 12 which are suspended from the wing ends 13 . A mast foot receptacle 14 is also the same on the top and bottom of the hull.
Der Bootskörper nach Fig. 7 hat einen am Bug angebrach ten, rückwärts geneigten Mast 15 und zwei jeweils an einem der Flügelenden angebrachte und geneigte Masten 16, die sich alle drei im Masttop 17 berühren. Ein Vor segel 18 am vorderen Mast 15 ist so geschnitten, daß es bei Bedarf einen strömungsgünstigen Schlitz mit ei nem von zwei Hintersegeln 19 bilden kann, die jeweils an den seitlichen Masten angebracht sind. Mit zunehmen der Ausstellung nimmt am Vorsegel 18 die Auftriebskom ponente zu und die Krängungskomponente ab. Durch die breite Form des erfindungsgemäßen Bootskörpers kann dieser Effekt sehr weitgehend genutzt werden, weil sie ein sehr weites Ausstellen ermöglicht.The boat hull according to FIG. 7 has a mast attached to the bow, rearward inclined mast 15 and two masts 16 attached and inclined to one of the wing ends, all of which touch in the mast top 17 . Before sail 18 on the front mast 15 is cut so that it can form a streamlined slot with egg nem of two rear sails 19 , which are each attached to the side masts if necessary. As the exhibition increases, the buoyancy component on the headsail 18 increases and the heeling component decreases. Due to the wide shape of the hull according to the invention, this effect can be used to a very large extent because it enables a very wide display.
Fig. 8 zeigt die pyramidenförmige Mastanordnung und die Segelstellung des Segelbootes nach Fig. 7 am Wind in schematischer Darstellung. Fig. 8 shows the pyramid-shaped mast arrangement and the sailing position of the sailboat according to Fig. 7 on the wind in a schematic representation.
Der Bootskörper nach Fig. 9 hat ebenfalls drei pyrami denförmig angeordnete Masten 15, 16 und 16 a mit am Masttop 17 hängenden Piloten 20, der mit Hilfe einer Haltestange 21 zur Steuerung sein Körpergewicht über dem Systemschwerpunkt verlagern kann, während das Fahr zeug von einem Motor mit Propeller 22 angetrieben wird. The boat body according to Fig. 9 also has three pyrami denförmig disposed poles 15, 16 and 16 a, which can move by means of a support rod 21 for controlling its body weight over the system priority with hanging at the top of the mast 17 pilot 20 while the driving generating by a motor is driven by propeller 22 .
Der Bootskörper nach Fig. 10 hat eine zusätzliche Trag fläche 23 mit aerodynamischen Steuerflächen 24, einen Motor mit Propeller 22 und eine Kanzel 25. Die Trag fläche 23 ist in der Vorderansicht etwa umgekehrt U- förmig und mit ihren Schenkeln an den Flügelenden des ebenso wie die Bootskörper nach den Fig. 1 bis 9 in der Draufsicht deltaförmigen Bootskörpers ansteckbar.The boat hull of Fig. 10 has an additional supporting surface 23 with aerodynamic control surfaces 24, a motor with a propeller 22 and a pulpit 25th The support surface 23 is approximately reversely U-shaped in the front view and with its legs on the wing ends of the same as the hull according to FIGS. 1 to 9 in the plan view delta-shaped hull.
Claims (16)
- a) in der Draufsicht die Form eines Deltaflügels mit einem Nasenwinkel von ca. 90°, abgeschnittenen Flü gelspitzen und negativ gepfeilter Hinterkante hat, dessen Länge etwa seiner Breite entspricht, und
- b) insgesamt einen aerodynamisch tragenden Flügel bil det, in der Weise, daß Längsschnitte durch den Bootskörper aerodynamische Profile aufweisen.
- a) in plan view has the shape of a delta wing with a nose angle of approximately 90 °, cut wing tips and negatively swept trailing edge, the length of which corresponds approximately to its width, and
- b) overall, an aerodynamically supporting wing bil det, in such a way that longitudinal sections through the hull have aerodynamic profiles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863607600 DE3607600A1 (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | High-speed hull |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863607600 DE3607600A1 (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | High-speed hull |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3607600A1 true DE3607600A1 (en) | 1987-09-10 |
Family
ID=6295788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863607600 Withdrawn DE3607600A1 (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | High-speed hull |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3607600A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000035730A1 (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-22 | Klaus Matjasic | Aerofoil and ground effect vehicle |
WO2002081296A1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-10-17 | Christophe Van Laethum | Method and device for the aerodynamic control of a multi-hull sailing vessel |
US8453964B2 (en) | 2009-10-29 | 2013-06-04 | Airbus Operations S.L. | Wind tunnel aircraft model with truncated wing |
-
1986
- 1986-03-07 DE DE19863607600 patent/DE3607600A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2000035730A1 (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-22 | Klaus Matjasic | Aerofoil and ground effect vehicle |
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