DE69527071T2

DE69527071T2 - Gleitboot

Info

Publication number: DE69527071T2
Application number: DE69527071T
Authority: DE
Inventors: Zhencheng Chen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-13
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2015-07-01
Also published as: EP0775626A4; RU2150401C1; NO316265B1; PL318755A1; WO1996005096A1; NO970650L; AU2784395A; NO970650D0; BR9508989A; KR100415770B1; AU698205B2; EP0775626A1; DE69527071D1; PL185609B1; US5934218A; JP3660683B2; EP0775626B1; JPH11508507A

Description

Das Gleitwasserfahrzeug besteht aus einem Boden, einer oder mehreren Schwallführungsbahnen, der sich nach oben in den Boden ausbeult und sich der Länge nach durch diesen erstreckt und zu der Mittellinie des Bodens; jede von den Schwallführungsbahen hat einen Längsschnitt mit einer oberen Linie, die einen niedrigeren Vorderteil und einen höherren Hinterteil aufweist; Ferner werden ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen jeweils in eine von beiden Bordwänden ausgebeult oder eingelegt. Deshalb kann das Wasserfahrzeug höhe Geschwindigkeit erreichen und ausgezeichnete Stabilität, beachtliche Flexibilität, Ladungsträgfähigkeit und Seetüchtigkeit haben; Unter der Bedingung ohne Geschwindigkeitsabnahme kann es gut mit höher Geschwindigkeit und kleinem Drehungsradius schnell drehen, es ist im Betrieb glatt, sicher; und es kann sich einen Weg durch die Wellen glatt bahnen.

Feld der Erfindung

Diese Erfingdung steht im Zusammenhang mit dem Wasserstraßentransport- und Verkehrsmittel, as um so mehr als, sie gehört zu dem Gleitwasserfahrzeug.

Hintergrundart

Allgemeine Wasserverdrängungschiffe haben bessere Stabilität und können Bedürfnisse nach verschiedenen Ladetonnagen befriedigen. Aber sie haben tiefen Tiefgang und wenn das Schiff mehr Waren trägt, hat der Rumpf tieferen Tiefgang. In diesem Fall hat das Schiff beim Fahren größeren Wasserwiderstand und hat mehr Leistungsverbrauch zur Folge. Deshalb ist es schwer, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Gleichzeitig ist es dem Schiff schwer, im Fluß mit seichtem Wasser, mit raschem und starkem Strom und mit dem Riff zu navigieren, der kontrollierbarer Bereich der Geschwindigkeit ist klein.
Das Wasserflügelschiff schüttelt einen großen Teil von Wasserwiderstand ab und seine Geschwindigkeit ist gehoben. Aber seine Ladungsträgfähigkeit, Flexibilität, Manövrierfähigkeit und Seetüchtigkeit sind nicht gut. Es ist dem Schiff schwer, glatt im Fluß mit raschem und starkem Strom, mit seichtem Wasser und im Schwall zu navigieren.
Das Oberflächeneffektschiff wie das Schwebeschiff schüttelt den Wasserwiderstand ab und die Geschwindigkeit nimmt zu. Aber, es kann nicht mittels hydrodynamischem Auftrieb das Bruttogewicht stützen. Die Ladetonnage ist nicht groß. Außerdem ist der Leistungverbrauch groß, dynamische Luftkissen zu erschaffen. Besonders, seine Überlegenheit wird unter dem Angriff von lateralem Wind verschwinden.
Allgemeine Gleitboote, die seichten Tiefgang im Gleitzustand haben, erhöhen die Geschwindigkeit. Aufgrund ihres Rumpfs mit V-förmigen Boden auf dem Querschnitt sind die Kursstabilität, laterale Stabilität und die Manövrierfähigkeit vom Boot verbessert. Jedoch, es führt zur Erhöhung des Wasserwiderstand wegen der Zunahme der angefeuchteten Fläche vom Rumpf, ferner ist die Auftriebsfläche beim Bug größer als die beim Heck, das führt zur Widerstandszunahme wegen der Erhöhung der Schwallhöhe der Wasserfläche neben dem Bug; es erschafft die Tendenz von Sprung und Stampfen im Wasserschwall (Fig. 12-1). Es eignet sich nicht für eine Fahrt im Fluß mit raschem Strom und seichtem Wasser sowie auf der See mit Wasserschwall. Es gibt manche verbesserte Gleitboote, zum Beispiel, USA Patent Nr. 5265554, 5016552 und 4722294, und so weiter. Diese Boote haben einen mit seichtem V förmigem oder zum Teil tiefem V-förmigem Boden, haben manche Vorzüge. Jedoch, ihre Leistungensfähigkeit sind noch im Rahmen vom allgemeinen Gleitboot und die Verbesserungen sind nicht ausreicht. Besonders reagiert jenes sensibel auf die Welle. Die Leistungsfähigkeit, die stürmische Welle zu überwinden, ist schlecht.
Der See-Messer Boot ist eine Art von Gleitbooten. Seine Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit, die stürmische Welle zu überwinden, sind besser als die allgemeinen Gleitboote. Aber sein Rumpf mit einem rein dreieckigen ebenen Boden führt zur Knappheit von Kursstabilität, Manövrierfähigkeit und Seetüchtigkeit.
In US 2,938,490 ist ein Rumpf beschrieben, in dem die Bodenstruktur einen Querschnitt einschließlich abwechselnder Vorsprünge und Dellenteile hat. Die Dellenteile bilden einen Durchgang zwischen der Vorsprünge und ausdehnen sich vom Bug bis zum Heck und vermindern sich in der Breite und Höhe vom Bug bis zum Heck. Die Maßnahme von abwechselnden Vorsprüngen und Dellenteilen erschafft vielfachen Führungskanten, die den Auftrieb verbessern und den Reibungswiderstand vom Boot reduzieren können, und entfernt die Saugwirkung durch Luftversorgung unter dem Rumpf aus der geöffneten Vorderseite der Dellenteile.
In GB 1,106,441 ist ein Rumpf mit einem Zentralen Kiel und zwei raumlich geteilten Schlingerkielen beschrieben. Tunnels sind gebilder zwischen dem zentralen Kiel und den Schlingerkinlen. Der Oberteil der Tunnels ist höher beim Beug als beim Heck. Die Tunnels reduzieren den Reibungswiderstand vom Boot und verbessert die laterale Stabilität. Durch die laterale Vorsprünge bei Bootseiten ist das Wasser, das zur Seite gezwängt wird, verhindert, an Bord zu gehen.

Eigenschaften der Erfindung

Die gegenwärtige Erfindung versieht ein Gleitwasserfahrzeug mit:
einem Antriebs- und Steuersystem,
einer Kabine und Aufbauten, und
einem Rumpf, wobei der Rumpf umfasst:
zwei Bordwände,
ein Deck, und
einem im wesentlichen ebenen Boden mit einem Dellenteil, das sich nach oben in den Boden ausbeult und sich der Länge nach durch diesen in einem Raum zwischen dem Boden und dem Deck erstreckt, wobei das Dellenteil aus einer oder mehreren Schwallführungsbahnen aufgebaut ist, wobei die Basismittellinie einer der Schwallführungsbahnen im wesentlichen mit der Mittellinie des Bodens und/oder der Basismittellinien einer geraden Anzahn der Schwallführungsbahnen koinzidiert, die parallel und symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie des Bodens angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Boden einen gleichschenkeligen Dreieckteil an der Vorderseite und einen Rechteckteil an der Hinterseite aufweist; jeder der einen oder mehreren Schwallführungsbahnen einen Querschnitt einer ausgebeulten Form mit einem Bogenoberteil oder mit einem invertiertem V-förmigen Oberteil oder mit einem Oberteil mit einem hohen Mittelbogen und zwei Halbbögen, die symmetrisch an unteren Positionen an beiden Seiten plaziert sind, und einen Längsschnitt mit einer oberen Linie aufweist, die einen niedrigeren Vorderteil und einen höheren Hinterteil aufweist;
wobei der Rumpf ferner ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen an Bordwänden unter dem Deck und über dem Boden aufweist, wobei die Schutzvorrichtungen geneigte Leitbleche mit einem niedrigeren Vorderteil und einem höheren Hinterteil sind, die in Bordwände eingelegt sind oder in Bordwänden ausgebeult sind, um einen einstückigen Körper zu bilden.
Um die obenerwähnte Fehler von Wasserstraßentranport- und Verkehrsmittel zu entfernen wird ein Gleitwasserfahrzeug durch diese Erfindung angeboten. Das Wasserfahrzeug umfasst einen Rumpf, Antriebs- und Steuersystem und so weiter. Der Rumpf besteht aus einen Boden 1, Bordwänden 2, Deck 3, Schwallführungsbahnen 4 und Wellenspritzschutzvorrichtungen 5, einer Kabine und Aufbauten. Der ebene Boden darin besteht aus einem gleichschenkeligen Dreieckteil an der Vorderseite und einem Rechteckteil an der Hinterseite. Der ebene Boden hat einen Dellenteil, das sich senkrecht in den Boden ausbeult und sich der Länge nach durch diesen in einem Raum zwischen dem Boden 1 und dem Deck 3 erstreckt, wobei der Dellenteil aus einer oder mehreren Schwallführungsbahnen 4 aufgebaut ist, wobei die Basismittellinie der Länge nach einer der Schwallführungsbahnen mit der Mittellinie des Boden 1 parallel ist (Wenn nut eine Schwallführungsbahn aufweist, ist die Basismittellinie mit der Mittellinie des Boden 1 koinzidiert). Jeder der einen oder mehreren Schwallführungsbahnen weist einen Querschnitt einer ausgebeulten Form mit einem Bogenoberteil oder mit einem invertierte V-förmigen Oberteil oder mit einem Oberteil mit einem hohen Mittelbogen und zwei Halbbögen, die symmetrisch an unteren Positionen an beiden Seiten plaziert sind, und einen Längsschnitt mit einer oberen Linie, die einen niedrigeren Vorderteil und einen höheren Hinterteil aufweist, auf; der Rumpf weist ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 an Bordwänden unter dem Deck 3 und über dem Boden 1 auf, wobei die Schutzvorrichtungen geneigte Leitbleche mit einem niedrigeren Vorderteil und einem höheren Hinterteil sind, die in Bordwände eingelegt sind oder in Bordwände ausgebeult sind, um einen einstückigen Körper zu bilden. Der Rumpf mit den oben erwähnten Strukturen kann während des Wasserfahrzeugs in Bewegung den hydrodynamischen Stromfeld und entsprechenden groß genug hydrodynamischen Auftrieb erregen, der sich vernunftig nach Ausführung verteilen wird. Dann kann der Rumpf maximal den Wasserwiderstand abschütteln um seine eigene Gescheindigkeit zu erhöhen, gleichzeitig mit dem erregten hydrodynamischen Auftrieb sein Eigengewicht und das Ladegewicht tragen um die Bedürfnisse nach verschiedenen Ladetonnagen zu befriedigen; gute Kursstabilität, laterale Stabilität, Flexibilität, Manövrierfähigkeit und Seetüchtigkeit haben; und gegen vorhandenen verschiedenen Booten und Schiffen beim Schneiden durch Wasserschwall im Vorteil sind und den superkritischen Operationszustand erreichen und sich einen Weg durch die Wellen glatt bahnen.
Das Heck darf eine Stufe haben. Wenn sich das Wasserfahrzeug im Wasserverdrägungszustand mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, wird die Stufe durch eine Stufenhülle bedeckt, die ein glatt stromlinienförmiges Heckende bildet, um den Wasserwiderstand zu verhindern. Die Hülle darf zurückgezogen werden, wenn der Rumpf sich aus dem Wasser hebt und im Gleitzustand läuft. Die Stufe ist unbedeckt. Deshalb wird die Stromschnelle der Rumpf vom Rumpf nach der Stufe getrennt. In diesem Fall wird die angefeuchtete Fläche abgenommen. Es führt dann zur großen Abnahme vom Wasserwiderstand und hat eine weitere Geschwindigkeitszunahme des Wasserfahrzeugs zur Folge. Das Deck darf eine stufenlose stromlinienförmige oder andere Konstruktion sein.
Für das Gleitwasserfahrzeug, das den Rumpf mit den oben beschriebenen Eigenschaften der Erfindung hat, sind eine Anordnung vom Antriebs- und Steuersystem von dieser Erfindung wie folgt: Beim Hinterteil des Rumpfs, an der Innenseite der beiden Bordwände unter dem Deck 3, im Raum zwischen dem Deck 3 und Wasserlinie während des Wasserfahrzeugs im Gleitzustand werden eine oder mehrere Wasserstrahlantriebseinrichtungen neben die Wasserfläche gelegt. Wasserdüsen sind am Heckende. Die Ruder 6 werden ein bißchen weg vom Heckende und einer nach dem andern mit den Düsen in Korrespondenz gelegt. Düsen und Ruder liegen über aber neben der Wasserfläche während des Wasserfahrzeugs im Gleitzustand. Die Eigenschften des Rumpfs, die in der Erfindung beschrieben werden, können beim Fahren vollkommene Leistungsfähigkeit zeigen. Außerdem kann der Rumpf mit Eigenschften der Erfindung auch den Propeller oder andere Antriebs- und Steuersysteme annehmen. Diese Erfindung eignet sich für verschiedene Typen von Booten und Schiffen im Klein-, Mittel-, und Großformat für verschiedene Anwendungen.

Beschreibung der Zeichnungen

(Jede von der Fig. 1 bis Fig. 16-2 zeigt nur den Teil der Rumpfsstruktur unter dem Deck des Gleitwasserfahrzeugs, das in der Erfindung beschrieben wird.)
Fig. 1, 2 sind beziehungsweise eine Weitenansicht und eine Ansicht von unten des Rumpfs des Gleitwasserfahrzeugs, das in der Erfindung beschrieben wird, 1 - Boden, 2 - Bordwand, 3 - Deck, 4 - Schwallführungsbahn, 5 - Wellenspritzschutzvorrichtung, α - die Neigung der oberer Linie der Schwallführungsbahn zum Boden, β - die Neigung der Wellenspritzschutzvorrichtung zum Boden, θ&sub1; - der Angriffswinkel des Bodens zu der Horizontale wenn das Wasserfahrzeug im statischen Zustand ist. R - Radius der Kurvatur beim Bug, 2r - die Breite des Bodens der Schwallführungsbahn.
Fig. 3 ist die Vorderansicht des Rumpfs, der in Fig. 1 gezeigt wird. Fig. 4 ist die Hinteransicht. Darauf sind Wellenspritzschutzrorrichtungen in Bordwänden 2 ausgebeult um eine einstückigen Körper zu bilden.
Fig. 4-1, 4-2 sind beziehungsweise die Vorderansicht und die Hinteransicht des Rumpfs von Fig. 1, wobei ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 an den beiden Bodenwänden 2 eingelegt werden.
Fig. 4-3 ist eine Hinteransicht von dem hydrodynamischen Stromfeld, das durch den in Fig. 1 gezeigt Rumpf, wenn das Wasserfahrzeug in Bewegung ist, erregt wird. Darauf bedeutet der senkrechte Pfeil den zusätzlichen Auftrieb, den durch die Schwallführungsbahn angeboten wird. Zwei symmetrische nach innen geneigte Pfeile bedeuten die zusätzlichen Kräfte, die durch Wellenspritzschutzvorrichtungen angeboten werden.
Fig. 4-4 ist eine Hinteransicht vom Stromfeld für eine Schwallführungsbahn mit einem Querschnitt, der einen Oberteil mit einem hohen Mittelbogen und zwei Halbbögen hat, die symmetrisch an unteren Positionen an beiden Seiten plaziert sind. Darauf bedeuten die symmetrisch nach außen geneigten Pfeile die zusätzlichen Kräfte, die durch Schwallführungsbahn angeboten werden; die symmetrisch nach innen geneigten Pfeile bedeuten die zusätzlichen Kräfte, die durch Wellenspritzschutzvorrichtungen angeboten werden.
Fig. 4-5, 4-6 sind beziehungsweise die Querschnittansichte von Schwallführungsbahn mit einem Querschnitt, der einen Oberteil mit einem hohen Mittelbogen und zwei Halbbögen hat, die symmetrisch an unteren Positionen an beiden Seiten plziert sind. Darauf, h - Oberteilhöhe vom Schnitt, 2r - Basisbreite der Schwallführungsbahn, - Bogenlänge der Seite, τ - Bogenlänge vom Oberteil. Die symmetrisch nach innen geneigten Pfeile bedeuten die zusätzlichen Kräfte, die durch Schwallführungsbahn angeboten werden.
Fig. 4-7 ist eine Basisaufsicht der Schwallführungsbahn als r < r".
Fig. 5 ist ebene Anordnung vom Boden 1, darauf, 2 α- Gesamtlänge vom Boden 1; 2b, - Breite vom Boden 1, S - gleichseitige Länge vom Dreieckteil des Bodens 1, O - Mittelpunkt der Mittellinie des Bodens 1, OX - X Achse koinzidiert mit Mittellinie des Bodens und Punkt O ist die Ursprung, OZ -Z Achse senkrecht zu der OX, l - Projektion von S auf OX Achse, t - Länge vom Rechteckteil des Bodens in der Richtung OX, O&sub1; - Koordinate des Zentrums des hydrodynamischen Auftriebs, O&sub2; - Schwerpunktkoordinate des Wasserfahrzeugs.
Fig. 6-1, 6-2, 6-3, 6-4 sind beziehungsweise Seitenansicht, Ansicht von unten, Vorderansicht und Hinteransicht des Rumpfs mit einem Paar von Schwallführungsbahn. Dabei sind Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 in Bordwänden 2 ausgebeult um einen einstückigen Körper zu bilden.
Fig. 6-5,6-6 sind beziehungsweise die Vorderansicht und Hinteransicht des Rumpfs von Fig. 6-1. Dabei werden ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 an den beiden Bodenwänden eingelegt.
Fig. 6-7, 6-8 sind Hinteransicht von dem hydrodynamischen Stromfeld, das durch den Rumpf mit einem Paar von Schwallführungsbahnen 4 während des Wasserfahrzeugs in Bewegung erregt wird. Die senkrechten Pfeile in Fig. 6-7 bedeuten den zusätzlichen Auftrieb, der durch die Schwallführungsbahnen angeboten wird. In Fig. 6-8 bedeuten die symmetrisch nach innen oder nach außen im Raum innerhalb beiden Bordwänden geneigten Pfeile die zusätzlichen Kräfte, die durch Schwallführungsbahnen angeboten werden. In den Fig. 6-7, 6-8 bedeuten die symmetrisch nach innen geneigten Pfeile an Bordwänden die zusätzlichen Kräfte, die durch Wellenspritzschutzvorrichtungen angeboten werden.
Fig. 7-1 ist eine Ansicht von Unten des Rumpf mit drei Schwallführungsbahnen 4. Fig. 7-2, 7-3, 7-4 sind die Hinteransicht vom hydrodynamischen Stromfeld, das durch den Rumpf in Bewegung erregt wird. Die drei senkrechten Pfeile äußern den zusätzlichen Auftrieb, der durch die Schwallführungsbahnen angeboten wird, die zwei symmetrisch nach innen geneigten Pfeile äußern die zusätzlichen Kräfte, die durch Wellenspritzschutzvorrichtungen angeboten werden; drei Schwalführungsbahnen haben in Fig. 7-2 gleiche Höhe und Neigung, in Fig. 7-3, 7-4 werden drei Schwallführungsbahnen mit verschiedenen Höhen und Neigungen gezeigt.
Fig. 8-1, 8-2, 8-3 sind beziehungsweise die Ansicht von unten, die Vorderansicht und die Hinteransicht vom Rumpf mit breiterer Schwallführungsbahn; Fig. 8-4 ist die Hinteransicht vom hydrodynamischen Stromfeld, das durch den Rumpf in Bewegung erregt wird. Die zwei symmetrisch nach außen geneigten Pfeile äußern die zusätzlichen Kräfte, die durch Schwallführungsbahn angeboten werden, die zwei symmetrisch nach innen geneigten Pfeile an Bordwänden äußern die zusätzlichen Kräfte, die durch Wellenspritzschtzvorrichtungen angeboten werden.
Fig. 9-1, 9-2, 9-3 sind beziehungsweise die Ansicht von unten, die Vorderansicht, die Hinteransicht vom Rumpf mit groß-Breite Schwallführungsbahn. Fig. 9-4 ist eine Hinteransicht vom hydrodynamischen Stromfeld, das durch den Rumpf in Bewegung erregt wird. Die zwei bei Innenseite symmetrisch nach innen geneigten Pfeile an Bordwäanden äußern die zusätzlichen Kräfte, die durch Wellenspritzschutzvorrichtungen angeboten werden.
Fig. 10 ist ein dynamisches Ausgleichschema während des Wasserfahrzeugs in Bewegung, wobei, L - hydrodynamischer Auftrieb, W&sub1; - Eigengewicht vom Rumpf, W&sub2; - Ladegewicht, F - Gesamtschubkraft, RT - Gesamtwiderstand, O&sub1; - Lage des Zentrums des hydrodynamischen Auftriebs, O&sub2; - Lage vom Schwerpunkt des Fahrzeugs.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht von der zusätzlichen hydrodynamischen Kraft, die durch Schwallführungsbahn im Stromfeld angeboten wird, das durch den Rumpf in Bewegung erregt wird, wobei α - Neigung der oberen Linie der Schwallführungsbahn zu der Bodenfläche, L&sub0; -zusätzlicher hydrodynamischer Auftrieb, F&sub0; - zusätzliche hydrodynamische Schubkraft.
Fig. 12-1 ist eine Skizze der Seitenansicht, auf der die und das Verhältnis vom Gleitboot mit herkömmlichen Rumpf zu umgebendem Wasserschwall beschrieben werden. Der Pfeil zeigt die Vorwärtsrichtung vom Boot.
Fig. 12-2 ist eine Skizze der Seitenansicht, auf der die Lage und das Verhältnis vom Gleitwasserfahrzeug mit dem Rumpf, der Eigenschaften dieser Erfindung aufweist, zu umgebendem Wasserschwall beschrieben werden.
Fig. 13-1, 13-2, 13-3 sind beziehungsweise die Seitenansicht, die Ansicht von unten und die Hinteransicht des Rumpfs mit einer Schwallführungsbahn 4 und beweglicher starrer oder halbstarrer Stufehülle beim Heck, wobei 6 - Stufehülle.
Fig. 14-1, 14-2, 14-3 sind beziehungsweise die Seitenansicht, die Ansicht von unten und die Hinteransicht des Rumpfs mit einer Schwallführungsbahn 4 und flexibeler Stufehülle beim Heck.
Fig. 15-1, 15-2 sind beziehungsweise die Ansicht von unten und die Hinteransicht des Rumpfs mit einer Schwallführungsbahn 4 und beweglicher starrer oder halbstarrer Stufehülle beim Heck. Die Seitenansicht des Rumpfs ist gleich wie die in Fig. 13-1.
Fig. 16-1, 16-2 sind beziehungsweise die Ansicht von unten und die Hinteransicht des Rumpfs mit einer Schwallführungsbahn und flexibeler Stufehülle beim Heck. Die Seitenansicht des Rumpfs ist gleich wie in Fig. 14-1.
Fig. 17 ist die Seitenansicht vom Gleitwasserfahrzeug mit einer Schwallführungsbahn 4 und einem Paar Wasserstrahlantriebseinrichtungen 7. Fig. 18 ist seine Ansicht von unten, wobei 9 - Aufbauten, 10 - Mast, 6 - Ruder, 14 - Wasserzuläufe, 19 - Wasserdüse, 6' - Stufehülle.
Fig. 19 ist die Aufsicht vom Gleitwasserfahrzeug, als man ungefähr von der Deckfläche aussieht, wobei 7 - Wasserstrahlantriebseinrichtung, 8 - Kraftanlagen, 11 - Maschinenraum, 12 - Passagierekabine, 13 - Passagieresitz, 15 - Führersitz. Fig. 20, 21 sind beziehungsweise die Vorderansicht und die Hinteransicht vom Gleitwasserfahrzeug, wobei 16 - Decke.
Fig. 22 ist die Aufsicht vom Längsschnitt von Wasserstrahlantriebssystem, wobei 17 - Wasserzugang, 18 - Drehwelle vom Ruder, U - Geschwindigkeit vom Schiff.
Fig. 23 ist die Seitenansicht vom Verkehrsboot, das zu serien von Gleitwasserfahrzeug gehört und das aufgrund der Eigenschaften dieser Erfindung und nach Überlegung der Bedürfnisse von Kabine und Aufbauten konstruiert wird.
Fig. 24 ist die schematische Zeichnung vom Vergleich zwischen dem Drehungsradius vom Gleitwasserfahrzeug dieser Erfindung (mit scharfem Kopf) und dem Drehradius vom herkömmlichem Schiff (mit Stumpfem Kopf) während der Umdrehung.
Fig. 25-1, 25-2, 25-3 sind beziehungsweise die Seitenansicht, die Ansicht von unten und die Aufsicht vom Boot dieser Erfindung als man ungefähr von der Deckfläche aussieht. Das Boot hat ein Paar von Schwallführungsbahnen 4 und eine Wasserstrahlantriebseinrichtung 7. Fig. 25-4, 25-5 sind beziehungsweise die Vorderansicht und die Hinteransicht vom Boot. Hier werden Wellenspritzschutzvorrichtungen in die Bordwände ausgebeult. Aber in Fig. 25-6 und 25-7 werden die Schutzvorrichtungen an Bordwände gelegt, wobei 20 - Windschild.
Fig. 26-1, 26-2, 26-3 sind beziehungsweise die Seitenansicht, die Ansicht von unten und die aufsicht vom Boot, als man ungefähr von der Deckfläche aussieht. Das Boot hat zwei Schwallführungsbahnen 4 und nutzt ein oder zwei Außenbordwandmotoren als Propeller. Fig. 26-4, 26-5 sind beziehungsweise die Vorderansicht und die Hinteransicht vom Boot mit einem Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen, die in die Bordwände ausgebeult werden. Fig. 26-6, 26-7 sind beziehungsweise die Vorderansicht und die Hinteransicht vom Boot mit einem Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen, die an die beiden Bordwände gelegt werden.

Beschreibung von optimaler Anwendungsform dieser Erfindung

Wie es in Fig. 1, 2, 3, 4 gezeigt wird, besteht der Teil unter der Deckfläche des Rumpfs, der in dieser Erfindung beschrieben wird, hauptsätzlich aus Boden 1, zwei Bordwände 2, Deck 3, Schwallführungsbahnen 4, die vertikal in den Raum zwischen dem Deck 3 und dem Boden 1 ausgebeult werden, und ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen S. die an den Bordwänden liegen. Der Boden 1 besteht aus einem gleichschenkligen Dreieck vorn und einem Rechteck hinten. Bezugnehmend auf Fig. 5 wird die spezifische Größe vom Boden wie folgt bestimmt:
Die Ursprung O liegt in der Mittellinie vom Boden 1 und ist der Mittelpunkt der Gesamtlänge 2α vom Boden 1, OX ist die Ordinate, OZ ist die Abszisse, l ist die Projektionslänge von beiden gleichseitigen Länge S vom Dreieckigen Teil vom Boden 1 auf OX Achse. Die Länge vom rechteckigen Teil in der Richtung OX ist t, die Breite in der Richtung von OZ Achse ist 2b. Die spezifischen Größen von l, 2b, t werden nach den Bedürnissen von Konstruktion und bezugnehmens auf den Ausdrücken (1), (2) bestimmt:
der Ausdruck (1), L = 2ρU²a²Psinθ, (L ist der hydrodynamische Auftrieb)
wo,
(DncosEnx - k&sub0;sinEnx)]},
Rn = 1/(k +B )cosBnb, Jn = 1/(k + D )cosEn, Bn = GCn,
ξ = , Cn = (2n - 1)π/2, Dn = Cn/b', En = Cn/Gb',
b(x) = bx/l, x = X/a, z = Z/a, G =
K = g/U²,
T&sub2;(x) = p(x,z)dz, &epsi; = 0.0045, = k&sub0;/G, b' = b/a,
der Ausdruck (2), X = M/L, (X ist die Distanz zwischen dem Punkt O und der Mitte O&sub1; vom hydrodynamischen Auftrieb),
ρ ist Dichte, U ist Geschwindigkeit vom Schiff, θ ist Angriffswinkel von der Bodenfläche gegen die Horizontale während des Wasserfahrzeugs in Bewegung, W&sub1; ist Eigengewicht, W&sub2; ist Ladegewicht, M ist Kraftmoment vom Auftriebdruck p(x,z) auf der Bodenfläche in Hinsicht auf den Mittelpunkt O von der Mittellinie vom Boden. θ&sub1; ist Angriffwinkel der Bodenfläche gegen die Horizontale während des Wasserfahrzeugs in sttischem Zustand. Im Allgemeine ist es 5º. Es kann auch durch zulässigen statischen Tiefgang beim Heckende, die Länge vom Wasserfahrzeug und anderen Faktoren bestimmt werden; 0.1 ≤ k&sub0; ≤ 1 (oder nach den Bedürfnissen der Konstruktion); g ist Akzeleration von Schwerkraft; δ ist halbe Tiefe vom Tiefgang beim Heckende(nach den Bedürfnissen der Konstruktion bestimmt wird). L = W&sub1; + W&sub2; als das Wasserfahrzeug im Gleitzustand ist.
Eine oder mehrere Schwallführungsbahnen 4 werden im Raum zwischen dem Deck 3 und dem Boden 1 vertikal und der Länge nach durch Boden 1 eingebeult. Jede Schwallführungsbahn 4 ist eine Rinne, deren querschnitt einen Bogenoberteil oder einen invertierten V-förmigen Oberteil oder einen Oberteil mit einem hohen Mittelbogen und zwei Halbbögen, die symmetrisch an unteren Positionen an beiden Seiten plaziert sind, hat. Der Längsschnitt hat eine obere Linie, die einen höheren Hinterteil hat. Die vertikal in den Boden 1 ausgebeulte Tiefe beim Vorderteil der Rinne ist auf der Wasserlinie während des Wasserfahrzeugs im statischen Zustand. Für das Wasserfahrzeug mit tieferen Tiefgang im statischen Zustand darf die konkave Tiefe ein bißchen niedriger als die Wasserlinie nach den Bedürfnissen der Konstruktion. Die obere Linie der Schwallführungsbahn 4 mit einem niedrigeren Vorderteil und einem hoheren Hinterteil bildet zu der Bodenfläche einen Neigungswinkel α.
Der Neigungswinkel α und die Breite 2r der Basis der Schwallführungsbahn 4 werden nach den Bedürfnissen der Konstruktion und bezugnehmend auf den Ausdrücken (3),(4) bestimmt.
der Ausdruck (3), F&sub0; = 4ρU²a²Q sinθsinα, (F&sub0; ist zusätzliche hydrodynamische Schubkraft, die durch die Schwallführungsbahn angeboten wird.)
wo,
der Ausdruck (4), L&sub0; = 4ρU²a²Q sinθcosα, (L&sub0; ist zusätzlicher hydrodynamischer Auftrieb, der durch die Schwallführungsbahn angeboten wird.)
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen, ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen werden jede auf einem von beiden Bordwänden 2 von Bug bis Heck gelegt. Die Wellenspritzschutzvorrichtung 5 hat einen niedrigeren Vorderteil und einen höheren Hinterteil sowie eine Neigung β zu dem Boden 1. β ist die Anpassungswinkel von α. Sein spezifisches Grad wird nach Konstruktion und bezugnehmend auf α bestimmt. Der niedrigeste Punkt vom Vorderende der Schutzvorrichtung liegt auf der Wasserlinie während des Rumpfs im statischen Zustand. Für den Rumpf mit tieferen Tiefgang im statischen Zustand darf nach der Konstruktion niedriger als die Wasserlinie. Die Wellenspritzschutzvorrichtung 5 ist eine Leitbleche mit dem Bogenquerschnitt von oder und wird jede auf einem von beiden Bordwänden 2 gelegt (Fig. 4-1, 4-2, 6-5, 6-6), oder jede auf einem von beiden Bordwänden 2 in einer zutreffenden Position ausgebeult und formt sich mit Bordwand 2 in eine Gesamtheit (Fig. 3, 4, 6-3, 6-4).
Der Boden 1 hat eine ebene Basis und besteht aus gleischenkligem Dreieck und Rechteck. Aber der Boden ist nicht V förmig. Entsprechend ist der Bug scharf und das Heck breit. Ein Eck vom Vorsteven wird geschneidet und ist ein Bogen geworden. Der Kurvaturradius ist R (Fig. 1). Deshalb ist die Auftriebsfläche beim Bug ist sehr klein wenn das Wasserfahrzeug im Gleitzustand ist. Wenn der Bug zum Schwall kommt, gibt es keine große Schlagstörung. Wenn das Wasserfahrzeug weiter durch den Schwall kommt, ergibt sich vielleicht ein kleines Trimmkraftmoment beim Heck. Aber das Trimmkraftmoment beim Heck wird durch das beim Bug Trimmkraftmoment, das wegen der großen Auftriebsfläche beim Heck gebracht wird, beseitigt. Deswegen ist das Trimm klein. Außerdem, der Vorsteven unter dem Deck ist geschneidet (Fig. 1) und der niedrige Teil vom Bordwand ist fast senkrecht (Fig. 3, 4, 4-1, 4-2). Die Sensibilität zu Schwall wird enorm reduziert. Eine wichtige Bedingung ist dem Schiff angeboten um glatt durch den stärken Schwall zu fahren. Der Vorderteil vom Boden 1 ist gleichschenkliges Dreieck und sehr günstig, durch den stärken Schwall zu fahren. Der Hinterteil vom Boden 1 ist Rechteck und sehr nützlich, Gebrauchraum vom Rumpf zu vergrößern und dadurch wird die Mitte O&sub1; vom hydrodynamischen Auftrieb L zweckmäßig vom gemacht, d. h. regeln die größe von s, t, b in Konstruktion um O&sub1; in einem optimalen Bereich liegen zu machen. Die Position von O&sub2; wird im Betrieb so reguliert: wenn das Gesamtkraftmoment von Gesamtwiderstand, Gesamtschubkraft und hydrodynamischer Auftrieb zu dem Schwerpunkt O&sub2; vom Wasserfahrzeug in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn ist, liegt O&sub1; ein bißchen vor dem O&sub2; (Fig. 10A); wenn das Gesamtkraftmoment in der Richtung im Uhrzeigersinn ist, liegt O&sub1; ein bißchen nach dem O&sub2; (Fig. 10B). Dann kann sich ein guter Gleitangriffwinkel formen wenn das Wasserfahrzeug in Bewegung ist.
Um Wasserwiderstand zu reduzieren und um den zusätzlichen hydrodynamischen Auftrieb und die zusätzliche hydrodynamische Schubkraft zu erhöhen und um die Kursstabilität, laterale Stabilität zu verbessern werden eine oder mehrere Schwallführungsbahnen 4, die mit einer Breite von 2 r und zu der Mittellinie vom Boden 1 parallel sind, vertikal in den Boden 1 und der Länge nach durch den Boden 1 ausgebeult (Fig. 1, 2, 4, 6-2, 6-4, 7-1, 7-2). Der hydrodynamische Auftrieb macht den Rumpf flott wenn der Rumpf beweglich ist und dann kommt der Rumpf zum Gleitzustand. Ein Teil vom Wasser neben dem Bug, das von dem bewegliche Rumpf gestoßen wird, fließt in die Schwallführungsbahn 4 und dann fließt glatt aus dem Heck. Deshalb ist die Schwallhöhe von Wasserfläche beim Bug reduziert, das führt den Wasserwiderstand zur Abnahme. Man kann von der Basisebene des Bodens 1 (Fig. 2) sehen, es gibt zwei Gleitplatten mit einer Distanz von 2r. Ein Teil von gestoßenem Wasser fließt natürlich in den Raum mit der Breite von 2r und anderer Teil fließt zu der Außenseite der beiden Platten. Der Schwallhöhe von Wasserfläche neben den beiden Bordwänden 2, die von dem Wasser verursacht wird, das von dem Boden 1 zu den beiden Bordwänden gestoßen wird, wird abnehmen, weil ein Teil vom Wasser in die Schwallführungsbahn 4. Der Energieverbrauch nimmt auch ab. Das führt den Wasserwiderstand zur Abnahme. Das Wasser in der Schwallführungsbahn reduziert nicht nur den Widerstand, sondern erregt den zusätzlichen Auftrieb und das Kraftmoment von lateraler Stabilität (Fig. 4-3, 6-7 etc.). Als Folge werden die Kursstabilität, laterale Stabilität und die Manövrierfähigkeit verbessert. Der obere Teil der Schwallführungsbahn 4 hat einen niedrigeren Vorderteil und einen höheren Hinterteil und hat zu dem Boden 1 eine Neigung α. Die zusätzliche hydrodynamische Kraft bietet deshalb einen Teil von Schubkraft nach vorn an (Fig. 11). Das führt die Geschwindigkeit weiter zur Zunahme. Der Querschnitt von Fig. 2, 3 und 4 zeigt, die Länge von konkavem Bogen ist größer als 2r, d. h. die Schwallführungsbahn 4 vergrößert die angefeuchte Fläche von Boden 1. Das führt vielleicht den Reibungswiderstand zur Zunahme. Aber wenn die Neigung α richtig ausgewählt wird, ist die zusätzliche hydrodynamische Schubkraft viel größer als zunehmender Reibungswiderstand. Außerdem, wenn die Schwallhöhe der Wasserfläche beim Bug und neben zwei Bordwänden 2 reduziert wird, nimmt der Wasserwiderstand sehr ab. Es ist klar, die Schwallführungsbahn 4 hat den Vorteil, den Widerstand zu reduzieren und zusätzliche Schubkraft und zusätzlichen Auftrieb zu erhöhen.
Der obere Teil vom Querschnitt der Schwallführungsbahn 4 hat einen höheren Mittelbogen und zwei Halbbögen, die symmetrisch in den niedrigeren Positionen an beiden Seiten liegen (Fig. 9-4, 4-4, 4-5, 4-6) und < r (Fig. 4-5). Wenn der Rumpf zum Gleitzustand kommt, ergießt sich das Wasser nach oben und rollt dem Bogen entlang (Fig. 4-6). Der Bogen τ vermeidet Feuchtigkeit. In der Tat kann die Schwallführungsbahn 4 wegen der Abnahme der angefeuchten Fläche den Reibungswiderstand zur Abnahme und die Geschwindigkeit zur weiteren Erhöhung führen. Für den Boden 1 mit großer a:b kann die Basisebene der Schwallführungsbahn 4 eine Form wie in Fig. 4-7 hergestellt wird. Aber die Kegeligkeit muss in einem kleinen Bereich begrenzt werden um mehr Schwallhöhe zu reduzieren. Gleichzeitig sollen der Strudel und unruhiger Strom in der Rinne vermieden werden. Es kann nur nach dem Rechnen und Versuch benutzt werden wenn die Widerstandabnahme und die Zunahme von zusätzlicher Schubkraft besser als die in dem Fall von rechteckiger Basisebene.
Mehrere (Fig. 6-2, 6-4, 7-1, 7-2 oder noch mehr), oder breitere, oder sehr breitere Schwallführungsbahnen 4 (Fig. 8-1, 8-2, 8-3, 9-1, 9-2, 9-3) kann nach Bedürfnissen für das Gleitwasserfahrzeug mit mittlerer oder großer Format eingerichtet werder. Für den kleinen Reiseboot, der speziale Anforderungen an laterale Stabilität hat, können symmetrisch zwei Schwallführungsbahnen eingerichtet werden (Fig. 25-1, ....., 25-7, 26-1, ...., 26-7).
Mit kurzen Wörten, die Einrichtung von Schwallführungsbahnen 4 macht den Widerstand des Rumpfs viel kleiner. Außerdem erregt sie zusätzlichen Auftrieb und zusätzliche Schubkraft. Deshalb werden die Geschwindigkeit, die Kursstabilität und laterale Stabilität erhöhrt und die Manövrierfähigkeit, die Flexibilität und die Seetüchtigkeit verbessert. Und die Sensibilität zu Schwall ist reduziert wenn der Boot durch den Schwall fährt.
In dieser Erfindung werden Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4-1, 4-2, etc.) an den beiden Bordwänden 2 eingerichtet. Sie erstrecken vom Heck nach vorn und nach unten und die Neigung β bildet sich. Sie können an den beiden Bordwänden festgelegt werden und können auch in die Oberfläche der beiden Bordwände ausgebeult werden und formen eine Gesamtheit. Das Schwallwasser und Spritzwasser, das von den beiden Bordwänden erregt wird, rollt nach unten der Oberfläche von den Schutzvorrichtungen entlang (Fig. 4-3, etc.). Es reduziert nicht nur die angefeuchtete Fläche der beiden Seiten, das führt den Reibungswiderstand zur Abnahme, sondern auch verursacht es den zusätzlichen Auftrieb und die zusätzliche Schubkraft und das Kraftmoment von lateraler Stabilität. Außerdem kann die Schutzvorrichtung die Störung von dem Sprühwasser und Spritzwasser zu dem Blickfeld der Passagiere reduzieren sogar fast entfernen.
Der in der Erfindung beschriebene Rumpf des Gleitwasserfahrzeugs darf beim Heck Stufen haben (Fig. 1, 6-1).
Wenn das Wasserfahrzeug sich im Wasserverdrägungszustand mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, muss die Stufe durch eine Stufenhülle 6' bedeckt, die ein glatt stromlinienförmiges Heckende bildet. Dann kann der Wasserstrom ohne Hindernisse aus dem Heck fließen. Der Wasserwiderstand beim Heck wird reduziert. Die Hülle 6' darf zurückgezogen werden, wenn der Rumpf sich aus dem Wasser hebt und im Gleitzustand läuft. Die Stufe ist unbedeckt. Deshalb wird die Stromschnelle der Rumpf vom Rumpf hinter der Stufe getrennt. In diesem Fall wird die angefeuchtete Fläche abgenommen. Es führt dann zur großen Abnahme vom Wasserwiderstand und hat eine weitere Geschwindigkeitszunahme des Wasserfahrzeugs zur Folge. Die Hülle 6' kann starr, halbstarr oder flexibel. Die starre Hülle ist aus dem dünnen Metalblech hergestellt. Wenn das Wasserfahrzeug sich mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, wird die starre Hülle durch das Triebwerk erstreckt und geöffnet und die Stufe bedecht. Wenn das Wasserfahrzeug zum Gleitzustand kommt, wird die Hülle zurückgezogen und die Stufe unbedeckt. Die halbstarre Hülle wird aus starrer Metalblech und flexibelem Gummistoff hergestellt. Die starre Blech wird durch das Triebwerk erstrckt oder zurückgezogen, und der Gummistoff durch Luftfüllung geöffnet. Wenn das Wasserfahrzeug sich im Wasserverdrägungszustand bewegt, wird die Stufe bedeckt. Wenn das Wasserfahrzeug zum Gleitzustand kommt, wird die Hülle zurückgezogen und die Stufe unbedeckt (Fig. 14-1, 14-2, 14-3, 16-1, 16-2). Der Kleinboot, der seichtlichen Tiefgang im statischem Zustand hat, braucht die Stufehülle 6' nicht.
Das Deck darf eine stufenlose stromlinienförmige oder andere Konstruktion sein.
Für das Gleitwasserfahrzeug, das den Rumpf mit den oben beschriebenen Eigenschaften der Erfindung hat, sind eine Anordnung vorn Antriebs- und Steuersystem von dieser Erfindung wie folgt: Beim Hinterteil des Rumpfs, an der Innenseite der beiden Bordwände 2 unter dem Deck 3, im Raum zwischen dem Deck 3 und Wasserlinie während des Gleitzustands vom Wasserfahrzeug werden eine oder mehrere Wasserstrahlantriebseinrichtungen 7 neben die Wasserfläche gelegt (Fig. 18, 19, 25-2, 25-3). Wasserdüsen 19 sind am Heckende. Der Wasserzuläufe 14 wird in einer zweckmäßigen Position des Bodens 1 eingerichtet. Eine nötige Distanz zwischen dem Wasserzuläufe 14 und Schwallführungsbahn, Bug, Heckende, beide Bordwände 2 muss gehalten, damit die Luft nicht in den Wasserzuläufe 14 kommen kann. Außerdem muss die Verlust der Wassersäule in dem Wasserzugang und auf der localen Fläche minimum sein. Die Beschleunigung vom Wasser kann man mit Pumpen oder anderen Methoden durchführen. Die Ruder 6 werden ein bißchen weg vom Heckende und einer nach dem andern mit den Düsen in Korrespondenz gelegt. Die Ruderfläche macht das Wasserfahrzeug unter der Einflüsse vom Wasserspritzstrom drehen oder halten. Die Ruder 6 wird am Heck festgelegt. Ihre Drehwelle 18 verbindet mit Lenkmaschine, um die Drehung von Ruder 6 zu steuern. Die Ruder 6 kann auch so konstruiert, damit sie der Drehwelle entlang erhoben oder gesenkt werden kann, d. h. die Ruder kann durch Hebung vom Wasserspritzstrom entfernt wenn sie nicht arbeitet. Die Ruder wird gesenkt und sich mit dem Wasserspritzstrom gedeckt wenn das Wasserfahrzeug dreht oder gehalten. Düsen und entsprechende Ruder 6 liegen über aber neben der Wasserfläche wenn das Wasserfahrzeug im Gleitzustand ist. Solche Anordnung hat viele Vorteile. Ein davon ist, dass der Wasserwiderstand am Heckende kleinst ist. Die anderen Vorteile sind, dass die Manövrierfähigkeit, die Flexibilität und die Seetüchtigkeit sehr verbessert werden können. Unter der Einflüsse von Drehungskraftmoment, das von der Ruder 6 angeboten wird, dreht sich das Wasserfahrzeug flexibel auf der Gleitfläche mit kleinstem Widerstand und kleinem Drehungsradius (Fig. 24). Die Schwallführungsbahn 4 macht den Rumpf erhöhen die laterale Stabilität während der Drehung in dünner Tiefgang. Deshalb kann das Wasserfahrzeug mit in dieser Erfindung beschriebenen Eigenschften, besondes der Kleinboot, glatt im Fluß oder im Meer mit tiefem Wasser, Schwallwasser, auch mit seichtigem Wasser, raschem und starkem Strom, oder mit dem Riff fahren.
Wie oben erwähnt, benutzt der Rumpf vom Gleitwasserfahrzeug dieser Erfindung einen ebenen Boden 1, der besteht aus gleichschenkeligem Dreieck vorn und Rechteck hinten. Es macht den Auftriebsbeiwert größt, angefeuchte Fläche und entsprechenden Reibungswiderstand kleinst und die Auftriebsfläche kleiner beim Bug und größer beim Heck. So ist die Trimm klein. Außerdem macht die Schwallführungsbahn 4 die Schwallhöhe der Wasserebene neben dem Bug den beiden Bordwänden niedriger. Der Wasserwiderstand wird sehr viel reduziert und die Kursstabilität, laterale Stabilität, die Manövrierfähigkeit, die Flexibilität, die Seetüchtigkeit werden sehr viel verbessert. Ferner hat der Rumpf langsame Reaktion zu Schwallwasser und er kann sich einen Weg durch die Wellen glatt bahnen und den superkritischen Operationszustand erreichen (Fig. 12-2).
Vergleich mit vorhandenen verschiedenen Rumpf kann das Gleitwasserfahrzeug maximal den Wasserwiderstand loswerden, um seine eigene Gescheindigkeit zu erhöhen. Gleichzeitig kann der Rumpf die Bedürfnisse nach verschiedenen Ladetonnagen befriedigen. Er hat mehr Vorteile als Wasserverdrängungsrumpf. Die Auftriebsfläche des Bodens vom Gleitwasserfahrzeug und ihre Gesamtanordnung können die Nachteile vom Wasserflügelschiff überwinden, die wegen der Anordnung der Auftriebsfläche und der Struktur verursacht werden und können noch die Fehler vom Schwebeschiff erobern, die von der Abhängigkeit von dem dynamischen Luftkissen, die Lade zu tragen, verursacht werden. Ferner, der Boden, bestehend aus dem gleichschenkeligen Dreieck und dem Rechteck, und die Einrichtung der Schwallführungsbahn können die Nachteile vom allgemeinen Gleitbootrumpf überwinden und können die Mangeln vom See-Messer Boot bei Kursstabilität, lateraler Stabilität und Manövrierfähigkeit wegen des rein dreieckigen ebenen Bodens überwinden. Deshalb ist der Rumpf vom Gleitwasserfahrzeug der Erfindung gegenüber fast allen konventionellen Schiffrümpfen im Vorteil. Beim gleichen Energieverbrauch hat er nicht nur hohe Geschwindigkeit, sondern auch ist er bei Kursstabilität, lateraler Stabilität, Manövrierfähigkeit, Flexibilität, Seetüchtigkeit und im glatten Fahren durch Schwallwasser gegenüber allen vorhandenen Schiffen und Booten im Vorteil.
Der Rumpf der Erfindung, besonders die hydrodynamische Anordnung im Raum zwischen dem Boden 1 und dem Deck 3, macht das Trimmkraftmoment beim Heck klein und den Wasserwiderstand klein und das Wasserfahrzeug kann schneller in den Gleitzustand kommen. Das Wasserfahrzeug der Erfindung kann wegen seichtes Tiefgangs nicht nur in normaler Meer und im Binnenfluß fahren, sondern kann er, für das Boot mit Kleinformat wie Vergnügungsboot und schnellboot, so konstruiert wird, damit er im Binnenfluß mit dem raschen und stärken Strom und mit dem Riff, im seichtem Wasser und im Küstengewässer fahren kann. Der Rumpf der Erfindung hat niedrigen Energieverbrauch, großen kontrolierbaren Bereich vom Geschwindigkeitswechsel und große Ladeträgfähigkeit und Glätte, Sicherheit und Flexibilität.
Anwendungsbeispiel 1. Konstruktion vom Vergnügungsboot entsprechen den Eigenschaften dieser Erfindung (Fig. 17, 18, 19, 20, 21, 22). Der Rumpf hat einen Boden 1 bestehend aus einem gleichschenkeligen Dreieck und einem Rechteck. Eine Schwallführungsbahn 4 wird vertikal der Länge nach in den und durch den Boden 1 ausgebeult. Ihre obere Linie hat eine Neigung α. Ihr Querschnitt hat Bogenoberteil und ihr Langsschnitt hat eine obere Linie mit niedrigen Vorderteil und hohen Hinterteil. Ihre Basisebene hat eine Breite von 2r. Ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 werden jeweils an eine von den beiden Bordwänden 2 ausgebeult. Beim Heck liegt eine halbstarre Stufehülle 6'. Beim Hinterteil des Rumpfs werden ein Paar von Wasserstrahlantriebsanlagen 7 eingerichtet, die symmetrisch zu der Mittellinie des Rumpfs parallel sind. Ein Paar Ruder 6 und die Kraftanlagen 8 werden einer nach dem andern mit den Wasserstrahlantriebsanlagen 7 in Korrespondenz gelegt. Wasserdüsen 19 liegen beim Heckende. Wasserdüsen 19 und die Ruder 6 werden über aber neben der Wasserfläche eingerichtet wenn das Wasserfahrzeug im Gleitzustand ist. Ein Paar Wasserzugänge 14 liegen jeweils an einer von zwei Seiten von der Mittellinie des Bodens. Die Aufbauten 9 sind stromlinieförmig. Es gibt in Passagierekabine den Führerssitz 15 und mehrere Passagieresitze 13. Der Boot kann in normaler Meer und im Binnenfluß oder Fluß mit seichtem Wasser, raschem und stärkem Wasser oder dem Riff oder im Küstengewässer fahren. Der Boot hat großen kontrolierbaren Bereich vom Geschwindigkeitswechsel und ist im Betrieb glatt, sicher und kann durch das Schwallwasser fahren und den superkritischen Operationszustand erreichen.
Anwendungsbeispiel 2. Der Boot (Fig. 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5, 25-6, 25-7), der entsprechen den Eigenschaften dieser Erfindung konstruiert wird, hat einen Boden bestehend aus einem gleichschenkeligen Dreieckteil und einem Rechteckteil. Ein Paar von Schwallführungsbahnen 4 werden symmetrisch jeweils an eine von zwei Seiten von der Mittellinie des Bodens eingerichtet. Ein Paar von Wellenspritzschutzvorrichtungen 5 werden jeweils an eine von den beiden Bordwänden 2 eingerichtet. Es gibt den Führerssitz 15, Passagierekabine 12 und Passagieresitz 13 mit 5 Sitzen. Eine Wasserstrahlantriebsanlage 7 die Kraftanlagen 8 und der Ruder 6 liegen in der Mitte und sind zu der Mittellinie des Rumpfs parallel. Wasserzugänge 14 werden in der Mittellinie des Bodens. Wasserdüsen 19 und die Ruder 6 werden über aber neben der Wasserfläche eingerichtet wenn das Wasserfahrzeug im Gleitzustand ist. Der Windschild 20 wird beim Bug eingerichtet. Der Boot ist unbedeckt und eine bewegliche Decke kann man haben. Öffnen die Decke wenn nötig und die Passagierekabine ist bedeckt. Ziehen die Decke zurück wenn mam sie nicht braucht. Dieser Boot hat einen sehr seichten Tiefgang und kann im Binnenfluß oder im See mit der Untiefe glatt und sicher navigieren.
Anwendungsbeispiel 3. Entsprechen den Eigenschaften dieser Erfindung wird die Rumpfanordnung wie in dem Anwendungsbeispiel 2 eingeführt. Der Passagieresitz 13 mit 7 Sitzen ist in der Passagierekabine. Monopropeller mit dem Sitz 22 vom Außenbordwandmotor beim Heckende kann eingeführt werden. Zwillingspropeller mit zwei Sitzen 21 vom Außenbordwandmotor beim Heckende kann auch eingeführt werden. Außenbordwandmotoren werden als Propeller genommen. Sehen die Fig. 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 26-5, 26-6, 26-7.
Auf der Basis des Rumpfs mit Eigenschaften der Erfindung kann man nach dem verschiedenen Verwendungszweck Wasserstrahlantriebsanlagen, Propellerantriebe oder anderen Antriebs- und steuersysteme einführen. Entsprechende Kabinen, Decke und Aufbauten können in den geeigneten Positonen sein, usw. Verschiedene Kleinboote wie Verkehrsboote (Fig. 23), Bergungsfahrzeuge, Patrouillenboote und mitellgröße, großgröße Wasserfahrzeuge von verschiedene Zwecken kann man mit den Eigenschaften dieser Erfindung konstruieren und herstellen. Sie können die Geschwindigkeit von konstruierten Bereichen und auch die hohe Geschwindigkeit der Konstruktion erreichen. Sie haben gute Kursstabilität, laterale Stabilität, Seetüchtigkeit, Manövrierfähigkeit und können den superkritischen Operationszustand erreichen und glatt durch Schwallwasser navigieren (Fig. 12-2). Sie haben gute Flexibilität wenn sie über kleine Drehungsradius die Richtung ändern (Fig. 24). Die Leistungsfähigkeit vom Gleitwasserfahrzeug mit dem Rumpf der Erfindung ist übergegen vorhandenen Schiffen und Booten im Vorteil.
Das Gleitwasserfahrzeug dieser Erfindung kann direkt in der Schiffbauindustrie angewandt werden.

Claims

1. Gleitwasserfahrzeug mit

einer Kabine und Aufbauten;

einem Antriebs- und Steuersystem; und

einem Rumpf, wobei der Rumpf umfasst:

zwei Bordwände (2);

ein Deck (3); und

einem im wesentlichen ebenen Boden (1) mit einem Dellenteil, das sich nach oben in den Boden ausbeult und sich der Länge nach durch diesen in einem Raum zwischen dem Boden und dem Deck erstreckt, wobei das Dellenteil aus einer oder mehreren Schwallführungsbahnen (4) aufgebaut ist, wobei die Basismittelinie einer der Schwallführungsbahnen im wesentlichen mit der Mittellinie des Bodens und/oder der Basismittellinien einer geraden Anzahl der Schwallführungsbahnen koinzidiert, die parallel und symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie des Hodens angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Boden (1) ein gleichschenkeliges Dreieckteil an der Vorderseite und ein Rechteckteil an der Hinterseite aufweist;

jeder der einen oder mehreren Schwallführungsbahnen (4) einen Querschnitt einer ausgebeulten Form mit einem Bogenoberteil oder mit einem invertiertem V-förmigen Oberteil oder mit einem Oberteil mit einem hohen Mittelbogen und zwei Halbbogen, die symmetrisch an unteren Positionen an beiden Seiten plaziert sind, und einen Längsschnitt mit einer oberen Linie aufweist, die ein niedrigeres Vorderteil und ein höheres Hinterteil aufweist:

wobei der Rumpf ferner ein Paar von Wellenspritzschutz- Vorrichtungen (5) an Bordwänden unter dem Deck (3) und über dem Boden (1) aufweist, wobei die Schutzvorrichtungen geneigte Leitbleche mit einem niedrigeren Vorderteil und einem höheren Hinterteil sind, die in Bordwände eingelegt sind oder in Bordwänden ausgebeult sind, um einen einstückigen Körper zu bilden.

2. Gleitwasserfahrzeug gemäß Anspruch 1, bei dem die Größen des Dreieckteils und des Rechteckteils des Bodens (1) gemäß dem Bruttogewicht W und der Geschwindigkeit U des ausgestalteten Wasserfahrzeugs und mit Bezug auf die unten stehenden Ausdrücke (1) und (2) bestimmt werden, wobei die unten stehenden Ausdrücke und Gleichungen auf einem Koordinatensystem basieren, dessen Ursprung O an dem Mittelpunkt der Mittellinie des Bodens (1) ist, wobei OX ein Ordinaten-Achse ist, die mit der Mittellinie des Bodens koinzidiert, OZ eine Abzissen-Achse ist, die senkrecht zu der OX-Achse ist; X und Z Variablen in dem Koordinatensystem sind, um die Position eines festgelegten Punkts auf dem Boden ausdrücken;

der Ausdruck (1) L = 2ρU²a²sinθ ist, wobei L der hydrodynamische Auftrieb, ρ die Wasserdichte, θ der Angriffswinkel des Bodens gegen die Horizontale, wenn das Wasserfahrzeug in Bewegung ist, und a die halbe Länge des Bodens ist, wobei P definiert wird durch

P = T&sub1;(x)dx + T&sub2;(x)dx, T&sub1;(x) = p(x,z)dz

wobei

Rn = 1/(k + B )cosBnb, Jn = 1/(k + D )cosEn, Bn = GCn,

ξ = , Cn = (2n - 1)π/2, Dn = Cn/b', En = Cn/Gb',

b(x) = bx/1, x = X/a, z = Z/a, G = , K = g/U²,

T&sub2;(x) = p(x,z)dz, &epsi; = 0,0045, = k&sub0;/G, b' = b/a,

wobei der Ausdruck (2) X = M/L ist, wobei X der Abstand zwischen dem Mittelpunkt O der Mittellinie des Bodens (1) und der Mitte O&sub1; des hydrodynamischen Auftriebs ist,

wobei

M = 2ρU²a³Nsinθ;

N = xT&sub1;(x)dx + xT&sub2;(x)dx;

wobei M das Drehmoment des Auftriebdrucks auf den Boden mit Bezug auf den Mittellinien-Mittelpunkt O ist; 1 eine Projektionslänge für die Länge der gleichschenkeligen Seiten des Dreieckteils des Bodens an der OX-Achse ist; t eine Länge des Rechteckteils des Bodens in der Richtung der OX-Achse ist; 2b eine Breite des Rechteckteils des Bodens in Richtung der OZ-Achse ist; W&sub1; das Nettogewicht des Wasserfahrzeugs ist; W&sub2; das von dem Wasserfahrzeug getragene Ladegewicht ist; L = W&sub1; + W&sub2; wenn das Wasserfahrzeug in dem Gleitzustand ist; θ&sub1; der Angriffswinkel des Bodens gegen die Horizontale ist, wenn das Wasserfahrzeug in dem statischen Zustand ist, wobei dieser etwa 5º ist; k&sub0; im allgemeinen in dem Bereich kleiner als oder gleich 1 und größer als oder gleich 0,1 ist; g die Erdbeschleunigung ist; und δ die halbe Tiefe des Heckenden- Tiefgangs ist.

3. Gleitwasserfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das vordere Ende der oberen Linie in Längsrichtung der Schwallführungsbahn (4), die sich vertikal in den Boden ausbeult, auf dem gleichen Niveau wie oder niedriger als die Wasserlinie ist, wenn der Rumpf in einem statischen Zustand ist, wobei die obere Linie des Längsschnitts der Schwallführungsbahn (4) einen Neigungswinkel α bezüglich der Ebene des Bodens bildet, wobei der Winkel α und die Breite 2r der Basis der Schwallführungsbahn (4) in ihrem Querschnitt gemäß der Wasserfahrzeuggeschwindigkeit U, des zusätzlichen hydrodynamischen Auftriebs L&sub0; und des von der ausgebeulten Schwallführungsbahn (4) bereitgestellten zusätzlichen hydrodynamischen ausgestalteten Vortriebs F&sub0; und mit Bezug auf die nachstehenden Ausdrücke (3) und (4) bestimmt werden:

der Ausdruck (3) F&sub0; = 4ρU²a²Qsinθsinα ist; und

der Ausdruck (4) L&sub0; = 4ρU²a²Qsinθcosα ist,

wobei: a die halbe Länge des Bodens ist; θ der Angriffswinkels des Bodens gegen die Horizontale, wenn das Wasserfahrzeug in Bewegung ist; und Q definiert ist durch:

wobei

4. Gleitwasserfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 3, insoweit wie es vom Anspruch 2 abhängig ist, bei dem der unterste Punkt des vorderen Endes jeder der Wellenspritzschutz-Vorrichtungen (5) auf im wesentlichen dem gleichen Niveau wie oder niedriger als die Wasserlinie ist, wenn der Rumpf in einem statischen Zustand ist.

5. Gleitwasserfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 4, insoweit wie es vom Anspruch 3 abhängig ist, bei dem die Breite der Basis der Schwallführungsbahn (4) in ihrem Querschnitt eine Konstante überall in dem Boden ist.

6. Gleitwasserfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 4, insoweit wie es vom Anspruch 3 abhängig ist, wobei die Breite der Basis der Schwallführungsbahn (4) in ihrem Querschnitt schmaler zu dem Bug des Rumpfes hin und breiter zu dem Heck des Rumpfes hin ist.

7. Gleitwasserfahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Antriebs- und Steuersystem eine oder mehrere Wasserstrahlantriebsanlagen (7), eine oder mehrere Kraftanlagen (8) und ein oder mehrere Ruder (6) umfasst;

wobei die eine oder die mehreren Wasserstrahlantriebsanlagen (7) an dem hinteren Teil des Rumpfes nahe jedoch oberhalb der Wasseroberfläche in einem Raum zwischen dem Deck (3) und der Wasserlinie, wenn das Wasserfahrzeug in einem Gleitzustand ist, und zwischen den inneren Seiten der beiden Bordwände positioniert ist/sind, wobei die Projektion einer Längsmittellinie einer der Wasserstrahlantriebsanlagen mit der Mittellinie des Bodens des Rumpfes und/oder der Längsmittellinien einer geraden Anzahl der parallel und symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie des Bodens des Rumpfes angeordneten Wasserstrahlantriebsanlagen koinzidieren; wobei eine oder mehrere Wasserstrahlantriebsanlagen an dem Heck des Rumpfes positionierte Düsen aufweisen;

wobei das eine oder die mehrere Ruder (6) entsprechend den Düsen und nahe, jedoch geringfügig getrennt von den Düsen positioniert sind, wobei die Ruder an dem Heck befestigt sind, wobei die Drehwelle jedes der Ruder mit einer Lenkmaschine verknüpft sind, wobei jedes der Ruder imstande ist, entlang der Drehwelle anzusteigen oder abzusinken, und aus der von den Düsen erzeugten Strömung herausgehoben wird, wenn es nicht in Gebrauch ist, und abgesenkt und mit der Strömung verbunden (dovetailed) wird, wenn sich das Wasserfahrzeug dreht oder bremst;

wobei die eine oder die mehreren Kraftanlagen (8) in einem Maschinenraum zum Antreiben der einen oder der mehreren Wasserstrahlantriebsanlagen (7) positioniert ist/sind;

eine oder mehrere Wasserzuläufe (14), die jeweils einen an dem Boden vorgeschenen Wasserzugang aufweisen, jeweils mit einer Längsmittellinie, die mit der Mittellinie des Bodens koinzidiert und/oder dazu symmetrisch parallel ist, wobei die Wasserzuläufe an dem Boden derart positioniert sind, dass der Abstand zwischen den Wasserzuläufen und der Schwallführungsbahn (4), dem Bug des Wasserfahrzeugs, dem Heckende und den Bordwänden (2) weit genug gehalten wird, um sicherzustellen, dass keine Luft in die Wasserzugänge eintritt, wenn das Wasserfahrzeug in einem Gleitzustand ist, und dass der Verlust der Wassersäule entlang des Wasserzugangs minimiert wird.

8. Gleitwasserfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Antriebs- und Steuersystem ein Propellerantriebs- und Steuersystem ist.

9. Gleitwasserfahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Heck des Rumpfes eine Stufe aufweist.

10. Gleitwasserfahrzeug gemäß einen der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Heck des Rumpfes einen stufenlose Strömungslinie aufweist.

11. Gleitwasserfahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verbindungsstellen zwischen dem Dreieckteil und dem Rechteckteil des Bodens (1) stromlinienförmig ausgebildet sind.

12. Gleitwasserfahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Oberteil des Hinterteils der Schwallführungsbahn (4), dessen Basismittellinie mit der Mittellinie des Bodens koinzidiert, und/oder die Oberteile des Hinterteils eines Paars von Schwallführungsbahnen (4), deren Basismittellinien parallel symmetrisch mit der Mittellinie des Bodens sind, nahe dem Deck ist/sind.