DE60308563T2

DE60308563T2 - Schiffsantrieb und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE60308563T2
Application number: DE60308563T
Authority: DE
Inventors: c/o Nagasaki R. & D. Center Toshinobu Nagasaki Sakamoto; c/o Nagasaki R. & D. Center Satoru Nagasaki Ishikawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: CN100457547C; JP3958051B2; NO20026137L; DE60308563D1; US20030140836A1; KR100498967B1; EP1329379A1; US7013820B2; NO20026137D0; CN1433926A; KR20030063214A; NO335549B1; EP1329379B1; ATE340735T1; JP2003212189A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schiff mit einer Unterwassergondelantriebseinheit zusätzlich zu einem Hauptpropeller und ein Betriebsverfahren für dasselbe.
Vor kurzem wurde bei Antriebsvorrichtungen für Schiffe in dem Fall, in welchem die von dem Hauptpropeller erzeugte Schubkraft nicht ausreicht, zur Erhöhung der Schubkraft vorgeschlagen, eine Unterwassergondelantriebseinheit für die Rückseite oder die Vorderseite des Hauptpropellers an einer Position vorzusehen, die nicht stört.
9 zeigt eine entsprechende Technologie, die in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-199418 erläutert ist, welche der Abtretungsempfänger der vorliegenden Anmeldung am 29. Juni 2001 einreichte und noch nicht veröffentlicht ist. Bei der in 9 gezeigten Technologie bezeichnet die Bezugsziffer 1 das Heck des Rumpfes eines Schiffs, 2 bezeichnet einen Hauptpropeller zur Erzeugung der Hauptantriebskraft zum Antreiben des Schiffs, während 10 eine Unterwassergondelantriebseinheit bezeichnet. Der Hauptpropeller 2 wird durch eine Antriebskraft von einem (aus der Figur weggelassenen) Antriebsmechanismus, beispielsweise einem (allgemein als Hauptmotor bezeichneten) Dieselmotor, in Drehung versetzt.
Die Unterwassergondelantriebseinheit 10 ist mit einem Gehäuse 11, einem Unterwassergondelpropeller 12, einer Strebe 13 und einer Halterung 14 versehen.
Hinsichtlich des Gehäuses 11 ist der Unterwassergondelpropeller 12 an einem annähernd kreiszylindrischen hinteren Abschnitt oder vorderen Abschnitt oder an dem hinteren wie auch dem vorderen Abschnitt (in der Figur nicht gezeigt) vorgesehen. Der Unterwassergondelpropeller 12 hat die Aufgabe, durch Drehung desselben eine Antriebskraft zu erzeugen. Im Innern des Gehäuses 11 ist ein Elektromotor zum Antreiben des Unterwassergondelpropellers 12 vorgesehen.
Die Strebe 13 des Blattprofilabschnitts ist an dem oberen Abschnitt des Gehäuses 11 vorgesehen. An dem oberen Ende der Strebe 13 ist die Halterung 14 vorgesehen, welche die gesamte Drehachse für die Unterwassergondelantriebseinheit 10 bildet. Die Halterung 14 ist mit einem (in der Figur nicht gezeigten) Antriebsmechanismus verbunden, der auf der Rumpfseite vorgesehen ist. Mithin ist die Unterwassergondelantriebseinheit 10 derart vorgesehen, daß die gesamte Einheit in Bezug auf das Heck 1 des Schiffs über die Halterung 14 gedreht werden kann.
Das in dieser Weise konstruierte Schiff erhält eine Antriebskraft durch Drehen des Hauptpropellers 2, Drehen des Unterwassergondelpropellers 12 oder gemeinsames Drehen sowohl des Hauptpropellers 2 als auch Unterwassergondelpropellers 12. Weiterhin zeigt die Strebe 13 durch Drehen der Unterwassergondelantriebseinheit 10 um die Halterung 14 eine Steuerungsfunktion, um eine Steuerkraft zu erzeugen und mithin das Schiff zu drehen.
Bei dem oben beschriebenen Schiff ist ein schnelleres Hochgeschwindigkeitsfahren als bei einem Schiff möglich, das nur mit dem Hauptpropeller 2 ausgestattet ist. Weiterhin kann die Strebe 13 der Unterwassergondelantriebseinheit 10 als Ruder verwendet werden. Folglich wirkt beim Steuern, insbesondere zum Zeitpunkt eines sehr schnellen Fahrens (beispielsweise des Fahrens mit mehr als etwa 20 Knoten), auf die Strebe 13 eine sehr große hydrodynamische Kraft, so daß auf die Halterung 14 eine sehr große Kraft ausgeübt wird. Deshalb besteht das Problem, das der Haltemechanismus zum Abstützen der Halterung 14 und der Drehmechanismus zum Drehen der Unterwassergondelantriebseinheit 10 ausreichende Festigkeit aufweisen müssen, d.h. daß diese große Mechanismen umfassen müssen.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die oben genannten Umstände mit der Aufgabe in Betracht gezogen, ein Schiff und ein Steuerungsverfahren für dasselbe zu schaffen, durch welches der Haltemechanismus und der Drehmechanismus und dergleichen an der Unterwassergondelantriebseinheit 10, die an der Hinterseite des Hauptpropellers angeordnet ist, vereinfacht werden und die Kosten gesenkt werden können.
Zur Lösung des oben genannten Problems umfaßt ein Schiff gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Hauptpropeller, der in der Lage ist, das Schiff durch normale Drehung, Rückwärtsdrehung oder durch das Verändern des Längsneigungswinkels vorwärts und rückwärts zu bewegen; eine Antriebseinheit, die den Hauptpropeller antreibt; ein Ruder, das den Kurs des Schiffs ändert; und mindestens eine Unterwassergondelntriebseinheit.
Bei dem Schiff der vorliegenden Erfindung erhält man die Antriebskraft von dem Hauptpropeller und/oder der Unterwassergondelantriebseinheit, wobei das Steuern mit Hilfe des Ruders und/oder des Ruder der Unterwassergondelantriebseinheit erfolgt. Deshalb läßt sich die Geschwindigkeit des Schiffs erhöhen, und die Handhabungseigenschaften des Schiffes lassen sich verbessern.
Das Schiff kann außerdem umfassen: einen Geschwindigkeitsmesser, der die Geschwindigkeit des Schiffs mißt, und eine Steuereinheit, die einen Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit basierend auf einem Signal von dem Geschwindigkeitsmesser steuert.
In diesem Fall wird der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit entsprechend einem Signal von einem Geschwindigkeitsmesser zum Messen der Geschwindigkeit des Rumpfs gesteuert, welche der Geschwindigkeit des Schiffs entspricht. Deshalb kann eine Situation vermieden werden, in welcher eine zu große Last auf den Haltemechanismus und den Drehmechanismus der Unterwassergondelantriebseinheit aufgebracht wird.
Wenn bei dem obigen Schiff eine von dem Geschwindigkeitsmesser erhaltene Geschwindigkeit des Schiffs einen vorgegebenen Wert übersteigt, kann die Steuereinheit den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit auf Null Grad festlegen.
In diesem Fall wird der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit auf null Grad festgelegt, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs einen vorgegebenen Wert übersteigt. Deshalb kann eine Situation vermieden werden, in welcher eine zu große Last auf den Haltemechanismus und den Drehmechanismus der Unterwassergondelantriebseinheit aufgebracht wird. Daher können diese Mechanismen vereinfacht und in den Kosten gesenkt werden.
Wenn eine von dem Geschwindigkeitsmesser erhaltene Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuereinheit den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit in Verbindung mit einem Ruderwinkel des Ruders festlegen.
In diesem Fall wird der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit in Entsprechung zu dem Ruderwinkel des Ruders gebracht. Deshalb befiehlt (steuert) die Schiffsbedienungsperson einfach nur den Ruderwinkel des Ruders. Daher können der Ruderwinkel des Ruders und derjenige der Unterwassergondelantriebseinheit gleichzeitig gesteuert werden, und mithin wird die Handhabung des Schiffs stark vereinfacht.
Das Schiff kann außerdem eine Vorrichtung zum Schalten des Ruderwinkels umfassen, die den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit entweder auf +90° oder auf -90° schaltet.
In diesem Fall ist die Konstruktion derart, daß der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit durch Einstellen einer Schaltvorrichtung auf eine Position von 0°, +90°, -90° auf eine Position von 0°, +90°, -90° eingestellt wird. Deshalb kann die Konstruktion der gesamten Anlage vereinfacht werden. Das heißt, auf das Lenkgetriebe für die Unterwassergondelantriebseinheit kann verzichtet werden, und daher werden die Kosten weiter gesenkt.
Das Schiff kann außerdem eine Antriebsquelle umfassen, die sowohl ein Lenkgetriebe zum Ändern des Ruderwinkels des Ruders als auch einen Drehantriebsmechanismus antreibt, der den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit ändert.
In diesem Fall werden ein Lenkgetriebe, welches den Ruderwinkel des Ruders ändert, und ein Drehantriebsmechanismus, welcher den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit ändert, von der gleichen Antriebsquelle angetrieben. Deshalb kann die Konstruktion einer Antriebsquelle zum Antreiben des Lenkgetriebes und des Drehantriebsmechanismus vereinfacht werden, und daher können die Kosten weiter gesenkt werden.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Betriebsverfahren für ein Schiff, umfassend einen Hauptpropeller, der in der Lage ist, das Schiff durch normale Drehung, Rückwärtsdrehung oder durch das Verändern des Längsneigungswinkels vorwärts und rückwärts zu bewegen; eine Antriebseinheit, die den Hauptpropeller antreibt; ein Ruder, das den Kurs des Schiffs ändert; mindestens eine Unterwassergondelantriebseinheit; und eine Steuereinheit, die einen Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit mittels eines Signals von dem Geschwindigkeitsmesser steuert. Das Betriebsverfahren umfaßt die folgenden Schritte: Ändern der Richtung des Schiffs nur durch das Ändern des Ruderwinkels des Ruders, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs, die von dem Geschwindigkeitsmesser erhalten wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet, und Ändern der Kursrichtung und/oder der Fahrtrichtung des Schiffs durch die gemeinsame Benutzung des Ruders und der Unterwassergondelantriebseinheit oder durch die Benutzung von nur der Unterwassergondelantriebseinheit, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß dem Betriebsverfahren für ein Schiff wird beim Ändern der Kursrichtung und/oder der Fahrtrichtung des Schiffs nur das Ruder verwendet, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs einen vorbestimmten Wert überschreitet, während das Ruder und die Unterwassergondelantriebseinheit gemeinsam benutzt werden, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Geschwindigkeit des Schiffs einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann deshalb eine Situation vermieden werden, in der auf den Haltemechanismus und den Drehmechanismus der Unterwassergondelantriebseinheit eine zu große Last aufgebracht wird. Weiterhin kann die Handhabungsleistung verbessert werden, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
Bei dem obigen Verfahren kann ein Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit basierend auf einem Signal von dem Geschwindigkeitsmesser gesteuert werden.
In diesem Fall wird der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit entsprechend einem Signal von einem Geschwindigkeitsmesser zum Messen der Geschwindigkeit des Rumpfs, d.h. entsprechend der Geschwindigkeit des Schiffs, gesteuert. Deshalb kann eine Situation vermieden werden, in welcher eine zu große Last auf den Haltemechanismus und den Drehmechanismus der Unterwassergondelantriebseinheit aufgebracht wird. Daher können diese Mechanismen vereinfacht und die Kosten gesenkt werden.
Wenn ein von dem Geschwindigkeitsmesser erhaltener Wert der Schiffsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt, kann die Steuereinheit den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit auf 0° festlegen.
In diesem Fall wird der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit auf 0° festgelegt, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs einen vorgegebenen Wert übersteigt. Deshalb kann eine Situation vermieden werden, in welcher eine zu große Last auf den Haltemechanismus und den Drehmechanismus der Unterwassergondelantriebseinheit aufgebracht wird, wenn das Schiff mit einer Geschwindigkeit fährt, die den vorgegebenen Wert überschreitet.
Die Erfindung ist lediglich beispielhaft in den anliegenden Zeichnungen dargestellt, in denen:
1A und 1B eine Ausführungsform eines Schiffs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 1A eine schematische steuerbordseitige Ansicht des Hecks des Schiffs ist und 1B eine Ansicht mit Blick in der Richtung des Pfeils A gemäß 1A ist,
2 ein Blockschaltbild ist, das eine Konfiguration zum Steuern des Ruderwinkels der in dem Schiff gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Unterwassergondelantriebseinheit zeigt,
3 eine grafische Darstellung ist, die ein Verhältnis zwischen dem Betriebsruderwinkel und der Geschwindigkeit des Schiffs zeigt, und ein Beispiel darstellt, bei dem eine Steuervorrichtung für ein Schiff gemäß der vorliegenden Erfindung den Ruderwinkel einer Unterwassergondelantriebseinheit steuert,
4 eine grafische Darstellung ist, die ein Verhältnis zwischen dem Betriebsruderwinkel und der Geschwindigkeit des Schiffs zeigt, und ein anderes Beispiel darstellt, bei dem die Steuervorrichtung für ein Schiff gemäß der vorliegenden Erfindung den Ruderwinkel einer Unterwassergondelantriebseinheit steuert,
5 eine schematische steuerbordseitige Ansicht ist, die eine andere Ausführungsform eines Schiffs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
6 eine schematische steuerbordseitige Ansicht ist, die eine andere Ausführungsform eines Schiffs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
7 eine schematische steuerbordseitige Ansicht ist, die noch eine weitere Ausführungsform eines Schiffs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
8 eine schematische steuerbordseitige Ansicht des Hecks eines Schiffs ist, die ein Beispiel für ein Schiff zeigt, bei dem die Unterwassergondelantriebseinheit zusätzlich zu einem Hauptpropeller vorgesehen ist,
9 eine schematische steuerbordseitige Ansicht des Hecks eines Schiffs ist, die ein anderes Beispiel für ein Schiff zeigt, bei dem die Unterwassergondelantriebseinheit zusätzlich zu einem Hauptpropeller vorgesehen ist.
Nachfolgend wird eine Beschreibung von Ausführungsformen eines Schiffs gemäß der vorliegenden Erfindung an Hand von Zeichnungen gegeben. Teile, die denjenigen der oben genannten Technologie ähneln, sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und auf die ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Wie in 1A und 1B gezeigt ist, besitzt dieses Schiff einen Hauptpropeller 2, ein nahe der Hinterseite desselben befindliches und über die Halterung 4 drehbar an dem Heck 1 des Schiffs befestigtes Ruder 3 und zwei Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B, die sich auf jeder Seite des Ruder 3 befinden. Die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B besitzen jeweils Gehäuse 11A und 11B, Unterwassergondelpropeller 12A und 12B, Streben 13A und 13B und Halterungen 14A und 14B.
Das Ruder 3 ist ein planares Element mit einem stromlinienförmigen Querschnitt. Weiterhin ist am Oberteil des Ruders 3 vertikal die Halterung 4 befestigt, und die obere Endseite der Halterung 4 ist mit einem (aus der 4 weggelassenen) auf der Rumpfseite vorgesehenen Lenkgetriebe zum gemeinsamen Drehen des Ruders 3 und der Halterung 4 verbunden.
Die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B sind über die Halterungen 14A und 14B jeweils drehbar an dem Heck 1 befestigt. Bei den Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B sind die Unterwassergondelpropeller 12A und 12B zum Erzeugen einer Schubkraft an der Rückseite oder an der Vorderseite (in dem Beispiel in der Figur an der Vorderseite) vorgesehen. Weiterhin sind die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B mit Gehäusen 11A und 11B zur Unterbringung eines (aus der Figur weggelassenen) Propellerantriebsmechanismus wie eines Elektromotors darin und mit Streben 13A und 13B mit Blattprofil versehen, die einstückig an den oberen Abschnitten der Gehäuse 11A und 11B befestigt sind. An dem Oberteil der Streben 13A und 13B sind vertikal die Halterungen 14A und 14B befestigt, und die oberen Endseiten der Halterungen 14A und 14B sind mit (aus der Figur weggelassenen) Lenkantriebsmechanismen verbunden, die an der Rumpfseite zum gemeinsamen Drehen der Halterungen 14A und 14B, der Streben 13A und 13B, der Gehäuse 11A und 11B und der Unterwassergondelpropeller 12A und 12B vorgesehen sind.
Bei den auf diese Weise konstruierten Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B wird durch Drehen der Unterwassergondelpropeller 12A und 12B eine Schubkraft zum Antreiben des Schiffs erzeugt. Weiterhin wird durch Drehen des gesamten Strahlruders in Bezug auf das Heck 1 eine Steuerfunktion erhalten, durch die sich die Fahrtrichtung des Schiffes ändern läßt.
Wie in der Figur gezeigt ist, sind die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B von einer Art mit Elektromotoren zum Erzeugen einer Antriebskraft für die im Innern der Gehäuse 11A und 11B eingebauten Unterwassergondelpropeller 12A und 12B oder von einer Art, die von einer (aus der Figur weggelassenen) Antriebsquelle wie einem auf der Rumpfseite eingebauten Elektromotor eine Antriebskraft empfängt.
Bei einem derartig konstruierten Schiff kann durch Drehen des Hauptpropellers 2 selbst oder durch Drehen eines oder beider der Unterwassergondelpropeller 12A und 12B oder durch Drehen des Hauptpropellers 2 und eines oder beider der Unterwassergondelpropeller 12A und 12B zusammen eine Antriebskraft erhalten werden.
Weiterhin wird das Ruder 3 zum Ändern der Kursrichtung und/oder der Fahrtrichtung des Schiffs um die Halterung 4 gedreht, oder eine oder beide der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B werden um die Halterungen 14A und 14B gedreht, oder das Ruder 3 und eine oder beide der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B werden gedreht.
In dem Fall, in welchem die Änderung der Kursrichtung und/oder der Fahrtrichtung des Schiffs hauptsächlich durch das Ruder 3 vorgenommen werden, können die Abschnitte für die Streben 13A und 13B der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B kleiner als für den herkömmlichen Fall gestaltet werden.
Infolgedessen läßt sich die auf den Haltemechanismus und den Steuermechanismus der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B aufgebrachte Last vermindern, wodurch diese Mechanismen vereinfacht werden können.
Wenn mit hoher Geschwindigkeit (beispielsweise mit mehr als 20 Knoten) gefahren werden soll, kann man folglich die Schubkraft erhalten, indem man den Hauptpropeller 2 und die beiden Unterwassergondelpropeller 12A und 12B gemeinsam in Drehung versetzt.
Wenn mit mittlerer Geschwindigkeit (beispielsweise mit etwa 12 Knoten) gefahren werden soll, beispielsweise zum Zeitpunkt des Fahrens in einem Kanal, kann man weiterhin die Schubkraft erhalten, indem man den Hauptpropeller 2 selbst in Drehung versetzt oder nur die beiden Unterwassergondelpropeller 12A und 12B in Drehung versetzt.
Wenn mit niedriger Geschwindigkeit (beispielsweise mit weniger als 5 Knoten) gefahren werden soll, beispielsweise beim Einlaufen in den Hafen und beim Auslaufen aus diesem, kann man weiterhin die Schubkraft erhalten, indem man nur die beiden Unterwassergondelpropeller 12A und 12B in Drehung versetzt.
Bei der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu der obigen Konstruktion in der in 2 gezeigten Weise ein Geschwindigkeitsmesser 21 zum Messen der Geschwindigkeit des Schiffs und eine Steuereinheit 22 vorgesehen werden, die den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B mit Hilfe eines Signals von dem Geschwindigkeitsmesser 21 steuern kann.
Durch Verwendung dieser Vorrichtungen kann dann beispielsweise die Steuerung des Ruderwinkels für die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B in der beispielsweise in 3 und 4 gezeigten Weise erfolgen.
Die in 3 gezeigte Steuerung stellt eine Steuerung dar, bei welcher der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B innerhalb eines Bereichs von ± 90° gehalten werden (wobei 0° hier die Bugrichtung anzeigt), wenn die Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als 5 Knoten ist, während der Ruderwinkel auf Null festgelegt ist und das Steuern nicht möglich ist, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs 20 höher als Knoten ist.
Das soll heißen, daß die Informationen zur Geschwindigkeit des Schiffs, die man von dem in 2 gezeigten Geschwindigkeitsmesser 21 erhält, als Signal zu der Steuereinheit 22 gesendet werden und die Steuereinheit 22 auf der Basis dieses Signals den maximalen Ruderwinkel steuert, welchen die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B aufnehmen können.
Weiterhin steuert die in 4 gezeigte Steuerung derart, daß der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B innerhalb eines Bereiches von ± 90° gehalten werden (wobei 0° hier die Bugrichtung anzeigt), wenn die Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als 5 Knoten ist, der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B innerhalb eines Bereiches von ± 70° gehalten werden kann, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs höher als 5 Knoten und niedriger als 10 Knoten ist, der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B innerhalb eines Bereiches von ± 50° gehalten werden kann, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs höher als 10 Knoten und niedriger als 15 Knoten ist, dieser innerhalb eines Bereiches von ± 30° gehalten werden kann, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs höher als 15 Knoten und niedriger als 20 Knoten ist, und der Ruderwinkel der Ruderwinkel auf Null festgelegt ist und das Steuern nicht möglich ist, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs höher als 20 Knoten ist.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B auf Null festgelegt, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs beispielsweise höher als 20 Knoten ist, und der Kurs wird nur mit dem Ruder 3 geändert. Daher wirkt keine zu große hydrodynamische Kraft auf die Streben 13A und 13B, und mithin kann eine Situation vermieden werden, in der eine zu große Last auf die Halterungen 14A und 14B aufgebracht wird. Folglich lassen sich die Stärke des Haltemechanismus zum Abstützen der Halterungen 14A und 14B und die Stärke des Drehmechanismus zum Drehen der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B vermindern, wodurch diese Mechanismen vereinfacht und mithin die Kosten gesenkt werden können.
Ein Schiff der oben beschriebenen Art, das mit dem Hauptpropeller 2, dem an der Hinterseite desselben befindlichen und über die Halterung 4 drehbar an dem Heck 4 befestigten Ruder 3, den zwei auf jeder Seite des Ruders 3 befindlichen Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B, dem Geschwindigkeitsmesser 21 zum Messen der Geschwindigkeit des Schiffs und mit der Steuereinheit 22 ausgestattet ist, welche den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B durch ein Signal von dem Geschwindigkeitsmesser 21 steuern kann, läßt sich beispielsweise folgendermaßen betätigen.
Wenn das Schiff beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit fährt, welche höher als eine Schiffsgeschwindigkeit von 20 Knoten ist, kann die Schubkraft erhalten werden, indem sowohl der Hauptpropeller 2 als auch die zwei Unterwassergondelpropeller 12A und 12B gemeinsam in Drehung versetzt werden, während der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B auf Null festgelegt ist und die Kursänderung nur mit dem Ruder 3 vollzogen wird.
Als Nächstes wird die Schubkraft beim Fahren mit mehr als 5 Knoten und weniger als 20 Knoten erhalten, indem allein der Hauptpropeller 2 in Drehung versetzt wird, oder indem nur die zwei Unterwassergondelpropeller 12A und 12B in Drehung versetzt werden, und die Kursänderung wird mit Hilfe des Ruders 3 gemeinsam mit den Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B vollzogen, die derart gesteuert werden, daß der maximale Ruderwinkel von der Geschwindigkeit des Schiffs abhängt.
Wenn weiterhin das Fahren mit niedriger Geschwindigkeit (beispielsweise mit weniger als 5 Knoten) erforderlich ist, beispielsweise beim Einlaufen in den Hafen und beim Auslaufen aus diesem, wird die Schubkraft erhalten, indem nur die zwei Unterwassergondelpropeller 12A und 12B in Drehung versetzt werden, und die Kursänderung und/oder eine Änderung der Fahrtrichtung werden mit Hilfe der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B gemeinsam mit dem Ruder 3 vollzogen.
Da der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B bei weniger als 5 Knoten insbesondere ± 90° betragen kann, können die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B als Heckstrahlruder fungieren. Deshalb kann das Anlegen am Pier oder Ufer leichter werden, und die zum Einlaufen in den Hafen und zum Auslaufen aus diesem benötigte Arbeitszeit läßt sich verringern.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gilt die Beschreibung für den Fall, in dem der Ruderbetätigungswinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B ± 90° beträgt (siehe 3 und 4). Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und der Winkel kann ± 360° betragen.
Insbesondere dann, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs weniger als 5 Knoten beträgt und der Ruderbetätigungswinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B ± 360° betragen kann, kann die Schubkraft in Rückwärtsrichtung (die Heckleistung), die in verschiedener Weise zum Zeitpunkt des Anlegens am Pier oder Ufer genutzt wird, durch die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B erhalten werden. Deshalb braucht keine Antriebseinheit in Gang gesetzt zu werden, um den Hauptpropeller 2 in Drehung zu versetzen und eine Heckleistung zu erhalten.
Weiterhin kann die Konstruktion derart sein, daß der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B mit dem Ruderwinkel des Ruders 3 und der Geschwindigkeit des Schiffs verknüpft ist.
Das soll heißen, daß der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B von der Steuereinheit 22 auf Null Grad festgelegt ist, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs beispielsweise höher als 20 Knoten ist. Wenn die Geschwindigkeit des Schiffs höher als 5 Knoten und niedriger als 20 Knoten ist, wird der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B proportional zu dem Ruderwinkel des Ruders 3 eingerichtet. Beispielsweise weisen die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B bei einem Ruderwinkel von +35° für das Ruder 3 einen Ruderwinkel von +14° auf, und bei einem Ruderwinkel von +10° für das Ruder 3 weisen die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B einen Ruderwinkel von +4° auf. Wenn weiterhin die Geschwindigkeit des Schiffs weniger als 5 Knoten beträgt, dann weisen die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B bei einem Ruderwinkel von +35° für das Ruder 3 einen Ruderwinkel von +90° auf, und bei einem Ruderwinkel von +10° für das Ruder 3 weisen die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B einen Ruderwinkel von +45° auf.
Wenn eine solche Konstruktion vorhanden ist, kann die Bedienperson für das Schiff den Ruderwinkel des Ruders 3 und der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B gleichzeitig steuern, indem nur der Ruderwinkel des Ruders 3 befohlen wird, wodurch die Handhabung des Schiffs mithin stark vereinfacht wird.
Weiterhin ist eine derartige Anordnung möglich, daß die Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B nur an einer Position verwendet werden können, an welcher deren Ruderwinkel beispielsweise +90° und -90° beträgt.
Das soll heißen, daß der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit zum Zeitpunkt des normalen Fahrens auf Null Grad festgelegt werden kann und das Steuern nur durch das Ruder erfolgt, während der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B zum Zeitpunkt des Anlegens an der Pier oder am Ufer beispielsweise auf +90 Grad oder -90 Grad positioniert werden kann, so daß diese mithin als Heckstrahlruder fungieren. Deshalb kann das Anlegen am Pier oder Ufer erleichtert werden, und die zum Einlaufen in den Hafen und zum Auslaufen aus diesem benötigte Arbeitszeit kann vermindert werden. Die Änderung dieser Position des Ruderwinkels erfolgt durch eine getrennt vorgesehene Schaltvorrichtung.
Wenn eine solche Konstruktion vorhanden ist, kann auf das Lenkgetriebe für die Unterwassergondelantriebseinheit verzichtet werden, und daher werden die Kosten weiter gesenkt.
Die Konstruktion kann auch derart sein, daß der von dem Lenkgetriebe für das Ruder 3 erzeugte Hydraulikdruck auch in dem Drehantriebsmechanismus verwendet wird, welcher den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B ändert.
Das soll heißen, daß der von einer in dem Lenkgetriebe des Ruders 3 vorgesehenen Hydraulikpumpe (einer Antriebsquelle) erzeugte Hydraulikdruck in dem Drehantriebsmechanismus verwendet wird, welcher den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheiten 10A und 10B ändert. Infolgedessen kann die Hydraulikpumpe aus dem Drehantriebsmechanismus weggelassen werden, wodurch die Konstruktion des Drehantriebsmechanismus einfacher wird und daher die Kosten gesenkt werden können.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform galt die Beschreibung für den Fall, in welchem zwei Unterwassergondelantriebseinheiten vorgesehen sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und in der in 5 gezeigten Weise kann eine einzige Unterwassergondelantriebseinheit 10 mit einem Unterwassergondelpropeller 12 an dem hinteren Ende des Gehäuses 11 vorgesehen sein, so daß der Hauptpropeller 2, das Ruder 3 und die Unterwassergondelantriebseinheit 10 nacheinander von dem Bug aus in einer Geraden entlang der Kiellinie angeordnet sind.
Weiterhin kann in der in 6 gezeigten Weise eine einzige Unterwassergondelantriebseinheit 10 mit einem Unterwassergondelpropeller 12 an dem hinteren Ende eines Gehäuses 11 vorgesehen sein, so daß der Hauptpropeller 2, die Unterwassergondelantriebseinheit 10 und das Ruder 3 nacheinander von dem Bug aus in einer Geraden entlang der Kiellinie angeordnet sind.
Weiterhin kann in der in 7 gezeigten Weise eine einzige Unterwassergondelantriebseinheit 10 mit einem Unterwassergondelpropeller 12 an dem vorderen Ende des Gehäuses 11 vorgesehen sein, so daß der Hauptpropeller 2, die Unterwassergondelantriebseinheit 10 und das Ruder 3 nacheinander von dem Bug aus in einer Geraden entlang der Kiellinie angeordnet sind.

Claims

Schiff, umfassend: einen Hauptpropeller (2), der in der Lage ist, das Schiff vorwärts und rückwärts durch normale Drehung, Rückwärtsdrehung oder durch das Verändern des Längsneigungswinkels zu bewegen; eine Antriebseinheit, die den Hauptpropeller antreibt; ein Ruder (3), das den Kurs des Schiffs ändert; und mindestens eine Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B), umfassend eine Strebe (13A, 13B), die ein Ruder bildet.
Schiff nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Geschwindigkeitsmesser (21), der die Geschwindigkeit des Schiffs mißt, und eine Steuereinheit (22), die einen Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) auf Basis eines Signals des Geschwindigkeitsmessers steuert.
Schiff nach Anspruch 2, wobei dann, wenn eine von dem Geschwindigkeitsmesser (21) erhaltene Geschwindigkeit des Schiffs einen vorbestimmten Wert überschreitet, die Steuereinheit (22) den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) auf Null Grad stellt.
Schiff nach Anspruch 2, wobei dann, wenn eine von dem Geschwindigkeitsmesser (21) erhaltene Geschwindigkeit des Schiffs kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die Steuereinheit (22) den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) im Zusammenhang mit einem Ruderwinkel des Ruders (3) stellt.
Schiff nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vorrichtung zum Schalten des Ruderwinkels, die den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) auf entweder +90° oder -90° schaltet.
Schiff nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Antriebsquelle, die sowohl ein Lenkgetriebe zum Ändern des Ruderwinkels des Ruders (3) als auch einen Drehantriebsmechanismus, der den Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) ändert, antreibt.
Betriebsverfahren für ein Schiff, wobei das Schiff umfaßt: einen Hauptpropeller (2), der in der Lage ist, das Schiff vorwärts und rückwärts durch normale Drehung, Rückwärtsdrehung oder durch das Ändern des Längsneigungswinkels zu bewegen; eine Antriebseinheit, die den Hauptpropeller antreibt; ein Ruder (3), das den Kurs des Schiffs ändert und mindestens eine Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B), umfassend eine Strebe (13A, 13B), die ein Ruder bildet; einen Geschwindigkeitsmesser (21), der die Geschwindigkeit des Schiffs mißt; und eine Steuereinheit (22), die einen Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) mittels eines Signals des Geschwindigkeitsmessers (21) steuert, wobei das Betriebsverfahren die folgenden Schritte umfaßt: Ändern der Richtung des Schiffs nur durch das Ändern des Ruderwinkels des Ruders, wenn die Geschwindigkeit des Schiffs, die von dem Geschwindigkeitsmesser (21) erhalten wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet und Ändern der Kursrichtung und/oder der Fahrtrichtung des Schiffs durch die gemeinsame Benutzung des Ruders (3) und der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) oder durch die Benutzung von nur der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B), wenn die Geschwindigkeit des Schiffs kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
Betriebsverfahren für ein Schiff nach Anspruch 7, wobei ein Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) basierend auf einem Signal des Geschwindigkeitsmessers gesteuert wird.
Steuerungsverfahren für ein Schiff nach Anspruch 8, wobei dann, wenn eine Geschwindigkeit des Schiffs, die von dem Fahrtgeschwindigkeitsmesser (21) erhalten wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet, der Ruderwinkel der Unterwassergondelantriebseinheit (10A, 10B) von der Steuereinheit (22) auf Null Grad festgelegt wird.