DE69106929T2

DE69106929T2 - Trimaran mit änderbarem Trimm.

Info

Publication number: DE69106929T2
Application number: DE69106929T
Authority: DE
Inventors: Alfredo I-90147 Palermo Magazzu'
Original assignee: Aeromarine Srl
Current assignee: Aeromarine Srl
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2011-04-06
Also published as: CA2041112A1; FI912001A0; PT97497B; ATE117637T1; CN1056087A; IT1241576B; AU7515891A; NO911645D0; DE69106929D1; EP0455605A1; RU2060199C1; US5107783A; DK0455605T3; PT97497A; AU646448B2; ES2070475T3; IT9047890A0; EP0455605B1; FI912001L; FI912001A7

Description

Die Erfindung betrifft einen Trimaran mit änderbarem Trimm.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Boot der oben erwähnten Art, welches mit einer Vorrichtung zur Einstellung der vertikalen Verstellung der Schwimmer versehen ist, um die schlingernden Bewegungen oder Rollbewegungen des Bootes selbst zu kontrollieren, und zusätzlich weitere strukturelle und/oder funktionelle Elemente aufweist, die die Betriebsbedingungen und die Verwendungsmöglichkeiten des Schiffes erheblich verbessern.
In der US -A-3528380 wird ein Trimaran mit einem mittleren Rumpfbereich beschrieben, wobei dieser Trimaran die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
In einer vorhergehenden im Namen von Professor Alfredo Magazzù eingereichten Patentanmeldung, erteilt am 18. Februar 1987, Nr. IT-A-1158613, ist ein bestimmter Trimaranaufbau offenbart, bei dem die Verbindung zwischen den Seitenschwimmern und dem mittleren Rumpf geeignet ist, eine vertikale Verstellung der Schwimmer selbst durch automatischen, halbautomatischen oder durch manuellen Betrieb zu gewährleisten.
Demgemäß ergeben sich schlingernde Bewegungen des Bootes und eine Zunahme in der dynamischen Stabilität des Wasserfahrzeugs unter denselben Bedingungen wie bei einem konventionellen Trimaran.
Die mit der technischen Lehre des oben erwähnten Patentes erzielten Vorteile in Bezug auf Boote des bereits bekannten Typs, die mit starr mit dem mittleren Rumpf verbundenen Schwimmern ausgerüstet sind, können in folgender Weise dargestellt werden:
- auch wenn der Rumpf im Ruhezustand ist, sind seine Schwimmer eingetaucht, bis sie einen Schub oder Stoß erhalten, der vorher festgelegt wird und unabhängig von dem durchschnittlichen Tiefgang und der Stellung des mittleren Rumpfes eingestellt werden kann;
- bei Erhöhung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bewirkt der von den Schwimmern erzeugte hydrodynamische Schub und/oder der Schub, der durch eventuell vorhandene Seitenflossen gegeben ist, die mit den Schwimmern verbunden sind, daß die Schwimmer allmählich und automatisch (d.h. ohne Einwirkung von Seiten des Fahrzeugführers) angehoben werden, so daß die Schwimmer dem hydrodynamischen Wasserwiderstand ausweichen (teilweise, wenn sie ohne Seitenflossen ausgestattet sind oder vollständig, wenn sie mit Seitenflossen ausgestattet sind) und dies geschieht unabhängig von dem Tiefgang des mittleren Rumpfes;
- Einstellungen der seitlichen Stellung des Fahrzeugs können durch die differentielle Einstellung der Höhe der Schwimmer erreicht werden und diese Betriebsart kann sowohl in Ruhestellung des Bootes als auch während seiner Bewegung durchgeführt werden. Die Einstellung der longitudinalen Stellung kann ebenso erreicht werden, wenn die Schwimmer am hinteren Teil in Bezug auf den mittleren Rumpf in üblicher Weise befestigt werden;
- ein signifikanter Anstieg in dem Kippwinkel des Fahrzeugs wird erreicht und ohnehin ein signifikanter Anstieg des Bereichs, der durch das Stabilitätsdiagramm eingegrenzt wird, zusammen mit bedeutenden Vorteilen in Bezug auf die dynamische Stabilität (die zum Kippen des Fahrzeugs erforderliche Arbeit). Dies erlaubt, die Ausmaße der Schwimmer unter gleichbleibenden Bedingungen gegenüber solchen, die bei einem konventionellen Trimaran erforderlich sind, zu reduzieren, mit bedeutenden Vorteilen sowohl hinsichtlich der Kosten und des Fahrtwiderstands als auch des direkten Gewichts (des Gewichts der Schwimmer) und des indirekten Gewichts (niedrigere Spannungen, die von den Schwimmern auf die verbindenden Strukturen und auf die Verbindungen zu dem mittleren Rumpf erzeugt werden);
- es wird ein anfängliches Verhalten des Stabilitätsdiagramms erreicht, das in perfekter Übereinstimmung mit den Betriebs- und Bequemlichkeitsanforderungen des Fahrzeugs ist, wobei dies gleichermaßen zutrifft, wenn das Boot in Ruhe und wenn es in Bewegung ist; darüber hinaus kann ein solches Diagramm durch einfache Regulierung der Kontroll-Verstärkungseinstellungen nach Belieben modifiziert werden, um die möglichen, sich ändernden Betriebserfordernisse, die zum Beispiel durch verschiedene Beladungszustände gegeben sind, in Betracht zu ziehen;
- die fast völlige Elimination der rollenden Oszillationen wird bei leichter See bei Ruhestellung und bei Bewegung des Bootes erreicht, wobei dies das Resultat der beachtlichen kontrollierenden Momente ist, die durch die differentielle Einstellung der Schwimmer hervorgerufen werden im Vergleich zu den konventionellen antischlingernden oder schlingerdämpfenden Seitenflossen, die bei Schiffen eingesetzt werden.
Der Trimaran des oben erwähnten Patentes zeigt jedoch eine Anzahl von Nachteilen, die besonders bei der praktischen Anwendung dieser Lösung auf solchen Booten sichtbar werden, die für kommerzielle Aktivitäten vorgesehen sind, wie den Transport von Passagieren oder anderen Aktivitäten, die ein sehr häufiges Anlegen erfordern oder ein häufiges Annähern an andere Boote oder jedenfalls ein Manövrieren in überfüllten Häfen erfordern.
In der Tat ist die Form des in Frage stehenden Trimarans nicht sonderlich kompakt wegen des Vorhandenseins der Seitenrümpfe (Schwimmer), die deutlich außerhalb der äußeren Begrenzung des mittleren Rumpfes liegen, so daß sie eine erhebliche Belastung und Behinderung während des oben erwähnten Betriebs darstellen infolge der Unmöglichkeit, den für die Aufnahme von Menschen und/oder Gütern vorgesehenen mittleren Rumpf an die Zugangsbereiche anzunähern.
Darüberhinaus erlaubt der Aufbau des notwendigerweise engen und zierlichen mittleren Rumpfes nicht die bestmögliche Unterbringung von Passagieren und/oder Gütern.
Im Falle einer Kollision beeinträchtigt eine schwere Beschädigung eines der Schwimmer und/oder die Beschädigung der gelenkig angeordneten, den mittleren Rumpf mit den Schwimmern verbindenden Arme, und/oder die Beschädigung der Antriebssysteme für die Schwimmer die laterale Stabilität des Fahrzeugs erheblich und dadurch kann es, abgesehen von der objektiven Schwere dieses Problems, unmoglich werden, eine behördliche Genehmigung zu erhalten, wenn das Fahrzeug für kommerzielle Zwecke und insbesondere für den öffentlichen Transport von Personen eingesetzt werden soll.
Folglich ist ein in dieser Weise realisiertes Fahrzeug trotz aller Vorteile, die die von dem zitierten Patent angebotene Lösung in Bezug auf den Stand der Technik liefert, nicht konkurrenzfähig gegenüber den gegenwärtig eingesetzten Fahrzeugen.
Es ist daher das hauptsächliche Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Trimaran anzugeben, dessen Schwimmer wie von dem oben erwähnten Patent bereits bekannt, einstellbar ind, wobei der Trimaran eine Anzahl von Innovationen funktioneller und struktureller Natur aufweist, die alle oben erwähnten Nachteile vermeidet.
Demgemäß ist ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Trimaran anzugeben, bei dem der mittlere Rumpf ein Deck aufweist, das die Schwimmer aufnehmen und sie infolgedessen im Falle einer Kollision schützen kann.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Trimaran anzugeben, dessen einstellbare Schwimmer derart konstruiert sind, daß die Stabilität des Fahrzeugs im Falle des Bruchs und/oder der Beschädigung nicht in entscheidendem Weise gefährdet wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Trimaran zu realisieren, der ein Dämpfungsglied für die Stampfbewegung aufweist.
Demgemaß ist ein spezifisches Ziel der vorliegenden Erfindung ein Trimaran mit einstellbarem Trimm, der Seitenschwimmer aufweist, die mit dem mittleren Rumpf durch Glieder verbunden sind, die eine seitliche Verstellung der Schwimmer gewährleisten, einer Deckstruktur, die mit dem mittleren Rumpf verbunden und derart ausgebildet ist, um an dem oberen Teil die Seitenschwimmer zu überdecken, so daß diese Schwimmer die Begrenzung oder den Umfang des Oberdecks nicht überragen, wenn der Trimaran in der Aufsicht betrachtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder dei Seitenschwimmer zu dem mittleren Rumpf oberhalb der Wasseroberfläche angebracht sind und Verbindungselemente aufweisen, die mit den Schwimmern starr verbunden sind und schwenkbar an dem mittleren Rumpf an einem Punkt oberhalb der Wasseroberfläche angelenkt sind, und Bauelemente für die automatische und/oder manuelle und für die passive Veränderung der Stellung, wobei die genannten Bauelemente zwischen den Schwimmern und dem mittleren Rumpf angeordnet sind oder andernfalls zwischen den Schwimmern und der Deckstruktur, in jedem Fall jedoch oberhalb der Wasseroberfläche, wobei diese Bauelemente durch ein Regulier- und/oder Kontrollsystem beliebiger Art steuerbar sind.
Insbesondere kann eine solche Deckstruktur derart ausgeführt werden, daß sie mit dem mittleren Rumpf integral ist oder daß sie von diesem abgesondert und baumäßig mit diesem verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Bauelemente für die automatische und/oder manuelle und/oder passive Veränderung der Stellung der Schwimmer zwischen den Schwimmern und dem mittleren Rumpf oder zwischen den Schwimmern und der Deckstruktur angebracht werden.
Ferner sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Schwimmer mit dem mittleren Rumpf durch eine Vielzahl von Verbindungselementen verbunden.
Darüber hinaus kann eine Vielzahl von Bauelementen für die automatische und/oder passive Veränderung der Stellung der Schwimmer vorgesehen sein, deren Anzahl gleich oder kleiner sein kann als die Anzahl der Verbindungselemente.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die einzelnen Schwimmer durch vollständiges oder teilweises Aufschäumen und/oder durch Unterteilung in wasserdichte Kammern realisiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Trimarans der vorliegenden Erfindung sind zwei oder mehr Paare von Schwimmern vorgesehen, von denen jedes mit dem mittleren Rumpf entsprechend einem der weiter oben dargestellten Lösungen verbunden ist.
Um die Kontrolle der Stampfbewegungen zu verbessern, kann eine hydrodynamische Seitenflosse gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, wobei diese an dem Bug des mittleren Rumpfes angeordnet ist und in der aktiven oder passiven Betriebsart, insbesondere durch ein mit Sensoren für die vertikale Richtung und/oder die Stellung und/oder die Stampfgeschwindigkeit und/oder die Stampfbeschleunigung verbundenes Kontrollbauelement, vollständig ausgelenkt werden kann, oder die Seitenflosse kann durch Flügelklappen oder ähnliches teilweise ausgelenkt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Unteransicht einer ersten Auführungsform dem Trimarans gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Frontansicht dem Trimarans der Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Unteransicht einer zweiten Ausführungsform des Trimarans gemäß der Erfindung;
Fig. 4 ein Detail einer Ausführungsform des Trimarans gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Detail einer weiteren Ausführungsform des Trimarans gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Trimarans gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figl. 7 eine Unteransicht des Trimarans der Fig. 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Trimarans gemäß der Erfindung, und
Fig. 9 eine Unteransicht des Trimarans der Fig. 8.
Bezugnehmend auf die Figuren 1 und 2 ist ein Trimaran dargestellt, der mit einem mittleren Rumpf 1 und zwei Schwimmern 2 versehen ist, die mit dem mittleren Rumpf durch hydraulische Zylinder 3 und Verbindungen 5 verbunden ist.
Der mittlere Rumpf 1 ist mit einem Deck 4 versehen, das sich über beide Seiten des Rumpfes 1 erstreckt und somit die Schwimmer 2 überdeckt, die somit von der äußeren Umfassungslinie des Trimarans einbezogen werden.
Während die Realisierung einer derartigen strukturellen Kompaktheit eines Trimarans durch einfaches Verbinden des Rumpfes 1 mit den Schwimmern 2 durch ein starres Deck unmöglich ist, wenn die Schwimmer 2 vom typ der einstellbaren Stellung sind, erlaubt die hier offenbarte Lösung den Schwimmern 2 unabhängig von dem grundlegenden Aufbau zu sein, so daß sie frei vom Anheben und Absenken durch die automatische Kontrollogikschaltung oder infolge der passiven Betriebsart sind und gleichzeitig ist es möglich, Risiken zu vermeiden, die aus der Beschädigung der Schwimmer 2 im Falle der Annäherung oder des Andockens entstehen.
Die in der Fig. 3 vorgeschlagene Lösung ist im wesentlichen ähnlich zu der in den Figuren 1 und 2 offenbarten, mit dem einzigen Unterschied, daß der mittlere Rumpf 1 in der vorderen Position aus dem Deck 4 herauskommt.
Das Deck 4 kann derart realisiert werden, daß es vollständig integral mit dem mittleren Rumpf 1 ist oder von diesem abgesondert und mit diesem baumäßig verbunden ist.
Hinsichtlich einer baumäßigen Verbindung erlaubt zum Beispiel die in der Fig. 4 dargestellte Lösung die Realisierung eines Rumpfträgers, der in der Lage ist, die hauptsächlichen Spannungen aufzunehmen, insbesondere die Biegespannungen und die Torsionsspannungen wie sie auch bei konventionellen Rümpfen auftreten, wobei die gezeigte Anordnung Gewichtsvorteile hat, da die Tragestrukturen des Decks 4 gerade so ausgeführt sind, daß sie lokale Spannungen aufnehmen konnen, d.h. die Spannungen aufgrund des Überbaus oder der Deckaufbauten (Ws) und der Ladekapazität (Wu).
Die in der Fig. 5 dargestellte Struktur ist dafür ausgelegt, um zusatzlich die durch die mit dem Deck 4 verbundenen Zylinder 3 verursachten Spannungen aufzunehmen, wobei der Schwimmer 2 durch das Verbindungsglied 5 an den Rumpf 1 angelenkt ist.
Das erzielte Resultat ist ein Boot, das im ganzen leichter ist als die traditionellen Boote gleicher Länge und Breite, jedoch ist die strukturelle Festigkeit eines solchen Bootes mindestens äquivalent der eines traditionellen, weil - wie bereits oben erwähnt - die tragenden Strukturen des vergrößerten Decks nicht ein Teil des Rumpfträgers sind und keinen Anteil an den hauptsächlichen Spannungen haben.
Darüber hinaus, da die Schwimmer schmaler sind als die der traditionellen Trimarane, führt die Technik der direkten Verbindung mit dem Deck 4 durch die Zylinder 3 zu Spannungen in dem Deck 4 selbst, die im Vergleich zu solchen mit normalen Schwimmern entscheidend reduziert sind.
Um zu verhindern, daß die Beschädigung der den Schwimmer 2 mit dem Rumpf 1 verbindenden Verbindungsglieder 5 im Falle einer Kollision die Stabilität des Trimarans über Gebühr beeinträchtigt, kann die in den Figuren 6 und 7 dargestellte Losung herangezogen werden, bei der ein redundantes System von Verbindungen 5 der Schwimmer 2 mit dem Rumpf 1 realisiert ist (s. Figuren 6 und 7).
Eine solche Redundanz kann auch bei den Zylindern 3 ausgeführt werden.
Darüber hinaus wird jeder Schwimmer 2 derart aufgebaut, daß er nur sehr wenig von Wasser durch eventuell vorhandene, durch Kollisionen oder andere ähnliche Unfälle verursachte Strömungspfade durchflossen wird, indem die Schwimmer 2 vollständig oder teilweise aufgeschäumt werden oder indem sie als wasserdichte Kammern oder Abteilungen ausgeführt werden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen auch eine Vorrichtung, mit der die Stampfbewegung des Fahrzeugs gedämpft werden kann.
Es ist aufgebaut aus einer hydrodynamischen Seitenflosse 6, die am Vorderteil des Rumpfes angeordnet ist, wobei die Seitenflosse vollständig ausgelenkt werden kann, um gegenläufige Momente zu erzeugen, die geeignet sind, die Stampfbewegungen des Fahrzeugs zu reduzieren und somit in dieser Funktion die Wirkung der Schwimmer 2 mit einzubeziehen.
Eine weitere Ausführungsform des Trimarans gemäß der vorliegenden Erfindung ist die in den Figuren 8 und 9 dargestellte, in der zwei Paare von Schwimmern 2' und 2'' vorgesehen sind, von denen jedes mit dem mittleren Rumpf 1 durch eine Vielzahl von Verbindungen 5 verbunden ist.
Auf diese Weise werden die Sicherheitseigenschaften oder -koeffizienten der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Lösung weiter verbessert.
Die Paare von Schwimmern 2' und 2'' können dazu eingesetzt werden, um zusätzlich zu den schlingernden Bewegungen, die durch das Anheben der Schwimmer einer gegebenen Seite und das Absenken der anderen oder umgekehrt erzielt werden, auch noch Stampfmomente zu erzeugen, indem die vorderen Schwimmer abgesenkt werden und die rückwärtigen Schwimmer angehoben werden oder umgekehrt, und so Veränderungen in der longitudinalen Stellung und/oder die Dämpfung der Stampfoszillationen zu erreichen.
Die mit diesem Merkmal erzielten Resultate sind eindeutig besser als die, die mit einem einzelnen Paar von Schwimmern erreicht werden können, wobei das Paar üblicherweise am rückwärtigen Ende angeordnet wird.
Die Erfindung wurde mit spezifischem Bezug zu einigen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt, kann jedoch auch unter Modifikationen und Veränderungen ausgeführt werden.

Claims

1. Trimaran mit änderbarem Trimm, mit seitlichen Schwimmern (2), die an den mittleren Rumpf (1) durch Einrichtungen (3, 5) verbunden sind, die eine senkrechte Verstellung der Schwimmer (2) gestatten, und eine mit dem mittleren Rumpf (1) verbundene Deckstruktur (4), die so ausgebildet ist, daß sie den Oberteil der Schwimmer (2) derart überdeckt, daß die Schwimmer (2) den Umfang des Oberdecks des Trimarans, gesehen in Aufsicht, nicht überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (3, 5) zur Verbindung der seitlichen Schwimmer (2) mit dem Mittelrumpf (1) oberhalb des Wasserspiegels angeordnet sind und Verbindungsglieder (5), die mit den Schwimmern (2) starr verbunden und an einer Stell oberhalb des Wasserspiegels an den Mittelrumpf (1) angelenkt sind, sowie Einrichtungen (3) zur automatischen oder manuellen und/oder passiven Änderung des Trimms aufweisen, wobei die Einrichtungen (3) zwischen den Schwimmern (2) und dem Mittelrumpf oder zwischen den Schwimmern (2) und der Deckstruktur (4), aber in jedem Fall oberhalb des Wasserspiegels angeordnet und durch Regelungs- und/oder Kontrollsysteme jeder Art steuerbar sind.

2. Trimaran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckstruktur (4) als ein integraler Bestandteil des Mittelrumpfes (1) ausgeführt ist.

3. Trimaran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur und/oder das Deck (4) als ein gegenüber dem Mittelrumpf (1) abgesonderter Teil ausgeführt und baumäßig mit dem Mittelrumpf (1) selbst verbunden ist.

4. Trimaran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (2) mit dem Mittelrumpf (1) durch eine Vielzahl von Verbindungsgliedern verbunden sind.

5. Trimaran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Einrichtungen (3) zur automatischen und/oder manuellen und/oder passiven Änderung des Schwimmertrimms vorgesehen ist, wobei die Anzahl der Einrichtungen (3) der Anzahl der Verbindungsglieder (5) gleich oder kleiner ist.

6. Trimaran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (2) durch vollkommene oder teilweise Verschäumung und/oder durch Unterteilung in wasserdichte Abteilungen hergestellt sind.

7. Trimaran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Schwimmerpaare (2) vorgesehen sind, wobei diese Schwimmerpaare gegenüberliegend angeordnet und die Schwimmer (2) des Trimarans mit dem Mittelrumpf (1) unabhängig voneinander verbunden sind.

8. Trimaran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gänzlich oder teilweise lenkbare hydrodynamische Flosse (6) am Bug des Mittelrumpfes (1) vorgesehen ist.

9. Trimaran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flosse (6) durch eine Steuereinrichtung vollkommen auslenkbar ist, die ihrerseits durch Sensoren der Senkrechtrichtung und/oder des Trimms und/oder der Stampfgeschwindigkeit und/oder Stampfbeschleunigung gesteuert ist.

10. Trimaran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flosse (6) durch Flügelklappen teilweise auslenkbar ist.