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Leitmantel für Schraubenpropeller: Bei den bisher bekannt gewordenen
Vorschlägen für -die Anordnung eines im abfließenden Schraubenstrom angeordneten
feststehenden Leitmantels war dessen innerer Durchmesser entweder meistens annähernd
ebenso groß _ oder größer als der Propellerdurchmesser angenommen, in der Absicht,
möglichst den ganzen Schraubenstrom fassen zu können. Ein anderer bekannt gewordener
Vorschlag erstreckte sich auf das Gegenteil, indem dessen innerer Durchmesser nur
etwa einem Drittel des Propellerdurchmessers entsprach, in der Absicht, nur den
Kernstrom auszunutzen.
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' Die ersteren Ausführungen haben jedoch einerseits den Nachteil,
daß in dem Grenzgebiet zwischen Schraubenstrom und umgebenden Heckstrom des Schiffes
oder Fahrzeuges die genaue Richtung der Stromfäden und damit- auch die günstigste
Lage des Mantelquerschnitts an den verschiedenen Stellen des Umfangs sich von vornherein
schwer bestimmen läßt. Eine unrichtige Anstellung dieser Oucrschnitte zu den Stromfäden
ergibt aber unter Umständen gar keine Schuhvermehrung durch Ausnutzung des hydrodynamischen
Druckunterschiedes auf den geeignet gestellten Mantelquerschnitt infolge des schneller
fließenden Schraubenstroms gegenüber dem umgebenden Mittel, sondern nur zusätzliche
Widerstände. Andererseits klingt auch in dem Grenzgebiet über den eingeschnürten
Schraubenstrahl hinaus die Absolütgeschwindigkeit des= abfließenden Schraubenstroms
gegenüber den umgebenden Wasser- oder Luftmassen schon stark ab, so daß auch mit
keiner großen Düsen-, d. h. Unterdruckwirkung auf der Mantelinnenseite mehr zu rechnen
ist, eine solche unter. Umständen durch die Flächenreibung des Mantels wieder zum
größten Teil aufgezehrt wird. Auch baulich bieten derartige Vorschläge gewisse Schwierigkeiten,
insbesondere bei Zweischraubenschiffen; indem die sichere Befestigung des großen
Mantels gegenüber den mitunter großen Beanspruchungen bei schwerem Seegang fraglich
erscheint, derselbe auch eine zu große Angriffsfläche beim Stampfen des Schiffes
darbietet.
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Bei dem anderen bekannt gewordenen Vorschlag mit verhältnismäßig sehr
kleinen Manteldurchmesser erscheint eine Schubgewinnung überhaupt ausgeschlossen,
da in dem mittleren Teil des Schraubenstrahls die achsialen Geschwindigkeiten in
verschiedener Entfernung von der Achse annähernd gleich groß sind, daher auch dort
keine Drucl;untercchiede gegenüber den einzelnen RrngscJlrcllten
mehr
bestehen und keine -%%-eitere Einschnürung des Strahls mehr stattfinden kann. Eine
in diesen Teil des Strahls gestellte Mantelfläche wird daher von innen und außen
denselben Druck erfahren, außerdem aber auch selbst bei: düsenförmiger Ausbildung
keine zusätzliche Vortriebskomponentc mehr ergeben können, sondern nur Widerstände
verursachen.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind diese llißstände und Schwierigkeiten
dadurch be-#;citigt oder wesentlich gemildert und - zugleich eine größere Düsenwirkung
erzielt, in-(lein, von der Erkenntnis ausgebend, daß der Geschwindigkeitsabfall
der achsialen Strömung nach dem 'Umfang des- Schrauben-Strahls hin erst etwa von
der Hälfte des Propellerdurchmessers ab beginnt und daher auch erst von dieser Stelle
ah eine Einschnürung des abfließenden Strahls auftreten kann, der äußere größte
Durchmesser des düsenartig, d. h. außen mit nach hinten zu abnehmendem Durchmesser
ausgebildeten Leitinantels sich zwischen den Grenzen von annähernd des halben und
des ganzen Pro- -pe:llerdurchmessers bewegt. ' In der Zeichnung bezeichnet in Abl).
z z den Propeller, v1 die relative Eintrittsgeschwindigkeit in demselben -- Schiffsgeschwindigkeit
z,-Vorstrom ze"i, v., die relative Austrittsgeschwindigkeit, deren ungefährer
Verlauf nach den Ergebnissen verschiedener Forscher in der Kurve- (der besseren
Deutlichkeit halber vielleicht etwas übertrieben) dargestellt ist. Man ersieht,
claß es nur Zweck hat, einen Leitmantel mit einer Durchgestaltung, wie vorstehend
gekennzeichnet, in dem -Gebiet des größeren Geschwindigkeitsabfalls zwischen annähernd
der Hälfte und. des ganzen Propellerdurebtnessers anzubringen.
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In Abb. z bezeichnet wieder i dein Propeller, D dessen Durchmesser,
3 die äußere Begrenzung des abfließenden, eingeschnürten Schraubenstrahls, d. die
entsprechend gekrümmten inneren Strombahnen. An der Stelle i: (Abb. i) des annähernd
größten Abfalls der Kurve z ist hinter dein Propeller l ein düsenförmiger Leitmantel
5 finit trag flächenartigem Längsquerschnitt angeordnet. -Durch die -. größeren
Geschwindigkeiten innerhalb des Leitmantels 5 gegenüber den außerhalb desselben
entsteht außen ein statischer Überdruck, deren zur Propellerachse geneigt stehende
Resultierende 6 eine nütziche, zusätzliche Schubkomponente; in der Fahrtrichtung
ergibt. Man -erkennt, daß als ;rößter noch zulässiger Durchmesser des Leitmantels
ein solcher in Frage- kommt, (lesen äußerer Durchmesser Dl annähernd-Aeich groß
wie der Propellerchirchrnesser wird, so claß die innere Begrenzung des Leitinantelquerschnitts
gerade; noch angenähert den eingeschnürten Schraubenstrahl berührt. Im allgemeinen
wird jedoch aus den weiter ebengenannten Gründender Durchmesser D wesentlich kleiner
werden können, so daß außer den größeren hydrodynamischen Vorteilen auch die bauliche
Ausführung erleichtert wird.
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In A11, 3 und ..1. ist in der seitlichen Längsansicht und der Ansicht
von hinten ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Doppelschratibenscliiff-
dargestellt, wobei wieder r den Propeller, 8 einen Querschnitt etwa an der Stelle
des Propellerkreises g, 5 den hier nur teilweise 'im Propellerkreis herumgeführten
Leitmantel, zo und i r dessen (selbstredend stromlinienförmig ausgebildete) Befestigungsarme
nach dein Schiffskörper bezeichnet. Die Zeichnung kißt in <diesem Falle den für
Zweischraubenschiffe besonders wichtigen baulichen Vorteil erkennen, der durch Verkleinerung
des Durchmessers des Leitmantels, c1.11. hier von- dessen äußerem Halbmesser R1
auf dem gebogenen LTmfängs-. teil gegenüber früheren Vorschlägen, entsteht. Der
letztere braucht selbstredend nichtgerade konzentrisch zur Wellenachse zu verlaufen,
sondern kann nach einer beliebigen Kurve gekrümmt oder polygonartig ausgebildet
sein.
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Gegebenenfalls können innerhalb des Leitmantels 5 und an diesem befestigt
noch bekannte. Leitschaufeln 12 und 13 zur Aufhebung= des Dralls des Schraubenstroms
angeordnet sein, die in vQrliegendeni Beispiel als in der Mitte verbunden angenommen
sind. Ebenso können die innerhalb des Schraubenkreises liegenden Stücke 14 und F5
der Befestigungsarme io und i i schaufelförinig ausgebildet sein; wobei naturgemäß
für deren Krümmung infolge der nicht radialen Stellung dieser Armstücke. nur noch
die in deren Schräglage fällenden Komponenten des Dralls in Frage kommen. 16 bezeichnet
noch den vergleichsweise eingezeichneten Durchnicsscr der Propellernabe.
17 den Kiel des Schiffes, 18 das Ruder.
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In Abb. 5 ist in der Hiiitenansicht ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung für ein-Doppelschraubenschiff dargestellt, bei dem der Leitmantel
5 auf einem. größeren Teil des Umfangs herumgeführt ist als bei dem Beispiel adeln
-:1bb. und gegebenenfalls durch das :strichpunktiert angedeutete Mantelstück: 5'
zu einem geschlossencn Ring ergänzt sein kann. 8 bezeichnet wieder den Schiffsquerschnitt,
9 den Propellerkreis, io und i i die. Befestigungsarme des Leitmantels, 12 etwaige
Leitschaufeln, - Tb den Durchmesser der Propellernabe.
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In Abb. 6.ist ebenfalls in Aii.irht von liinten
ein
weiteres Beispiel der Erfindung für -ein Doppelschräubenschifk wiedergegeben, bei
dem die Form des L citmantcls ähnlich wie bei dem Beispiel nach Abb. 4. angenommen
ist, jedoch etwaige am Leitmantel 5 angebrachte Leitschaufeln i2 nicht in der Mitte
verbunden sind, sondern in bekannter Weise frei bis in deren Nähe hineinragend angenommen
sind. Mit 8, g, io, ii und i6 sind wieder die gleichen Teile wie in Abb. ¢ und 5
bezeichnet. In dieser Abbildung ist durch die punktierte Lage ig noch eine nach
hinten etwa im Sinne des Pfeils 2o überhöhte Lage bzw. gegenüber der Schraubenachse
um einen gewissen Winkel hinten nach innen und gegebenenfalls auch nach oben verlegte
Achse des Leitmantels 5 angedeutet, um nach einem bereits bekannten Gedanken den
abfließenden Schraubenstrom mehr an den Schiffskörper heranzudrängen.
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Abb. 7 zeigt in der Hinteransicht noch ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung für ein -Einschraubenschiff, `wobei 5 den Leitmantel, g den Propellerkreis,
i6 die Propellernabe, 23 den Umriß des Schiffskörpers und 2i den Rudersteven bezeichnet,
der gegebenenfalls innerhalb des Leitmantels 5 in Leitschaufeln 22 übergehen kann.
Zwecks gleichzeitiger Benutzung des Leitmantels 5 als Ruder kann , der selbe auch,
wie z. B. bei dem sogenannten Kitchenruder, um eine senkrechte Achse drehbar eingerichtet
sein, eine Anordnung, die natürlich auch für Zwei- und Mehrschraubenschiffe getroffen
werden kann. Für eine solche Absicht kommt als günstiger Umstand der Erfindung in
Betracht, daß bei kleinerem Durchmesser des Leitmantels und daher baulich günstigeren
Verhältnissen doch eine gute Steuerwirkung erzielt-werden dürfte, da der Leitmantel
gerade den Teil des Schraubenstroms mit größter Geschwindigkeit und daher auch höchster
Steuerwirkung in sich schließt.
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Außer nach den für Wasserfahrzeuge gezeichneten Beispielen kann die
Erfindung auch noch in mannigfach anderer Form mit und ohne Leitschaufeln ausgeführt
und z. B. hinsichtlich Art der Befestigung beliebig gestaltet werden sowie auch
für Luftfahrzeuge jeder Art Verwendung finden, ohne daß solche andere Ausführungsoder
Verwendungsarten aus dem Rahmen der Erfindung fällen. Ebenso müssen auch noch solche
Ausführungen als -unter die Erfindung fällend betrachtet werden, bei denen der Leitmantelquerschnitt
so dick ausgeführt ist, daß der äußere größte Durchmesser des Leitmantels auch etwas
größer als der Propellerdurchmesser ist, derselbe jedoch finit seiner inneren Begrenzung
noch den eingeschnürten Schraubenstrahl annähernd berührt, also noch innerhalb des
Propellerkreises liegt.