DE3732186A1

DE3732186A1 - Propulsion arrangement for hydroplanes

Info

Publication number: DE3732186A1
Application number: DE19873732186
Authority: DE
Inventors: Hans Gerd Dipl Ing Gerdsen; Wolfgang Dipl Ing Dr Jabbusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1987-09-24
Publication date: 1989-04-06

Abstract

The invention concerns a propulsion arrangement for hydroplanes, in particular seagoing hydroplanes with bearding angle and dual propulsion plant. The invention deals with the problem of creating a propulsion arrangement for hydroplane drives by which optimisation of the interaction between the hull and the propulsion device, and thus a higher degree of propulsive efficiency, can be achieved. This problem is solved according to the invention by the sliding surface having at least one tunnel open at the bottom in the afterbody, in which a propulsion device is located partly recessed, below the end of the sliding surface. The tunnel cross-section at the site of the propulsion device approximates to the cross-sectional area of the propulsion device, with a small tolerance, and has a roughly semicircular shape. The tunnel is let into the sliding surface, runs approximately in the direction of the streamlines, and its width remains roughly constant while its cross-section tapers forwards.

Description

Die Erfindung betrifft eine Propulsionsanordnung für Gleit boote, insbesondere seegehende Gleitboote mit Kielungswinkel und Doppelpropulsionsanlage.The invention relates to a propulsion arrangement for sliding boats, especially sea-going gliding boats with a keel angle and double propulsion system.

Zum Antrieb schneller Boote, die in der Überzahl Gleitboot rümpfe haben, werden in erster Linie nicht kavitierende Propel ler benutzt. Dabei haben sich die Anlagen mit schräger Welle, Wellenböcken und wassergeschmierten Lagern durchgesetzt. Der Propeller muß einen relativ großen Abstand zur Außenhaut des Bootes haben, um Schwingungen zu vermeiden, wodurch der Propel lerwellenwinkel erhöht wird. Die resultierende Schräganströ mung des Propellers führt zu Propellerschaftsschwingungen, starker Geräuschbildung und frühen Kavitationserscheinungen. Der Propellerschaftwinkel erreicht oft bis zu 14°, um eine An triebsverbindung zu einem vorgesetzten Motor mit direkter Welle zu ermöglichen, während an sich 10° nicht überschritten werden sollten.To drive fast boats that outnumber gliding boats hulls are primarily non-cavitating propolis used. The systems with an inclined wave, Shaft blocks and water-lubricated bearings prevailed. The Propeller must be a relatively large distance from the outer skin of the Bootes have to avoid vibrations, which makes the props lerwellewinkel is increased. The resulting oblique flow the propeller leads to propeller shaft vibrations, strong noise and early cavitation. The propeller shaft angle often reaches up to 14 ° to an angle drive connection to a superior engine with direct Allow wave while not exceeding 10 ° per se should be.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten kavitieren die Propeller mit Schubabfall und Drehzahlsteigerung und sehr hohem Wirkungsgradabfall und Materialzerstörung. Die Kavitation setzt dem Propeller eine Geschwindigkeitsgrenze, die etwa bei 40 bis 50 Knoten liegt. Für höhere Geschwindigkeiten werden sogenannte überkavitierende Propeller benutzt, die gute Wirkungsgrade bei sehr hohen Geschwindigkeiten erreichen können. Diese Propeller haben aber im Langsamfahrbereich (besonders bei Anfahr-Widerstandsgeschwindigkeit) sehr nie drige Wirkungsgrade und können für schwerere Boote bei der für Hochgeschwindigkeit nötigen Motorleistung nicht den nötigen Schub zum Anfahren aufbringen, mit der Folge, daß diese Fahrzeuge auf andere Weise sozusagen angeschoben werden müssen. Ventilierte und halbgetauchte Propeller zeigen ähnli che Unzulänglichkeiten und eignen sich deshalb nur zur Anwen dung in Sportbooten.The propellers cavitate at very high speeds with thrust drop and speed increase and very high Drop in efficiency and material destruction. The cavitation sets a speed limit for the propeller, which is about 40 to 50 knots. For higher speeds so-called over-cavitating propellers used, the good Achieve efficiency at very high speeds can. However, these propellers have a low speed range (especially at the start resistance speed) very never efficiency and can be used for heavier boats High speed engine power not the necessary Apply thrust to start off, with the result that this Vehicles are pushed in a different way, so to speak have to. Ventilated and semi-submerged propellers are similar shortcomings and are therefore only suitable for use dung in pleasure boats.

Zum Antrieb von Gleitbooten finden zunehmend Wasserstrahl antriebe Anwendung. Damit können hohe Geschwindigkeiten ge fahren werden. Die erreichbaren Wirkungsgrade, besonders bei Hochgeschwindigkeit, sind denen von Propelleranlagen ähnlich. Beim Anfahren und Langsamfahren sind die Wirkungsgrade jedoch viel niedriger als beim Propeller, was für die Gleitboote mit Anfahr-Widerstand besonders nachteilig ist. Außerdem haben die handelsüblichen Wasserstrahlantriebe noch weitere Nachteile, die bis zur Funktionsunfähigkeit führen können. Gleitboote für Hochseebetrieb werden mit Spritzleisten unter der Gleitfläche ausgerüstet, um das Seeverhalten bei Geschwindigkeit zu verbes sern. Dadurch werden beim Fahren im Seegang größere Luftmengen entlang der Gleitfläche transportiert, die in den Wasserstrahl antrieb eingesaugt werden und zum Abriß des Zustromes führen und den Impeller außer Aktion setzen, den Motor hochdrehen lassen und so zu unregelmäßigem Arbeiten des Antriebs und Schäden in der Gesamtantriebsanlage durch Leistungsabnah meschwankungen führen. Die meisten Wasserstrahlantriebe sind deshalb in kleinen, schnellen Hochseebooten nicht anwendbar.Water jets are increasingly used to power slide boats drives application. This allows high speeds will drive. The achievable efficiencies, especially at High speed, are similar to those of propeller systems. The efficiencies are, however, when starting off and driving slowly much lower than with the propeller, what with the gliding boats Starting resistance is particularly disadvantageous. They also have commercially available water jet drives have other disadvantages, which can lead to inoperability. Sliding boats for Sea operations are carried out with spray bars under the sliding surface equipped to improve sea behavior at speed ser. This causes larger amounts of air when driving in rough seas transported along the sliding surface, which in the water jet drive are sucked in and lead to the termination of the inflow and take the impeller out of action, crank up the engine leave and so to irregular work of the drive and Damage to the overall drive system due to reduced performance fluctuations. Most water jet engines are therefore not applicable in small, fast ocean-going boats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Propulsions anordnung für Gleitbootantriebe zu schaffen, mit der eine Opti mierung des Zusammenwirkens von Bootskörper und Propulsionsor gan erzielt und somit höhere Propulsionswirkungsgrade erreicht werden.The invention has for its object a propulsion to create arrangement for slide boat drives with which an Opti the interaction of the hull and propulsion gan achieved and thus achieved higher propulsion efficiencies will.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Gleitfläche im Hinterschiffs-Bereich wenigstens einen nach unten offenen Tunnel aufweist, in dem ein Propulsionsor gan unter dem Ende der Gleitfläche teilweise versenkt angeord net ist, daß der Tunnelquerschnitt am Ort des Propulsionsor gans der Propulsionsorgan-Querschnittsfläche mit kleinem Spiel raum angenähert und etwa halbkreisförmig ausgebildet ist und daß der Tunnel in die Gleitfläche eingelassen ist, angenähert in Stromlinienrichtung liegt und sich bei etwa gleichbleiben der Breite nach vorn hin im Querschnitt verjüngt.According to the invention, this object has been achieved by that the sliding surface in the stern area at least one has a tunnel which is open at the bottom and in which a propulsion or partially under the end of the sliding surface net is that the tunnel cross-section at the location of the Propulsionsor Goose of the propulsion organ cross-sectional area with little play approximate space and is approximately semicircular and that the tunnel is embedded in the sliding surface is in the streamlined direction and remains about the same the width tapers towards the front in cross section.

Bei dieser Propulsionsanordnung nach der Erfindung wird das Propulsionsorgan, beispielsweise ein Propeller oder ein Impeller einer Axialpumpe, in einem Tunnel am Bootsende ange ordnet. Dieser Tunnel ist in den Schiffsboden eingelassen, hat nach vorn reduzierte Querschnittsflächen und hinten eine dem Propulsionsorgan angepaßte Form eines Halbrohres, in dem bei spielsweise ein Propeller etwa zur Hälfte eingelassen ist. Der Wasserzufuhrkanal des Tunnels erstreckt sich über eine Länge von etwa 2 bis 5 Propellerdurchmessern vor dem Propeller und gewinnt in seiner Strömungslaufrichtung Querschnittsfläche, bis er an seinem Ende den halben Propeller aufnehmen kann. Da bei wird das Wasser in dem Tunnel so geführt, daß keine loka len Unterdruckgebiete bei der Durchströmung entstehen, die zu unerwünschten Vertrimmungen des Bootes führen könnten. Das wird durch die besondere Formgebung des Tunnels erreicht, der in Stromlinienrichtung liegt, und der den Druckanstieg unter der Gleitfläche möglichst wenig stört und so am Ort des Propul sionsorgans ein Gebiet erhöhten Druckes beibehält. Dabei er fährt das Propellerzustromwasser keine oder nur minimale Umlen kungen, um die Strömungsverluste minimal zu halten. Die zusätz lichen Wasserkontaktflächen, die die Tunnelbildung mit sich bringt, werden minimal gehalten, um Reibungsverluste zu mini mieren.In this propulsion arrangement according to the invention the propulsion element, for example a propeller or a Impeller of an axial pump, in a tunnel at the end of the boat arranges. This tunnel is embedded in the ship's bottom reduced cross-sectional areas towards the front and one towards the rear Propulsion organ adapted shape of a half pipe, in which for example, about half of a propeller is inserted. The Water supply channel of the tunnel extends over a length from about 2 to 5 propeller diameters in front of the propeller and gains cross-sectional area in its direction of flow, until it can hold half the propeller at its end. There at the water in the tunnel is guided so that no loka len negative pressure areas arise during the flow, which too could lead to undesirable boat trimmings. The is achieved through the special shape of the tunnel, the in the streamlined direction, and the pressure rise below disturbs the sliding surface as little as possible and so at the location of the propul organ maintains an area of increased pressure. Doing it the propeller inflow water runs no or only minimal deflections to keep flow losses to a minimum. The additional Lichen water contact areas that the tunneling with it are kept to a minimum in order to minimize friction losses lubricate.

Diese neue Anordnung erlaubt eine Optimierung des Zusammen wirkens von Bootskörper und Propulsionsorgan in weitaus bes serer Weise als bei den üblichen Propeller- und Wasserstrahl antrieben. Dadurch werden höhere Propulsionswirkungsgrade erreicht. Weiterhin wird eine einfachere und solidere Bauweise mit einem geringeren Propellerwellenwinkel ermöglicht, die Schräglagen für die Propellerwelle von unter 6° erlaubt, wo durch viele Nachteile des Propellerantriebs ausgeschaltet wer den. Damit wird gleichzeitig ein besserer Schutz des Propulsi onsorgans gegen Grundberührung oder Treibgut erreicht. Die Propulsionsanlage entsprechend der Erfindung erlaubt somit die Konstruktion von Schiffen mit geringerem Tiefgang. Der Tunnel bewirkt ferner einen kleineren Verdrängungsverlust des Schif fes, als beim normalen Strahlantrieb. Im erhöhten Druck der Gleitfläche wird die Kavitationsgefahr vermindert.This new arrangement allows an optimization of the together act of boat hull and propulsion organ in far bes serer than with the usual propeller and water jet driven. This will result in higher propulsion efficiencies reached. Furthermore, a simpler and more solid construction with a smaller propeller shaft angle that Leaning positions for the propeller shaft of less than 6 ° allowed where because of many disadvantages of the propeller drive the. This will also provide better protection for the Propulsi onsorgans against ground contact or flotsam reached. The Propulsion system according to the invention thus allows Construction of ships with a shallow draft. The tunnel causes a smaller loss of displacement of the ship fixed than with normal jet propulsion. In the increased pressure of the The risk of cavitation is reduced on the sliding surface.

Nach Weiterbildungen der Erfindung kann der Tunnel in Längs richtung gradlinig ausgebildet sein und wahlweise eine konkav gekrümmte Tunnelwandung aufweisen und kann der Tunnel im Mit tellängsschnitt in Schiffslängsrichtung einen Winkel mit der Gleitfläche aufweisen, der nicht größer als der Trimmwinkel bei Gleitfahrt ist.According to developments of the invention, the tunnel can be longitudinal direction be straight and optionally a concave have curved tunnel wall and can the tunnel in Mit longitudinal cut in the longitudinal direction of the ship at an angle with the Have sliding surface that is not greater than the trim angle when sliding.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Pro pulsionsorgan ein Propeller. Der Propeller wird vorzugsweise im Tunnel so angeordnet, daß die Einsenktiefe der Propel lerscheibenfläche in die Gleitfläche durch die Propellerflügel zahl bestimmt ist in der Art, daß beim Einfahren eines Flügels in den Tunnel gleichzeitig ein anderer Flügel aus dem Tunnel ausfährt. Das entspricht einem Tunnelteilumfang von einem oder mehreren Propellerumfangs-Teilabschnitten, wobei sich die Teil abschnitte aus dem Propellerumfang - geteilt durch die je weilige Flügelzahl - ergeben, und wobei sich die Werte für ver schiedene Flügelzahlen für die dem Halbkreis nächstkommende Tunnelquerschnittsfläche wie folgt ergeben: für Dreiflügler 240°, für Vierflügler 180°, für Fünfflügler 144° und 216° und für Sechsflügler 180° und 240° Tunnelteilumfang.According to a further development of the invention, the pro pulsation organ a propeller. The propeller is preferred arranged in the tunnel so that the recess depth of the props disk surface into the sliding surface through the propeller blades number is determined in such a way that when entering a wing in the tunnel another wing from the tunnel extends. This corresponds to a partial tunnel circumference of one or several propeller circumference sections, the part Sections from the propeller scope - divided by each because of the number of wings - and the values for ver different wing numbers for the closest to the semicircle The cross-sectional area of the tunnel is as follows: for three-wing aircraft 240 °, for four-winged aircraft 180 °, for five-winged aircraft 144 ° and 216 ° and for six-winged vehicles 180 ° and 240 ° partial tunnel circumference.

Nach anderen Weiterbildungen der Erfindung können die Pro pellerflügel einen starken Rückschwung aufweisen, können zwei kontra-rotierende Propeller verwendet werden und kann der Pro peller in dem Bereich des freien Wasserstroms unter der Gleit fläche in Fortführung seiner Ummantelung durch den Tunnel um mantelt sein. Bevorzugt wird bei dieser Ausführung der Propel ler über eine schräge Welle mit Wellenbocklager angetrieben, wobei sich der Vorteil ergibt, daß die Anordnung einen kleinen Wellenschrägwinkel aufweist.According to other developments of the invention, the Pro peller wings have a strong backswing, two can contra-rotating propellers can be used and the Pro peller in the area of free water flow under the glide area in continuation of its sheathing around the tunnel be covered. The propel is preferred in this embodiment driven by an inclined shaft with a shaft bracket bearing, with the advantage that the arrangement has a small Has a helical angle.

Zum Einsatz für Hochgeschwindigkeitsschiffe ist die Erfin dung so weitergebildet, daß das Propulsionsorgan der Impeller einer Axial- oder Halbaxial-Pumpe ist, deren Gehäuse dem Tun nel so angepaßt ist, daß der Wasserzustrom etwa zur Hälfte durch den Tunnel erfolgt und stufenlos in die Pumpe übergeht, daß die Eintritts-Querschnittsfläche in das Pumpengehäuse klei ner ist als die Impellerscheibenfläche, daß am Ende des Pumpen gehäuses zur Beschleunigung des austretenden Wasserstrahles eine Düse angeordnet ist, und daß hinter dem Impeller zur Strö mungsgleichrichtung Leitbleche angeordnet sind, die gleichzei tig zur Halterung des Impellerlagers dienen.The Erfin is used for high-speed ships Formed so that the propulsion organ of the impeller an axial or semi-axial pump, the housing of which is doing nel is adjusted so that the water inflow is about half through the tunnel and gradually passes into the pump, that the entry cross-sectional area in the pump housing is small is ner than the impeller disk surface that at the end of pumping housing to accelerate the emerging water jet a nozzle is arranged, and that behind the impeller to the flow rectification guide plates are arranged, the same time serve to hold the impeller bearing.

Hier wird also anstelle des Propellers eine Axial- oder Halbaxial-Pumpe verwendet mit Strömungsstau bei Hochgeschwin digkeit, so daß keine Geschwindigkeitsbegrenzung durch Kavita tion besteht, ähnlich wie beim Wasserstrahlantrieb. So here is an axial or instead of the propeller Semi-axial pump used with flow backlog at high speed speed, so that there is no speed limitation by Kavita tion exists, similar to the water jet drive.

Die Propulsionsanlage entsprechend der Erfindung wird durch Lufteinbrüche nicht stärker beeinträchtigt als ein übli cher Propellerantrieb, weil der Wasserzustrom zum Beispiel zu einem Impeller nicht von den Saugdrücken der Pumpe abhängig ist, sondern unter dem Druck der Gleitfläche im Tunnel er folgt. Die durchlaufenden Luftblasen werden nur geringe Schub schwankungen erzeugen, die kaum einen Einfluß auf das System haben.The propulsion plant according to the invention is not more affected by air ingress than an ordinary one cher propeller drive, because the water inflow, for example an impeller does not depend on the suction pressures of the pump but under the pressure of the sliding surface in the tunnel follows. The air bubbles passing through will only have little thrust generate fluctuations that have little impact on the system to have.

Ein weiterer Nachteil des Wasserstrahlantriebs bei Gleit booten ist, daß der Wasserstrahlantrieb beim Anfahren hohe Saugkräfte unter dem Schiffsboden erzeugt, die zu einer stark hecklastigen Vertrimmung führen, wobei der Anfahrwiderstand beträchtlich erhöht wird. Diese Erscheinung wird noch weiter erhöht durch die Konfiguration der Wasserstrahlanlage mit der Ansaugöffnung unter dem Gleitboden und dem Strahlaustritt über oder in Höhe der Schwimmwasserlinie. Eine Impulsbetrachtung (Anwendung des Impulssatzes) ergibt dabei eine Kraft mit einer Vorwärtskomponente (erwünschte Schubkraft) und eine abwärtsge richtete Kraftkomponente, die von der Formgebung des Zustrom rohres abhängt. Bei den bekannten Anlagen liegt diese Abwärts kraftkomponente in der Größenordnung der Schubkraft (für 45° Zustromwinkel, oder zumindest 50% der Schubkraft für 25° Zustromwinkel). Eine starke hecklastige Vertrimmung ist die Folge mit starkem Widerstandszuwachs. Der Anfahrvorgang ähnelt einem Sprung aus dem Wasser und benötigt große Überleistung.Another disadvantage of the water jet drive at Gleit booting is that the water jet drive high when starting Suction forces generated under the ship's bottom, leading to a strong rear-heavy trim, the starting resistance is increased considerably. This phenomenon continues increased by the configuration of the water jet system with the Intake opening under the sliding floor and the jet outlet above or at the level of the swimming water line. An impulse consideration (Application of the momentum theorem) results in a force with a Forward component (desired thrust) and a downward directed force component by the shape of the inflow tube depends. In the known systems, this is downward force component in the order of magnitude of the pushing force (for 45 ° Inlet angle, or at least 50% of the thrust for 25 ° Inflow angle). A strong tail-heavy trim is that Result with strong increase in resistance. The starting process is similar a jump out of the water and requires great overexertion.

Die Propulsionsanlage entsprechend der Erfindung weist die se Erscheinung nicht auf, weil der Wasserzufuhrstrom im Ein lauf-Halbtunnel nicht nach oben umgeleitet wird. Die geringe Strahlablenkung nach unten durch die Austrittsdüse gleicht die Kräfte der beim Anfahren oder Langsamfahrt entstehenden Unter druckgebiete vor der Axialpumpe größtenteils aus. Bei Hochge schwindigkeit werden die Saugdrücke vor der Pumpe verschwinden und durch den Aufstaudruck überlagert werden und somit eine Auftriebskraft erzeugen.The propulsion system according to the invention has the This phenomenon does not appear because the water supply flow is half-tunnel is not diverted upwards. The minor The beam deflection downwards through the outlet nozzle is the same Forces of the sub generated during start-up or slow travel pressure areas in front of the axial pump. At Hochge speed, the suction pressures in front of the pump will disappear and are superimposed by the back pressure and thus one Generate buoyancy.

Ferner sind die Reibungskräfte und Umlenkverluste im übli chen Wasserstrahlantrieb beträchtlich höher und reduzieren den Gesamtwirkungsgrad. Die Propulsionsanlage entsprechend der Er findung dagegen hat weit weniger Oberflächen im Wasserkontakt, da der Tunnel auch gleichzeitig Schiffsboden und Gleitfläche ist und durch die hohle Form nur eine kleine zusätzliche Ober flächenvergrößerung zu verzeichnen ist. Das Gehäuse der Axial pumpe kann mit minimaler Oberfläche entworfen werden, und die Außenoberflächen sind nur im unteren Bereich umströmt.Furthermore, the frictional forces and deflection losses are normal chen water jet drive considerably higher and reduce the Overall efficiency. The propulsion system according to the Er In contrast, the invention has far fewer surfaces in contact with water, because the tunnel also has ship floor and sliding surface is and due to the hollow shape only a small additional upper enlargement of the area is recorded. The housing of the axial pump can be designed with minimal surface area, and the Outside surfaces are only flowed around in the lower area.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Mantelgehäu se des Mantelpropellers oder das Pumpengehäuse des Impellers an den Spiegel des Gleitbootes in Flucht des Tunnels von hin ten angesetzt.According to a development of the invention, the casing is of the jacket propeller or the pump housing of the impeller to the mirror of the gliding boat in flight of the tunnel scheduled.

Nach einer anderen Weiterbildung sind vor dem Impeller Leitbleche angeordnet, die dem einfließenden Wasser einen sol chen Vordrall geben, daß der austretende Düsenstrahl bei Fahrt mit Entwurfsgeschwindigkeit annähernd drallfrei ist.According to another training are in front of the impeller Baffles arranged, the sol the incoming water a sol Chen pre-twist give that the emerging jet when driving is almost swirl-free at design speed.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung sind in die Düse konische Einsatzringe einsetzbar, die der Form des Düsenaustritts stromlinienförmig angepaßt sind und den Düsen endquerschnitt verkleinern. Dadurch wird der Druck in der Pum pe und der Aufstaudruck der Strömung vor der Pumpe erhöht, um den Impeller bei erhöhter Austrittsstrahlgeschwindigkeit zu höherer Leistungsaufnahme zu zwingen oder um Kavitationser scheinungen in der Pumpe zu verhindern und so eine bessere An passung des Propulsionsorgans an die Schiffswiderstandscharak teristik zu erreichen. Diese Ausbildung bietet den weiteren Vorteil, daß Boote, die mit einer Propulsionsanlage nach der Erfindung ausgerüstet sind, die aber keine Düsenverstellung benötigen, nach der Probefahrt durch den Einbau von konischen Einsatzringen in den Düsenaustritt "nachgetrimmt" werden kön nen, um eine bessere Anpassung der Pumpencharakteristik an das fertige Schiff zu erreichen.According to a further development of the invention, in the nozzle conical insert rings can be used, the shape of the Nozzle outlet are streamlined and adapted to the nozzles reduce the final cross section. This will relieve the pressure in the pump pe and the back pressure of the flow in front of the pump increased to the impeller at increased exit jet speed to force higher power consumption or to cavitation to prevent symptoms in the pump and thus a better appearance Fit of the propulsion organ to the ship resistance charac to achieve teristics. This training offers the others Advantage that boats with a propulsion system after the Invention are equipped, but no nozzle adjustment need after the test drive by installing conical Insert rings in the nozzle outlet can be "trimmed" to better adapt the pump characteristics to the to reach finished ship.

Weiterhin kann im Endbereich der Düse ein Nabenschwanzko nus in Axialrichtung verschiebbar angeordnet sein, wodurch der Düsenaustrittsquerschnitt veränderbar ist.Furthermore, a hub tail can in the end region of the nozzle nus be arranged displaceably in the axial direction, whereby the Nozzle outlet cross section is changeable.

Nach einer anderen Weiterbildung kann die Düsenquer schnittsveränderung von kreisförmig auf quadratisch durch ver stellbare Endplatten erfolgen, wobei der Bereich der Quer schnittsveränderung einen negativen Druckgradienten aufweist, also der kleinste Querschnitt stets der Austrittsquerschnitt ist. Dabei können die vertikal angeordneten Endplatten hinter der Düse um vertikale Achsen verstellbar und als Strahlruder ausgebildet sein.According to another development, the nozzle cross change in section from circular to square by ver adjustable end plates are made, the area of the cross change in section has a negative pressure gradient, So the smallest cross-section is always the outlet cross-section is. The vertically arranged end plates can be behind the nozzle can be adjusted around vertical axes and as a thruster be trained.

Eine Strahleinengung durch Düsenverstellung bei steigender Fahrt kommt im Effekt einer Flügelsteigungserhöhung eines Pro pellers gleich. Die Propulsionsanlage nach der Erfindung mit verstell- oder regulierbarer Düsenstrahl-Austrittsflächenvaria tion wird darum eine Leistungscharakteristik wie ein Verstell propeller aufweisen, ohne jedoch die aufwendige und komplizier te Flügelverstellkonstruktion des Verstellpropellers zu benöti gen. Damit kann der Widerstands-Hump eines Gleitbootes wir kungsvoller durchfahren werden, wobei immer ein möglichst gro ßer Strahlquerschnitt gewählt wird.A jet narrowing due to nozzle adjustment with increasing Ride comes in the effect of a pro increasing wing pitch pellers right away. The propulsion system according to the invention with adjustable or adjustable nozzle jet exit surface variant tion therefore becomes a performance characteristic like an adjuster Have propellers, but without the elaborate and complicated needed to adjust the pitch of the variable pitch propeller The resistance hump of a gliding boat can do that be driven through more efficiently, always with the largest possible ß beam cross section is selected.

Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung kann die hinter dem Pumpengehäuse angeordnete Düse ein sphärisch ausgebildetes Düsengehäuseteil aufweisen, das auf einem angepaßten Pum pengehäuseteil schwenkbar angeordnet ist.According to another embodiment of the invention, the rear the pump housing arranged a spherical nozzle Have nozzle housing part that on a customized pump pen housing part is pivotally arranged.

Die vor dem Impeller angeordneten Leitbleche können weiter hin zur Achse vorwärts gepfeilt sein. Damit können die Leitble che gleichzeitig zur Abweisung von Treibgut dienen, das dann entlang der Leitblecheinlaufkanten nach unten und seitlich ab fließen kann.The baffles in front of the impeller can continue be swept forward towards the axis. The Leitble serve at the same time to reject flotsam, which then down and to the side along the baffle inlet edges can flow.

Weiterhin kann die Axialpumpe ein Tandemimpeller-Paar auf weisen und können Leitbleche derart angeordnet sein, daß auch hier der Abstrom hinter dem hinteren Impeller bei Entwurfsge schwindigkeit drallfrei ist, wobei die Leitbleche gleichzeitig zur Propellerlager-Halterung ausgebildet sind.Furthermore, the axial pump can have a pair of tandem impellers have and can be arranged such that baffles here the outflow downstream of the rear impeller at Designge speed is swirl-free, with the baffles simultaneously are designed for propeller bearing bracket.

In einer weiteren Sonderausführung für Gleitboote, die bei relativ kleineren Geschwindigkeiten nahe der sogenannten Hump- Widerstands-Geschwindigkeit operieren, werden am hinteren Ende der Gleitflächen beiderseits des Tunnels übliche Staukeile an geordnet, um eine Druckerhöhung der Gleitfläche am Spiegel zu erreichen und gleichzeitig einen höheren Druckaufstau vor der Pumpe zu erzielen. Der Zufluß zur Pumpe wird dadurch verbes sert und die hecklastige Vertrimmung des Gleitbootes in diesem Geschwindigkeitsbereich, bei der das Gleiten gerade einsetzt, wird damit ausgeglichen und somit der Fahrtwiderstand vermin dert.In another special version for gliding boats, which at relatively lower speeds near the so-called hump Resistance speed will operate at the back end usual wedges on both sides of the tunnel ordered to increase the pressure of the sliding surface on the mirror achieve and at the same time a higher pressure build-up before To achieve pump. The flow to the pump is thereby improved sert and the stern-heavy trim of the gliding boat in this Speed range at which gliding is just beginning, is thus compensated and the driving resistance is reduced different.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung darge stellt. Es zeigenEmbodiments of the invention, from which there are further inventive features are shown in the drawing Darge poses. Show it

Fig. 1-3 eine erste Ausführung der Erfindung mit Wasser zufuhrtunnel und angepaßtem Propeller in Heckan sicht, Seitenansicht und Unteransicht, Fig 1-3 supply tunnel. A first embodiment of the invention with water and matched propeller in Heckan view, side view and bottom view,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Boot mit einer zweiten Ausführung mit einer Axialpumpe, Fig. 4 is a longitudinal sectional view of a boat with a second embodiment with an axial pump,

Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt durch den hinteren Be reich eines Bootes mit einer Antriebsanlage entspre chend Fig. 4 mit Düsenaustritts-Querschnittsverstel lung, Fig. 5 shows a partial longitudinal section through the rear Be rich of a boat with a drive installation accordingly Fig. 4 with nozzle exit Querschnittsverstel lung,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Antriebsanlage ent sprechend Fig. 4 mit quadratischer Enddüse und Aus trittsstrahlverstellung, Fig. 6 shows a longitudinal section through a drive system accordingly FIG. 4 with a square end nozzle and off occurs ray adjustment,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Antriebsanlage ent sprechend Fig. 4 mit einem Düsenaustritts-Einen gungskonus, Fig. 7 is a longitudinal section through a drive system accordingly FIG. 4 with a nozzle outlet narrowing cone,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Antriebsanlage mit Axialpumpe und Düse und vorgeschalteten Dralleit blechen und Fig. 8 is a longitudinal section through a drive system with an axial pump and nozzle and upstream Dralleit and

Fig. 9a und 9b eine Antriebsanlage mit einer Steuerdüse gemäß Fig. 8 in Seitenansicht und Unteransicht. Fig. 9a and 9b, a drive unit with a steering nozzle of Fig. 8 in side view, and bottom view.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Propulsionsanordnung für ein langsameres Boot 1, das hier zur Vereinfachung im Halb schnitt dargestellt ist. Die Gleitfläche des Schiffsbodens ist mit 8 bezeichnet und hat einen Kiel 4. In der Gleitfläche ist ein Tunnel 2 mit seitlichen Kanten 5 und 6 derart teilweise versenkt angeordnet, daß der Tunnelquerschnitt am Ort des Propellers 3 halbkreisförmig ausgebildet und dem Propeller mit kleinem Spielraum angenähert ist. Der Tunnel liegt angenähert in Stromlinienrichtung und verjüngt sich bei gleichbleibender Breite im Querschnitt nach vorn hin, bis sein Mantel vorn bei 16 in die Gleitfläche 8 des Bootes übergeht. Der Propeller 3 ist auf einer schrägen Propellerwelle 7 angeordnet, die ein La ger in einem Wellenbock 9 hat. Ein Ruder 10 ist im Propeller strom angeordnet. Figs. 1, 2 and 3 show a Propulsionsanordnung for a slower boat 1, which is shown here for simplicity cut in half. The sliding surface of the ship's floor is designated 8 and has a keel 4 . A tunnel 2 with lateral edges 5 and 6 is arranged partially recessed in the sliding surface such that the tunnel cross-section is semicircular at the location of the propeller 3 and approximates the propeller with a small margin. The tunnel lies approximately in the direction of the streamline and tapers towards the front with a constant width until its jacket merges with the sliding surface 8 of the boat at 16 at the front. The propeller 3 is arranged on an inclined propeller shaft 7 , which has a bearing in a shaft bracket 9 . An oar 10 is arranged in the propeller stream.

Die Decke des Tunnels 2 bildet einen Winkel R mit dem Gleitboden 8 und die Längsschnitte durch den Tunnel sind vor zugsweise geradlinig und am Ende bei 15 vorzugsweise konkav (von der Wasserseite betrachtet) gekrümmt, um keine negativen Druckfelder bei der Durchströmung entstehen zu lassen. The ceiling of the tunnel 2 forms an angle R with the sliding floor 8 and the longitudinal sections through the tunnel are preferably straight and preferably curved at the end at 15 at the end (viewed from the water side) in order not to allow negative pressure fields to arise during the flow.

Die in Fig. 2 bezeichneten Querschnitte B-B und C-C durch den Tunnel sind in Fig. 1 wiedergegeben. Sie haben kein volles Kreisprofil mehr, sondern ein abgeflachtes Profil mit vorzugs weise konstanter Breite über die ganze Längserstreckung des Tunnels.The cross sections BB and CC designated in FIG. 2 through the tunnel are shown in FIG. 1. You no longer have a full circular profile, but a flattened profile with a preferably constant width over the entire length of the tunnel.

Der Tunnelwinkel R ist vorzugsweise kleiner als der Gleit boottrimmwinkel bei Fahrt. Der Propellerwellenwinkel γ kann, je nach Getriebe- und Motoranordnung, sehr klein gewählt werden und ist in jedem Fall kleiner als bei üblichen Propel leranordnungen. Entsprechend der Ausrichtung nach den Stromli nien bei Dienstgeschwindigkeit verläuft der Tunnel angenähert parallel zur Mittschiffslängsebene des Bootes. Die seitlichen Kanten 5, 6 des Tunnels sind mit Abrundungsradien 13, 14 ver sehen, da unter den verschiedenen Dienstbedingungen eine gerin ge Umströmung der Kanten nicht immer zu vermeiden ist.The tunnel angle R is preferably smaller than the sliding boot trim angle when driving. The propeller shaft angle γ can, depending on the gear and motor arrangement, be chosen to be very small and is in any case smaller than conventional propeller arrangement. Depending on the alignment according to the streamlines at service speed, the tunnel runs approximately parallel to the midship plane of the boat. The lateral edges 5, 6 of the tunnel are ver with rounding radii 13, 14 , since under the various service conditions a small flow around the edges is not always avoidable.

Beim Ausführungsbeispiel ist ein vierflügliger Propeller 3 am Ende des Tunnels angeordnet. Durch die Annäherung des hier kreisförmigen Tunnels an den Propeller wird das Umströmen der Propellerblätter vermindert.In the exemplary embodiment, a four-bladed propeller 3 is arranged at the end of the tunnel. The flow around the propeller blades is reduced by the approach of the circular tunnel here to the propeller.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Propulsionsorgan als Axialpumpe ausgebildet ist. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft für Gleitboote, bei de nen Propellergeräuschentwicklung unerwünscht ist und die sehr hohe Geschwindigkeiten ohne Propellerkavitationsprobleme fah ren sollen. Das Propulsionsorgan besteht hier aus einem umman telten Impeller 22 mit Nabe 18 und Nabenschwanzkonus 19, der im Bereich des Spiegels des Bootes hinter dem rückwärtigen Ausgang des Tunnels 2 angeordnet und von einer nachgeschalte ten Düse 20 umgeben ist. Auch hier wird die Antriebswelle 7 schräg in den Bootsrumpf eingeführt, wie beim Ausführungsbei spiel nach den Fig. 1 bis 3. Zur Rückgewinnung der Drallver luste des Impellers sind dem Impeller übliche Leitschaufeln 21 nachgeschaltet. Die Leitschaufeln 21 halten außerdem ein Wel lenlager 17 im Zentrum des Pumpengehäuses. Vorzugsweise wird hier ein wassergeschmiertes Radiallager vorgesehen. Die Befe stigung der Axialpumpe mit Düse an der Spiegelplatte erlaubt eine einfachere Herstellung und einen einfacheren Zusammenbau. Fig. 4 shows an embodiment of the invention, in which the propulsion element is designed as an axial pump. Such an arrangement is advantageous for gliding boats in which propeller noise development is undesirable and which are intended to drive very high speeds without propeller cavitation problems. The propulsion element here consists of a umman telten impeller 22 with hub 18 and hub cone 19 which is arranged in the region of the mirror of the boat behind the rear exit of the tunnel 2 and is surrounded by a nozzle 20 downstream. Here, too, the drive shaft 7 is inserted obliquely into the boat hull, as in the exemplary embodiment according to FIGS . 1 to 3. To recover the impeller losses, the impellers are followed by the usual guide blades 21 . The guide vanes 21 also hold a shaft bearing 17 in the center of the pump housing. A water-lubricated radial bearing is preferably provided here. The attachment of the axial pump with nozzle to the mirror plate allows easier manufacture and assembly.

Die Bedingungen für den Tunnel sind etwa die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-3. Das Axialpumpen- Element ist am Ende des Tunnels in Fortsetzung desselben an geordnet, wobei der Tunnel 2 mit einem relativ kleinen Winkel zum Gleitboden verläuft und möglichst keine konvex gekrümmten (zur Wasserseite ausgebeulten) Oberflächen hat und konstante Kanalbreite bis zum Auslauf nach vorn aufweist und die Wasser versorgung des Impellers erlaubt, ohne dabei nach unten gerich tete Saugkräfte infolge Tunneleinströmung zu erzeugen. Solange der Winkel, mit dem der Tunnel angeordnet ist, kleiner oder etwa gleich dem Gleitwinkel des Bootes ist, wird das Zufuhrwas ser unter Druck des Gleitbodens der Pumpe zugeführt und werden damit unerwünschte Bootvertrimmungen vermieden.The conditions for the tunnel are approximately the same as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1-3. The axial pump element is arranged at the end of the tunnel in a continuation of the same, whereby the tunnel 2 runs at a relatively small angle to the sliding floor and if possible has no convexly curved (bulged out to the water side) surfaces and has a constant channel width up to the outlet to the front Water supply to the impeller is possible without generating downward suction forces due to the inflow of tunnels. As long as the angle with which the tunnel is arranged is less than or about the same as the glide angle of the boat, the supply water is supplied under pressure to the gliding floor of the pump and undesirable boat trimmings are thus avoided.

Die Axialpumpe arbeitet dann in einem Gebiet erhöhten Druckes, was Kavitationserscheinungen entgegenwirkt. Der Druck auf den Impeller 22 wird weiterhin erhöht durch die nachge schaltete Düse 20, die eine Querschnittsverkleinerung des aus tretenden Wasserstrahles F-F ergibt. Durch die Strahleinengung wird der Pumpeninnendruck wegen des Aufstaues des mit Fahrtge schwindigkeit anströmenden Wassers vor der Pumpe erhöht. Je stärker die Düsenkontraktion, desto höher der Pumpeninnendruck und desto höher wird die vom Impeller übertragene Leistung. Die Leistungsaufnahme des Impellers kann somit durch eine Ver änderung des Düsenaustrittsquerschnittes gesteuert oder gere gelt werden. Durch relativ kleine Düsenaustrittsquerschnitts- Veränderungen von E-E nach F-F können stark ansteigende Drücke im Innern der Pumpe erzeugt werden, die die Lastaufnahme erhö hen aber auch den Kavitationserscheinungen entgegenwirken. Der Druckanstieg ist von der Fahrtgeschwindigkeit abhängig und ist für sehr schnelle Schiffe am wirksamsten.The axial pump then works in an area of increased pressure, which counteracts cavitation. The pressure on the impeller 22 is further increased by the downstream nozzle 20 , which results in a cross-sectional reduction of the outgoing water jet FF . Due to the jet constriction, the pump internal pressure is increased in front of the pump due to the build-up of the water flowing at speed. The stronger the nozzle contraction, the higher the pump pressure and the higher the power transmitted by the impeller. The power consumption of the impeller can thus be controlled or regulated by changing the nozzle outlet cross section. Due to relatively small changes in the nozzle outlet cross-section from EE to FF , strongly increasing pressures can be generated inside the pump, which increase the load absorption but also counteract the cavitation phenomena. The pressure increase depends on the speed of the cruise and is most effective for very fast ships.

Hinter der Düse 20 ist ein Ruder 10 angeordnet. Für sehr schnelle Schiffe ist eine Doppelruderanlage mit seitlich der Düsenstrahlen angeordneten Ruderblättern vorzuziehen. Die Ruder kommen nur beim Ruderlegen in Wasserkontakt, bei gerader Fahrt voraus erzeugen sie keine Reibungsverluste. Rückwärts fahrt ist durch Umsteuern des Impellers 22 möglich. Es kann auch eine Strahlumkehrvorrichtung, wie bei Strahlantrieben, Anwendung finden.A rudder 10 is arranged behind the nozzle 20 . For very fast ships, a double rudder system with rudder blades arranged on the side of the jet is preferable. The rudders only come into contact with the rudder, when driving straight ahead they do not generate any friction losses. Reverse travel is possible by reversing the impeller 22 . A jet reversing device, such as jet drives, can also be used.

Durch den Druckaufstau in der Axialpumpe entsteht ein Gebiet erhöhten Druckes im Querschnitt D-D und auch vor der Pumpe, wobei erhöhte Auftriebskräfte der Gleitfläche und der Tunnelfläche erzeugt werden, die wünschenswert sind und zur dynamischen Schiffsauftriebs-Tragkraft beitragen. Der dabei entstehende Widerstand der Impellerummantelung muß von der Strahlerzeugung als Zusatzwiderstand überwunden werden. Er stellt eine relativ kleine Verlustarbeit dar, die jedoch durch die nichtvorhandenen Zufluß-Wasserumlenkungen und Rohrreibungs verluste eines üblichen Strahlantriebes mehr als ausgeglichen sind.The pressure build-up in the axial pump creates an area of increased pressure in the cross section DD and also in front of the pump, whereby increased buoyancy forces of the sliding surface and the tunnel surface are generated, which are desirable and contribute to the dynamic ship buoyancy load capacity. The resulting resistance of the impeller sheathing must be overcome by the beam generation as an additional resistance. It represents a relatively small loss, which, however, is more than compensated for by the lack of inflow water deflections and pipe friction losses of a conventional jet drive.

Der Wirkungsgrad der Propulsionsanlage wird darum höher sein, als der einer üblichen Wasserstrahl-Antriebsanlage, was besonders bei Langsamfahrt wichtig ist für Gleitboote mit dem bekannten Hump-Widerstand im Geschwindigkeitsgebiet, in dem der Schwimmzustand in den Gleitzustand übergeht. Hier können weitere Verbesserungen erreicht werden, wenn bei dieser Lang samfahrt die Strahlquerschnittsfläche der Düse F-F durch Ver stellung vergrößert wird, was einer Flügelsteigungsverminde rung eines Propellers ähnlich ist.The efficiency of the propulsion system will therefore be higher than that of a conventional water jet propulsion system, which is particularly important for slow cruising for gliding boats with the known hump resistance in the speed range in which the floating state changes to the sliding state. Here, further improvements can be achieved if the jet cross-sectional area of the nozzle FF is increased by adjustment during this slow travel, which is similar to a wing pitch reduction of a propeller.

Die Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zum Ver stellen der Düsenaustrittsfläche. Hier ist die Axialpumpe 24 mit einem axial verstellbaren Nabenschwanzkonus 23 ausgestat tet. Beim Verschieben des Nabenschwanzkonus 23 nach hinten wird die Strahlaustrittsfläche 25 der Düse 20 auf eine kleine re Fläche 26 gebracht. Umgekehrt wird die Fläche beim Nachvorn fahren des Nabenschwanzkonus 23 vergrößert. Der Flächenunter schied hängt von der Formgebung der Düse 20 und des Naben schwanzkonus 23 ab und kann bei einem Nabendurchmesser von 0,5 des Impellerdurchmessers bis zu 25% Flächenunterschied ausma chen, was für eine übliche Strahlregelung ausreichend ist. Da bei wird die Verschiebung des Nabenschwanzkonus 23 vorzugswei se ölhydraulisch bewirkt. Fig. 5 shows a first embodiment for Ver set the nozzle exit surface. Here, the axial pump 24 is equipped with an axially adjustable hub cone 23 . When moving the hub tail cone 23 to the rear, the jet exit surface 25 of the nozzle 20 is brought to a small right surface 26 . Conversely, the area is enlarged when the hub tail cone 23 moves forward. The area difference depends on the shape of the nozzle 20 and the hub tail cone 23 and can make up for a hub diameter of 0.5 of the impeller diameter up to 25% area difference, which is sufficient for a conventional jet control. Since the displacement of the hub tail cone 23 is preferably effected by hydraulic oil.

Fig. 6 zeigt eine andere Möglichkeit einer Düsenaustritts- Flächenveränderung. Die Düse ist hier so ausgebildet, daß der kreisförmige Querschnitt am Einlauf stetig in einen rechtecki gen oder quadratischen Querschnitt am Auslauf übergeht. Hier sind am rückwärtigen Ende der Düse Endplatten 27, 28 angeord net, die eine Querschnittsveränderung ermöglichen. Dabei muß die stromlinienförmige Übergangsdüse im Bereich der Quer schnittsveränderung G-G, H-H, I-I einen Druckabfall (negativen Druckgradienten) erzeugen, um gute Wirkungsgrade der Düse zu erhalten. Der Düsenaustritt I-I ist dann am Ende quadratisch oder rechteckig. Durch Schwenken der einander horizontal gegenüberliegenden Düsenendplatten 27, 28 kann der Düsenaus tritt sowohl eingeengt und verstellt als auch reguliert werden. Hinter dem Düsenaustritt sind vertikale Ruderplatten 30 angeordnet. Der Wirkungsgrad einer von runden auf quadra tischen Querschnitt verlaufenden Düse ist bei optimaler Formge bung, die Druckabfall bis zur Vollendung des Querschnittsüber ganges erfordert, fast dem einer kreisförmigen Düse gleich. Der Vorteil einer kompakteren Ruderanordnung ergibt sich hier nebenbei. Einer Strahleinengung sind dabei keine Grenzen ge setzt, wie es der Fall bei der Nabenschwanzkonus-Verstellung ist. Fig. 6 shows another possibility of a Düsenaustritts- area alteration. The nozzle is designed here so that the circular cross-section at the inlet continuously changes into a rectangular or square cross-section at the outlet. Here are at the rear end of the nozzle end plates 27, 28 angeord net, which allow a cross-sectional change. The streamlined transition nozzle must generate a pressure drop (negative pressure gradient) in the area of the cross-sectional change GG, HH, II in order to obtain good nozzle efficiencies. The nozzle outlet II is then square or rectangular at the end. By swiveling the horizontally opposite nozzle end plates 27, 28 , the nozzle outlet can be both restricted and adjusted and regulated. Vertical rudder plates 30 are arranged behind the nozzle outlet. The efficiency of a nozzle that runs from a round to a square cross-section is almost the same as that of a circular nozzle with optimal shaping, which requires pressure drop until the cross-sectional transition is completed. The advantage of a more compact rudder arrangement also arises here. A beam constriction has no limits, as is the case with the hub tail cone adjustment.

Fig. 7 zeigt die Verwendung von konischen Einsatzringen 31. Durch diese Einsatzringe 31 wird der Austrittsstrahl der Düse 20 eingeengt. Dabei muß der konische Einsatzring eine stromlinienförmige Anpassung an die Düse aufweisen, damit durch das Einsetzen keine Strömungsverluste entstehen. Fig. 7 illustrates the use of conical insert rings 31. The outlet jet of the nozzle 20 is restricted by these insert rings 31 . The conical insert ring must have a streamlined adaptation to the nozzle so that no flow losses occur due to the insertion.

Wie Fig. 7 weiter zeigt, kann die Einlaufkante 32 zur Axialpumpe schräg von der unteren zur oberen Tunnelkante ver laufen, wie mit 33 angedeutet, um einen besseren Schutz des Impellers vor Treibgut zu gewährleisten, das sich dann nicht am Düseneintritt verklemmen kann, das dann vielmehr seitlich nach hinten abfließen kann.As further shown in FIG. 7, the leading edge 32 to the axial pump can run obliquely from the lower to the upper tunnel edge, as indicated at 33 , in order to ensure better protection of the impeller against flotsam, which then cannot get jammed at the nozzle inlet, which then rather can flow laterally to the rear.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem vor dem Impeller 36 Leitbleche 34 zur Rückgewinnung der Drallverlu ste angeordnet sind. Es sind eine größere Anzahl derartiger Leitbleche über den Umfang der Axialpumpe verteilt, damit sie zusätzlich ein Impeller-Schutzgitter bilden, mit dem verhin dert wird, daß Treibgut vom Impeller erfaßt wird. Dabei werden die Leitbleche der Düsenaustrittsform lateralartig angepaßt und haben vorzugsweise eine gepfeilte Einlaufkante, um Treib gut seitlich abzuleiten. Fig. 8 shows a further embodiment, in which 36 baffles 34 are arranged in front of the impeller for recovering the swirl loss. There are a larger number of such baffles distributed over the circumference of the axial pump, so that they also form an impeller protective grille with which it is prevented that flotsam is captured by the impeller. The guide plates of the nozzle outlet shape are adapted laterally and preferably have a swept inlet edge in order to divert propellant well laterally.

Die Leitbleche 34 haben eine Eintrittskante, die in Strö mungsrichtung zeigt und eine Krümmung, ähnlich einem Strömungs profil, die die Strömung gegen die Propellerdrehrichtung ab lenkt, und zwar so stark, daß der Vordrall in Kombination mit den induzierten Drallgeschwindigkeiten des Impellers einen glatten Abstrom hinter dem Impeller ergibt, wenn das Boot bei Dienstgeschwindigkeit operiert. Dadurch werden die sonst auftretenden Drallverluste zurückgewonnen und eine Wirkungs graderhöhung erreicht.The baffles 34 have an entry edge which shows the direction of flow and a curvature, similar to a flow profile, which deflects the flow against the direction of rotation of the propeller, to such an extent that the pre-twist in combination with the induced swirl speeds of the impeller leaves a smooth outflow behind the impeller if the boat is operating at service speed. As a result, the swirl losses that otherwise occur are recovered and an increase in efficiency is achieved.

Der Anti-Drall-Leitblechring 34 wird vorzugsweise gleich zeitig als Lagerbock mit einem Lager 35 zur Wellenlagerung ausgebildet. Der Impeller 36 kann als Axial- oder Halb axial-Pumpenimpeller ausgebildet sein. In dieser Zusammenstel lung läßt sich die Pumpe mit Düse und Vorleitsystem am besten mit minimalen Wasserkontaktflächen und kurzer Pumpe optimie ren. Die Nabe 37 kann hier auch als Düsenstrahl-Regulierein richtung, wie oben beschrieben, ausgebildet sein. Mit dieser Anordnung sind sehr hohe Gesamtwirkungsgrade möglich. Dabei ist der Impeller in bester Weise geschützt.The anti-swirl baffle ring 34 is preferably formed simultaneously as a bearing block with a bearing 35 for shaft support. The impeller 36 can be designed as an axial or semi-axial pump impeller. In this compilation, the pump with nozzle and feed system can best be optimized with minimal water contact areas and a short pump. The hub 37 can also be designed as a nozzle jet regulating device, as described above. With this arrangement, very high overall efficiencies are possible. The impeller is well protected.

Fig. 9a und 9b zeigen eine Ausbildung der Austrittsdüse der Axialpumpe als Steuerdüse, mit der eine Ruderwirkung erzielt werden kann. Dabei ist eine sphärische Steuerdüse 41 auf einem ebenfalls sphärischen Pumpen-Gehäuse 42 schwenkbar angeordnet. Der Impeller 43 hat hier auch sphärischen Umriß. Die Steuerdüse 41 kann auch vertikal gesteuert und als aktives Trimmelement benutzt werden. Die Steuerdüse 41 ist dann über zwei Zapfen vertikal gelagert, und die Ruderkräfte werden über einen Hebel 40 eingebracht. Fig. 9a and 9b show an embodiment of the discharge nozzle of the axial pump as steering, can be achieved with a rudder effect. Here, a spherical control nozzle 41 is pivotally arranged on a likewise spherical pump housing 42 . The impeller 43 also has a spherical outline here. The control nozzle 41 can also be controlled vertically and used as an active trimming element. The control nozzle 41 is then mounted vertically via two pins, and the rudder forces are introduced via a lever 40 .

Die Axialpumpe ist auch hier hinter dem Tunnel 39 an die Spiegelplatte des Gleitbootes angeflanscht. Die Anordnung erlaubt minimale Wasserkontaktflächen und somit beste Wirkungs grade. Die aktive Strahlablenkung ergibt sehr starke Ruderkräf te.The axial pump is also flanged behind the tunnel 39 to the mirror plate of the slide boat. The arrangement allows minimal water contact areas and thus best efficiency. The active beam deflection results in very strong rudder forces.

Claims

1. Propulsion arrangement for slide boats, in particular seege existing slide boats with keel angle and Doppelpropulsionsanla ge, characterized in that the sliding surface in the stern area has at least one downwardly open tunnel, in which a propulsion organ is partially sunk below the end of the sliding surface. that the tunnel cross section at the location of the Propulsionsor gans the Propulsionsorgan cross-sectional area is approximated with a small play and approximately semicircular, and that the tunnel is embedded in the sliding surface, is approximately in the streamlined direction and tapers in cross section at approximately constant width towards the front .

2. Propulsion arrangement according to claim 1, characterized shows that the tunnel is straight in the longitudinal direction and preferably a concave curve towards the rear end Has tunnel wall.

3. Propulsion arrangement according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the tunnel in the median longitudinal section in ship has an angle with the sliding surface in the longitudinal direction, the is not greater than the trim angle when gliding.

4. Propulsion arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the propulsion element is a propeller ( 3 ).

5. Propulsion arrangement according to claim 4, characterized in that the propeller ( 3 ) is arranged in the tunnel so that the recess depth of the propeller surface in the sliding surface is determined by the number of propeller blades in such a way that when entering a wing in the tunnel at the same time another wing extends out of the tunnel, which corresponds to a tunnel partial circumference of one or more propeller circumferential sections, the partial sections resulting from the propeller circumference - divided by the respective number of blades - and the values for different wing numbers for those closest to the semicircle The tunnel cross-sectional area is as follows

for three-wingers of 240 °
for four-wingers of 180 °
for five-winged aircraft at 144 ° and 216 °
for six-wingers of 180 ° and 240 °

6. Propulsion arrangement according to one of claims 4 to 5, characterized in that the propeller ( 3 ) via an oblique shaft ( 7 ) is driven with a shaft bracket bearing, the arrangement having a small taper angle.

7. Propulsion arrangement according to one of the preceding An sayings, characterized in that the propulsion organ two contra-rotating propellers.

8. Propulsion arrangement according to one of claims 4 to 7, characterized in that the propeller in the area of free flow of water under the sliding surface was continued is covered by the tunnel.

9. Propulsion arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the propulsion element of the impeller ( 36 ) is an axial or semi-axial pump, the housing of which is adapted to the tunnel so that about half of the water inflow takes place through the tunnel and continuously passes into the pump that the inlet cross-sectional area in the pump housing is smaller than the impeller disk surface, that at the end of the pump housing a nozzle is arranged to accelerate the escaping water jet, and that baffles are arranged behind the impeller for flow rectification serve at the same time to hold the impeller bearing.

10. Propulsion arrangement according to one of claims 8 or 9, characterized in that the jacket housing of the jacket propellers or the pump housing of the impeller to the mirror of the slide boat in flight of the tunnel from behind is.

11. Propulsion arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the impeller ( 36 ) via a conventional oblique shaft ( 7 ) is driven with a shaft bracket bearing, the arrangement having a small taper angle.

12. Propulsion arrangement according to one of claims 9 to 11, characterized in that guide plates in front of the impeller are ordered, which are shaped so that they flow into the Give a pre-twist against the impeller rotation, the about as large but opposite the induced swirl Flow behind the impeller without baffles is that of entering jet stream when driving at design speed is approximately swirl-free, with impeller, baffles, pump housing se and nozzle as a combined unit with minimal water contact surface are formed.

13. Propulsion arrangement according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the nozzle conical insert rings can be used, the shape of the nozzle outlet stromli are adapted in the shape of a kidney and reduce the nozzle cross-section nern.

14. Propulsion arrangement according to one of claims 9 to 13, characterized in that in the end region of the nozzle a hub tail cone ( 23 ) is displaceably net angeord in the axial direction.

15. Propulsion arrangement according to one of claims 9 to 14, characterized in that the circular cross section at the inlet of the nozzle merges continuously into a rectangular or square cross-section at the outlet of the nozzle and that at the rear end of the nozzle end plates ( 27, 28 ) pivotably on are arranged, a negative pressure gradient being present in the area of the cross-sectional change, that is to say the smallest cross-section is always the outlet cross-section.

16. Propulsion arrangement according to claim 15, characterized in that vertical rudder plates ( 30 ) are arranged adjustable about vertical axes behind the nozzle outlet.

17. Propulsion arrangement according to one of claims 9 to 16, characterized in that the nozzle arranged behind the pump housing has a spherical nozzle housing part ( 41 ) which is pivotally arranged on an adapted pump housing part ( 42 ).

18. Propulsion arrangement according to claim 12, characterized records that the baffles arranged in front of the impeller Arrows are swept forward.

19. Propulsion arrangement according to one of claims 9 to 17, characterized in that the axial pump is a tandem im Peller pair has that the baffles for rectification the radiation of the front impeller between the impellers are arranged and in the flow a vortex towards Generate tere impeller, such that the outflow behind the rear impeller is twist-free at design speed, and that the baffles simultaneously hold the propeller bearing tion are trained.