EP2676876B1 - Unterseeboot - Google Patents

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EP2676876B1
EP2676876B1 EP13172027.8A EP13172027A EP2676876B1 EP 2676876 B1 EP2676876 B1 EP 2676876B1 EP 13172027 A EP13172027 A EP 13172027A EP 2676876 B1 EP2676876 B1 EP 2676876B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rudder
submarine
rudder blades
blades
curvature
Prior art date
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Active
Application number
EP13172027.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2676876A2 (de
EP2676876A3 (de
Inventor
Randolf Teppner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Marine Systems GmbH filed Critical ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Publication of EP2676876A2 publication Critical patent/EP2676876A2/de
Publication of EP2676876A3 publication Critical patent/EP2676876A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2676876B1 publication Critical patent/EP2676876B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/18—Control of attitude or depth by hydrofoils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/20—Steering equipment

Definitions

  • the invention relates to a submarine with the features specified in the preamble of claim 1.
  • submarines which have at their rear a propeller as the main drive, wherein at the rear end, which tapers in the direction of the stern at a circular or oval cross-section, rudder blades for lateral and depth control are arranged.
  • Underwater vehicles such as torpedoes, are also known, whose design guarantees a favorable flow profile in the rear area despite a large volume cross section, in particular avoids a stall.
  • circumferentially movable fins are arranged.
  • the invention has the object to provide a submarine, in which an inhomogeneous flow of the arranged at the rear of the submarine propeller due to the previously arranged at the rear of the rudder blades prevented or at least reduced to a considerable extent in improving the rudder efficiency.
  • the submarine according to the invention has rudder blades arranged in a manner known per se on the outside of its hull.
  • the rudder blades can be either the front ailerons, which are arranged, for example, on the tower of the submarine or on a forward hull of the submarine in the normal direction of travel of the submarine, as well as the rear and side rudders.
  • the rudder blades behind the rudder blades arranged at the stern of the submarine propellers are the outside of the hull and the side facing the ship at least one of the rudder blades and preferably all rudder blades arranged and designed so that the rudder blade at least in the neutral position of the rudder blade adjacent pivot areas free space to the Outside of the boat body connects. Ie.
  • a wide angular range for example in an angular range of about ⁇ 30 ° to a neutral position of the rudder blades, in which the rudder blades can be pivoted during operation of the submarine, the geometric surface of the outside of the hull and the contour of the hull directly opposite Side of the rudder blades coordinated so that no or only forms a negligible in terms of turbulence freely flowed space between the rudder blades and the outside of the hull.
  • a preferred embodiment for avoiding free spaces between the rudder blades and the boat body is that the outer side of the hull is at least in parts of the areas over which the rudder blades are pivotally formed as a section of a surface of revolution and preferably spherically curved, wherein the outside of the hull facing the sides of the rudder blades have a curvature corresponding to the curvature of the outside of the hull.
  • the rudder axis of the rudder blades is expediently aligned normal to a voltage applied to the curvature of the hull tangent.
  • spherical curvature formed on the outside of the hull curvature can optionally be convex convex so convexly outwardly, in which case the boat body directly opposite side of the rudder blades is concave, or it may be negative so concave curved inward then the Hull directly opposite side has a corresponding convex curvature.
  • the radius of curvature of the spherically formed portion of the hull and the corresponding radius of curvature of the outer side of the hull directly opposite side of the rudder blade are selected such that the transitions from the spherically formed portions of the hull to the adjoining non-spherically curved portions of the hull as fluent as possible run so that no larger edges are formed, which could otherwise lead to stalls at worst.
  • the outer side of the hull each at least in the areas over which the rudder blades are pivotal, downstream of the rudder axes of the rudder blades a spherical curvature with a first radius of curvature and upstream of the rudder axes of the rudder blades has a spherical curvature with a second radius of curvature, wherein the sides of the rudder blades facing the outside of the hull have with the bulges of the outside of the hull corresponding bulges.
  • the hull may have a spherical shape with a first radius and in the areas beyond which one starts from the rudder axes the rudder blades is pivoted in the direction of the bow of the submarine pointing part of the rudder blades, having a spherical shape with a second radius, which is different from the first radius.
  • a further advantageous and particularly easy to implement measure to prevent free space between the rudder blades and the hull when pivoting the rudder blades is to form the outside of the hull in each case at least in parts of the pivoting areas of the rudder blades.
  • the areas of the outside of the hull, over which the rudder blades are flowed upstream and downstream of the rudder axis of these rudder blades may be formed as planes, which planes may be oriented at the rear of the boat in adaptation to its taper obliquely to the longitudinal axis of the submarine.
  • the hull directly facing sides of the rudder blades are straight, these straight sides are oriented relative to the rudder axes of the rudder blades so that these sides connect free space to the flat outer side portions of the hull.
  • the outer cross-sectional contour of the rear of the ship at least in the region of the arrangement of the rudder blades have the shape of a genuine or rounded polygon, ie, the cross section of the rear of the vessel may be formed at least in the area in which the rudder blades are arranged angular, the corners preferably rounded.
  • the polygonal cross section of the rear end depends on the number of rudder blades arranged on the stern.
  • the submarine according to the invention can have a genuine or rounded triangular cross-sectional contour at least in the region of the rear hull in which a rudder blade is arranged on each of the three outer sides thus formed is.
  • the submarine according to the invention has four rudder blades arranged at its rear end, the submarine can advantageously have a genuine or rounded quadrangular outer cross-sectional contour, at least in the region of the rear hull in which the rudder blades are arranged.
  • a rudder is understood to mean such an arrangement of the rudder blades, in which two rudder blades are aligned vertically in a common plane and two rudder blades are aligned horizontally in a common plane in normal horizontal floating or floating position of the submarine.
  • the submarine has a real or rounded quadrangular outer cross section in the region of its rear end, the outer sides of this cross section can be aligned in pairs horizontally and vertically.
  • the submarine according to the invention can have four rudder blades in the region of the rear ship, which form an X-rudder.
  • the rudder blades are at an angle of 30-60.degree.
  • at least a portion of the aft-hull may have a true or rounded quadrangular outer cross-section, with two normal corners of the true or rounded quadrangular cross-section on a vertical and the remaining two corners of the cross-section on the normal horizontal floatation and floating position of the submarine a horizontal are arranged.
  • This embodiment is advantageous in that it complicates the sonar location of the submarine.
  • the Fig. 1 and 2 show a rear ship 2 of a submarine. This rear ship 2 goes into the stern 4 of the submarine. At the rear 4 a propeller 6 is arranged. On the outside of the rear of the ship 2 four rudder blades 8 are arranged, which are each pivotable about a rudder axis A.
  • the rudder blades 8 form a rudder, wherein in the horizontal floating or floating position of the submarine two rudder blades 8 are aligned in a common vertical plane and two rudder blades 8 are aligned in a common horizontal plane.
  • the rear of the ship 2 has in the region of the arrangement of the rudder blades 8 a curved rectangular cross-section, wherein the corners of the rectangle are rounded.
  • the four regions of the rear hull 2 lying between these corners have a spherical surface with a radius of curvature R corresponding to the radius of curvature of the rear hull in the longitudinal direction.
  • the four rudder blades 8 at a rear of the ship 2 directly opposite side 10 with a to the Buckling radius R complementary radius of curvature vaulted.
  • FIG. 3 illustrated Hinterschiff 2 I differs from that in the Fig. 1 and 2 illustrated Schuschiff 2 above all to the effect that the rudder blades 8 form an X-rudder and against the rudder blades 8 at the in the Fig. 1 and 2 Rear of the ship 2 are arranged offset by an angle of 45 °.
  • the rear of ship 2 I has in the area in which the rudder blades 8 are pivotable, a curved rectangular cross section.
  • the cross-sectional contour is such that two corners of the rectangular cross-section are arranged in a horizontal vertical plane of the submarine in a common vertical plane and the remaining two corners in a common horizontal plane.
  • the rear of the ship 2 II has the shape of a quadrangular truncated pyramid, which converges in the rear 4 of the submarine.
  • the planar outer surfaces of the rear hull 2 II on each of which a rudder blade 8 II is arranged pivotable about a pivot axis A aligned normal to the respective outer surface, are aligned in such a way that that the four rudder blades 8 II form a rudder.
  • the rear of the ship 2 II directly facing sides of the rudder blades 8 II are formed corresponding to the planar configuration of the four outer sides of the rear end 2 II straight and aligned normal to the rudder axes A.
  • FIG. 6 in a cross-sectional view illustrated Schuschiff 2 III differs from that in the Fig. 4 and 5 illustrated rear end 2 II only to the effect that the truncated pyramidal rear end 2 III relative to the rear of a ship 2 II relative to a center axis of the rear of the ship 2 III is rotated by an angle of 45 °, so that the arranged on the four flat outer sides of the rear of the vessel 2 III rudder leaves II form an X-rudder.
  • FIGS. 7 and 8 show a rear hull 2 IV of a submarine with a cross-section in the shape of an equilateral triangle, which continuously decreases in the direction of the tail 4 of the submarine, so that the rear hull 2 IV essentially forms a stump of a tetrahedron.
  • the rear end 2 IV tapers in the direction of the stern 4 on its three outer sides with a curvature radius R I.
  • the same radius of curvature R I the outer sides of the cross section, on each of which a rudder blade 8 III is arranged, also to their limited rounded corners, so that the outer sides are curved in the area of the rudder blades 8 III spherically outward.
  • the rudder blades 8 III are arched at their rear side 2 IV directly facing sides in each case with a radius of curvature corresponding to the radius of curvature R I such that form no free spaces when pivoting the rudder blades 8 III between the rear end 2 IV and the rudder blades 8 III ,
  • rudder blade 8 IV has on its rear side of the ship, not directly facing side 10 I a curvature, which differs downstream of the rudder axis A of the curvature upstream of the rudder axis A.
  • the side 10 I is arched in a section upstream of the rudder axis A with a curvature radius R II and the outflow side of the rudder axis A vaulted with a curvature radius R III , wherein the curvature radius R III is greater than the curvature radius R II .
  • rudder blade 8 IV As well as the rudder blades 8, 8 II and 8 III in an angular range a of 60 ° pivotable. Accordingly, the rudder blade 8 IV on the outside of the rear of the ship in the Fig. 10 and 11 illustrated embodiment over an area X upstream of the rudder axis A and pivoted over a region Y downstream of the rudder axis.
  • the outer side of the rear nave is therefore curved spherically outward in the region X with a radius complementary to the radius of curvature R II and spherical in the region Y with a radius complementary to the radius of curvature R III arched outwards.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Unterseeboot mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Es sind Unterseeboote bekannt, die an ihrem Heck einen Propeller als Hauptantrieb aufweisen, wobei am Hinterschiff, das sich in Richtung des Hecks bei einem kreisförmigen oder ovalen Querschnitt verjüngt, Ruderblätter zur Seiten- und Tiefensteuerung angeordnet sind. Auch sind Unterwasserfahrzeuge, wie beispielsweise Torpedos, bekannt, deren Design im Heckbereich trotz eines großen Volumenquerschnitts einen günstigen Strömungsverlauf gewährleistet, insbesondere einen Strömungsabriss vermeidet. In dem Heckbereich sind umfänglich bewegliche Finnen angeordnet. Dies zeigt die US 4 919 066 B .
  • Aufgrund des sich in Richtung des Hecks des Unterseeboots verjüngenden Hinterschiffs ist es üblich, entweder die direkt zum Schiff weisende Seite der Ruderblätter mit einer Kontur auszustatten, welche mit der Kontur der Außenseite des Hinterschiffs in Richtung des Hecks korrespondiert, so dass in einer Neutralstellung der Ruderblätter keine nennenswerten Freiräume zwischen den Ruderblättern und dem Hinterschiff bestehen oder sogenannte Tothölzer zu verwenden, die in einer Neutralstellung der Ruderblätter einen ansonsten zwischen dem Ruderblatt und der Außenseite des Hinterschiffs bestehenden Freiraum ausfüllen. Bei beiden Ausgestaltungen ergeben sich allerdings dann Probleme, wenn die Ruderblätter in eine von der Neutralstellung abweichende Ruderstellung verschwenkt werden, da sich dann sowohl bei der beschriebenen Konturgebung der dem Schiff zugewandten Seite der Ruderblätter als auch bei der Verwendung von Tothölzern zwischen den Ruderblättern und der Außenseite des Hinterschiffs vergleichsweise große frei durchströmte Zwischenräume ergeben, an denen sich Strömungswirbel bilden. Die Folgen dieser Strömungswirbel sind zum einen eine verringerte Wirksamkeit der Ruder und zum anderen eine inhomogene Anströmung des Propellers. Diese führt zu einer Verringerung des Propellerwirkungsgrades und gegebenenfalls zu Propellerblattschwingungen mit damit verbundenen, bei militärischen Unterseebooten grundsätzlich unerwünschten akustischen Signaturen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Unterseeboot zu schaffen, bei dem bei Verbesserung der Ruderwirksamkeit eine inhomogene Anströmung des am Heck des Unterseeboots angeordneten Propellers aufgrund der davor am Hinterschiff angeordneten Ruderblätter verhindert oder zumindest in erheblichem Maße verringert wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Unterseeboot mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Unterseeboots ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können gemäß der Erfindung die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale für sich aber auch in geeigneter Kombination die erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 1 weiter ausgestalten.
  • Das erfindungsgemäße Unterseeboot weist in an sich bekannter Weise an der Außenseite seines Bootskörpers angeordnete Ruderblätter auf. Hierbei ist unter dem Bootskörper im Sinne der Erfindung jede Außenwandung des Unterseeboots zu verstehen. Bei den Ruderblättern kann es sich sowohl um die vorderen Tiefenruder, die z.B. an dem Turm des Unterseeboots oder an einem in normaler Fahrtrichtung des Unterseeboots vorderen Bootskörperbereich angeordnet sind, als auch um die am Hinterschiff angeordneten Seiten- und Tiefenruder handeln. Zur Verbesserung der Wirksamkeit dieser Ruder und bei den am Hinterschiff angeordneten Ruderblättern auch zur Vermeidung von Verwirbelungen an diesen Ruderblättern und zur Verhinderung einer damit ansonsten verbundenen inhomogenen Anströmung eines in Anströmrichtung der Ruderblätter hinter den Ruderblättern am Heck des Unterseeboots angeordneten Propellers sind die Außenseite des Bootskörpers und die zum Schiff weisende Seite zumindest eines der Ruderblätter und vorzugsweise aller Ruderblätter so zueinander angeordnet und ausgebildet, dass das Ruderblatt zumindest in der Neutralstellung des Ruderblatts benachbarten Schwenkbereichen freiraumfrei an die Außenseite des Bootskörpers anschließt. D. h. in einem möglichst großen Winkelbereich, beispielsweise in einem Winkelbereich von ungefähr ± 30° zu einer Neutralstellung der Ruderblätter, in dem die Ruderblätter während des Betriebs des Unterseeboots verschwenkt werden können, sind die geometrische Oberfläche der Außenseite des Bootskörpers und die Kontur der dem Bootskörper direkt gegenüberliegenden Seite der Ruderblätter so aufeinander abgestimmt, dass sich zwischen den Ruderblättern und der Außenseite des Bootskörpers kein bzw. lediglich ein im Hinblick auf Verwirbelungen zu vernachlässigender frei durchströmter Raum bildet.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zur Vermeidung von Freiräumen zwischen den Ruderblättern und dem Bootskörper besteht darin, dass die Außenseite des Bootskörpers jeweils zumindest in Teilen der Bereiche, über die die Ruderblätter schwenkbar sind, als Ausschnitt einer Rotationsfläche und vorzugsweise sphärisch gewölbt ausgebildet ist, wobei die der Außenseite des Bootskörpers zugewandten Seiten der Ruderblätter eine mit der Wölbung der Außenseite des Bootskörpers korrespondierende Wölbung aufweisen. Hierbei ist die Ruderachse der Ruderblätter zweckmäßigerweise normal zu einer an der Wölbung des Bootskörpers anliegenden Tangente ausgerichtet. Insbesondere bei sphärischer Wölbung kann die an der Außenseite des Bootskörpers ausgebildete Wölbung wahlweise positiv also konvex nach außen gewölbt sein, wobei in diesem Fall die dem Bootskörper direkt gegenüberliegende Seite der Ruderblätter konkav eingewölbt ist, oder sie kann negativ also konkav nach innen gewölbt sein, wobei dann die dem Bootskörper direkt gegenüberliegende Seite eine korrespondierende konvexe Wölbung aufweist.
  • Vorteilhafterweise sind der Wölbungsradius des sphärisch ausgebildeten Bereichs des Bootskörpers und der damit korrespondierende Wölbungsradius der der Außenseite des Bootskörpers direkt gegenüberliegenden Seite des Ruderblatts derart gewählt, dass die Übergänge von den sphärisch ausgebildeten Bereichen des Bootskörpers zu den daran angrenzenden nicht sphärisch gewölbten Bereichen des Bootskörpers möglichst fließend verlaufen, so dass keine größeren Kanten gebildet werden, welche ansonsten ungünstigstenfalls zu Strömungsabrissen führen könnten.
  • Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung zur Vermeidung von Freiräumen zwischen den Ruderblättern und dem Bootskörper ist es vorgesehen, dass die Außenseite des Bootskörpers jeweils zumindest in den Bereichen, über die die Ruderblätter schwenkbar sind, abströmseitig der Ruderachsen der Ruderblätter eine sphärische Wölbung mit einem ersten Wölbungsradius aufweist und anströmseitig der Ruderachsen der Ruderblätter eine sphärische Wölbung mit einem zweiten Wölbungsradius aufweist, wobei die der Außenseite des Bootskörpers zugewandten Seiten der Ruderblätter mit den Wölbungen der Außenseite des Bootskörpers korrespondierende Wölbungen aufweisen. Dementsprechend kann der Bootskörper in den Bereichen, über die ein ausgehend von den Ruderachsen der Ruderblätter in Richtung des Hecks des Unterseeboots weisender Teil der Ruderblätter verschwenkt wird, eine sphärische Form mit einem ersten Radius aufweisen und in den Bereichen, über die ein ausgehend von den Ruderachsen der Ruderblätter in Richtung des Bugs des Unterseeboots weisender Teil der Ruderblätter verschwenkt wird, eine sphärische Form mit einem zweiten Radius aufweisen, welcher sich von dem ersten Radius unterscheidet. Komplementär hierzu weisen die dem Bootskörper direkt zugewandten Seiten der Ruderblätter in einem von der Ruderachse in Richtung des Hecks des Unterseeboots weisenden Abschnitt eine Einwölbung mit einem ersten Wölbungsradius und in einem von der Ruderachse in Richtung des Bugs des Unterseeboots weisenden Abschnitt eine Einwölbung mit einem zweiten Wölbungsradius auf.
  • Eine weitere vorteilhafte und herstellungstechnisch besonders einfach zu verwirklichende Maßnahme zur Verhinderung von Freiräumen zwischen den Ruderblättern und dem Bootskörper beim Verschwenken der Ruderblätter besteht darin, die Außenseite des Bootskörpers jeweils zumindest in Teilen der Schwenkbereiche der Ruderblätter eben auszubilden. So können die Bereiche der Außenseite des Bootskörpers, über die die Ruderblätter anström- und abströmseitig der Ruderachse dieser Ruderblätter verschwenkt werden, als Ebenen ausgebildet sein, wobei diese Ebenen am Hinterschiff in Anpassung an dessen Verjüngung schräg zu der Längsachse des Unterseeboots ausgerichtet sein können. Zweckmäßigerweise sind hierbei die dem Bootskörper direkt zugewandten Seiten der Ruderblätter gerade ausgebildet, wobei diese geraden Seiten bezogen auf die Ruderachsen der Ruderblätter derart ausgerichtet sind, dass sich diese Seiten freiraumfrei an die ebenen Außenseitenbereiche des Bootskörpers anschließen.
  • Weiter vorteilhaft kann die äußere Querschnittskontur des Hinterschiffs zumindest im Bereich der Anordnung der Ruderblätter die Form eines echten oder abgerundeten Polygons aufweisen, d.h., der Querschnitt des Hinterschiffs kann zumindest in dem Bereich, in dem die Ruderblätter angeordnet sind, eckig ausgebildet sein, wobei die Ecken vorzugsweise abgerundet sind. Gegebenenfalls kann es von Vorteil sein, das gesamte Hinterschiff mit einem polygonalen Querschnitt zu versehen, um das Hinterschiff bei geeigneter Polygonform und Ausrichtung des Polygons mit Stealth-Eigenschaften auszustatten, die eine Sonarortung des Unterseeboots erschweren.
  • Bevorzugt richtet sich der Polygonquerschnitt des Hinterschiffs nach der Anzahl der an dem Hinterschiff angeordneten Ruderblätter. So kann das erfindungsgemäße Unterseeboot dann, wenn an dem Hinterschiff drei Ruderblätter vorgesehen sind, zumindest in dem Bereich des Hinterschiffs, in dem die Ruderblätter angeordnet sind, eine echte oder abgerundete dreieckige Querschnittskontur aufweisen, wobei an jeder der so gebildeten drei Außenseiten jeweils ein Ruderblatt angeordnet ist.
  • Weist das erfindungsgemäße Unterseeboot vier an seinem Hinterschiff angeordnete Ruderblätter auf, kann das Unterseeboot vorteilhaft zumindest in dem Bereich des Hinterschiffs, in dem die Ruderblätter angeordnet sind, eine echte oder abgerundete viereckige äußere Querschnittskontur aufweisen.
  • Zweckmäßigerweise können die vier an dem Hinterschiff angeordneten Ruderblätter ein Kreuzruder bilden. Hierbei ist unter einem Kreuzruder eine solche Anordnung der Ruderblätter zu verstehen, bei der bei normaler horizontaler Schwimm- bzw. Schweblage des Unterseeboots zwei Ruderblätter in einer gemeinsamen Ebene vertikal und zwei Ruderblätter in einer gemeinsamen Ebene horizontal ausgerichtet sind. Eine Ausgestaltung, bei der das Unterseeboot im Bereich seines Hinterschiffs einen echten oder abgerundeten viereckigen äußeren Querschnitt aufweist, können die Außenseiten dieses Querschnitts paarweise horizontal und vertikal ausgerichtet sein.
  • In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung zu einem Kreuzruder kann das erfindungsgemäße Unterseeboot im Bereich des Hinterschiffs vier Ruderblätter aufweisen, welche ein X-Ruder bilden. D. h., dass die Ruderblätter bei dieser Ausgestaltung gegenüber den Ruderblättern eines Kreuzruders jeweils um einen Winkel von 30 - 60° wie bei einem Andreaskreuz versetzt ausgerichtet sind. Bei Verwendung eines X-Ruders kann zumindest ein Bereich des Hinterschiffs einen echten oder abgerundet viereckigen äußeren Querschnitt aufweisen, wobei bei normaler horizontaler Schwimm- und Schweblage des Unterseeboots zwei Ecken des echten oder abgerundeten viereckigen Querschnitts auf einer Vertikalen und die übrigen zwei Ecken des Querschnitts auf einer Horizontalen angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ist insofern vorteilhaft, als sie die Sonarortung des Unterseeboots erschwert.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt jeweils in einer schematisch stark vereinfachten Prinzipskizze:
    • Fig. 1
    in einer Seitenansicht ein Hinterschiff eines Unterseeboots, wobei übersichtlichkeitshalber nur ein Ruder dargestellt ist,
    Fig. 2
    eine Querschnittsansicht des Hinterschiffs nach Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Querschnittsansicht eines Hinterschiffs eines Unterseeboots in einer zweiten Ausgestaltung,
    Fig. 4
    in einer Seitenansicht ein Hinterschiff eines Unterseeboots in einer dritten Ausgestaltung, wobei übersichtlichkeitshalber nur ein Ruder dargestellt ist,
    Fig. 5
    eine Querschnittsansicht des Hinterschiffs nach Fig. 4,
    Fig. 6
    eine Querschnittsansicht eines Hinterschiffs eines Unterseeboots in einer vierten Ausgestaltung,
    Fig. 7
    in einer Seitenansicht ein Hinterschiff eines Unterseeboots in einer fünften Ausgestaltung, wobei übersichtlichkeitshalber nur ein Ruder dargestellt ist,
    Fig. 8
    eine Querschnittsansicht des Hinterschiffs nach Fig. 7,
    Fig. 9
    eine Querschnittsansicht eines Hinterschiffs eines Unterseeboots in einer sechsten Ausgestaltung,
    Fig. 10
    ein Ruderblatt bei einer siebten Ausgestaltung des Hinterschiffs und
    Fig. 11
    einen Schwenkbereich des Ruderblatts nach Fig. 10.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Hinterschiff 2 eines Unterseeboots. Dieses Hinterschiff 2 geht in das Heck 4 des Unterseeboots über. An dem Heck 4 ist ein Propeller 6 angeordnet. Außenseitig des Hinterschiffs 2 sind vier Ruderblätter 8 angeordnet, die jeweils um eine Ruderachse A schwenkbar sind. Die Ruderblätter 8 bilden ein Kreuzruder, wobei bei horizontaler Schwimm- oder Schweblage des Unterseeboots zwei Ruderblätter 8 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene ausgerichtet sind und zwei Ruderblätter 8 in einer gemeinsamen horizontalen Ebene ausgerichtet sind.
  • Das Hinterschiff 2 weist im Bereich der Anordnung der Ruderblätter 8 einen gewölbt rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Ecken des Rechtecks abgerundet sind. Die vier zwischen diesen Ecken liegenden Bereiche des Hinterschiffs 2 weisen eine sphärische Oberfläche mit einem Wölbungsradius R, der dem Wölbungsradius des Hinterschiffs in Längsrichtung entspricht, auf. Korrespondierend zu dieser sphärischen Oberfläche des Hinterschiffs 2 sind die vier Ruderblätter 8 an einer dem Hinterschiff 2 direkt gegenüberliegenden Seite 10 mit einem zu dem Wölbungsradius R komplementären Wölbungsradius eingewölbt. Die sphärische Wölbung der Außenoberfläche des Hinterschiffs 2 stellt zusammen mit der korrespondierenden Wölbung der dem Hinterschiff 2 direkt zugewandten Seite 10 der Ruderblätter 8 sicher, dass sich zwischen dem Hinterschiff 2 und den Ruderblättern 8 während des Verschwenkens der Ruderblätter 8 keine Freiräume bilden können.
  • Das in Fig. 3 dargestellte Hinterschiff 2I unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Hinterschiff 2 vor allen Dingen dahingehend, dass die Ruderblätter 8 ein X-Ruder bilden und gegenüber den Ruderblättern 8 an dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Hinterschiff 2 um einen Winkel von 45° versetzt angeordnet sind. Auch das Hinterschiff 2I weist in dem Bereich, in dem die Ruderblätter 8 verschwenkbar sind, einen gewölbt rechteckigen Querschnitt auf. Korrespondierend zur Ausrichtung der Ruderblätter 8 ist die Querschnittskontur aber derart, dass zwei Ecken des rechteckigen Querschnitts bei horizontaler Schwimmlage des Unterseeboots in einer gemeinsamen vertikalen Ebene und die übrigen zwei Ecken in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind. Die zwischen den Ecken liegenden Außenseiten der Bereiche des Hinterschiffs 2I sind wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Hinterschiff 2 mit einem Wölbungsradius R sphärisch gewölbt ausgebildet, der dem Wölbungsradius R des Hinterschiffs in Längsrichtung entspricht.
  • Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Hinterschiff 2II weist einen rein rechteckigen Querschnitt mit abgerundet ausgebildeten Ecken auf, dessen Querschnittsfläche sich in Richtung des Hecks 4 kontinuierlich verringert. Dementsprechend hat das Hinterschiff 2II die Form eines viereckigen Pyramidenstumpfes, der im Heck 4 des Unterseeboots zusammenläuft. Die ebenen Außenflächen des Hinterschiffs 2II, an denen jeweils ein Ruderblatt 8II um eine normal zu der jeweiligen Außenfläche ausgerichteten Schwenkachse A schwenkbar angeordnet ist, sind derart ausgerichtet, dass die vier Ruderblätter 8II ein Kreuzruder bilden. Die dem Hinterschiff 2II direkt zugewandten Seiten der Ruderblätter 8II sind korrespondierend zu der ebenen Ausgestaltung der vier Außenseiten des Hinterschiffs 2II gerade ausgebildet und normal zu den Ruderachsen A ausgerichtet.
  • Das in Fig. 6 in einer Querschnittsansicht dargestellte Hinterschiff 2III unterscheidet sich von dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Hinterschiff 2II lediglich dahingehend, dass das pyramidenstumpfförmige Hinterschiff 2III gegenüber dem Hinterschiff 2II bezogen auf eine Mittelachse des Hinterschiffs 2III um einen Winkel von 45° verdreht ist, so dass die an den vier ebenen Außenseiten des Hinterschiffs 2III angeordneten Ruderblätter 8II ein X-Ruder bilden.
  • Die Fig. 7 und 8 zeigen ein Hinterschiff 2IV eines Unterseeboots mit einem Querschnitt in Form eines gleichseitigen Dreiecks, der sich in Richtung des Hecks 4 des Unterseeboots kontinuierlich verringert, so dass das Hinterschiff 2IV im Wesentlichen einen Stumpf eines Tetraeders bildet. Hierbei verjüngt sich das Hinterschiff 2IV in Richtung des Hecks 4 an seinen drei Außenseiten mit einem Wölbungsradius RI. Den gleichen Wölbungsradius RI weisen die Außenseiten des Querschnitts, an denen jeweils ein Ruderblatt 8III angeordnet ist, auch zu den sie begrenzenden abgerundet ausgebildeten Ecken auf, so dass die Außenseiten im Bereich der Ruderblätter 8III sphärisch nach außen gewölbt sind. Die Ruderblätter 8III sind an ihren dem Hinterschiff 2IV direkt zugewandten Seiten jeweils mit einem Wölbungsradius eingewölbt, der mit dem Wölbungsradius RI derart korrespondiert, dass sich beim Verschwenken der Ruderblätter 8III zwischen dem Hinterschiff 2IV und den Ruderblättern 8III keine Freiräume bilden.
  • Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Hinterschiffs 2IV bildet eine flach gewölbte Außenseite die Oberseite des Hinterschiffs 2IV. Das in der Fig. 9 dargestellte Hinterschiff 2V unterscheidet sich von dem Hinterschiff 2IV lediglich dahingehend, dass hier eine flach gewölbte Außenseite die Unterseite des Hinterschiffs 2V bildet und eine Ecke des dreieckigen Querschnitts des Hinterschiffs 2V nach oben weist, wodurch sich typischerweise auch die Ausrichtung der drei an den Außenseiten des Hinterschiffs 2V angeordneten Ruderblätter 8III ändert.
  • Das in der Fig. 10 gezeigte Ruderblatt 8IV weist an seiner dem nicht dargestellten Hinterschiff direkt zugewandten Seite 10I eine Wölbung auf, die sich abströmseitig der Ruderachse A von der Wölbung anströmseitig der Ruderachse A unterscheidet. So ist die Seite 10I in einem Abschnitt anströmseitig der Ruderachse A mit einem Wölbungsradius RII eingewölbt und abströmseitig der Ruderachse A mit einem Wölbungsradius RIII eingewölbt, wobei der Wölbungsradius RIII größer als der Wölbungsradius RII ist.
  • Wie der Fig. 11 zu entnehmen ist, ist das Ruderblatt 8IV, wie im Übrigen auch die Ruderblätter 8, 8II und 8III in einem Winkelbereich a von 60° verschwenkbar. Dementsprechend wird das Ruderblatt 8IV über die Außenseite des Hinterschiffs bei dem in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Bereich X anströmseitig der Ruderachse A und über einem Bereich Y abströmseitig der Ruderachse verschwenkt. Korrespondierend zur den Wölbungsradien RII und RIII der Seite 10I ist die Außenseite des Hinterschiffs daher in dem Bereich X mit einem mit dem Wölbungsradius RII komplementären Radius sphärisch nach außen gewölbt und in dem Bereich Y mit einem dem Wölbungsradius RIII komplementären Radius sphärisch nach außen gewölbt.
    • Bezugszeichenliste
    • 2, 2I, 2II, 2III, 2IV, 2V
    - Hinterschiff
    4
    - Heck
    6
    - Propeller
    8, 8II, 8III, 8IV
    - Ruderblatt
    10, 10I
    - Seite
    A
    - Ruderachse
    R, RI, RII, RIII
    - Wölbungsradius
    a
    - Winkelbereich

Claims (7)

  1. Unterseeboot, mit am Bootskörper des Unterseeboots angeordneten verschwenkbaren Ruderblättern (8, 8II, 8III, 8IV), wobei die Außenseite des Bootskörpers und die zum Schiff weisende Seite (10I) zumindest eines der Ruderblätter (8IV) so zueinander angeordnet und ausgebildet sind, dass das Ruderblatt (8IV) zumindest in zu der Neutralstellung des Ruderblatts (8IV) benachbarten Schwenkbereichen freiraumfrei an die Außenseite des Bootskörpers anschließt, wobei die Außenseite des Bootskörpers jeweils zumindest in den Bereichen, über die die Ruderblätter (8IV) schwenkbar sind, als Ausschnitt einer Rotationsfläche ausgebildet ist und wobei die der Außenseite des Bootskörpers zugewandten Seiten (10') der Ruderblätter (8, 8III) zumindest in Teilen der Schwenkbereiche eine mit einer Wölbung der Außenseite des Bootskörpers korrespondierende Wölbung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruderblatt (8IV) in einem Abschnitt anströmseitig der Ruderachse A mit einem ersten Wölbungsradius R" eingewölbt ist und abströmseitig der Ruderachse A mit einem zweiten Wölbungsradius R'" eingewölbt ist, wobei der Wölbungsradius R'" größer als der Wölbungsradius R" ist.
  2. Unterseeboot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite des Bootskörpers jeweils zumindest in den Bereichen, über die die Ruderblätter (8, 8III) schwenkbar sind, sphärisch gewölbt ausgebildet ist.
  3. Unterseeboot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Querschnittskontur des Hinterschiffs (2, 2I, 2", 2III, 2IV) des Unterseeboots zumindest im Bereich der Ruderblätter (8, 8I, 8II, 8III) die Form eines echten oder abgerundeten Polygons aufweist.
  4. Unterseeboot nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterschiff (2IV, 2V) zumindest im Bereich der Ruderblätter (8III) eine echte oder abgerundete dreieckige Querschnittskontur aufweist.
  5. Unterseeboot nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterschiff (2, 2I, 2", 2III) zumindest im Bereich der Ruderblätter (8, 8II) eine echte oder abgerundete viereckige Querschnittskontur aufweist.
  6. Unterseeboot nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterseeboot im Bereich des Hinterschiffs (2I, 2") vier Ruderblätter (8) aufweist, welche ein Kreuzruder bilden.
  7. Unterseeboot nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterseeboot im Bereich des Hinterschiffs (2III) vier Ruderblätter (8") aufweist, welche ein X-Ruder bilden.
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