NL8901043A

NL8901043A - Ship motion-damping system - has trim flaps subjected to lengthwise and transverse forces when tilted downwards

Info

Publication number: NL8901043A
Application number: NL8901043A
Authority: NL
Original assignee: Mattheus Theodorus Koop
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1990-11-16

Abstract

The motor ship motion-damping system has trimmer flaps (2', 3') mounted at opposite sides near the stern. These tilt up and down on transverse axes from the middle position. When tilted downwards, the force entered on the flaps when travelling ahead is composed of one running aft parallel to the axis of the ship, and one acting in the transverse direction.

Description

Korte Aanduiding: Inrichting voor slingerdemping van scheepsbewegingen.Brief Designation: Device for roll damping of ship movements.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor slingerdemping van scheepsbewegingen,in het bijzonder voor motorschepen, waarbij aan weerszijden van de langshartlijn van het schip nabij de achterzijde van het schip trimklappen zijn aangebracht welke met behulp van een aandrijfmechanisme om zich dwars op de langshartlijn van het schip uitstrekkende zwenkassen vanuit een middenstand omhoog en omlaag te zwenken zijn.The invention relates to a device for the damping of ships' movements, in particular for motor ships, in which trim flaps are arranged on either side of the longitudinal centerline of the ship near the rear of the ship and which, by means of a drive mechanism, are arranged transversely to the longitudinal axis of the ship. pivot axes extending from a center position can be pivoted up and down.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8402950.Such a device is known from Dutch patent application 8402950.

Bij dergelijke gebruikelijke inrichtingen zijn de trimklappen veelal zwenkbaar om scharnierassen,die nabij de achterzijde van de bodem zijn opgesteld en zich evenwijdig aan de vlakke delen van de bodem uitstrekken,dat wil zeggen vanaf de buitenzijde van het schip schuin naar beneden in de richting van de langshartlijn van het schip verlopen.In such conventional devices, the trim flaps are often pivotable about pivot shafts disposed near the rear of the bottom and extending parallel to the planar portions of the bottom, i.e., from the outside of the ship downwardly in the direction of the longitudinal axis of the ship.

Bij gebruik van dergelijke klappen ten behoeve van slingerdemping is geblekei dat hierbij ten gevolge van de in horizontale richting op een naar beneden gezwenkte trimklap werkende kracht hinderlijke stuureffecten optreden.When using such impact dampers, it has been found that, as a result of the force acting horizontally on a trim flap swiveled down, annoying steering effects occur.

Met de uitvinding wordt beoogd een inrichting van bovengenoemde soort te verkrijgen,waarbij het optreden.van dergelijke stuureffecten kan worden tegengewerkt.The object of the invention is to obtain a device of the above type, in which the occurrence of such control effects can be counteracted.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt doordat de trimklappen zodanig zijn uitgevoerd,dat indien een trimklap omlaag gezwenkt is vanuit de middenstand tijdens vooruit varen de in horizontale richting door het water op de trimklap uitgeoefende kracht is samengesteld uit een ontbondene ,die in achterwaartse richting evenwijdig aan de langshart-lijn van het schip werkt en een loodrecht op de langshartlijn van het schip verlopende ontbondene ,welke werkt in een van de langshartlijn afgekeerde richting.According to the invention this can be achieved in that the trim flaps are designed such that if a trim flap is swung down from the middle position during forward travel, the force exerted horizontally by the water on the trim flap is composed of a decomposed, which is parallel in reverse direction working on the longitudinal axis of the vessel and a decomposed perpendicular to the longitudinal axis of the vessel, which operates in a direction away from the longitudinal axis.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van bijgaande figuren.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures.

Figuur 1 toont schematisch een scheepsromp,welke aan de achterzijde is voorzien van een tweetal trimklappen.Figure 1 schematically shows a hull, which is provided with two trim flaps at the rear.

Figuur 2 toont schematisch een zijaanzicht op een deel van de in figuur 1 afgebeelde scheepsromp.Figure 2 schematically shows a side view of a part of the ship's hull shown in Figure 1.

Figuur 3 toont schematisch de opstelling van bekende trimklappen, verzwenkt vanuit de middenstand.Figure 3 schematically shows the arrangement of known trim flaps swiveled from the middle position.

Figuur 4 toont schematisch een zijaanzicht op een van de in figuur 3 weergegeven trimklappen.Figure 4 schematically shows a side view of one of the trim flaps shown in Figure 3.

Figuur 5 toont schematisch een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding met de trimklappen verzwenkt vanuit de middenstand.Figure 5 schematically shows a first exemplary embodiment of the construction according to the invention with the trim flaps pivoted from the middle position.

Figuur 6 toont schematisch een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.Figure 6 schematically shows a second embodiment of the construction according to the invention.

Figuur 7 toont schematisch een derde uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.Figure 7 schematically shows a third embodiment of the construction according to the invention.

Figuur 8 toont schematisch op grotere schaal in perspectief een bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 7 toegepaste trimklap.Figure 8 schematically shows on a larger scale in perspective a trim flap used in the embodiment according to figure 7.

In figuur 1 is schematisch een scheepsromp 1 weergegeven.Figure 1 schematically shows a hull 1.

Ten gevolge van wind en/of waterbewegingen kan de scheepsromp gaan slingeren om de langshartlijn of Y as, gaan stampen om de horizontaal en loodrecht op de langshartlijn verlopende X as,en gaan gieren om de verticaal verlopende Z as.As a result of wind and / or water movements, the hull may swing about the longitudinal axis or Y axis, stamping about the X axis running horizontally and perpendicular to the longitudinal axis, and yawing about the vertically extending Z axis.

Voor het dempen van scheepsbewegingen,zoals het rollen en stam pen wordt gebruik gemaakt van aan de achterzijde van de romp,en aan weerszijden van de langshartlijn opgestelde trimklappen 2 en 3,welke vanuit een middenstand omhoog en omlaag kunnen worden gezwenkt om zich dwars op de langshartlijn Y uitstrekkende zwenkassen,zoals schematisch in figuur 1 aangeduid met de pijlen A en B.To dampen ship movements, such as rolling and stamping, use is made of trim flaps 2 and 3 arranged on either side of the longitudinal centerline, which can be swiveled up and down from a central position to transverse the longitudinal axis Y pivot axes, as schematically indicated in Fig. 1 by arrows A and B.

Bij de gebruikelijke constructies,zoals bijvoorbeeld omschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8402950 strekken deze zwenkassen waarom de trimklappen 2 en 3 verzwenkbaar zijn zich bij de gebruikelijke uitvoeringen evenwijdig aan de vlakke bodemdelen 4 en 5 uit,dus vanaf de zijkanten van de romp van het schip schuin naar beneden in de richting van de langshartlijn Y van het schip.In the usual constructions, as for instance described in Dutch patent application 8402950, these pivot axes, why the trim flaps 2 and 3 are pivotable, extend parallel to the flat bottom parts 4 and 5 in the usual embodiments, i.e. from the sides of the hull of the ship at an angle down towards the longitudinal axis Y of the ship.

Gebruikelijk staan in een middenstand de trimklappen zodanig, dat zij een weinig achterwaarts naar beneden hellen,bijvoorbeeld onder een hoek van 2° ten opzichte van de horizontaal,zoals voor de trimklap 2 schematisch in figuur 2 is aangeduid.In a central position, the trim flaps are usually positioned so that they slope downwards a little backwards, for instance at an angle of 2 ° with respect to the horizontal, as is indicated schematically in figure 2 for the trim flap 2.

Bij slingerdemping worden vanuit deze middenstand met behulp van een geschikt regelinrichting, die hier niet nader zal worden beschreven, daar een dergelijke regelinrichting op zich bekend is en geen onderdeel van de uitvinding vormt,de trimklappen om de zwenkassen verzwenkt,waarbij veelal de ene trim-klap naar beneden en de andere trimklap omhoog wordt gezwenkt.With roll damping, the trim flaps are pivoted about the pivot shafts from this central position with the aid of a suitable control device, which will not be described in more detail here, since such a control device is known per se and does not form part of the invention. flip down and the other trim flap is swung up.

Zoals schematisch in figuur 3 is aangeduid zal bij de tot nu toe gebruikelijke constructies op de naar beneden verzwenkte trimklap 2 een liftkracht L worden uitgeoefend,welke kan worden ontbonden in een verticale kracht V en een horizontale kracht,welke een ontbondene H1 heeft, die loodrecht op de langshartlijn Y van het schip is gericht en een ontbondene H2,welke zich evenwijdig aan de langshartlijn Y van het schip uitstrekt (figuur 3 en 4). Zoals uit figuur 3 en 4 blijkt is de horizontale ontbondene H1, die op de achterzijde van de romp van het schip inwerkt,in de richting van de Langshartlijn Y van het schip gericht,terwij l de ontbondene H2 naar achteren is gericht.As schematically indicated in Figure 3, the hitherto usual constructions will exert on the downwardly pivoted trim flap 2 a lifting force L which can be decomposed into a vertical force V and a horizontal force having a decomposed H1 which is perpendicular is directed at the longitudinal axis Y of the ship and a decomposed H2 which extends parallel to the longitudinal axis Y of the ship (Figures 3 and 4). As shown in Figures 3 and 4, the horizontal decomposed H1 acting on the rear of the ship's hull is oriented toward the longitudinal axis Y of the ship, while the decomposed H2 is directed backward.

Het zal duidelijk zijn,dat deze beide krachten op het schip een kracht uitoefenen,welke gezien in figuur 1 de voorzijde van het schip naar links tracht te sturen.It will be clear that both these forces exert on the ship a force which, seen in figure 1, tries to steer the front of the ship to the left.

Zoals verder schematisch in figuur 3 is aangeduid wordt daarbij gelijktijdig op de dan veelal enigszins omhoog gezwenkte trimklap 3 een neerwaartse liftkracht L' uitgeoefend,welke onder meer een ontbondene Hl' heeft,die in dezelfde richting werkt als de ontbondene H1 van de in horizontale richting op de trimklap 2 uitgeoefende kracht. De ontbonde-nen H1 en H1' versterken elkaar dus. Weliswaar zal op de trimklap 3 ook een horizontale kracht in achterwaartse richting worden uitgeoefend, maar deze kracht is niet van zodanige grootte,dat deze de bovengenoemde neiging van het schip om gezien in figuur 1 om de Z-as zodanig te gaan verdraaien dat de kop van het schip naar links beweegt,tegen te gaan.As further schematically indicated in Figure 3, a downward lifting force L 'is exerted simultaneously on the trim flap 3, which is often swung slightly upwards, and which, inter alia, has a decomposed H1', which acts in the same direction as the decomposed H1 of the horizontal direction. force applied to trim tab 2. The decomposed H1 and H1 'thus reinforce each other. Although the trim flap 3 will also exert a horizontal force in the rearward direction, but this force is not of such magnitude that it turns the above-mentioned tendency of the ship, as seen in Figure 1, to rotate the Z-axis such that the head of the ship to the left, counter.

Dergelijke bij de bekende constructie optredende stuureffecten hebben het algemeen gebruik van dergelijke trimklappen tegengegaan.Such control effects occurring in the known construction have prevented the general use of such trim flaps.

vVolgens een eerste oplossing voor slinqerdempinq volgens de uitvinding weergegeven in fiquur 5 ziin nu de in hoofdzaak vlak uitoevoerde trimklappen 2' en 3' verzwenkbaar om scharnierassen 6 resp.7,welke zich vanaf de desbetreffende zijkant van de romp van het schip schuin omhoog in de richting van het Langsmiddenvlak van het schip uitstrekken.According to a first solution for slinqerdempinq according to the invention shown in Figure 5, the substantially flat trim flaps 2 'and 3' are now pivotable about pivot shafts 6 and 7, which are inclined upwards from the relevant side of the ship's hull. extend towards the longitudinal center plane of the ship.

Zoals in figuur 5 is aangeduid is daardoor een zodanige opstelling verkregen,dat de liftkracht L" op een naar beneden gezwenkte trimklap 2' een zich· (loodrecht op de Langsmiddenas Y van het schip ontbondene H" heeft,welke niet zoals bij de tot nu toe gebruikelijke constructie een kracht uitoefent op de romp van het schip gericht naar de langshartlijn van het schip,maar een kracht uitoefent op het schip,die van de langs-hartlijn is afgericht.Deze ontbondene in horizontale richting versterkt dus niet de stuurkracht opgewekt door de horizontale ontbondene van de liftkracht in de langsrichting van het schip,maar werkt deze stuurkracht tegen.As indicated in figure 5, this has resulted in an arrangement such that the lifting force L "on a trim flap 2 'swiveled downwards has an H" (perpendicular to the longitudinal center axis Y of the ship) which is not decomposed as with the hitherto In a customary construction, a force is applied to the hull of the ship facing the longitudinal axis of the ship, but it exerts a force on the ship that is directed away from the longitudinal axis, so that decomposed in the horizontal direction does not increase the steering force generated by the horizontal decomposition of the lifting force in the longitudinal direction of the ship, but counteracts this steering force.

Zoals verder uit figuur 5 blijkt heeft de op de omhoog gezwenkte trimklap inwerkende liftkracht in neerwaartse richting een zich loodrecht op de langshartlijn van het schip uitstrekkende ontbondene in horizontale richting,die in de richting van de langshartlijn is gericht, maar bij juiste dimensionering en vormgeving van de trimklappen kan toch worden bewerkstelligd,dat de diverse ontbondenen in het horizontale vlak elkaar althans nagenoeg compenseren en dus ongewenste stuur-krachten,welke ertoe neigen het schip om de Z-as te laten gieren althans nagenoeg niet zullen optreden.As further shown in Figure 5, the downwardly acting lift force acting on the upwardly pivoted trim flap has a decomposed in a horizontal direction extending perpendicularly to the longitudinal axis of the ship, which is oriented in the direction of the longitudinal axis, but with correct dimensioning and shaping of the trimming flaps can nevertheless be effected so that the various decomposed in the horizontal plane at least virtually compensate each other and thus undesired steering forces, which tend to at least practically not cause the ship to yaw around the Z-axis.

Een andere uitvoering om dit effect te bewerkstelligen is weergegeven in figuur 6.Another embodiment to achieve this effect is shown in figure 6.

Zoals schematisch in deze figuur is weergegeven zijn hier aan de onderzijden van de trimklappen 2 en 3 zich naar beneden toe uitstrekkende schotten of hulproertjes 8 en 9 bevestigd,welke zich vanaf hun voorrand schuin naar achteren in de richting van de Langshartlijn van het schip uitstrekken. Bij voorkeur neemt daarbij de hoogte van deze schotten of hulproertjes 8 en 9 van voor naar achteren geleidelijk toe.As shown schematically in this figure, downwardly extending bulkheads or auxiliary rudders 8 and 9 are attached to the undersides of the trim flaps 2 and 3 and extend obliquely rearwardly from their leading edge towards the longitudinal axis of the ship. Preferably, the height of these partitions or auxiliary rudders 8 and 9 gradually increases from front to back.

Het zal duidelijk zijn,dat bij het vooruit varen van het schip het aanstromende water op deze hulproertjes naar buiten gerichte horizontale krachten zullen uitoefenen,welke de hierboven beschreven ,de nadelige stuureffecten veroorzakende krachten zullen tegenwerken.It will be clear that as the ship advances, the inflowing water will exert outwardly directed horizontal forces on these auxiliary rudders, which will counteract the forces described above which cause the adverse steering effects.

Een derde uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding is weergegeven in figuren 7 en 8. Bij deze uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van trimklappen 10 resp.11,die ten opzichte van de romp verzwenkbaar zijn om zwenkassen,die althans in hoofdzaak zijn gelegen in door de vlakke bodemdelen 4, 5 bepaalde vlakken. Hiei— bij zijn echter de plaatvormige trimklappen,zoals in figuur 8 weergegeven, om hun lengteas getordeerd zodanig,dat althans nabij de vrije achtereinden van deze trimvlakken de het verst van de langshartlijn van het schip gelegen,zich althans in hoofdzaak in de lengterichting van het schip uitstrekkende begrenzingsrand 12 van de trimklap Lager is gelegen dan de andere dichterbij de langshartlijn van het schip gelegen en zich althans in hoofdzaak in de lengterichting van het schip uitstrekkende begrenzingsrand 13.A third exemplary embodiment of the construction according to the invention is shown in figures 7 and 8. In this embodiment use is made of trim flaps 10 and 11, which are pivotable relative to the hull about pivot axes, which are at least substantially located in the flat bottom parts 4, 5 certain surfaces. Here, however, the plate-shaped trim flaps, as shown in Figure 8, are twisted about their longitudinal axis, such that at least near the free rear ends of these trim surfaces located furthest from the longitudinal axis of the ship, at least substantially in the longitudinal direction of the ship extending boundary edge 12 of the trim flap Lower is situated than the other situated closer to the longitudinal axis of the ship and at least substantially extending the longitudinal edge of the ship.

Ook bij een dergelijke uitvoering van de trimklappen zal op de vanuit de middenstand naar beneden gezwenkte trimklap tijdens vooruit varen van het schip een in horizontaal vlak gelegen kracht oo het trimvlak worden uitgeoefend/die in een van de langshartlijn van het schip afgekeerde richting is gericht.In such an embodiment of the trim flaps, a horizontal plane force will also be exerted on the trim flap pivoted downwards from the center position during forward sailing of the ship, which direction is directed in a direction away from the longitudinal axis of the ship.

Om een weqstromen van water langs de langsranden van de trimklap tegen te gaan kan deze nog van naar beneden omgebogen kanten 14 en 15 zijn voorzien^zoals afgebeeld in figuur 8.In order to prevent a flow of water along the longitudinal edges of the trim flap, it can still be provided with downwardly bent sides 14 and 15 as shown in figure 8.

Claims

1. Apparatus for slipper damping of ship movements, in particular for motor ships, in which trim flaps are arranged on either side of the longitudinal axis of the ship near the rear of the vessel, which pivot axes extending transversely to the longitudinal axis of the vessel by means of a drive mechanism can be pivoted up and down from a center position, characterized in that the trim flaps are designed such that when a trim flap is swung down from the center position, the force exerted in the horizontal direction through the water on the trim flap during forward travel is composed of a decomposed, which runs in a rearward direction parallel to the longitudinal axis of the ship and a decomposed running perpendicular to the longitudinal axis, which operates in a direction away from the longitudinal axis.

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the trim flaps are pivotable relative to the hull of the ship about pivot axes, which extend obliquely upwards in a direction facing the longitudinal center plane of the ship.

Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that downwardly extending bulkheads or auxiliary rudders are mounted on the underside of the trim flaps and extend obliquely rearwardly in a direction towards the longitudinal center plane of the ship.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that a trim flap is twisted about its longitudinal axis, such that at least near the rear side of the trim flap the outer boundary edge extending substantially in the longitudinal direction of the ship is lower. located than the boundary edge of the trim flap in the longitudinal direction of the ship closer to the longitudinal axis of the ship.