DE7340204U - Ship's hull, especially for high-speed motor ships - Google Patents
Ship's hull, especially for high-speed motor shipsInfo
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SchiffsrumpfHull
Die Neuerung bezieht sich auf einen Schiffsrumpf, insbesondere für Motorschiffe, die hohe Geschwindigkeiten entwickeln und deren Vorderteil derart ausgelegt ist, daß er von einer bestimmten Geschwindigkeit ab hochtreibt, und die einen Kiel aufweisen, dessen höchster Teil sich am Vorderende des Rumpfes befindet, wobei der Schwerpunkt des Schiffsrumpfes in der hinteren Hälfte liegt.The innovation relates to a ship's hull, especially for motor ships that develop high speeds and the front part of which is designed in such a way that it drifts up from a certain speed, and which have a keel, the highest part of which is at the front end of the hull, with the center of gravity of the hull in the rear Half lies.
Die bekannten Schiffe dieser Art sind ganz nach hydrodynamischen Gesichtspunkten konstruiert und haben den Nachteil, da., wenn das Schiff um ca. 4° (also um den üblicherweise verwendeten Optimalwinkel) hochtreibt und hohe Geschwindigkeiten auf bewegtem Meer entwickelt, sie jegliche Stabilität verlieren und nur unter Schwierigkeiten zu steuern sind.The known ships of this type are entirely hydrodynamic Points of view and have the disadvantage that if the ship is about 4 ° (i.e. by the usually used Optimalwinkel) drives up and develops high speeds on a moving sea, they lose all stability and are difficult to steer.
Derartige Schiffe sind auch sehr großen Stoßeinwirkungen ausgesetzt und können dann unter gleichen Bedingungen nur kleinere Geschwindigkeiten entwickeln. Andererseits setzen sie dem Wasser eine zu große Reibungsfläche entgegen, wodurch ihre Schnelligkeit beträchtlich abgebremst wird.Such ships are also exposed to very large impacts and can then only be smaller under the same conditions Develop speeds. On the other hand, they put too large a friction surface against the water, which means their speed is slowed down considerably.
Aufgabe der Neuerung ist es, ein derartiges Schiff zu erzielen, mit dem diese Nachteile der bekannten Schiffe ausgeglichen werden können.The task of the innovation is to achieve such a ship with which these disadvantages of the known ships are compensated can be.
Gemäß der Neuerung besteht der den Kiel mit dem Schiff^- deck verbindende Rumpfteil aus die entsprechenden Kielränder verbindenden Flächen und aus einer trapezförmigen Bezugsfläche, die um 3,5 bis 5° in Bezug zur Horizontalen geneigt ist und deren höchster Teil auf der Höhe des KielVorderendes angeordnet ist, wobei die Höhe der trapezförmigen Fläche der Rumpflänge entspricht und die große Basis dieser Fläche kleiner ist als diese Höhe, die Längsachse der Trapezfläche in der Vertikalebene der Rumpflängsachse liegt, die große Basis der Bezugsfläche gleich 3/4 (+ 6$) der Kiellänge und die kleine Basis gleich 2/5 (+ 6$) dieser Länge ist und der Kiel einen V-förmif gen Querschnitt hat, wobei der Winkel zwischen den beiden ; Schenkeln des "V" auf der Höhe des breitesten Kielabschnitts ι ungefähr 138° beträgt und die Breite des breitesten Kielabschnitts ungefähr 1/3 der Rumpflänge entspricht.According to the innovation, the keel consists of the ship ^ - deck-connecting hull part made of surfaces connecting the corresponding keel edges and a trapezoidal reference surface, which is inclined by 3.5 to 5 ° in relation to the horizontal and its highest part is located at the level of the keel front end where the height of the trapezoidal area corresponds to the length of the fuselage and the large base of this area is smaller as this height, the longitudinal axis of the trapezoidal surface lies in the vertical plane of the longitudinal axis of the hull, the large base of the reference surface is 3/4 (+ 6 $) of the keel length and the small base is equal to 2/5 (+ 6 $) this length and the keel is V-shaped gene cross-section, the angle between the two; Legs of the "V" at the level of the widest keel section ι is approximately 138 ° and the width of the widest keel section is approximately 1/3 the length of the hull.
Auf diese Weise erhält man einen Rumpf, dessen verschiedene Flächen die gleiche Ausrichtung haben wie die geneigte Bezugsfläche. Das vorteilhafte aerodynamische Verhalten einer geneigten Ebene zum Erzielen eines Auftriebs ist bekannt. Der aerodynamische Schub d.h. die Summe der die verschiedenen Punkte der Rumpffläche beaufschlagenden Druckkräfte bewirkt also, daß das Schiff in Bezug auf die Wasserfläche hochsteigtIn this way a body is obtained, its various Faces face the same orientation as the sloped reference surface. The advantageous aerodynamic behavior of a inclined plane for obtaining buoyancy is known. The aerodynamic thrust i.e. the sum of the different Pressure forces acting on points of the hull surface therefore cause the ship to rise in relation to the water surface
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Da das Schiff gemäß der Neuerung um ca. 4° hochtreibt, haben die Rumpfflächen in Bewegungsrichtung eine durchschnittliche Ausrichtung von ca. 7,5 bis 9° und man erhält einen maximalen Auftrieb. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß das durch die Schubkraft getragene Schiff gemäß der Neuerung unter sehr unterschiedlichen Bedingungen höbe Geschwindigkeiten entwickeln kann,ohne daß die Stabilität beeinträchtigt wird. Es ist vielmehr wendiger und geringeren Stoßwirkungen ausgesetzt als die bekannten Schiffe.Since the ship is drifting up by approx. 4 ° according to the innovation, the hull areas have an average in the direction of movement Orientation of approx. 7.5 to 9 ° and you get maximum lift. Practical experience has shown that the ship carried by the thrust, according to the innovation, has higher speeds under very different conditions can develop without affecting the stability. Rather, it is more agile and smaller Exposed to impacts than the known ships.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung l ist die Bezugsfläche gegenüber der Horizontalen um 4° geneigt.According to a preferred embodiment of the innovation 1 , the reference surface is inclined by 4 ° with respect to the horizontal.
Die besonders vorteilhaften Beziehungen der Abmessungen des neuerungsgemäßen Schiffsrumpfes wurden durch eine Reihe von praktischen Versuchen festgestellt.The particularly advantageous relationships between the dimensions of the ship's hull according to the innovation were given by a number determined by practical tests.
Gemäß der Neuerung entspricht der Höhenunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Teil des Kiels ungefähr 1/5 der Kiellänge.According to the innovation, the difference in height between the highest and the lowest part of the keel corresponds about 1/5 of the keel length.
Darüberhinaus ist gemäß der Neuerung die hintere Kielhälfte horizontal und hat einen konstanten Öffnungswinkel; · die vordere Kielhälfte ist stark nach oben gekrümmt und hat einen nach vorne zu progressiv abnehmenden Öffnungswinkel. In addition, according to the innovation, the rear half of the keel is horizontal and has a constant opening angle; · The front half of the keel is strongly curved upwards and has a progressively decreasing opening angle towards the front.
Man hat festgestellt, daß bei hoher Geschwindigkeit die Gefahr besteht, daß sich der Wind zwischen der Wasseroberfläche und dem rückwärtigen Teil des Schiffsrumpfes verfängt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist der rückwärtige Teil der Bezugsfläche, der ungefähr dem dritten Teil ihrer Länge entspricht, um ca. 2° in Bezug auf die ursprüngliche Bezugsfläche angehoben.It has been found that at high speed there is a risk of the wind moving between the surface of the water and the rear of the hull. To eliminate this disadvantage, the rear one is Part of the reference surface, which corresponds approximately to the third part of its length, by approx. 2 ° with respect to the original Reference area raised.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Neuerung ergeben sie;, aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung iüt die Neuerung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen:Further advantages, details and features of the innovation can be found in the following description. on the drawing iüt shows the innovation, for example namely show:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schiffes gemäß der Neuerung,Fig. 1 is a schematic side view of a ship according to the innovation,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die die Form des Rumpfes des neuerungsgemäßen Schiffes bestimmende Bezugsfläche,Fig. 2 is a plan view of the determining the shape of the hull of the ship according to the innovation Reference area,
Fig. ;) einen Schnitt uei Linie III—III der Fig. 1 zum Veransc au Liehen des rückwärtigen Kielteils des Schiffes gemäß der Neuerung,Fig.;) A section uei line III-III of FIG for verifying the rear part of the keel of the ship according to the innovation,
Fig. 4a eine sehr schematische perspektivische Ansicht des neuerungsgemäßen Schilfes vom Heck her recehen und in Blickrichtung der Linie a-a der Fig. 2, und4a is a very schematic perspective view of the reed according to the invention from the stern here recehen and in the direction of view of the line a-a of FIG. 2, and
Fig. 4b, 4c und 4dlAnsichten gemäß Fig. 4a bei Linie b-b, c-c bzw. d-a der Fig. 2.4b, 4c and 4dl views according to FIG. 4a at line b-b, c-c and d-a of FIG. 2, respectively.
Der dargestellte Rumpf des Schiffes gemäß der Neue- \ rung ist für Schiffe bestimmt, die hohe Geschwindigkeiten \ entwickeln, beispielsweise über 40 km/Std. und deren Schwerpunkt in der hinteren Hallte der Rumpflänge liegt. Derartige Schiffe müssen schnell und über den größten Teil der Rumpf-f länge hochtreiben, um die Reibung auf dem Wasser zu ver- I mindern, die die Beschleunigung und die Manövrierbarkeit j des Schiffes beträchtlich verringert.The hull of the ship shown in accordance with the new- \ tion is intended for ships requiring high speeds \ develop, for example, more than 40 km / h. and the center of gravity is in the rear hall of the length of the fuselage. Such ships must drift rapidly and over the greater part of the hull length in order to reduce the friction on the water, which considerably reduces the acceleration and maneuverability of the ship.
Fig.1 zeigt einen Schiffsrumpf 1 mit einer bestimmtem Länge 1, die die Bezugsgröße zur Bestimmung der anderen Abmessungen des Rumpfes bildet. Der Rumpf hat einen Kiel 2 mit bekannter Ausbildung, der vorteilhafte hydrodyna-Fig.1 shows a ship's hull 1 with a certain Length 1, which is the reference for determining the other dimensions of the trunk. The hull has a keel 2 with known training, the advantageous hydrodynamic
mische Eigenschaften aufweist. Gemäß der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform hat der Kiel 2 einen V-förmigen Querschnitt (Fig. 2) und der Winkel cC zwischen den beiden Kielschenkeln beträgt im breitesten Teil des Kiels ca. 138°. Der sich praktisch über die halbe Länge 1 erstreckende rückwärtige Teil 2' des Kiels ist geradlinig und horizontal, während der Vorderteil 2" des Kiels vom Mittelpunkt P aus zunehmend nach aufwärts zur Rumpfmitte hin gebogen ist und auf den Mittelpunkt P1 des Bugs des Sumpfes auftrifft. Vom Punkt P aus nimmt der Winkelet zwischen den beiden Schenkeln des Kiels ebenfalls fortlaufend ab. Im breitesten Rumpfteil,! der in diesem Fall am Heck des Rumpfes liegt (Fig. 4a) beträgt die Kielbreite d ungefähr 1/3 der Länge 1. Von diesem Punkt aus nimmt die Breite d fortlaufend bis zum Punkt P1 ab, an dem sich die Ränder der beiden Kielschenkel in diesem Punkt P1 vereinigen. Die Krümmung des Kielabschnitts 2" und die Abwicklung der Breite d in den verschiedenen Teilen der Rumpflänge sind auf bekannte Weise meist empirisch dahingehend bestimmt, daß man vorteilhafte hydrodynamische Eigenschaften erhält, wenn der Kiel bei verminderten Bewegungsgeschwindigkeiten des Schiffes über einen großen Teil der Länge eintaucht. !has mixed properties. According to the preferred embodiment shown here, the keel 2 has a V-shaped cross section (FIG. 2) and the angle cC between the two keel legs is approximately 138 ° in the widest part of the keel. The rear part 2 'of the keel, which extends practically half the length 1, is straight and horizontal, while the front part 2 "of the keel is increasingly curved from the center P upwards towards the center of the hull and meets the center P1 of the bow of the sump. The angle between the two legs of the keel also decreases continuously from point P. In the widest part of the fuselage, which in this case lies at the stern of the fuselage (FIG. 4a), the keel width d is approximately 1/3 of the length 1. From this From point off, the width d decreases continuously up to point P1, at which the edges of the two keel legs unite at this point P1. The curvature of the keel section 2 "and the development of the width d in the various parts of the hull length are mostly in a known manner empirically determined to the effect that advantageous hydrodynamic properties are obtained when the keel at reduced speeds of movement of the ship over a large part of the Length dips. !
Der den Kiel 2 mit dem Schiffsdeck verbindende Rumpf-j teil ist neuerungsgemäß durch eine Bezugsfläche 3 bestimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet die Bezugsfläche 3 das Schiffsdeck. Gemäß der Erfindung ist die Bezugs fläche 3 gegenüber der Horizontalen H um einen Winkel ß geneigt, der bei 3,5 bis 5°, vorzugsweise bei 4° liegt. Der höchste Punkt der Bezugsebene liegt auf der Höhe P1 auf dem Bug. Wie in Fig. 2 und 4 ersichtlich, hat die Bezugsfläche 3 eine im wesentlichen trapezförmige Ausbildung . The part of the hull connecting the keel 2 to the ship's deck is, according to the innovation, determined by a reference surface 3. In the embodiment shown, the reference surface 3 forms the deck of the ship. According to the invention, the reference surface 3 is inclined relative to the horizontal H by an angle β which is 3.5 to 5 °, preferably 4 °. The highest point of the reference plane is at the level P 1 on the bow. As can be seen in FIGS. 2 and 4, the reference surface 3 has a substantially trapezoidal configuration.
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Die Höhe h des Trapezes ABCD ist gleich der Länge 1 des Rumpfes und die Längsachse des Trapezes liegt in der Rumpflängsachse. Die kleine Basis AB der Bezugsfläche 3 liegt am Bug und die große Basis CD am Heck des Rumpfes. Im allgemeinen ist die Höhe h größer als die Basis CD. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielbar sind, wenn die Basis CD 0,75 h und die Basis AB 0,4 h beträgt. Die Basis AB liegt über dem tiefsten Teils des Kiels 2 in seiner Höhe h!, die vorzugsweise gleich 1/5 der Länge 1 des Rumpfes ist.The height h of the trapezoid ABCD is equal to the length 1 of the trunk and the longitudinal axis of the trapezoid lies in the longitudinal axis of the trunk. The small base AB of the reference surface 3 is on the bow and the large base CD on the stern of the fuselage. In general the height h is greater than the base CD. Practical experience has shown that it is particularly advantageous Results are achievable if the base CD is 0.75 h and the base AB is 0.4 h. The base AB is above the deepest part of the keel 2 in its height h !, which is preferably equal to 1/5 of the length 1 of the hull.
Gemäß der Neuerung besteht der oberü Teil 5 des Rumpjfes aus Flächen, die die Ränder BC, CD und AD mit den entsprechenden Rändern P1F, FC, P1E und ED verbinden. Auf diese Weise erhält man einen Rumpfoberteil, dessen verschiedene Teile aerodynamische Eigenschaften aufweisen, die denjenigen einer geneigten Ebene bei Bewegung sehr ; ähnlich sind. Der Bug schneidet also die vor dem Schiff befindliche Luftmasse in einer Horizontalebene und man erhält einen nach oben auf die Flächen 5 gerichteten aerodynamischen Auftrieb, so daß der Rumpf bereits bei verhält+· nismäßig geringer Geschwindigkeit hochtreibt und bei voller Geschwindigkeit eine Neigung von ca. 8° erhält, wobei sein Stabilität jedoch einwandfrei erhalten bleibt. Diese Sta-According to the innovation there is the upper part 5 of the torso of areas connecting the edges BC, CD and AD with the corresponding edges P1F, FC, P1E and ED. on in this way an upper part of the fuselage is obtained, the various parts of which have aerodynamic properties, those of an inclined plane when moving very much; are similar. So the bow cuts the one in front of the ship air mass located in a horizontal plane and one obtains an aerodynamic one directed upwards onto the surfaces 5 Buoyancy, so that the fuselage drifts up at a relatively low speed and at full speed Speed receives an inclination of approx. 8 °, whereby its stability is however perfectly preserved. This sta-
derthe
bilität erzielt man aufgrund/sehr vorteilhaften aerodynamischen Ausbildung des Teils 5 des Rumpfes. Weiterhin ist der Luftwiderstand des neuerungsgemäßen Rumpfes wesent· lieh geringer als bei einem Rumpf mit herkömmlichem AufbauThis is achieved due to the / very advantageous aerodynamic design of part 5 of the fuselage. Farther the air resistance of the fuselage according to the invention is significantly lower than in the case of a fuselage with a conventional structure
Man hat festgestellt, daß bei hoher Geschwindigkeit die zwischen rückwärtigen Rumpfteil und der Wasseroberfläche verfangene Luft eine gewisse Bremswirkung hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der rückwärtige Teil y der Bezugsebene 3 um ca. 2° angehoben,It has been found that at high speed the air trapped between the rear part of the hull and the surface of the water has a certain braking effect. According to a preferred embodiment, the rear part y of the reference plane 3 is raised by approx. 2 °,
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so daß die Luft ungehindert vorbeifließen kann.so that the air can flow by unhindered.
Der Rumpf gemäß der Neuerung hat in dieser Ausführungs form ein vertikales Heck 6. Je nach der Art der verwendeten Motoren kann dieser Teil unterschiedlich ausgebildet sein. So kann er beispielsweise abgerundete Winkel haben, wie dies bei 3" in Fig. 2 dargestellt ist.The hull according to the innovation has in this embodiment form a vertical stern 6. Depending on the type of used Motors, this part can be designed differently. For example, it can have rounded angles like this is shown at 3 "in FIG.
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