DE4141491A1

DE4141491A1 - Double hull for marine vessel - has profiled underwater hulls for reduced drag and with mounting space for propulsion units

Info

Publication number: DE4141491A1
Application number: DE19914141491
Authority: DE
Inventors: Carsten Ing Grad Wagner
Original assignee: MARINETECHNIK GmbH
Current assignee: MARINETECHNIK GmbH
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2011-12-17
Also published as: DE4141491C2

Abstract

The main hull is supported on two parallel underwater hulls (16) via narrow supports which ride along the waterline at speed. The underwater hulls stabilise the movement of the boat and have propulsion units (26) at the ends. The shape of the hulls is profiled for reduced drag while retaining sufficient space for the propulsion units. Diesel units for normal travel and gas turbines for fast travel are linked by a gearing in each hull. The gas turbines are set vertical with the intakes uppermost and the exhausts over the rear waterline. ADVANTAGE - Can take large propulsion units, reduced drag hulls.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelrumpfschiff in SWATH-Bauweise (small waterplane area twin hull) nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a double hull in SWATH construction (small waterplane area twin hull) after the Preamble of claim 1.

Derartige Doppelrumpfschiffe sind bekannt. Der eingetauchte Bereich der Stützen weist eine geringere Breite auf als die eingetauchten Schwimm- oder Auftriebskörper, wodurch im Bereich der Wasserlinie in Fahrtrichtung nur eine ge ringe Angriffsfläche gebildet ist. Auf diese Weise wird eine Entkopplung der Wasserbewegung vom Schiff erhalten und das Seegangsverhalten des Schiffes merklich verbes sert. Gleichzeitig wird auch erreicht, daß das Geschwindig keitsverhalten bei Seegang nur unwesentlich beeinflußt ist. Derartige Doppelrumpfschiffe sind daher besonders für Fähren, Passagierschiffe und andere Schiffe geeignet, bei denen der von Personen zugängliche Teil des Schiffes mög lichst ruhig liegen soll. Aufgrund der besonderen Bauweise ist außerdem der Einsatz von steuerbaren bzw. festen Stabi lisierungsflossen zur Bewegungsdämpfung sehr wirkungsvoll.Such double hull ships are known. The submerged The area of the supports has a smaller width than the submerged floating or buoyancy body, whereby only one ge in the area of the waterline in the direction of travel rings attack surface is formed. That way receive a decoupling of the water movement from the ship and the sea behavior of the ship noticeably verbes sert. At the same time it is achieved that the speed behavior at sea is only marginally influenced is. Such double hull ships are therefore especially for Ferries, passenger ships and other ships suitable at which the part of the ship accessible to persons is possible as quiet as possible. Because of the special design is also the use of controllable or fixed stabilizers Very effective fins to dampen movement.

Bei den bekannten Doppelrumpfschiffen erfolgt die Propul sion üblicherweise mit Hilfe von Propellern am hinteren Ende der eingetauchten Schwimmkörper, die eine torpedoähn liche Konfiguration aufweisen. Um den baulichen Aufwand an Wellenleitungen und Getrieben möglichst gering zu halten, sind bei weniger schnellen Schiffen auch die Antriebsein heiten im Schwimmkörper untergebracht. Bei schnelleren Schiffen, die eine hohe Abtriebsleistung erfordern, sind die Antriebseinheiten üblicherweise in Höhe des Haupt deckes angeordnet, die über Winkelgetriebe, Keilriemen, Schrägwellen und dergleichen mit dem Propeller verbunden sind. Üblicherweise ist in jedem Schwimmkörper eine An triebseinheit angeordnet, da durch den großen Abstand der Propulsionsorgane voneinander gute Manövereigenschaften erzielt werden. Der Aufnahmeraum für eine Antriebseinheit sowie dem Ein/Ausbauweg ist naturgemäß sehr beschränkt. Bei einer sehr hohen zu installierenden Leistung wird es zumeist notwendig, den Schwimmkörper und besonders die Stützen im Bereich der Antriebseinheit breiter auszufüh ren, wodurch die eingangs genannten günstigen Eigenschaf ten teilweise wieder aufgehoben werden.In the known double-hull ships, the propulsion takes place usually with the help of propellers on the rear End of the submerged float that resembles a torpedo configuration. To the construction effort To keep wave lines and gears as low as possible, are also the propulsion systems for less fast ships units housed in the float. With faster ones Ships that require a high downforce the drive units usually at the level of the main Deckes arranged via angular gear, V-belts, Helical waves and the like connected to the propeller are. There is usually an on in every float Drive unit arranged because of the large distance between the Propulsion organs good maneuverability from each other be achieved. The receiving space for a drive unit and the installation / removal route is naturally very limited. With a very high power to be installed it will mostly necessary, the float and especially the Supports to be made wider in the area of the drive unit ren, whereby the aforementioned favorable properties partially canceled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Doppelrumpf schiff in SWATH-Bauweise zu schaffen, das den Einbau auch leistungsstarker Antriebseinheiten ermöglicht, die nicht oder nur mit großem baulichem Aufwand innerhalb der Schwimmkörper eingebaut werden können, ohne die günstigen Eigenschaften merklich zu beeinträchtigen.The invention has for its object a double hull to create ship in SWATH design, which also the installation powerful drive units that do not or only with great construction effort within the Floating bodies can be installed without the cheap Noticeably impair properties.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk male des Patentanspruchs 1.This object is achieved by the Merk male of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Doppelrumpfschiff sind die Schwimmkörper Stützen und Stabilisierungsflossen im vor deren Bereich herkömmlich ausgeführt. Die Schwimmkörper haben einen annähernd tropfenförmigen Spantquerschnitt, und die Breite des typischen rechteckigen Querschnittspro fils des eingetauchten Stützenabschnitts ist deutlich ge ringer als die größte Breite der Schwimmkörper. Derartige Querschnittsprofile ermöglichen am besten die gewünschte Entkopplung des Schiffes vom Seegang, bei einem günstigen Widerstandsverhalten und einer formbedingten Verringerung des Tiefgangs. Im hinteren Bereich bilden hingegen Stütze und Schwimmkörper ein einheitliches Rechteckprofil, dessen längere Achse vorzugsweise vertikal liegt. Am unteren Ende ist der Schwinmkörper wiederum vorzugsweise abgerundet. Die Gesamtbreite des Schwimmkörpers einschließlich Stütze im hinteren Bereich ist zwar etwas geringer als die maxi male Breite des Schwimmkörpers, dafür wird jedoch der für die Antriebseinheiten zur Verfügung stehende Aufnahmeraum tiefer und im oberen Bereich deutlich breiter als dies bei dem üblichen Schwimmkörperprofil der Fall ist. Daher kann im hinteren Bereich des Schwimmkörpers des erfindungsge mäßen Doppelrumpfschiffes eine leistungsstarke platzspa rende Antriebsanlage eingebaut werden, ohne daß zusätz liche Verbreiterungen oder Erhöhungen notwendig werden, oder auf deren Einbau aus Gründen der schwierigen Lei stungsübertragung sonst verzichtet werden müßte.In the double hull ship according to the invention Float supports and stabilizing fins in front whose range is traditional. The floats have an approximately teardrop-shaped frame cross-section, and the width of the typical rectangular cross-section fils of the immersed column section is clearly ge wrestler than the largest width of the float. Such Cross-sectional profiles best enable the desired one Decoupling of the ship from the sea, at a favorable Resistance behavior and a shape-related reduction of the draft. In the rear area, however, provide support and floating body a uniform rectangular profile, the longer axis is preferably vertical. At the bottom the spongy body is again preferably rounded. The total width of the float including support in the rear area is somewhat lower than the maxi male width of the float, but for that the drive space available the drive units deeper and significantly wider in the upper area than this at the usual float profile is the case. Therefore in the rear area of the float of the fiction double hull a powerful space saver rende drive system can be installed without additional widenings or increases become necessary, or their installation for reasons of difficult lei otherwise transmission would have to be dispensed with.

Besonders vorteilhaft ist, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ein Wasserstrahlantriebssystem vorgesehen ist. Ein Wasserstrahlantriebssystem hat den Vorteil, daß das Propulsionsorgan in oder oberhalb der Schwimmwasser linie eingebaut werden kann, insbesondere wenn die Strahl düse verschwenkbar gelagert ist, so daß Steuerruder und deren bewegliche und feste Einbaueile (in diesem Fall auch die Verlängerung der Stützen nach hinten) entfallen können. It is particularly advantageous if, according to one embodiment the invention provides a water jet propulsion system is. A water jet propulsion system has the advantage that the propulsion organ in or above the swimming water line can be installed, especially if the beam Nozzle is pivotally mounted, so that rudder and their movable and fixed installation parts (in this case also the extension of the supports to the rear) can be omitted.

Durch den Wegfall dieser Teile wird eine Geschwindigkeits erhöhung erzielt. Ein Strahlantrieb hat gegenüber einem Propellerantrieb bei schnellen Schiffen ein besseres Ge räuschverhalten und eine längere Lebensdauer. Die Propul sionswirkungsgrade sind bei hohen Geschwindigkeiten gün stig, auch wenn sie die Werte von Propellerantrieben nicht erreichen.By eliminating these parts, there is a speed increase achieved. A jet propulsion has one Propeller drive on fast ships a better Ge noise behavior and a longer service life. The propul Efficiency is good at high speeds even if they do not match the values of propeller drives to reach.

Die Antriebseinheit wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt von einer Gasturbine gebildet. Der Ansaugkanal wird vertikal eingebaut, während der Abgaska nal entweder in horizontaler Richtung über das Achterende des Schiffes (Spiegel) oder in vertikaler Richtung geführt werden kann.The drive unit is according to a further embodiment the invention preferably formed by a gas turbine. The Intake duct is installed vertically, during the exhaust gas nal either horizontally over the aft end of the ship (mirror) or in the vertical direction can be.

Als Ersatz- oder Zusatzantrieb kann ein Dieselmotor oder eine weitere Gasturbine vorgesehen werden, die auf der dem Strahlantrieb abgekehrten Getriebeseite im Schwimmkörper angeordnet ist. Beide Antriebseinheiten können gemeinsam oder einzeln auf ein Getriebe wirken, dessen Abtriebswelle mit der Impellerwelle des Wasserstrahlantriebssystems ver bunden ist.A diesel engine or can be used as a replacement or additional drive Another gas turbine will be provided on the Jet drive facing away gearbox side in the float is arranged. Both drive units can work together or act individually on a gearbox, its output shaft ver with the impeller shaft of the water jet propulsion system is bound.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. The invention is described below with reference to drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Doppelrumpfschiffes nach der Erfindung. Fig. 1 shows a side view of a double hull ship according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Schiff nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the ship according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt vergrößert die Seitenansicht des hinteren Teils des Schiffes nach Fig. 1. FIG. 3 shows an enlarged side view of the rear part of the ship according to FIG. 1.

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 3. FIG. 4 shows the top view of the representation according to FIG. 3.

Fig. 5 zeigt den Spiegel eines Schwimmkörpers des Schiffes nach den Fig. 1 bis 4. Fig. 5 1 shows the levels of a floating body of the vessel of FIGS. To 4.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 4 entlang der Linie 6-6. FIG. 6 shows a section through the representation according to FIG. 4 along the line 6-6.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 4 entlang der Linie 7-7. FIG. 7 shows a section through the representation according to FIG. 4 along the line 7-7.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 4 entlang der Linie 8-8. FIG. 8 shows a section through the representation according to FIG. 4 along the line 8-8.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Schiff 10 in SWATH-Bauweise dargestellt. Eine Brückenkonstruktion 12 stützt sich über seitliche Stützen, von denen in Fig. 1 eine bei 14 darge stellt ist, auf Schwimm- oder Auftriebskörpern ab, von denen in Fig. 1 einer bei 16 dargestellt ist. Der Schnitt 8-8 in den Fig. 3 und 4 erstreckt sich annähernd durch die Mitte des Schiffes 10. Man erkennt, daß der einge tauchte Schwimmkörper 16 ein annähernd tropfenförmiges Querschnittsprofil aufweist. Die Stütze 14 hat im Bereich des Wasserspiegels annähernd rechteckigen Querschnitt. Dieser Stützenabschnitt ist mit 18 bezeichnet. Er hat eine deutlich geringere Breite als die größte Breite des Schwimmkörpers 16. Oberhalb des Stützenabschnitts 18 ist ein dreieckiger oder trapezförmiger Stützenabschnitt 20 vorgesehen. Aus der Anlage der Schnitte in den Fig. 3 und 4 und den Fig. 5 bis 7 geht hervor, daß der hintere Bereich der Schwimmkörper 16 eine abgewandelte Kontur hat. Aus Fig. 7 ergibt sich, daß Schwimmkörper und eingetauch ter Stützenabschnitt ein gemeinsames annähernd rechteck förmiges Querschnittsprofil mit unterer Abrundung 22 auf weisen, wobei die längere Achse des Rechtecks vertikal liegt. Dieser Bereich von Schwimmkörper und Stütze ist mit 24 bezeichnet. Der Schwimmkörper 24 hat, wie ersichtlich, die U-förmige Querschnittskontur eines Katamaranschwimm körpers. Wie aus den Fig. 1, 3 und 6 hervorgeht, ver ringert sich die Höhe des Schwimmkörpers 24 nach achtern allmählich, wobei die geringste Höhe im Bereich des Spie gels gemäß Fig. 5 liegt. Aus dem Vergleich von Fig. 7 und 8 ist ferner ersichtlich, daß die Breite des Schwimmkör pers 24 zwar etwas geringer ist als die maximale Breite des Schwimmkörperabschnitts 16, daß hingegen die Breite im oberen Bereich deutlich größer ist als die Breite des Stützenabschnitts 18. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, entsprechende Antriebsmöglichkeiten unterzubringen, wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht.In Figs. 1 and 2, a vessel is shown in SWATH construction 10th A bridge construction 12 is supported via lateral supports, one of which is shown at 14 in FIG. 1, on floating or buoyancy bodies, one of which is shown at 16 in FIG. 1. The section 8-8 in FIGS. 3 and 4 extends approximately through the middle of the ship 10 . It can be seen that the immersed floating body 16 has an approximately drop-shaped cross-sectional profile. The support 14 has an approximately rectangular cross section in the region of the water level. This support section is designated 18 . It has a significantly smaller width than the greatest width of the float 16 . A triangular or trapezoidal support section 20 is provided above the support section 18 . From the arrangement of the cuts in FIGS. 3 and 4 and FIGS. 5 to 7 it can be seen that the rear region of the floating bodies 16 has a modified contour. From Fig. 7 it follows that the float and immersed ter support section have a common approximately rectangular cross-sectional profile with lower rounding 22 , the longer axis of the rectangle being vertical. This area of the float and support is designated by 24 . The floating body 24 has, as can be seen, the U-shaped cross-sectional contour of a catamaran floating body. As can be seen from FIGS . 1, 3 and 6, the height of the floating body 24 gradually decreases aft, the lowest height being in the region of the mirror according to FIG. 5. From the comparison of FIGS. 7 and 8 it can also be seen that the width of the floating body 24 is somewhat less than the maximum width of the floating body section 16 , but that the width in the upper region is significantly larger than the width of the support section 18th This results in the possibility of accommodating corresponding drive options, as can be seen from FIGS. 3 and 4.

Am Heck des Schwimmkörperabschnitts 24 ist eine Wasser strahldüse 26 angeordnet, die um eine vertikale Achse schwenkbar ist, wie aus Fig. 4 zu erkennen. Ein zur Wasser strahldüse 26 hinführender Ansaugkanal 28 ist schräg nach unten und vorn im Schwimmkörperabschnitt 24 geformt (Fig. 3). Oberhalb des Ansaugkanals 28 ist im Schwimmkörperab schnitt 24 eine Gasturbine 30 angeordnet, deren Ansaugka nal 32 nach oben geführt ist und deren Abgaskanal 34 über das Heck des Schwimmkörperabschnitts 24 hinaus nach außen vorsteht (Fig. 3). Die Gasturbine ist mit einem Getriebe 36 verbunden, und auf der der Gasturbine 30 gegenüberlie genden Seite des Getriebes 36 ist über eine Welle ein Die selmotor 38 angeschlossen, der im Stützenabschnitt 20 untergebracht ist (siehe auch Fig. 7). Eine Abtriebswelle 40 des Getriebes 36 ist parallel zur Turbinenwelle zur nicht gezeigten Impellerwelle der Wasserstrahldüse 26 geführt.At the rear of the float section 24 , a water jet nozzle 26 is arranged, which is pivotable about a vertical axis, as can be seen from Fig. 4. A leading to the water jet nozzle 26 intake duct 28 is formed obliquely downwards and forwards in the float section 24 ( Fig. 3). Above the intake duct 28 , a gas turbine 30 is arranged in the float section 24 , the Ansaugka channel 32 is guided upwards and the exhaust duct 34 protrudes beyond the rear of the float section 24 to the outside ( Fig. 3). The gas turbine is connected to a transmission 36 , and on the side of the transmission 36 opposite the gas turbine 30 , a selmotor 38 is connected via a shaft, which is accommodated in the support section 20 (see also FIG. 7). An output shaft 40 of the transmission 36 is guided parallel to the turbine shaft to the impeller shaft, not shown, of the water jet nozzle 26 .

Der Übergangsbereich zwischen dem vorderen Schwimmkörper abschnitt 16 und dem hinteren Schwimmkörperabschnitt 24 ist in Fig. 4 bei 42 zu erkennen. In der Draufsicht ergibt er eine konische Erweiterung von vorn nach hinten. Der allmähliche Übergang vom vorderen zum hinteren Schwimmkör per bzw. vorderer und hinterer Stütze wirkt sich daher strömungstechnisch kaum nachteilig aus, so daß die ge wünschte Entkopplung des Schiffes vom Seegang und das Ge schwindigkeitsverhalten, vor allen Dingen bei Seegang, nicht merklich anders ist als bei einem üblichen Doppel rumpfschiff der SWATH-Bauweise.The transition area between the front float section 16 and the rear float section 24 can be seen in Fig. 4 at 42 . When viewed from above, it results in a conical extension from front to back. The gradual transition from the front to the rear float by or front and rear support therefore has little fluidic disadvantage, so that the desired decoupling of the ship from the swell and the speed behavior, especially at sea, is not noticeably different than at a usual double hull ship of the SWATH design.

Claims

1. Double hull ship in SWATH design, in which a bridge construction is supported by spaced lateral supports on two parallel immersed floating bodies and in the rear part of at least one floating body a drive unit is housed, characterized in that the floating bodies in the front area ( 16 ) are drop-shaped Have cross-sectional profile and the immersed lower section ( 18 ) of the supports ( 14 ) has a significantly smaller width than the greatest width of the front float section ( 16 ), the rear region ( 24 ) of the float together with the lower section of the supports ( 14 ) Common to approximately rectangular cross-sectional profile with possibly lower rounding ( 22 ) has a transitional section with a width between that of the front support section ( 18 ) and the maximum width of the front floating body section ( 16 ) and between the front and the rear part of the floating body itt ( 42 ) is provided.

2. double hull according to claim 1, characterized in that the longer axis of the rectangular cross-sectional profile ( 24 ) is vertical.

3. double hull ship according to claim 1 or 2, characterized in that a jet propulsion system ( 26 ) is provided at the level of the water line.

4. double hull according to claim 3, characterized in that the jet nozzle ( 26 ) is pivotally mounted.

5. double hull according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive unit has a gas turbine ( 30 ).

6. Double-hull ship according to claim 5, characterized in that the intake duct ( 32 ) points upwards and the exhaust duct ( 34 ) overhangs the aft end of the float ( 24 ).

7. double hull ship according to claims 2 and 4, characterized in that the gas turbine ( 30 ) on one side of a transmission ( 36 ) and a diesel engine ( 38 ) in the floating body or the support on the other side of the transmission ( 36 ) is arranged and the output shaft ( 40 ) of the transmission ( 36 ) is guided parallel to the turbine shaft up to the impeller shaft of the water jet drive system ( 26 ).