DE371788C - Vorrichtung zur Erhoehung der Steuerfaehigkeit von Gleitbooten - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erhöhung der Steuerfähigkeit von Gleitbooten, die sich bekanntlich auf mit Gleitschaufeln besetzte Stelzen stützen. Die bisher bekannten Stelzenboote mit Luftantrieb besitzen den wesentlichen Fehler, daß sie eine hinreichende Wendigkeit nicht aufweisen, und zwar steht einer raschen und kurzen Wendung des regelmäßig sehr breit gebauten Fahrzeuges die übliche Anordnung und Verteilung der bei der Gleitfahrt das Boot tragenden Stelzen entgegen.

Um diesen Mißstand zu vermeiden, soll bei dem Gleitboot, das in bekannter Weise vorzugsweise auf zwei seitlichen und einer hinteren Stelze läuft, die hintere Stelze gleichzeitig zu Steuerzwecken benutzt werden; hierzu ist es um eine senkrechte Drehachse schwenkbar angeordnet. Diese Anordnung hat den doppelten Vorteil, daß einmal die sonst notwendigen Steuerruder wegfallen, und daß anderseits die hintere Stelze dem Steuern keinen Widerstand entgegensetzen kann, weil sie selbst es ist, mit der das Steuern bewirkt wird. Mit einer derartigen Anordnung gelingt es, in raschester Fahrt Wendungen auf einem ganz geringen Halbmesser ohne Schaden und Gefahr auszuführen.
Diese vorteilhafte Anordnung kann durch verschiedene zusätzliche Anordnungen verstärkt werden, welche durch gleichmäßige Verteilung der angreifenden Kräfte und Widerstände einerseits zur Lenkbarkeit des Bootes beitragen, anderseits ein Kippen oder Krengen des Bootes verhindern.

Vorteilhaft führt man die schwenkbare Stelze am Hinterende des Bootes so aus, daß sie sich selbsttätig in Mittelstellung einstellt. Die steuernde Stelze rüstet man vorzugsweise mit oberen quer durchlaufenden wagerechten Schaufeln und darunter mit zwei voneinander getrennten Schaufelgruppen an, die seitlich gegeneinander im stumpfen Winkel geneigt sind.

Wählt man die allgemeine Anordnung des Bootes so, daß über zwei symmetrisch beiderseits des Schwimmkörpers angeordneten Schaufelgruppen ein von einem besonderen Aufbau getragener Motor angeordnet ist, ist es zweckmäßig, die Stelzen innerhalb des von der senkrechten Schwerpunktsebene der Motore und der Ebene der Motorzugkräfte gebildeten Winkels angeordnet sind. Diese seitlichen Stelzen werden zweckmäßig in bekannter Weise mk dem Schwimmkörper durch schräge Streben verbunden; abweichend von der üblichen An-Ordnung werden nach der Erfindung diese Streben so angeordnet, daß die vordere auf Druck, die hintere auf Zug beansprucht ist. Diese Anordnung trägt zur Entlastung der beteiligten Fahrzeugteile durch bessere Verteilung der angreifenden Kräfte und Widerstände bei. Die Stützen der seitlichen Stelzen ordnet man vorzugsweise nach außen gespreizt an, derart, daß das äußere Ende jeder Schaufel die gleiche wagerechte Ebene schneidet wie das innere Ende der nächst höheren Schaufel. Hierdurch wird erreicht, daß beim Auf- und Abtauchen immer zwei übereinanderliegende Schaufeln gleichzeitig den Wasserspiegel schneiden, wodurch Stöße beim Aus- oder Eintritt einer Schaufel vermieden werden.

Schließlich ist es zweckmäßig, eine zusätzliche Sicherheitsstelze am vordeien Ende des Rumpfes anzuordnen, deren Stützen so kurz sind, daß sie bei Gleitfahrt mit voller Geschwindigkeit die Wasserfläche nicht berühren. Hieidurch wird eine Sicherheitsvorrichtung gegen Überschlagen während üer höchsten Fahrt bereitgestellt, indem beim Auftreten einer Kippneigung nach vorn sofort die Schaufeln der Sicherheitsstelze in das Wasser eintreten und das Fahrzeug wieder aufrichten.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen die Gesamtanordnung Abb. ι, χa von oben, Abb. 2, 2 a von der Seite, Abb. 3 von vorn, Abb. 4 den Schwanz des Bootes in schaubildlicher Darstellung.

Die Schwimmeranordnung besteht aus einem Hauptrumpf 10 und einem Hauptquerträger 11, welcher sich durch den Rumpf erstreckt und ihn beim Gleiten des Bootes trägt. Beiderseits des Rumpfes erstrecken sich zwei im wesentlichen wagerechte Tragflächen 12 und 13, an welche sich die Seitenstelzen 14 und 15 anschließen, die von dem Querträger abwäits ins Wasser ragen. Zwei Motorgehäuse 16 und 17 sind über beiden Enden des Querträgers aufgebaut; eine hintere Stelze 18 (Abb. 4) ist am * Schwanzende des Bootes um eine senkrechte ioo

Achse in der Mittelebene des Bootes schwenkbar; sie dient gleichzeitig als Steuer und macht das übliche Steuerruder überflüssig.

Der Rumpf ist von der üblichen Zigarrenform mit spitz zulaufenden Enden; sein größter Durchmesser beträgt etwa ¹Z₁₀ der Gesamtlänge. Auf jedem Ende des Querträgers ii sind senkrechte Stützen 20, 2O^a und 20* (Abb. 2). befestigt, welche die Motorgehäuse 16 und 17 tragen. Streben 22 erstrecken sich'an jedem Gehäuse von den oberen Enden der senkrechten Streben und weitere Streben 22^s gehen von den unteren Enden der Stützen nach dem Rumpf. Eine Strebe 23 erstreckt sich nach vorn und nach unten von jedem Gehäuse nach einem Punkt über dem Querträgern, und eine Querstrebe 23^ verbindet diesen Punkt mit dem Rumpf. Die senkrechten Streben 22 sind durch Querstücke 20^c, die Motorgehäuse 16 und 17 sind durch Querstangen 24 verbunden. Diese sind vorzugsweise durch senkrechte Stützen 24^s versteift. Diese verschiedenen Glieder bilden ein Gerippe, welches die Schwimmer mit den Stelzen und den Motoren zu einem Gebilde vereinigt.

Eine Sicherheitsstelze 25 ist vorzugsweise am Vorderende des Fahrzeuges in der Nähe der Bogenspitze angeordnet; beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist sie an den Rumpf bei 25^ angelenkt.

Die wagerechten Seitenschwimmer 26 und 27 sind beiderseits des Hauptrumpfs angeordnet. Diese Schwimmer tragen nur wenig von dem Gewicht und ruhen 'leicht auf dem Wasser, wenn das Fahrzeug in der Ruhestellung ist oder mit geringer Geschwindigkeit fährt; infolge ihrer ausladenden Anordnung dienen sie hauptsächlich zur Stabilisierung des schwimmenden Fahrzeugs.

Auf jeder Seite des Querträgers 11 ist eine Reihe von abwärts lagenden Stützen 28 von verhältnismäßig dünnem Metall angeordnet. Diese Stützen sind so angeordnet, daß ihre unteren Enden ein wenig vor der senkrechten Ebene verlaufen, welche durch die Mittellinie des Querträgers 11 gelegt ist. Hieraus ergibt sich das Bestreben der Schaufelanordnungen, leichter nach vorwärts als nach rückwärts sich zu bewegen. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß der Auftrieb bei den Schaufeln größer ist als die Zugkraft, so daß diese Neigung, sich nach vorn und nadi aufwärts zu bewegen, die Neigung zur Rückwärtsbewegung neutralisiert. Hierdurch werden die Streben von starken Belastungen entlastet. Vorzugsweise wird jede Stütze an dem Querträger durch einen Klemmring 29 (Abb. 2) befestigt, in der Weise, daß die senkrechte Mittelachse der Stütze exzentrisch und vor der Achse des Trägers verläuft.

Jede Stütze wird gegen Vor- und Rückwärtsbewegung durch Streben gesichert, von denen ! die Streben 30 sich vorwärts nach dem Rumpf erstrecken und auf Druck beansprucht werden, während die Streben 31, die sich nach rückwärts erstrecken, auf Zug beansprucht sind.

ί Ähnliche auf Zug beanspruchte Streben 32 erstrecken sich rückwärts von den Stützen der Sicherheitsstelze am Vorderende des Rumpfes. Quer zu den Stützen 28 ist eine Reihe von übereinander angeordneten, im wesentlichen paiallelen Gleitschaufeln 33 angeordnet, welche von unten nach oben an Länge zunehmen. Vorzugsweise haben die oberen Schaufeln eine gleiche Breite, während die Breite der unteren Schaufeln geringer ist. Ferner hält man zweckmäßig die unteren drei Schaufeln ein wenig näher aneinander als die oberen.

Die Schaufern sind, wie üblich, ein wenig von vom nach hinten geneigt, so daß der nötige Auftrieb erzielt wird. Der Neigungswinkel wird durch die Belastung und die Fahrt.geschwindigkeit als Faktoren bestimmt. Die Stützen der Stelzen sind auch nach außen gespreizt, so daß die Schaufehl nach außen schräg aufwärts geneigt sind, und zwar gegenüber der senkrechten Achsialebene des Rumpfes ungefähr um 5 ° von der wagerechten. Diese seitliche Neigung veranlaßt die Schaufehl, den Wasserspiegel beim Ein- und Austritt in schräger Richtung zu schneiden, wodurch Stöße oder senkrechte Schwingungen vermieden werden, die eintreten wurden, wenn jede Schaufel als Ganzes plötzlich von dem einen Mittel in das andere übertreten würde. Zu dem gleichen Zweck sind die drei unteren Schaufeln so angeordnet und im Abstand gehalten, daß das tiefere Ende einer Schaufel die gleiche wagerechte Ebene (A, B Abb. 3) schneidet, welche durch das höhere Ende der nächst tieferen Schaufel geht. Infolge dieser Anordnung durchschneiden das tiefere ioo Ende der einen und das höhere Ende der darauffolgenden Schaufel beim Ein- und Austauchen gleichzeitig den Wasserspiegel, wodurch Stöße vermieden werden.

Die an den beiden Enden des Trägers 11 angeordneten Seitenstelzen sind zueinander symmetrisch. Die Verlängerungen entsprechender seitlich geneigter Schaufehl der beiden Seitenstelzen schneiden sich unter einem stumpfen zweiseitigen Winkel, der wenig (etwa 10 °) geringer ist als 180 °. Diese geringe Neigung der beiderseitigen Schaufeln in Verbindung mit ihrem Abstand von dem Rumpf genügt erfahrungsgemäß, um nach innen gerichtete Kräfte zu erzeugen, welche dem Fahrzeug große Stabilität verleihen, besonders wenn es mit großer Geschwindigkeit auf den unteren oder untersten Schaufeln gleitet.

Die Querträger n und n^a haben vorzugsweise eine Länge von etwas mehr als einem Viertel der Länge des Hauptrumpfes und kreuzen diesen auf ungefähr einem Viertel seiner

Länge von der Spitze. Diese Träger nehmen wesentlich mehr als zwei Drittel des Gesamtgewichts des Fahrzeuges auf und übermitteln diese Last auf die beiden darangehängten Stelzen, wenn das Fahrzeug auf ihnen über dem Wasser gleitet.

Lfm das Fahrzeug mit dem geringstmöglichen Widerstand anlaufen zu lassen, sind die Stützen 28 vorzugsweise so an dem Querträger 11 angeordnet, daß sie durch beliebige Mittel leicht ' ausgeschwungen werden können, etwa durch ein Schneckengetriebe o. dgl. Man kann sie hierdurch in eine senkrechte Stellung bringen, wodurch man die Stelzen aus einem positiven Neigungswinkel in eine Neigung gleich Null bringt. Sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ansteigt, werden die Stützen nach vom ausgeschwungen und bringen hierdurch die Schaufeln in den geneigten Neigungswinkel, worauf die Stützen in dieser Stellung veniegelt werden.

Am Heck des Hauptrumpfs ist die dritte Stelze 18 angeordnet, welche mit den beiden Seitenstelzen zusammenwirkt, um das Fahrzeug über die Wasseifläche anzuheben. Diese dritte Stelze dient auch gleichzeitig zum Steuern des Fahrzeugs. Vorzugsweise ist der Rahmen 34 an dem Heck ein wenig vor dem Hinterende mittels einer Achse 34' angelenkt. Diese befindet sich vor dem Druckmittelpunkt dieser Stelze, so daß sie selbsttätig eine Mittelstellung einnimmt. Der Rumpf erstreckt sich durch den Rahmen hindurch und dieser besitzt ein wenig seitliches Spiel, so daß er beim Steuern um seinen Drehpunkt geschwenkt werden kann. Die senkrechten Leisten des Rahmens erstrecken sich abwärts, um die Stützen 35 zu bilden. Außerdem sind geneigte Stützen 36 angeordnet, welche sich von der Mitte nach unten und außen neigen. Diese Stützen 35 und 36 tragen eine Reihe von parallelen Gleitschaufeln 37 und vorzugsweise je zwei getrennte Gruppen 37a und 37b von seitlichen kurzen Schaufeln, welche unter den Hauptschaufeln 37 verlaufen. Die Schaufeln dieser beiden Gruppen wachsen ihrer Länge nach von unten nach oben. Die senkrechten Streben müssen genügend große Flächen haben, um die Steuerung bewirken zu können. Die Schaufeln sind von vorn nach hinten geneigt, um den nötigen Auftrieb beim Gleiten zu erzielen. Die Schaufeln 37* und 37* sind um ungefähr 10 ° über der Wagerechten nach den Seiten aufwärts geneigt, also um einen größeren Winkel als die Schaufeln der Seitenstelzen. Dei stumpfe zweiseitige Winkel, der von den Verlängerungen dieser Schaufeln gebildet wird, ist also wesentlich geringer, etwa 20°, als ein Winkel von 180 °.

Da die Schaufeln 37^s und 37* der Heckstelze eine wesentlich geringere Fläche haben als die der Seitenstelzen und sehr viel näher aneinanderliegen als diese, würde ihre stabilisierende Wirkung zu gering werden, wenn ihre seitliche Neigung die gleiche wäre wie die der seitlichen Schaufelgruppen. Man muß also die seitliche Neigung dieser Schaufeln der Heckstelze so weit vergrößern, daß sie einen größeren auswärts gerichteten Flächendruck ergeben und so eine größere stabilisierende Wirkung ausüben. Diese Neigung nach aufwärts der hinteren Schaufelgruppe ergibt auch einen seitlichen Widerstand in beiden Richtungen, der beim Steuern ausgenutzt wird. Der Rahmen 33 ist mit dem üblichen Jochleinen 38 versehen, die ihn mh dem Führersitz verbinden.

Am Bug des Hauptrumpfes sind eine odei mehrere Sicherheitsstelzen 25 angeordnet. Die hier verwendeten Schaufeln sind von beliebiger Anzahl, wobei die unteren beiden eine geiingere Fläche besitzen, indem sie schmaler ausgebildet sind als die oberen. Diese Schaufeln sind vorzugsweise gegenüber den Schaufeln der Seitenstelzen der Höhe nach versetzt angeordnet, um die senkrechten Hubbewegungen des Fahrzeuges glatter und leichter zu gestalten. Vorzugsweise ! dient diese Sicherheitsstelze dazu, ein Überschlagen des Fahrzeugs zu vermeiden, wenn dieses seine höchste Erhebung erreicht hat. In diesem Fall laufen die Sicherheitsschaufeln vollkommen außerhalb des Wassers. Bevor dieser höchste Punkt erreicht ist, wirken die Schaufeln der Sicherheitsstelze mit den anderen Schaufeln zusammen, um das Fahrzeug zu heben. Würde nach der Erreichung der höchsten Erhebung bei dem Fahrzeug eine Neigung zum Überschlagen auftreten, so würden die Schaufeln der Sicherheitsstelze mehr oder weniger eintauchen und hierdurch die überschlagende Bewegung abbremsen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird das Fahrzeug durch Luftschrauben 37 ange;rieben, die an entgegengesetzten Seiten des Hauptrumpfs und außerhalb davon angeordnet sind.

Von Wichtigkeit ist die relative Stellung dei Luftschrauben und Motore gegenüber den Seitenstelzen. Der normale Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt im wesentlichen unmittelbar unter den Luftschrauben, und da die seitlichen Stelzen nur wenig vor diesem Schwerpunkt angeordnet sind, sind sie in einer Stellung, in der sie den größten Teil der toten Last aufnehmen können, wenn das Fahrzeug auf den Stelzen gleitet. Da die Luftschrauben in einem erheblichen Abstand über der wagerechten Ebene der untersten Schaufeln der drei Gruppen angeordnet sind, werden natürlich ihre Drucklinien ebenfalls angehoben. Wenn diese Luftschrauben mit ihrer Höchstgeschwindigkeit angetrieben werden und das Fahrzeug auf den untersten Schaufeln gleitet, ist die Antriebskraft auf einen Punkt zwischen dem normalen

Schwerpunkt und der quer gerichteten Ebene der beiden Seitenstelzen gerichtet. Da die seitlichen Stelzengruppen nur wenig vor dem normalen Schwerpunkt und dem Angriffspunkt der Antriebskraft angeordnet sind, sind sie in der besten Stellung, um die Belastung aufzunehmen, welche aus der toten Last und dem Antriebsdruck zusammengesetzt ist, um gleichzeitig ihre Gleitwirkung auszuüben.
ίο Die Wirkungsweise des neuen Gleitboots ist folgende:

Wenn das Fahrzeug in der Ruhe ist, schwimmt es auf dem Wasser, während die verschiedenen übereinander angeordneten Schaufelgrappen unterhalb des Kiels in das Wasser reichen. Sobald das Fahrzeug angelassen wird, so bewegt es sich durch das Wasser unter dem Druck der Luftschrauben; hierbei üben die Schaufehl sofort eine Hubkraft aus, die sich mehr und mehr verstärkt, je größer die Fahrgeschwindigkeit des Bootes wird. Hierdurch heben sich die Schaufehl nacheinander aus dem Wasser, bis bei erreichter Höchstgeschwindigkeit nur die untersten Schaufehl auf dem Wasser laufen.

Beim Beginn der Vorwärtsbewegung wirken die untergetauchten Schaufeln der vorderen Sicherheitsgruppe bis zu einem gewissen Grade mit den übrigen Schaufehl beim Heben des Fahrzeugs zusammen; sobald aber der höchste Hub erreicht ist, sind die vorderen Schaufehl aus dem Wasser aufgetaucht und wirken nicht mehr bei der Hubbewegung mit.

Wenn das Fahrzeug seine Höchststellung erreicht hat, wird es von der untersten Schaufel der vier Schaufelgruppen 33, 37*, 37* getragen, und zwar wird wesentlich mehr als zwei Drittel der Last von den beiden seitlichen Schaufelgruppen aufgenommen.

Die Verwendung der hintersten Schaufelgruppe zu Steuerzwecken ist ein wesentliches Merkmal. Wie bereits festgestellt, werden die beiden Heckgruppen 37** und 37* von einem an das Heck angelenkten Rahmen getragen, der durch Zugleinen vom Führersitz aus geschwenkt werden kann. Die Breite der Stützen in der Längsrichtung und die Neigung der Schaufehl bieten genügende seitliche Angriffsflächen, um eine wirksame Steuerung zu ermöglichen. Wenn das Boot beispielsweise bei hoher Geschwindigkeit gewendet wird, besteht eine starke Neigung zum Krängen nach außen infolge der Zentrifugalkraft, aber durch die oben gezeigte Einstellung der Schaufehl kann diese Wirkung durch eine Kippbewegung ausgeglichen werden, welche die Steuerstelze dem Fahrzeug zu geben bestrebt ist. Hierdurch können scharfe Kurven mit hoher Geschwindigkeit gefahren werden. Wie bereits erwähnt, ist bei der zweiseitigen Winkelanordnung der Schaufehl auf dem Wasser die Reaktion auf einen Punkt über dem Druckmittelpunkt gelichtet (vgl. die punktierten Linien C, D und E, D in Abb. 4), wodurch ein Kippen nach auswärts verhindert wird. Die konstruktive Ausbildung des Erfindungsgegen-Standes kann natürlich beliebig abgeändert werden. So könnte die Anordnung statt für ein Gleitboot auch für ein Wasserflugzeug oder eine ähnliche Flugmaschine verwendet werden. Auch die Steuereinrichtung kann in gewissem Grade abgeändert werden.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Erhöhung der Steuerfähigkeit von Gleitbooten, die sich auf mit Gleitschaufeln besetzte Stelzen stützen, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Stelze (35) zu Steuerzwecken um eine senkrechte Drehachse (34) schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare (35), am Hinterende der Mittelachse des Boots angeordnete' Stelze sich selbsttätig in Mittelstellung einstellt. _β

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die steuernde Stelze (35) mit oberen quer durchlaufenden wagerechten Schaufeln (37) und darunter mit zwei voneinander getrennten symmetrischen Schaufelgruppen (37*, 37*) besetzt ist, die seitlich gegeneinander im stumpfen Winkel geneigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit über dem Schwimmer von einem gesonderten Aufbau getragenen Motor und zwei kurz vor ihm symmetrisch beiderseits des Schwimmkörpers angeordneten Schaufelgruppen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stelzen (28) innerhalb des von der senkrechten Schwerpunktsebene der Motoren (16,17) und der Ebene der Motorzugkräfte gebildeten Winkels angeordnet sind.

5. Gleitboot nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (28) der Stelzen (14, 15) nach außen gespreizt sind, so daß das äußere Ende jeder Schaufel (33) die gleiche wagerechte Ebene (A-B) schneidet wie das innere Ende der nächsthöheren Schaufel. n₀

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Sicherheitsstelze (25) am Vorderende des Rumpfes, deren Schaufehl so angeordnet sind, daß sie bei Gleitfahrt mit voller Geschwindigkeit die n₅ Wasserfläche nicht berühren.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.