DE396837C

DE396837C - Procedure for steering ships

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Publication number: DE396837C
Application number: DEF52559D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-09-17
Filing date: 1922-09-17
Publication date: 1924-06-14

Description

Verfahren zum Steuern von Schiffen. Die Erfindung hat zum Gegenstand Anordnungen zumSteuernvon Schiffen, die relativ zum Schiff fest sind oder nur zu einem kleinen Teil verstellt werden. Gemäß der Erfindung werden für das Steuern von Schiffen die Erscheinungen nutzbar gemacht, wie sie bei Flugzeugen zur Erzeugung des Auftriebes bekannt sind.Methods of steering ships. The subject of the invention is Arrangements for steering ships that are fixed relative to the ship or only to a small part can be adjusted. According to the invention are used for controlling by ships the phenomena made usable, as they are for the generation of airplanes of buoyancy are known.

Die Auftriebwirkung bei in der Strömung bewegten Flächen wird darauf zurückgeführt, daß sich über die Strömung, die die Flächen umgibt, eine Zirkulationsströmung lagert. Zum Steuern von Schiffen wird demgemäß auf Grund der Erfindung eine Zirkulationsströmung um eine feste Fläche erzeugt, der man vorzugsweise eine Form gibt, die einerseits der Strömung einen möglichst geringen Widerstand bietet, andererseits die Erzeugung eines starken Seitentriebes gestattet.The buoyancy effect on surfaces moving in the flow is based on it returned that there is a circulation flow via the flow surrounding the surfaces stores. Accordingly, on the basis of the invention, a circulating flow is used to steer ships around a solid surface, which is preferably given a shape, on the one hand the flow offers the lowest possible resistance, on the other hand the generation a strong side shoot allowed.

Zur Erläuterung der Verhältnisse dient die Zeichnung. In Abb. 1 bedeutet 11 das Schiff, an dessen Heck eine feste Fläche 12 angeordnet ist. Bewegt sich das Schiff in der Pfeilrichtung, so ergibt sich eine Strömung, wie sie in der Zeichnung durch Stromlinien veranschaulicht ist. Wird nun um den festen Leitkörper 12 eine Zirkulationsströmung erzeugt, z. B. mittels der Hilfspropeller 13 und 1q:, und zwar beispielsweise eine Strömung, die den Leitkörper entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne umfließt, so tritt eine nach Steuerbord gerichtete Seitenkraft am Leitkörper auf, der somit im Sinne eines backbord gelegten Ruders wirkt.The drawing serves to explain the relationships. In Fig. 1 means 11 the ship, at the stern of which a fixed surface 12 is arranged. Is that moving Ship in the direction of the arrow, the result is a current like the one in the drawing illustrated by streamlines. Is now around the fixed guide body 12 a Circulating flow generated, e.g. B. by means of the auxiliary propeller 13 and 1q:, namely for example, a flow that traverses the guide body in an anti-clockwise direction flows around, a side force directed to starboard occurs on the guide body, which thus acts in the sense of a ported rudder.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Zirkulationsströmung durch eine Pumpe zu erzeugen; sie kann auch mit anderen Mitteln, beispielsweise durch geeignet eingestellte Leitflächen (Stromrichter) erzeugt werden. Diese Stromrichter können an der Vorderkante oder der Hinterkante des Leitkörpers oder an beiden zugleich angeordnet werden.It is not absolutely necessary to have the circulating flow through generate a pump; it can also be done by other means, for example by suitably adjusted guide surfaces (power converters) are generated. These converters can be on the leading edge or the trailing edge of the guide body or on both at the same time to be ordered.

In Abb. 2 ist der Leitkörper wiederum mit 12 bezeichnet. In der Nähe seines hinteren Endes befindet sich der Stromrichter 15. Wird dieser Stromrichter aus der gestrichelt angegebenen Normallage, wie es die Zeichnung veranschaulicht, verstellt, so entsteht auf der konvexen Seite des aus Leitkörper- und Stromrichter bestehenden Gebildes eine stark beschleunigte Strömung, die auf den Leitkörper als Unterdruck wirkt und einen Seitentrieb zum Steuern des Schiffes erzeugt.In Fig. 2, the guide body is again designated by 12. Near its rear end is the converter 15. This converter from the normal position indicated by dashed lines, as illustrated in the drawing, adjusted, so arises on the convex side of the guide body and converter existing structure a strongly accelerated flow that acts on the guide body as negative pressure acts and a side drive to steer the ship generated.

Abb. 3 zeigt eine Anordnung, bei der sowohl vor dem Leitkörper 12 wie auch hinter ihm je ein Stromrichter (i5 und 16) angeordnet ist.Fig. 3 shows an arrangement in which both in front of the guide body 12 as well as a converter (i5 and 16) is arranged behind it.

Ein weiteres Mittel zur Erzeugung des Seitentriebes mittels einer Zirkulationsströmun#" 1-,esteht darin, die Form des Leitkörpers in geeigneter Weise zu ändern. So kann man z. B. zur Formänderung des Leitkörpers einstellbare Ansatzstücke (Schwanzstücke, Kopfstücke oder beides) anordnen, die bei ihrer Einstellung dem Leitkörper eine Tragflügelform geben, dessen Wölbung je nach dem gewünschten Steuersinne nach der einen oder der anderen Seite eingestellt wird.Another means of generating the side shoot by means of a Circulation flow # "1-, is to change the shape of the baffle appropriately to change. So you can z. B. to change the shape of the guide body adjustable extension pieces (Tail pieces, head pieces, or both), which when you set the Guide body give a wing shape, its curvature depending on the desired control direction adjusted to one side or the other.

In den Abb. 4 und 5 ist ein Leitkörper 12 verauschaulicht, an dessen vorderem und hinterem Ende je ein einstellbares, als Stromrichter dienendes Ansatzstück 17, 18 angeordnet ist. Abb.4 zeigt die Normallage des Leitkörpersystetns für Geradeausfahrt, während Abb. 5 die Einstellung der Stromrichter für Steuern des Schiffes nach Steuerbord veranschaulicht.In Figs. 4 and 5, a guide body 12 is illustrated, on whose front and rear ends each have an adjustable extension piece that serves as a converter 17, 18 is arranged. Fig. 4 shows the normal position of the guide body system for driving straight ahead, while Fig. 5 shows the setting of the converters for steering the ship to starboard illustrated.

In Abb. 6 ist die einfache Form eines Leitkörpers mit Stromrichter am Schwanzende veranschaulicht. Der Stromrichter 18 der Abb. 6 wie auch die Stromrichter 17, 18 der Abb. 4 und 5 werden vom Schiffe aus in dem gewünschten Sinne unmittelbar oder auch mittelbar verstellt, indem beispielsweise an ihnen ein Flettnersches Hilfsruder angeordnet wird. Abb.7 zeigt die Anordnung des Stromrichters 18 mit Hilfsruder 20. Zwischen dem Leitkörper 12 und dem Kopf des Stromrichters 18 befindet sich ein Spalt, durch den sich der bei Rückwärtsfahrt herumschwenkende Stromrichter mit Hilfsruder hindurchbewegen kann.In Fig. 6 is the simple shape of a guide body with a converter illustrated at the tail end. The power converter 18 of Fig. 6 as well as the power converters 17, 18 of Figs. 4 and 5 are taken directly from the ship in the desired sense or also indirectly adjusted, for example by using a Flettner auxiliary rudder on them is arranged. Figure 7 shows the arrangement of the converter 18 with auxiliary rudder 20. There is a gap between the guide body 12 and the head of the converter 18, through which the converter with auxiliary rudder swings around when reversing can move through.

Der Spalt zwischen Leitkörper und Stromrichter kann sich über die ganze Länge beider erstrecken; bei kleinen Hilfsruderflächen genügt ein Ausschnitt im Leitkörper für den Durchtritt des Hilfsruders, während die Vorderkante des Stromrichters bei zur Drehachse symmetrisch gestalteter Stromrichterfläche dicht an der Hinterkante des Leitkörpers angeordnet ist.The gap between the guide body and the converter can extend over the extend the full length of both; A cutout is sufficient for small auxiliary rudder surfaces in the guide body for the passage of the auxiliary rudder, while the leading edge of the converter if the converter surface is symmetrical to the axis of rotation, close to the rear edge of the guide body is arranged.

Abb. 8 zeigt die Seitenansicht einer ähnlichen Anordnung. Die Hilfsruderfläche 20 ist an Hebelarmen 21 des zu seiner Drehachse 23 symmetrischen Stromrichters 18 befestigt und kann sich bei Umkehr der Fahrtrichtung durch den Ausschnitt 22 des Leitkörpers 12 bewegen.Fig. 8 shows a side view of a similar arrangement. The auxiliary rudder surface 20 is on lever arms 21 of the converter 18 which is symmetrical with respect to its axis of rotation 23 attached and can be when reversing the direction of travel through the cutout 22 of the Move guide body 12.

Der zu seiner Drehachse symmetrische Stromrichter der Abb. 8 ist unbalanciert. Will man den in bezug auf seine Drehachse symmetrisch ausgeführten Stromrichter balancieren, so kann man, wie Abb. 9 zeigt, auf seiner Drehachse die zur Drehachse unsymmetrische Hilfsfläche 26 anordnen. Zur Verstellung der Hilfsfläche und des Stromrichters kann wiederum ein, unter Umständen auch mehrere Hilfsruder (27) dienen. Das System wird sich ebenso wie die Anordnung nach Abb.8 bei Rückwärtsfahrt von selbst richtig einstellen. Die Steuerung des Fahrzeuges kann dann bei Rückwärtsfahrt mit dem Stromrichter allein erfolgen oder, falls die Hilfssteuerung mit dem Steuerantrieb durch ein geeignetes Übersetzungsgetriebe verbunden ist, auch durch das Hilfsruder allein oder durch beide Mittel zugleich.The converter in Fig. 8, which is symmetrical about its axis of rotation, is unbalanced. If you want the converter, which is symmetrical with respect to its axis of rotation balance, so one can, as Fig. 9 shows, on its axis of rotation that of the axis of rotation Arrange asymmetrical auxiliary surface 26. To adjust the auxiliary surface and the The converter can, in turn, be served by one, possibly also several auxiliary rudders (27). The system, like the arrangement according to Fig. 8, will move backwards from adjust yourself correctly. The vehicle can then be controlled when reversing with the converter alone or, if the auxiliary control, with the control drive connected by a suitable transmission gear, also by the auxiliary rudder alone or by both means at the same time.

Eine andere Möglichkeit zur Balancierung des Stromrichters zeigt Abb. io. Bei dieser Anordnung ist der Stromrichter 18 am Schwanz des .Leitkörpers 12 angeordnet und durch ein Gestänge 30, 31, 32 mit einer Hilfsfläche 33 verbunden, die sich vordem Kopf des Stromrichters bewegt. Die Hilfsfläche ist am Hebelarm 34 in einem solchen Abstand von ihrer Drehachse befestigt, daß das kompensierende 'Moment trotz kleiner Flächengröße der Kompensierungsfläche groß ausfällt. Die U bersetzung wird vorzugsweise so eingestellt, daß bei der Verstellung des Stromrichters 18 die Kompensierungsfläche sich mit größerer Winkelgeschwindigkeit bewegt, um bereits bei kleinem Ausschlag des Stromrifhters einen großen Ausschlag der Kompensierungsfläche und damit volle Kompensierung zu erzielen. Das Getriebe wird zweckmäßig so angeordnet, daß sich die Kompensierungsfläche 33 und der Stromrichter 18 nach der gleichen Seite des Leitkörpers hin bewegen. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß die Kompensierungsfläche die die Ruderwirkung herbeiführende Strömung auf der Unterdruckseite nicht stört. Abb. ii zeigt eine Anordnung, bei der mit dem Stromrichter i8 eine Hilfsfläche 2o so verbunden ist, daß sie beim Verstellen des Stromrichters dessen Bewegung unterstützt.Another possibility for balancing the converter is shown in Fig. ok In this arrangement, the converter 18 is at the tail of the .Leitkörpers 12 arranged and connected to an auxiliary surface 33 by a linkage 30, 31, 32, which moves in front of the head of the converter. The auxiliary surface is on the lever arm 34 fixed at such a distance from its axis of rotation that the compensating 'moment Despite the small area size of the compensation area turns out to be large. The translation is preferably set so that when the converter 18 is adjusted, the Compensation surface moves at a greater angular velocity to already with a small deflection of the Stromrifhters a large deflection of the compensation surface and thus to achieve full compensation. The gearbox is expediently arranged in such a way that that the compensation surface 33 and the converter 18 are on the same side of the guide body to move. This has the advantage that the compensation surface the flow causing the rudder effect on the negative pressure side does not interfere. Fig. Ii shows an arrangement in which the converter i8 is an auxiliary surface 2o is connected so that it supports the movement of the converter when it is adjusted.

Handelt es sich um die Steuerung von großen Schiffen, so ist es unter Umständen zweckmäßig, den Seitentrieb an mehreren Leitkörpern zu erzeugen, die ebenso wie die oben beschriebenen Leitkörper zweckmäßig als Körper geringen Strömungswiderstandes ausgebildet werden. Die Leitkörper können hintereinander oder auch nebeneinander angeordnet werden.If it is about controlling large ships, it is under In some circumstances it is useful to generate the side drive on several guide bodies, which also like the guide bodies described above, it is useful as a body with low flow resistance be formed. The guide bodies can be one behind the other or next to one another to be ordered.

Abb. 12 und 13 zeigen die Anordnung eines Leitkörpersystems, bei dem mehrere Leitkörper 35, 36, 37 nebeneinander zwischen Platten 38, 39 angeordnet sind. Sie bilden gewissermaßen einen Zellenkörper, dessen Zellen einzeln von der Strömung durchflossen werden, wobei sich an den Zellenwänden bei Einstellung der Stromrichter 40, 41, 42 starke Unterdruckgebiete ausbilden. Die Stromrichter 40, 41, 42 können einzeln unmittelbar oder durch Hilfsruder verstellt werden, sie können aber auch, wie dies Abb. 12 zeigt, miteinander gekuppelt sein.Figs. 12 and 13 show the arrangement of a guide body system in which several guide bodies 35, 36, 37 are arranged next to one another between plates 38, 39. To a certain extent they form a cell body, the cells of which are isolated from the flow are traversed, whereby on the cell walls when adjusting the converter 40, 41, 42 form strong negative pressure areas. The converters 40, 41, 42 can can be adjusted individually directly or by auxiliary rudders, but they can also as shown in Fig. 12, be coupled together.

Eine andere Anordnung mit mehreren neben- i einander angeordneten Leitkörpern 45, 46 und Stromrichtern 47, 48 zeigt Abb. 14. Die Leitkörper 45, 46 sind gegeneinander geneigt und erzeugen izwischen sich- eine verstärkte Strömung, die bei der Einstellung der Stromrichter nach der einen oder der anderen Seite die Ruderwirkung beträchtlich erhöht.Another arrangement with several arranged next to one another Guide bodies 45, 46 and converters 47, 48 are shown in Fig. 14. The guide bodies 45, 46 are inclined towards each other and create an increased flow between them, which when setting the power converter to one side or the other the Rowing effect increased considerably.

Die Anordnung der Leitkörper nebeneinander, wie sie in den Abb. 12 bis 14 veranschaulicht ist, ist im besonderen dann wertvoll, wenn es sich darum handelt, Ruder großer Flächenausdehnung zu ersetzen, wie es im besonderen für Flußschiffe in Frage kommt.The arrangement of the guide bodies side by side, as shown in Fig. 12 through 14 is particularly valuable when it comes to this is to replace rudders of large surface area, as is the case in particular for river boats can be considered.

Die Anwendung der Anordnung gemäß der Erfindung ist nicht nur auf das unmittelbare Steuern von Schiffen beschränkt. Sie kann auch Anwendung finden bei Rudern, die mit Hilfe von Hilfsrudern gesteuert werden. Die Leitkörper gemäß der Erfindung können in diesen Anwendungsfällen die Hilfsruder ersetzen oder in ihrer Wirkung unterstützen, so daß die Flächengröße der Hilfsruder und damit die Größe der vom Steuergetriebe zu verstellenden Teile verringert werden kann.The application of the arrangement according to the invention is not limited to limits direct steering of ships. It can also be used for oars that are steered with the help of auxiliary oars. The guide body according to of the invention can replace the auxiliary rudder in these applications or in support their effect, so that the area size of the auxiliary rudder and thus the The size of the parts to be adjusted by the control gear can be reduced.

In den Abb. 15 und 16 schließlich ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem zur Verstellung des lose drehbaren Hauptruders 50 ein relativ zum Ruder fester Leitkörper 51 mit Stromrichter 52 dient. Zur Unterstützung der Verstellbewegung ist am Schwanzende des Hauptruders ein Hilfsruder 53 angeordnet, während das Leitkörpersystem sich vor dem Kopfe des Hauptruders befindet. Die Anordnung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Ebenso wie die Hilfsruder gemäß Patent 36ogo8 sowohl am Kopfe wie am Schwanze des Ruders oder an beiden angeordnet sein können, so kann auch das Leitkörpersystem am Kopfende oder Schwanzende des Hauptruders oder an beiden angeordnet werden, ebenso wie auch für das Steuern von Schiffen mittels des Leitkörpersystems gemäß der Erfindung Leitkörper am Heck oder am Bug oder am Heck und am Bug oder auch an den Seiten des Schiffes angeordnet werden können. In allen Fällen führt die Ausnutzung des durch die Zirkulationsströmung um das Leitkörpersystem erzeugten Seitentriebes zu einer beträchtlichen Verminderung der Größe der zu verstellenden Flächen, wenn nicht überhaupt verstellbare Flächen durch Verwendung besonderer Zirkulationspumpen entbehrlich gemacht werden.Finally, in Figs. 15 and 16 an embodiment is illustrated, in the one for adjusting the loosely rotatable main rudder 50 relative to the rudder fixed guide body 51 with converter 52 is used. To support the adjustment movement an auxiliary rudder 53 is arranged at the tail end of the main rudder, while the guide body system is in front of the head of the main rudder. The arrangement is not on these Case limited. Just like the auxiliary rudders according to patent 36ogo8 both on the head and can be arranged on the tail of the rudder or on both, so can the guide body system at the head end or tail end of the main rudder or both, as well as well as for the steering of ships by means of the guide body system according to the invention Guide body at the stern or at the bow or at the stern and at the bow or also on the sides of the Ship can be arranged. In all cases, the exploitation of the the circulation flow around the guide body system generated side drive to a considerable reduction in the size of the surfaces to be adjusted, if not at all adjustable surfaces can be dispensed with by using special circulation pumps be made.

Zweckmäßig beträgt die Größe des Stromrichters weniger als zwei Drittel der Größe des Leitkörpers.The size of the converter is expediently less than two thirds the size of the guide body.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Method for steering ships, characterized in that that the side drive on a fixed relative to the ship by the water flow guide body is produced.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the side drive by a mass flow circling the guide body (12) (circulation flow) is produced.

3. Arrangement according to claim = and 2, characterized in that the Circulation flow is generated by means of a pump.

4. Arrangement according to claim i and -, characterized in that the circulation flow is generated by guide surfaces (converter).

5. Arrangement according to claim i and 2, characterized in that that the circulation flow is generated by changing the shape of the guide body.

6th Arrangement according to Claims 1, 2 and 5, characterized in that for changing the shape of the guide body movable extension pieces (tail pieces, head pieces - or both) to serve.

7. Arrangement according to claim 1, 5 and 6, characterized in that the guide body is designed as a cell body. B.

Arrangement according to claims i and 5, characterized in that that the guide body or the cell walls of the guide body cells as curved on one side Body are trained. G.

Arrangement according to claim i, characterized in that several guide bodies are arranged next to one another. ok

Arrangement according to claim i, characterized in that several guide bodies are arranged one behind the other. ii.

Arrangement according to Claim i, characterized in that the guide body is at the front or at the rear are arranged on the ship.

12. Arrangement according to claim i, characterized in that that the converters are adjusted by auxiliary rudders.

13. Form of application of the arrangement according to claim i and subclaims, characterized in that for adjustment vön freely movable rudders by means of auxiliary rudders are used to guide surfaces relative to the Oars are firm.

14. Arrangement according to claim i and 4, characterized in that the converter is smaller than the guide body.

15. Arrangement according to claim i and 4, characterized in that the size of the converter is less than two thirds the size of the guide body.