DE704991C - Schiffsform - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schiffsformen für Boote und Schiffe beliebiger Art.

Es sind bereits zahlreiche Versuche gemacht worden, den Widerstand des Wassers gegen Vorwärtsschieben eines Schiffskörpers dadtirch zu vermindern, daß vorstehende Kimmungen an der Schiffsform angebracht werden. So sind beispielsweise Schiffsformen vorgeschla-

xo gen worden, bei welchen scharfe Kanten, vorspringende Kimmungen und Einwölbungen dazu dienen, die Berührung zwischen dem Wasser und der eingetauchten Fläche des Schiffskörpers bei der Bewegung des letzteren zu unterbrechen, um dadurch die Berührungsfläche zwischen Wasser und Schiffskörper zu vermindern und eine Verringerung des Stauwiderstandes zu erzielen. Es wurde jedoch gefunden, daß eine Verringerung der Außenhautreibung den gesamten Widerstand des Wassers nur sehr wenig beeinflußt. Der weit größere Teil des Gesamtwiderstandes rührt her von dem Widerstand des Wassers gegen Verlagerung. Das Wasser, welches ein fast unzusammendrückbarer Stoff ist, verriegelt sozusagen jeden in dem Wasser liegendein Schiffskörper, und jeder Versuch, diese Verriegelung zu beseitigen und das dem Schiffskörper gegenüberliegende Wasser zu verlagern, hat hohe Drucke auf die Wände des Schiffskörpers zur Folge. Bei dem Problem, den Widerstand des Wassers gegen das Vorwärtsschieben des Schiffskörpers zu vermindern, handelt es sich also eigentlich um die Aufgabe, in welcher Weise die Verriegelung oder der Einschluß des Schiffskörpers im Wasser zu beseitigen ist. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bereits eine große Anzahl von Schiffsformen vorgeschlagen worden, bei welchen der Boden die Form einer Fläche hat,

die auf allen Seiten des Schiffskörpers vorsteht. Bei hohen Geschwindigkeiten sollen diese Schiffskörper sich aus dem Wasser herausheben und mittels ihrer verbreiterten flachen Bodenfläche über der Wasseroberfläche ohne Verdrängen des Wassers gleiten. Da kein Wasser verdrängt wird, wird der Widerstand auf ein Mindestmaß zurückgeführt. Diese Schnellbootsformen können jedoch nur in ruhigem Wasser, aber nicht bei seegehenden Schiiten verwendet werden. Eine andere Gruppe von bekannten Ausführungen schlägt die Verwendung eines Bodens vor, der ebenfalls eine mehr oder weniger flache is Form hat, aus dem Boden der Schiffsform vorsteht, jedoch ständig in das Wasser eingetaucht ist und nicht über die Oberfläche des Wassers gleitet.

Diese Schiffe sind seetüchtig. Ihr Bodenteil springt nach vorwärts, achtern und seitwärts des Schiffskörpers vor und hat leicht konvexe obere und untere Flächen. Wo die oberen und unteren Flächen sich treffen, bilden sie eine waagerecht verlaufende Kimmung, welche dazu dient, das dem Schiffskörper sich entgegenstellende Wasser in waagerechter Richtung zu teilen, wobei der eine Teil zu der oberen Fläche des Wasserschneiders und dem nebenliegenden Teil des 3» Schiffskörpers und der andere Teil zu der unteren Fläche geführt wird. Es wurde geglaubt, daß durch Unterteilen des dem Schiffskörper sich entgegenstellenden Wassers in verschiedene Teile und durch getrennte Verlagerung dieser Teile der Widerstand des Wassers verringert werden könnte. Dies ist jedoch durchaus nicht der Fall. Vor allem erhöht der vergrößerte, unter der Wasserlinie verlaufende Bodenteil des Schiffskörpers die zu verdrängende Wassermenge, und dann bedeutet es auch keinen Vorteil, wenn die einzelnen Wasserströme, in welche das dem Schiffskörper sich entgegenstellende Wasser unterteilt ist, gegen den Druck des umgebenden Wassers verdrängt werden müssen. Durch das Unterteilen des Wassers wird also kein Vorteil erzielt, wenn nicht wenigstens ein Teil der abgetrennten Wasserströme gegen ein anderes Medium als Wasser verdrängt wird, welches leichter zusammendrückbar ist. Dieses andere Medium würde die Luft sein. Von diesem Gedanken ausgehend, ist bereits vorgeschlagen worden, das Vorschiff mit einer nach vorn unten geneigten Ebene zu versehen, die das anströmende Wasser zur Verringerung des Stauwiderstandes nach oben über die Schwimmwasserlinie befördern soll. Das Wasser wird in zwei Ströme unterteilt, von denen der eine Strom längs des Bodens und der Seitenwände strömt und der andere auf die schräge Ebene aufläuft. Es muß also nur der ersterwähnte Teil gegen das umgebende Wasser verdrängt werden, während der letzterwähnte Teil in die Luft verlagert wird, die, da sie zusammendrückbar ist, dieser fi.s Verlagerung keinen Widerstand entgegensetzt. Der Gesamtwiderstand wird also vermindert. Es ergab sich jedoch, daß der Vorteil vollständig durch die Art und Weise aufgehoben wird, in welcher das in die Luft gehobene 7» Wasser weiterbefördert wird. Dieses Wasser fällt nämlich in einen Kanal in der Mitte des Schiffskörpers ein, aus welchem es wieder weggebracht werden muß. Bei dem Fortschaffen des Wassers aus dem Schiffskörper strömt es wieder zu dem durch die Seiten wände und den Boden des Schiffskörpers verdrängten Wasser zu, so daß die gegen den Druck des umgebenden Wassers zu verlagernde Wassermenge erhöht wird. Diese *« schräge Ebene nimmt außerdem einen wertvollen Teil des Schiffsladeraumes ein, und schließlich zeigen Schiffsformen dieser Art das Bestreben, bei sich erhöhender Geschwindigkeit immer tiefer mit dem Bug in das Rs Wasser einzutauchen. Aus diesen Gründen ist eine solche Schiffsform nur für sehr kleine Boote geeignet, wie Fährboote, und auch für Hydroplane, d. h. Boote, die nur in ruhigem Wasser fahren.

Bei der vorliegenden Erfindung wird in bekannter Weise das dem Schiffskörper gegenüberstehende Wasser in verschiedene Teilströme mittels vorspringender Kimmungen unterteilt und ein Teil des Wassers nach aufwärts in die Luft verlagert, jedoch wird gleichzeitig in einwandfreierer Weise das Problem gelöst, das in die Luft angehobene Wasser richtig zu verlagern. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Wasser nicht vor dem Bug sondern zu beiden Seiten des Bugs angehoben und gleichzeitig nach aufwärts gerollt sowie nach auswärts von dem Schiffskörper weggedrängt, so daß es nicht die Menge des gegen den Druck des umgebenden Wassers zu verdrängenden Wassers erhöht. Die Schiffsform gemäß der Erfindung unterteilt also das ihr gegenüberstehende Wasser in zwei Teile, nämlich in einen Teil, welcher anderenfalls nach seitwärts gegen den beträchtlichen Druck des fast unzusammendrückbaren Wassers verdrängt werden müßte und welcher in die Luft gegen den unbedeutenden Druck derselben gehoben, aufgerollt und nach auswärts vom Schiffskörper weg gefördert wird, und in einen zweiten Teil, der durch die Bodenflächen des Schiffskörpers gegen das umgebende Wasser gedrängt wird, um ein Bett zu bilden, auf welchem der Schiffskörper fährt. Durch diese Anordnung iao wird eine wesentliche Verringerung des Widerstandes und infolgedessen eine Ersparnis an

Antriebskraft erzielt, ohne daß der Laderaum oder die Seetüchtigkeit des Schiffes beeinträchtigt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Neue darin gesehen, daß bei einer Schiffsform mit spitz zulaufendem Vorderschiff, Spiegelheck, vom Bug bis zum Heck sich erstreckendem Kiel und mit scharf vorspringenden Kimmungen an den Unterwasserseitenwandungen, die vorspringenden, als Wellenschneider wirkenden Kimmungen von der Viereinigungsstelle des Kiels mit dem Vorsteven in einer geraden Linie schräg nach oben bis zur Schwimmwasserlinie oder in deren Nähe geführt sind und kurz vor mittschiffs aufhören.

"Die Erfindung ist in einer bevorzugten Atisführungsform in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht eines Schiffskörpers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schiffskörper gemäß der Linie 2-2 der Fig. 1, wo der Btig eine bestimmte Form annimmt und die Seitenwasserschneider beginnen,

Fig. 3 einen Querschnitt des Schiffskörpers gemäß der Linie 3-3 der Fig. 1, wo die Bugform stärker entwickelt ist und die Seitenwasserschneider ihre wirksamste Form haben, Fig. 4 einen Querschnitt durch den Schiffskörper gemäß der Linie 4-4 der Fig. 1 mit breiter gewordenem Vorschiff und in der Größe verminderten Seitenwasserschneiderkanälen,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Schiffskörper» gemäß der Linie 5-5 der Fig. 1, aus welcher der einwärts gewölbte Boden ersichtlich ist, keine Seitenwasserschneider oder Seitenwasserschneiderkanäle vorhanden sind und die Seitenkimmung beginnt,

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Schiffskörper gemäß der Linie 6-6 der Fig. 1, wobei der Boden weiter nach einwärts gewölbt ist, um das vollständige Abflachen vorzubereiten, Fig. 7 einen Querschnitt durch den Schiffskörper gemäß der Linie "j-j der Fig. 1, wobei der Boden, der sich an die Seitenkimmung anschließt, flach und eben ausgebildet ist und der Teil, der dem Kiel am nächsten liegt,

So flach und sich senkrecht nach oben erstreckend ausgebildet ist, so daß die beiden Flächen einen Winkel von 90⁰ miteinander bilden,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Schiffskörper mit drei Propellerwellen, wobei zu bemerken ist, daß die Schiffsform am Heck abgeändert ist; die Schraubenwellen sind in Wellenrohren oder Wellenhosen eingeschlossen, die an den Seitenwasserschneidem beginnen und parallel und in derselben Ebene wie der Kiel verlaufen,

Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Schiffskörper als Abänderung der Fig. 3, wobei die Seitenwasserschneiderkanäle durch zwei flache Flächen gebildet werden, die miteinander in einem Winkel stehen, wodurch die Kanäle · einfacher hergestellt werden können und- fast ebenso wirksam sind,

Fig. 10 einen Querschnitt als Abänderung der Fig. 6, wobei die gleiche Ausbildungsart wie in Fig. 9 verwendet ist und flache Flächen im Boden hinter den Seitenwasserschneidern verwendet sind.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Erfindung ist bei einem Schiff veranschaulicht, welches einen spitzen Bug, ein rechteckiges Heck und im wesentlichen senkrecht verlaufende obere Seitenwandungen 11 und 12 sowie schräg liegende und nach einwärts gewölbte Bodenflächen 13 und 14 aufweist, deren untere Kanten den Kiel 15 bilden oder in ihn übergehen. Die oberen Kanten der Bodenflächen 13 und 14 vereinigen sich bei einer bestimmten Stelle 16 mit den unteren Kanten der Seitenwandungein 11 und 12 und bilden die Seitenkimmungen 17 und 18. Die oberen Kanten, die von dein Bodenflächen 13 und 14 von der Stelle 16 aus nach vorwärts und nach achtern von dem unteren Ende des Vorstevens 19 aus liegen, vereinigen sich mit den unteren Kanten der nach einwärts gewölbten Oberflächen 20 und 21 und bilden die Kanten, die als Seitenwasserschneider 22 und 23 bezeichnet werden. öS

Die Flächen 20 und 21, die vorstehend als Seitenwasserschneiderkanäle bezeichnet sind, sind nach einwärts gewölbt, so daß sie eine Vertiefung oder Einbuchtung in dem Schiffsbug bilden. Die unteren Kanten bilden die Seitenwasserschneider 22 und 23. Die oberen Hälften erheben sich über den Wasserspiegel, und die oberen Kanten vereinigein sich mit den Seitenwandungen 11 und 12 an der gestrichelten Linie 24 und verlaufen in der Außenhaut an der Stelle 16. Der am meisten nach einwärts reichende Abschnitt der Seitenwasserschneiderkanäle 20 und 21 soll ungefähr in der normalen Ladewasserlinie, die mit W. L. bezeichnet ist, liegen, wie dies besonders deutlich aus Fig. 3 zu erkennen ist. Die Fläche 25, welche zwischen dem Vorsteven 19 und der gebogenen, gestrichelt gezeichneten Linie 26 liegt, wird durch Platten, Verkleidungen usw. abgedeckt. Das Spantenwerk des 115-Schiffes beginnt bei der gestrichelten Linie 26.

Die Normalladewasserlinie, die in Fig. 1 mit W. L. bezeichnet ist, schneidet die Seitenkimmung mittschiffs bei 16, wo die Seitenwasserschneider und die Seitenkimmungen sich vereinigen; sie liegt jedoch am Heck über den Seitenkimmungen. Dieser Trimm ist be-

gründet und gleicht die größere Konkavität der Flächen 13 und 14 nach dem Heck zu aus.

Fig. 8 zeigt die Spantkontur am Heck eines Schiffskörpers, der drei Schrauben hat, wobei die beiden Seitenschraubenwellen in Wellenhosen oder Wellenrohren 27 und 28 untergebracht sind. Die Wellenhosen oder Wellenrohre beginnen an den Seitenwasserschneidern an dem Punkte, an. dem sie die Seitenwasserschneider schneiden, laufen dann nach achtern in der gleichen Höhenlage parallel mit dem Kiel weiter und enden am Heck in derselben Flucht mit der Mittelschraube. Keine Schraube liegt vor oder hinter der anderen. Das Spantenwerk erstreckt sich nicht um die Seitenwellenhosen herum, da dadurch eine bauliche Schwächung erfolgen würde.

Der Schraubenwellenaufbau wird hergestellt, indem eine Platte über und um ein Rohr herumgelegt wird, welches in geeigneten Abständen Lager aufweist, in denen die Welle sich dreht. Die oberen Kanten der Schraubenwellenhosen werden an die Bodenplatten des Schiffes angenietet oder angeschweißt. Es können noch mehr Schrauben vorgesehen und in der gleichen Weise angeordnet werden, wobei jedoch zweckmäßig die ungerade Zahl 1, 3, s usw. als Anzahl der Schrauben gewählt wird.

Fig. 9 zeigt eine weitere Abänderung und läßt erkennen, auf welche Weise die Seitenwasserschneiderkanäle aus zwei in einem Winkel zueinander geneigten Flächen ausgebildet oder gerichtet werden können, wobei die Vereinigungslinien 29 und 30 in Höhe der Wasserlinie liegen.

Fig. 10 zeigt in ähnlicher Weise, wie die Bodenflächen hinter den Seitenwasserschneidem aus zwei flachen Flächen gebildet werden können, wobei sie aus den Seitenwasserschneidern in einer geraden Linie herauskommen und in Längsrichtung mit dem Kiel in zwei Flächen geteilt werden, die an jeder Seite des Kieles liegen. Die Flächen 30,31, die dem Kiel nach dem Verlassen der Seitenwasserschneider am nächsten liegen, werden allmählich gehoben und besitzen bei Erreichen des Hinterstevens eine senkrechte Lage. Die beiden Flächen 32 und 33 verlassen die Seitenwasserschneider in schräger Richtung; ihre unteren Kanten werden allmählich unter dem Schiffsboden hervor hochgezogen, so daß sie bei Erreichen ihres hinteren Endes eine waagerechte Lage einnehmen, die einen Winkel von 90⁰ mit den Flächen 30 und bilden.

Es können Änderungen in der Konstruktion und der Anordnung der Teile der dargestellten Ausführung der Erfindung gemacht werden, fio ohne daß der Bereich der Erfindung dadurch verlassen wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Schiffsform mit spitz zulaufendem Vorderschiff, Spiegelheck, vom Bug bis zum Heck sich erstreckendem Kiel und mit scharf vorspringenden Kimmungen an den Unterwasserseitenwaridungen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden, als Wellenschneider wirkenden Kimmungen (22, 23) von der Vereinigungsstelle des Kiels mit dem Vorsteven in einer geraden Linie schräg nach oben bis zur Schwimmwasserlinie oder in deren Nähe geführt sind und kurz vor mittschiffs aufhören.
2. 2. Schiffsform nach Anspruch 1, bei welcher Einwölbungen oberhalb der Kimmungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Kanten (24) der über den Kimmungen liegenden Einwölbungen der Außenhaut waagerecht angeordnet sind, so daß die Breite dieser Einwölbungen allmählich, nach achtern zu abnimmt.
3. 3. Schiffsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwölbungen im vorderen Teil tief gewölbt sind und sich allmählich nach mittschiffs zu verflachen, wo sie in der Außenhaut verlaufen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen