DE675242C

DE675242C - Aftship training

Info

Publication number: DE675242C
Application number: DEK141294D
Authority: DE
Original assignee: OTTO KEMPF
Current assignee: OTTO KEMPF
Priority date: 1936-02-27
Filing date: 1936-02-27
Publication date: 1939-05-03

Description

K I4I2P4 XK I4I2P4 X

Die Erfindung betrifft die Gestaltung des Achterschiffes bei Schiffen mit Voith-Schneider-Antrieb. Derartige Antriebe bedingen bekanntlich hohe Gewichte im Hinterschiff, wodurch dieses stark abtaucht. Starkes Abtauchen des Hinterschiffes bringt bei jeder Form des Antriebes gewisse Nachteile mit sich; so erhöht sich durch die vertrimmte Lage meist der Fahrtwiderstand des Schiffes, und bei Fahrt auf seichtem Wasser entsteht die Gefahr der Gründberührung für die Spitzen, der Antriebsflügel oder Schaufeln. Für Schiffe mit Schraubenantrieb ist daher schon vorgeschlagen worden, Kanäle unter dem Hinterschiff so anzuordnen, daß das Schraubenwasser nach oben gerichtete Druckkräfte ausüben muß und auf diese Weise das. Hinterschiff entlastet.The invention relates to the design of the aft section of ships with Voith-Schneider propulsion. It is well known that such drives require high weights in the stern, which means this dips heavily. Any form of propulsion system with any form of propulsion brings with it certain disadvantages themselves; the trimmed position usually increases the resistance of the ship, and when driving on shallow water there is a risk of ground contact for the Tips, the drive vanes or blades. For ships with screw drive is therefore It has already been proposed to arrange channels under the stern so that the Screw water must exert upward compressive forces and in this way the. aft ship relieved.

Zwischen den Strömungsverhältnissen an einer Schiffsschraube einerseits und an einem Schaufelrad mit senkrechter Achse andererseits bestehen jedoch so große Unterschiede, daß strömungstechnische Maßnahmen nicht ohne weiteres von der einen auf die andere Antriebsform übertragen werden können. Diese Unterschiede werden am deutlichsten bei der Betrachtung der Strahlformen, welche die beiden Antriebsarten bilden.Between the flow conditions on a ship's propeller on the one hand and on one On the other hand, the vertical axis paddle wheel differs so much that that fluidic measures cannot easily be transferred from one to the other Drive form can be transmitted. These differences are most evident when considering the beam shapes that form the two types of drive.

Der Strahl " der Schiffsschraube hat die Form eines Zylinders oder Kegels, dessen Achse annähernd mit der Schraubenachse zusammenfällt. Die Wassergeschwindigkeiten im Innern des Schraubenstrahles sind verschieden; meist befindet sich in der Nähe der Strahlachse ein toter Kern, der sich nur dreht und keine merkliche Beschleunigung nach rückwärts erfahren hat, weil die Schraubenflügel in der Nähe der Nabe infolge ihrer geringen Geschwindigkeit nur schwach oder gar nicht vortreibend arbeiten. Weiter nach außen zu herrschen höhere Rückwärtsgeschwindigkeiten im. Schraubenstrahl, und meist wird der Höchstwert der Beschleunigung auf einer Kreislinie erreicht, deren Halbmesser etwa 0,8 vom Halbmesser der Flügelspitzen beträgt. Noch weiter nach außen zu nimmt die Geschwindigkeit im Strahl wieder ab, weil die Flügelspitzen zur Verminderung des Endwirbels dünn und schmal ausgeführt werden müssen. Die Beschleunigung nimmt daher nach außen zu wieder allmählich ab, und der Strahl ist somit an seinem ganzen Umfang von einem, langsamer strömenden Mantel umgeben. Der ganze treibende Teil des Strahles befindet sich somit vollkommen unter Wasser; er tritt nirgends in direkte Berührung mit der Schiffshaut und auch nicht mit der Luft hinter dem Heck des Schiffes.The "ray" of the propeller has the shape of a cylinder or cone, whose Axis approximately coincides with the screw axis. The water speeds inside the screw-ray are different; mostly located nearby the axis of the beam is a dead core that only rotates and does not accelerate noticeably has experienced backwards because the propeller blades near the hub as a result of it work only weakly or not at all. Next after outside to prevail higher reverse speeds in the. Screw beam, and mostly will the maximum value of the acceleration is reached on a circular line, the radius of which is about 0.8 of the radius of the wing tips. Even further outwards the speed in the jet decreases again because the wing tips reduce the end vortex must be made thin and narrow. The acceleration therefore increases towards the outside again gradually decreases, and the jet is thus on its entire circumference of a, slower flowing mantle surround. The whole driving part of the beam is thus completely under Water; nowhere does it come into direct contact with the hull of the ship and also not with it the air behind the stern of the ship.

Das senkrechtachsige Schaufelrad bildet einen Strahl von rechteckigem. Querschnitt, der mit seiner oberen Begrenzungsfläche unnüttelbar an der Schiffshaut anliegt und daher genau dem Verlauf des Schiffsbodens folgen muß. Die Flügel eines derartigenThe vertical axis paddle wheel forms a beam of rectangular. Cross-section, which with its upper boundary surface rests unnoticed on the ship's skin and therefore must follow the course of the ship's floor exactly. The wings of one of these

Schaufelrades sind stets an ihren oberen Enden breiter und stärker gehalten als an den tiefer liegenden Stellen, weil sie als Fre^ träger stark auf Biegung durch Wasserdru'fiK^;; und Fliehkraft, beansprucht sind. Ihre £|ΐΐ laufgeschwindigkeit ist oben ebenso groß gyfeö an den tiefer liegenden Stellen; sie arbeitefi;' daher gerade oben, unmittelbar unter dem Schiffsboden, am stärksten und erzeugen an ίο dieser Stelle die größte Beschleunigung des Wassers. Natürlich nimmt auch hier die Geschwindigkeit gegen unten sowie aus der Mitte des Rades heraus nach den beiden Schiffsseiten zu allmählich ab, aber an der oberen Begrenzungsfläche, d. h. am Schiffsboden, fehlt diese Übergangszone vollständig; der Strahlkern strömt unmittelbar an dem Schiffsboden entlang und tritt hinter dem Heck in unmittelbare Berührung mit der atmosphärischen Luft.The paddlewheels are always wider and stronger at their upper ends than at the lower-lying places, because, as carriers, they are strongly subject to bending due to water pressure ^; ; and centrifugal force. Their running speed is just as great at the top gyfeö at the lower points; they work; ' therefore it is at the top, directly under the ship's bottom, that it is strongest and it is at this point that the water accelerates most. Of course, here too the speed gradually decreases towards the bottom and from the center of the wheel towards the two sides of the ship, but this transition zone is completely absent on the upper boundary surface, ie on the ship's bottom; the jet core flows directly along the ship's bottom and comes into direct contact with the atmospheric air behind the stern.

Wenn das Hinterschiff abtaucht und dabei der Schiffsboden am Heck eine tiefere Lage einnimmt als der umgebende Wasserspiegel, so nimmt dabei auch der Strahl, und zwar der Teil mit der größten Geschwindigkeit, also die obere ebene Begrenzungsfläche, eine tiefere Lage ein als der Wasserspiegel. Es entsteht somit hinter dem Schiff ein Tal im Wasser, dessen Sohle die rasch fließende oberste Schicht des Strahles bildet und das sich erst in einem gewissen Abstand hinter dein Schiff durch von beiden Seiten zuströmendes Wasser wieder schließt. Eine derartige Form des Heckwassers ist stets mit großen Kr aft Verlusten verbunden, und außerdem können die auf diese Weise entstehenden starken Wellen die Uferböschungen der Kanäle angreifen und beschädigen.When the stern submerges and the bottom of the ship at the stern becomes deeper Position than the surrounding water level, so does the jet, and although the part with the greatest speed, i.e. the upper flat boundary surface, a lower position than the water level. This creates a valley behind the ship in the water, the bottom of which forms the rapidly flowing top layer of the jet and that only at a certain distance behind your ship through what is flowing in from both sides Water closes again. Such a shape of the stern water is always with associated with great power losses, and besides that can arise in this way strong waves attack and damage the embankments of the canals.

Bei Antrieb durch Schrauben liegt der rasch fließende Teil des Strahles stets ganz unter Wasser, und die Bildung des vorerwähnten Tales durch den Schraubenstrahl ist daher ausgeschlossen, selbst wenn das Hinterschiff noch so tief abtaucht. Im Gegenteil, je tiefer der Schraubenstrahl unter Wasser liegt, desto sicherer bleibt er oben von ruhendem Wasser bedeckt, der Wasser- ■ spiegel berührt das Heck auf der ganzen Breite, und es können kein Kraftverlust und keine größere Wellenbildung durch das Abtauchen entstehen. Bei großen Fahrgeschwindigkeiten und verhältnismäßig kurzen Schiffen tritt eine ähnliche Erscheinung auch bei Schraubenantrieb auf; diese hat jedoch mit dem Antriebsmittel keinen unmittelbaren Zusammenhang, sondern ist durch die hohe Froudesche Zahl begründet und wird als unvermeidlich in Kauf genommen.When driven by screws, the rapidly flowing part of the jet is always completely under water, and the formation of the aforementioned valley by the helical jet is therefore impossible, even if the aft ship dips so deep. On the contrary, the deeper the screw jet lies under the water, the more surely it will remain covered above by still water, the water ■ mirror touches the stern across its entire width, and there can be no loss of power and no major wave formation occurs as a result of the immersion. At high driving speeds and relatively short ships a similar phenomenon occurs with screw drives; however, this has with the drive means has no direct connection, but is through the high Froude's number establishes and is accepted as inevitable.

Bei -Schiffen mit Antrieb durch senkrechtachsige Schaufelräder dagegen tritt dieser Nachteil schon bei ganz geringen Geschwin-J'digkeiten, unter Umständen sogar beim Pfahl-Flugversuch, von Schleppern, in Erscheinung, i-söbald das Hinterschiff stärker abtaucht.In contrast, this occurs on ships with propulsion by vertical-axis paddle wheels Disadvantage even at very low speeds, possibly even when attempting a pole flight, of tugs, in appearance, when the aft ship dips more deeply.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung durch Anwendung von bei Schraubenantrieb bekannten, in der Längsrichtung verlaufenden seitlichen Schwimmwulsten vermieden. Hierdurch wird das Hinterschiff gestützt, so daß die das Laufrad abschließende Schiffsbodenebene mit der Wasserlinie abschneidet und so die Sogwerre gegenüber abgetauchten Achterschiff en vermindert werden. Gleichzeitig wird eine Erhöhung der Kursstabilität erreicht, welche sonst durch die Schubunruhe des vertikalen Schaufelrades gestört wird. Bei Verwendung von zwei oder mehreren Lauf rädern werden auch zwischen diesen in der Längsrichtung verlaufende Schwimmwulste vorgesehen. Dies hat den weiteren Vorteil, daß keine gegenseitige störende Beeinflussung zwischen den Laufrädern eintreten kann. Zweckmäßig nimmt der Querschnitt der Schwimmwülste nach dem Schiffsende hin zu. This disadvantage becomes according to the invention by using known in the screw drive, extending in the longitudinal direction lateral floating bulges avoided. This supports the aft ship, see above that the ship's bottom plane terminating the impeller cuts off with the waterline and so the suction compared to submerged aft hulls can be reduced. Simultaneously an increase in course stability is achieved, which would otherwise be due to the thrust unrest of the vertical impeller is disturbed. When using two or more Running wheels are also floating bulges running in the longitudinal direction between them intended. This has the further advantage that there is no mutual interference can occur between the impellers. The cross section of the floating bulges expediently increases towards the end of the ship.

Die Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung wesentlich schematisch veranschaulicht. .The invention is illustrated essentially schematically on the accompanying drawing. .

Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen in Seitenansicht, Querschnitt und Grundriß ein gemaß der Erfindung gestaltetes Achterschiff mit einem in der Schiffslängsachse angeordneten Schaufelradpropeller. - 1 to 3 illustrate in side view, cross-section and plan an aft ship designed according to the invention with a paddle wheel propeller arranged in the ship's longitudinal axis. -

Die Fig. 4 und 5 zeigen Grundriß und Querschnitt eines Achterschiffes mit zwei seitlieh gegeneinander versetzten Propellern.4 and 5 show the plan and cross-section of an aft ship with two sides offset propellers.

Die Schwimmwülste sind mit α und die quer zum Schiffskörper gestellte Leitfläche mit b bezeichnet. Bei c ist die aus der Anordnung der Leitfläche b sich ergebende Kraftkomponente angedeutet.The floating bulges are denoted by α and the guide surface positioned transversely to the hull is denoted by b. At c , the force component resulting from the arrangement of the guide surface b is indicated.

Claims

Claim:

Aft ship training for watercraft with one or more Paddle wheel propellers, the blades of which are completely or almost parallel during the rotation of the wheel relative to this The blade axes vibrate and the water is always completely and predominantly normal to the blade axis are characterized by the use of in the longitudinal direction of the ship laterally of the propeller or propellers arranged floating bulges.

1 sheet of drawings