NL9100231A - Vaartuig. - Google Patents

Description

Titel: Vaartuig.

De uitvinding heeft betrekking op een vaartuig voorzien van een romp, geschikt om zich snel door water voort te kunnen bewegen.

Het is bekend, dat de theoretische maximum-vaarsnelheid (rompsnel-heid) voor vaartuigen met een door het water snijdende romp (deplace-ment-schip) wordt bepaald door de Lwl (Lengte waterlijn).

De pompsnelheid in zeemijl/uur (=knopen) van deplacement-schepen komt overeen met 2,5 * 7 waterlijn lengte in meters'. Zo kan een dergelijk schip met Lwl van 15,00 m. niet sneller varen dan 9*7 knopen.

De gebruikelijke manier om een enkelromps-vaartuig van die afmeting sneller dan haar rompsnelheid te laten varen is om het vaartuig te laten planeren. Hiervoor is een groot geïnstalleerd vermogen, een relatief gering totaal scheepsgewicht, een vlakke bodem in het achterschip en een rechte spiegel die het water gemakkelijk loslaat nodig.

Zo'n planerend vaartuig komt met haar voorschip als het ware uit het water en glijdt op haar vlakke achterkant naar hoge snelheden, wanneer het grote vermogen het vaartuig over de weerstandspiek heeft heen getild (de weerstandspiek bevindt zich nabij de rompsnelheid).

Bij zeegaande vaartuigen in golven klapt haar 'vliegend schip' op elke golf die ze ontmoet, waardoor het hele vaartuig 'even los' van het wateroppervlak kan komen. Dit leidt weer tot grote versnellingen en harde klappen op de romp door het water. Gevolgen: verlies aan zeewaardigheid en enorme belastingen voor bemanning en schip. Meestal leidt dit tot een snelle aftakening van het betrokken vaartuig.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel, een vaartuig te verschaffen voorzien van een romp waarmee sneller dan de theoretisch maximale rompsnelheid kan worden gevaren zonder dat het vaartuig planeert. Hiertoe heeft de romp een voorste deel met convexe vorm en een achterste deel met concave vorm, waarbij de romphartlijn naar het rompachtereinde toe boven de waterlijn uitrijst en wordt geflankeerd door tot onder de waterlijn stekende lobben. Hierdoor wordt energie uit de hekgolf benut en aangewend ter verhoging van de vaarsnelheid van het vaartuig. Daarbij is gebleken dat het noodzakelijke voortstuwingsvermogen voor het verhogen van de snelheid tot waarden in de buurt van de theoretische maximale rompsnelheid niet exponentieel behoeft toe te nemen, zodat de vereiste omvang van de motor beperkt blijft. Het is nu zelfs mogelijk sneller te varen dan de theoretisch maximale rompsnelheid. Voorts verheft de romp zich bij de hogere vaarsnelheden nauwelijks uit het water, waardoor het vaartuig zeewaardig, stabiel en goed bestuurbaar blijft.

Ook vertoont de romp nauwelijks vertrim (achteroverhellen bij snel varen). Bij minder rustige zee snijdt de romp daarom door de golven in plaats van erop te slaan of te beuken, zodat er minder gevaar is voor schade aan de romp, terwijl de bewegingen van het vaartuig comfortabeler zijn. Hierdoor kan een vaartuig met een romp overeenkomstig de uitvinding vergeleken met de huidige snelvarende, planerende vaartuigen een hogere snelheid bij zwaar weer aanhouden. Voorts kan oa door het geringere noodzakelijke motorvermogen en het feit dat het vaartuig niet hoeft te planeren het gewicht laag blijven, hetgeen resulteert in een betere wendbaarheid en hoger acceleratievermogen in vergelijking met huidige snelvarende, planerende vaartuigen.

Het verdient de voorkeur, het voorschip van de romp de grootste waterverplaatsing te geven in vergelijking met het achterschip. Hierdoor komt het drukpunt van de romp in vergelijking met gebruikelijke snelvarende schepen ver naar voren te liggen, waardoor de kans dat de boeg in de golven duikt aanzienlijk wordt verkleind. Een dergelijke voorlijke ligging van het drukpunt is bij de huidige snelvarende vaartuigen onmogelijk.

Voorts verdient het de voorkeur, dat van het achterste, concave deel van de romp de kromming van de verticaal op hartlijn romp kleiner is dan 12 graden, en dat de vertikaal op hartlijn romp naar achteren toe na boven de waterlijn te zijn uitgekomen naar de waterlijn terugbuigt. Hierdoor blijft de grenslaagstroming aanliggen en wordt de meeste energie uit de hekgolf gehaald, zodat de toename van de vaarsnelheid het grootst is.

Het verdient eveneens de voorkeur, dat de afstand tussen de hartlijnen van de lobben op het uiterste achterste spant van de romp is gelegen in het gebied van 80% - %% van de grootste breedte op de waterlijn. Ook hierdoor wordt de meeste energie onttrokken aan de hekgolf.

Gebleken is, dat de romp volgens de uitvinding het beste voldoet wanneer de romplengte op de waterlijn is gelegen in het gebied tussen 10 m. en 75 m., de breedte op de waterlijn is gelegen in het gebied tussen 3 m. en 11,5 m., de verhouding lengte waterlijn / breedte waterlijn is gelegen in het gebied tussen 3*7 en 6,7* de verhouding lengte waterlijn/ 3/ waterverplaatsing is gelegen in het gebied tussen 5*2 en 6,6, de langsscheepse afstand van het drukkingspunt in vlak water bij trim = 0,0 m. tussen halve Lwl en 6/ van de Lwl voor halve Lwl is gelegen^ en wanneer de Lwl op hartlijn schip in vlak water bij trim = 0,0 m. en geen vaart door het water is gelegen in het gebied tussen de 80% en 90% van de totale Lwl.

In het hiernavolgende zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van enkele voorkeursuitvoeringsvormen, onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen. Hierbij toont:

Fig. 1 een perspectivisch onderaanzicht van een romp volgens de onderhavige ui tvinding,

Fig. 2 een zijaanzicht in langsdoorsnede over de hartlijn van de romp van fig. 1.

Fig. 3 een spantenplan van een romp volgens de onderhavige uitvinding.

In fig. 1 wordt getoond, hoe de vorm van de romp 1 overgaat van een convex voorschip 2 naar een concaaf achterschip 3· Daarbij welft de romphartlijn 4 naar de rompachterzijde toe omhoog, en wordt aan de rompachterzijde geflankeerd door lobben 5. 5'· Deze vorm van het achterschip 3 is nogmaals te zien in fig. 2. Daaruit valt duidelijk af te leiden, dat de romphartlijn naar het rompachtereinde toe tot boven de waterlijn uitrijst. Voorts is de kromming van deze hartlijn kleiner dan 12 graden, en buigt naar achteren toe na boven de waterlijn 6 te zijn uitgekomen naar de waterlijn 6 terug. De afstand tussen het laagste punt der lobben 5. 5' is gelegen in het gebied van 80% - 95% van de breedte waterlijn op het uiterste achterste spant (spant 0).

Over de hele romplengte wordt een grenslaagstroming in stand gehouden, en het achterschip onttrekt energie aan de hekgolf, die daardoor minder geprononceerd is dan gebruikelijk.

Het in fig. 3 getoonde spantenplan behelst een rompvorm behorende tot de onderhavige uitvinding. Fig. 3 geeft equidistante spanten weer van een romp met Lwl= 15,0 m., Bwl (breedtewaterlijn) = 4,42 m., diepgang = 1,25 m·. waterverplaatsing = 22,6 m^. In Tabel I wordt nadere informatie gegeven over de vorm van zes specifieke equidistane spanten 11 - 16 van het in fig 3 getoonde spantenplan. Hiertoe wordt per spant de vorm gedefinieerd door een serie 3e graads polynomen. Van deze vorm mag binnen een zeker tolerantiegebied worden afgeweken. Ook kan de spantvorm binnen zekere grenzen gebruikt worden voor andere romplengten, door lineair extrapoleren. Ook fig. 3 toont duidelijk, dat de romphartlijn boven de waterlijn stijgt en wordt geflankeerd door tot onder de waterlijn stekende lobben.

Het effect van de romp volgens de uitvinding kan worden geïllustreerd aan de hand van het volgende voorbeeld: Modelproven hebben aangetoond, dat voor een bekend snelvarend vaartuig met een gebruikelijke niet-planerende romp met totale Lwl = 15.0 m. de maximale vaarsnel-heid 9.7 knopen is en de romp daarbij ongeveer 10° achterover helt. Voor een vaartuig met een romp overeenkomstig de uitvinding met totale Lwl = 15,0 m. en een vergelijkbare waterverplaatsing, bestuurbaarheid, stabiliteit en vergelijkbare motorprestaties is de maximale vaarsnelheid 18 knopen, waarbij slechts 2,5° helling achterover is gemeten.

Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen, dient het duidelijk te zijn dat de uitvinding zich niet hiertoe beperkt. Ook andere uitvoeringen zijn mogelijk die behoren tot het kader zoals gedefinieerd in de hiernavolgende conclusies.

Claims (6)

1. Vaartuig voorzien van een romp (1), met het kenmerk, dat de romp is voorzien van een voorste deel (2) met convexe vorm en een achterste deel (3) met concave vorm, waarbij de romphartlijn (4) naar het rompachtereinde toe boven de waterlijn (6) uitrijst en is geflankeerd door tot onder de waterlijn stekende lobben (5).

2. Romp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de waterver-plaatsing van het voorschip (2) groter is dan die van het achterschip (3).

3. Romp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat van het achterste, concave deel (3) van de romp (1) de kromming van de verticaal op hartlijn romp kleiner is dan 12 graden, en dat de vertikaal op hartlijn romp (4) naar achteren toe na boven de waterlijn (6) te zijn uitgekomen naar de waterlijn terugbuigt.

4. Romp volgens conclusie 1, 2 of 3* met het kenmerk, dat de dwarsscheepse afstand tussen de hartlijnen der lobben (5) op het uiterste achterste spant (spant 11) is gelegen in het gebied van 80% - 95# van de grootste breedte op de waterlijn.

5· Romp volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de romplengte op de waterlijn (6) is gelegen in het gebied tussen 10 m. en 75 m., dat de breedte op de waterlijn is gelegen in het gebied tussen 3 m. en 11,5 m., dat de verhouding lengte waterlijn/breedte waterlijn is gelegen in het gebied tussen 3.7 en 6,7. dat de verhouding lengte waterlijn/^/ waterverplaatsing'" is gelegen in het gebied tussen 5,2 en 6,6, dat de langsscheepse afstand van het drukkingspunt in vlak water bij trim = 0,0 m. tussen halve Lwl en 6% van de Lwl voor halve Lwl is gelegen en dat de Lwl (Lengte waterlijn) op hartlijn schip in vlak water bij trim = 0,0 m. en geen vaart door het water is gelegen in het gebied tussen de 80# en 90# van de totale Lwl.

6. Romp voor een vaartuig volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor een vaartuig met een Lwl gelegen in het gebied van 10 - 20 m. de vorm van een deel hiervan binnen een tolerantiegebied tussen + 10 cm. en - 10 cm. wordt bepaald door zes achter elkaar gelegen equidistante spanten (11 - 16) die worden opgespannen door een reeks vloeiend in elkaar overgaande lijnen die worden bepaald door 3© graads polygonale functies, waarvan de termen a - d voor elk van die spanten zijn gegeven in Tabel I.