NO124981B

NO124981B -

Info

Publication number: NO124981B
Application number: NO4223/68A
Authority: NO
Inventors: D Mackowiak
Original assignee: Inst Morski
Priority date: 1967-10-25
Filing date: 1968-10-24
Publication date: 1972-07-03
Also published as: FR1589896A; GB1208523A; US3570438A; SE358601B; DE1804307B2; SU506283A3; DE1804307C3; JPS4910478B1; DE1804307A1

Description

Passiv, profilert stabiliseringsfinne eller Passive, profiled stabilization fin or

slingrekjøl for dempning av rulle- og stampebevegelse wobble keel for dampening rolling and stomping motion

på skip. on ships.

Foreliggende oppfinnelse angår passiv, .'(profilert stabiliseringsfinne eller slingrekjol for dempning av rulle- og stampebevegelse på skip, som egner seg som sidekjoler eller slingrekjoler og som utstikkbare kjoler som rager utenfor skrogets kontur og virker som passive stabiliseringsfinner. The present invention relates to passive, .'(profiled stabilization fins or rocking skirts for dampening rolling and pitching movements on ships, which are suitable as side skirts or rocking skirts and as extendable skirts that protrude beyond the contour of the hull and act as passive stabilizing fins.

De tekniske losninger som for tiden er kjent når det gjelder passive stabiliseringsfinner méd uforanderlige innstillingsvinkel og stabiliseringsfinner med aktiv, foranderlig innstillingsvinkel går i det vesentlige ut på rette eller veivede sirkelbueformede profiler, slik.som på flyprofiler, som for å oppnå The technical solutions that are currently known with regard to passive stabilization fins with an unchangeable setting angle and stabilization fins with an active, changeable setting angle essentially consist of straight or curved circular arc-shaped profiles, such as on airfoils, which in order to achieve

den nodvendige stabiliseringskraft foretar bestemte oscillerende bevegelser i forhold til skipsskroget. Selv om disse losninger i enkelte tilfeller ikke oppviser dårlige stabiliseringsresultater så skjer det ved en utforelsesform av slingrekjolere ingen full ut-nyttelse av den ovre bg nedre arbeidsflate på kjolen.under stabili-seringen, noe som er .bevist ved de nyeste hydrodynamiske undersøk-elser som er gjennomfort på dette området, noe som selvfølgelig vil slå ut i en okning av skipssvingningene. Dessuten krever stabili-seringsf innene i form av aktivt utstikkbare kjoler med flyprofil hjelpeinnretninger i tillegg, i form av en gy<p>oskop-styreinnretning the necessary stabilizing force makes specific oscillating movements in relation to the ship's hull. Even if these solutions in some cases do not show poor stabilization results, in the case of an embodiment of oscillating dressers there is no full utilization of the upper and lower working surface of the dress during stabilization, which has been proven by the latest hydrodynamic investigations which has been completed in this area, which will of course result in an increase in ship oscillations. In addition, the stabilization fins in the form of actively extendable skirts with a plane profile require auxiliary devices in addition, in the form of a gyroscope control device

og et elektrohydraulisk driv-verk for den trinnvise forandring av innstillingsvinkelen på finnene. Dette betyr en vesentlig okning av prisen på stabiliseringsinnretningen og dette utelukker anskaffelse av stabiliseringsinnretninger for enkelte fartoysstorrelser. Foreliggende oppfinnelse går ut på å fremskaffe en teknisk losning for å eliminere de ovenfor beskrevne tekniske uheldige losninger og å fremskaffe en vesentlig okt effektivitet når det gjelder stabiliseringsvirkningen på slingrekjoler og utstikkbare stabiliseringsfinner og fremfor alt å sloyfe gyroskop-styreanordning-en og den elektrohydrauliske drivinnretning og å erstatte den oscillerende bevegelse på finnene ved bruk av en profilform og finner med fast innstillingsvinkel slik som det er tilfelle med slingrekjoler. and an electro-hydraulic drive for the gradual change of the setting angle of the fins. This means a significant increase in the price of the stabilization device and this precludes the acquisition of stabilization devices for certain vessel sizes. The present invention aims to provide a technical solution to eliminate the above-described technical disadvantages and to provide a significantly increased efficiency in terms of the stabilizing effect on sway skirts and extendable stabilizing fins and, above all, to slow down the gyroscope control device and the electrohydraulic drive device and to replace the oscillating movement of the fins by using a profile shape and fins with a fixed setting angle as is the case with swing skirts.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved en passiv, profilert stabilisatorfinne eller slingrekjol for demping av rulle- According to the invention, this is achieved by a passive, profiled stabilizer fin or rocker skirt for dampening roll-

og stampebevegelse på skip, anordnet ved kimingen på begge skipssider, og det karakteristiske ved oppfinnelsen består i at finnens ovre og nedre arbeidsflater konvergerer kontinuerlig eller avbrutt i retning mot baugen, og at de.har.enkelt- eller flerkrommede konkaviteter hvis bakre kanter ligger langs linjer som forloper parallelt med tverrsnittets symmetriakse eller konvergerer i retning mot baugen. De konvergerende, konkave arbeidsflater kan være anordnet symmetrisk ora tverrsnittssymmetriaksen, og bakkantene på overfor hverandre beliggende arbeidsflater ligger i et loddrett plan, eller arbeidsflatene er usymmetrisk fordelt, idet den ovre konkave arbeidsflate er forskjovet forover, slik at bakkantene på arbeidsflatene er and ramming movement on ships, arranged by the keel on both sides of the ship, and the characteristic of the invention consists in that the fin's upper and lower working surfaces converge continuously or interruptedly in the direction of the bow, and that they.have.single- or multi-chromed concavities whose rear edges lie along lines that run parallel to the symmetry axis of the cross-section or converge in the direction towards the bow. The converging, concave working surfaces can be arranged symmetrically about the cross-sectional symmetry axis, and the rear edges of the opposite working surfaces lie in a vertical plane, or the working surfaces are asymmetrically distributed, with the upper concave working surface shifted forwards, so that the rear edges of the working surfaces are

forskjovet i forhold til aksen i tverrsnittet, og den ovre flates fremkant samtidig danner finnens fremkant. offset in relation to the axis in the cross-section, and the leading edge of the upper surface simultaneously forms the leading edge of the fin.

"Oppfinnelsen skal i det folgende forklares nærmere ved hjelp av tegningen som viser forskjellige utforelseseksempler. "In the following, the invention will be explained in more detail with the help of the drawing which shows various examples of implementation.

Fig. 1 viser sett ovenfra midtdelen på et skip med passive stabiliseringsfinner, som kan være faste eller som kan være utstikkbare utenfor skipets kontur. Fig. 2 er et snitt etter linjen A-A i fig. 1 gjennom en passiv stabiliseringsfinne med delvis profilering av de to arbeidsflatene ved hjelp av konkav-konvergente krumninger og asymmetrisk fordeling av disse. Fig. 3 viser likeledes et snitt gjennom en passiv stabiliseringsfinne med speilvendte profileringer av de to arbeidsflatene ved hjelp av konkav-konvergente krumninger og asymmetrisk fordeling av disse. Fig. 4 er likeledes et snitt gjennom en passiv stabiliseringsfinne med profilering av de to arbeidsflatene ved hjelp av tre symmetriske, med hverandre forbundne konkav-konvergente krumninger, og der hoydene på bakkantene på arbeidsflatene avtar i retning mot baugen. Fig. 5 er likeledes et snitt gjennom en passiv stabiliseringsfinne med hel profilering av de arbeidsflatene ved hjelp av tre symmetrisk med hverandre forbundne konkav-konvergente krumninger og likeartet bakkanthoyde på arbeidsflatene. Fig. 6 viser en stabiliseringsfinne sett fra enden som i likhet med fig. 5 nar tre symmetrisk konkav-konvergente krumninger og forsynt med begrensningsplate. Fig. 7 viser finne ifolge fig. 6 sett ovenfra og Fig. 1 shows a top view of the middle part of a ship with passive stabilizing fins, which may be fixed or which may be extendable outside the ship's contour. Fig. 2 is a section along the line A-A in fig. 1 through a passive stabilization fin with partial profiling of the two working surfaces by means of concave-convergent curvatures and their asymmetrical distribution. Fig. 3 likewise shows a section through a passive stabilization fin with mirrored profiles of the two working surfaces by means of concave-convergent curvatures and their asymmetrical distribution. Fig. 4 is likewise a section through a passive stabilization fin with profiling of the two working surfaces by means of three symmetrical, interconnected concave-convergent curvatures, and where the heights of the rear edges of the working surfaces decrease in the direction towards the bow. Fig. 5 is likewise a section through a passive stabilization fin with complete profiling of the working surfaces by means of three symmetrically connected concave-convergent curvatures and similar trailing edge height on the working surfaces. Fig. 6 shows a stabilization fin seen from the end which, like fig. 5 with three symmetrically concave-convergent curvatures and provided with a limiting plate. Fig. 7 shows fin according to fig. 6 seen from above and

fig. 8 er et snitt gjennom en avbrudt stabiliseringsfinne med hel profilering av de to arbeidsflatene ved hjelp av tre symmetrisk, konkav-konvergente krumninger og likeartet bakkanthoyde på arbeidsflatene. fig. 8 is a section through an interrupted stabilization fin with complete profiling of the two working surfaces by means of three symmetrical, concave-convergent curvatures and similar trailing edge height on the working surfaces.

De ovenfor omtalte, profilerte stabiliseringsfinner The profiled stabilization fins mentioned above

2 til dempning av slingebevegelsen i tverr- og lengderetningen er anordnet ved et skipskrogs 1 midtdel og stikker ut til begge sider fra kimingen. Finnenes lengdesider er betegnet med 3j bredden med 4 og tykkelsen med 5. Det karakteristiske ved denne utformning som er vist i fig. 2 består i at den ovre og den nedre arbeidsflate på stabiliseringsfinnen 2 er profilert med asymmetriske, konkav-konvergente krumninger 6 og 7, slik at bakkantene 8 og 9 på disse krumninger er forskjovet i forhold til hverandre på en slik måte at krumningen på den ovre arbeidsflate 7 Pa finnen befinner seg ved den fremre del ' og forkanten 10 ligger lavere enn bakkanten 9 °g a^ fremkanten 10 på arbeidsflaten 7 danner samtidig fremkanten på stabiliseringsfinnen 2. 2 for damping the sling movement in the transverse and longitudinal direction is arranged at the middle part of a ship's hull 1 and protrudes to both sides from the keel. The longitudinal sides of the fins are denoted by 3j, the width by 4 and the thickness by 5. The characteristic of this design which is shown in fig. 2 consists in that the upper and lower working surfaces of the stabilization fin 2 are profiled with asymmetric, concave-convergent curvatures 6 and 7, so that the rear edges 8 and 9 of these curvatures are offset in relation to each other in such a way that the curvature of the upper working surface 7 of the fin is located at the front part ' and the leading edge 10 is lower than the rear edge 9 °g a^ the leading edge 10 of the working surface 7 simultaneously forms the leading edge of the stabilization fin 2.

I den andre konstruksjonslosning, ifolge fig. 3> er den ovre og nedre arbeidsflate på stabiliseringsfinnen 2 utformet symmetrisk til.tverrsnittsaksen 11' i form av konkav-konvergente krumninger 6,7o Bakkantene 8 og 9 Pa disse krumninger befinner seg i samme avstand fra symmetriaksen 11. In the second construction solution, according to fig. 3> the upper and lower working surface of the stabilization fin 2 is designed symmetrically to the cross-sectional axis 11' in the form of concave-convergent curvatures 6,7o The rear edges 8 and 9 of these curvatures are at the same distance from the axis of symmetry 11.

I den tredje konstruksjonslosning, fig. 4j er de ovre og nedre arbeidsflater på stabiliseringsfinnen 2 helt profilert ved hjelp av tre konkav-konvergente krumninger 6,7 som ligger symmetrisk i' forhold til. tverrsnittsaksen 11. Disse krumninger ér anordnet 1 retning mot baugen slik. at avstanden fra symmetriaksen 11 til bakkanten 8 og 9 på krumningene avtar i retning mot baugen, slik at tykkelsen 5 på finnen i sin helhet avtar i retning mot baugen. In the third construction solution, fig. 4j, the upper and lower working surfaces of the stabilization fin 2 are completely profiled by means of three concave-convergent curvatures 6,7 which lie symmetrically in relation to. cross-section axis 11. These curvatures are arranged 1 direction towards the bow like this. that the distance from the axis of symmetry 11 to the rear edges 8 and 9 of the curvature decreases in the direction towards the bow, so that the thickness 5 of the fin as a whole decreases in the direction towards the bow.

I det fjerde konstruksjonseksempel, fig. 5, er de ovre og nedre flater 6 og 7 Pa stabiliseringsfinnen 4 i sin helhet profilert med tre symmetriske konkav-konvergente krumninger, i likhet med losningen ifolge fig.. 4> bare med den forskjell at bakkantene In the fourth construction example, fig. 5, the upper and lower surfaces 6 and 7 of the stabilization fin 4 are entirely profiled with three symmetrical concave-convergent curvatures, similar to the solution according to fig. 4> only with the difference that the rear edges

8 og 9 ligger i samme avstand fra tverrsnittets symmetriakse 11. 8 and 9 are at the same distance from the symmetry axis 11 of the cross section.

I det femte-eksempel, fig. 6 og 7j er den ovre og-nedre arbeidsflate, på stabiliseringsfinnen 2 i sin helhet profilert med tre symmetrisk konkav-konvergente krumninger, i likhet med eksemp-let i fig. 4 °g enden av finnen er forsynt med en plate 13 som begrenser finnebredden. In the fifth example, fig. 6 and 7j, the upper and lower working surface of the stabilization fin 2 is profiled in its entirety with three symmetrically concave-convergent curvatures, similar to the example in fig. 4 °g the end of the fin is provided with a plate 13 which limits the fin width.

I det siste utforelseseksempel, fig. 8, er den nedre og ovre arbeidsflate på stabiliseringsfinnen 2 profilert med tre symmetrisk konkav-konvergente krumninger, hvis bakkanter 8 og 9 nar samme avstand fra tverrsnittsaksen 11. Her er imidlertid finnen opp-delt i skipets lengderetning ved hjelp av spalter 14, slik at det dannes en avbrudt anordning av en stabiliseringsfinne 2. Utover de losninger som er vist her, kan det tenkes ytterligere"kombinasjoner av de viste'finnekonstruksjoner» Alle de ovenfor beskrevne utforelseseksempler av passive stabiliseringsfinner.kan i praksis ha individuell anvendbarhet, avhengig av skipets storrelse og hastighet og av den In the last exemplary embodiment, fig. 8, the lower and upper working surface of the stabilization fin 2 is profiled with three symmetrically concave-convergent curvatures, whose rear edges 8 and 9 are at the same distance from the cross-sectional axis 11. Here, however, the fin is divided in the longitudinal direction of the ship by means of slits 14, so that an interrupted arrangement of a stabilizing fin 2 is formed. In addition to the solutions shown here, further "combinations of the shown fin constructions" can be imagined. All the above-described embodiments of passive stabilizing fins can in practice have individual applicability, depending on the size of the ship and speed and of it

nodvendige dempningsgrad av rulle- og stampebevegelse. necessary degree of damping of rolling and stamping motion.

Virkningen av de profilerte, passive stabiliseringsfinner både i form av slingrekjoler og som utskyvbare kjoler er folgende: Under innflytelse av de dobbeltsidige profilerte arbeidsflater på stabilisatorfinnen 2 med konkav-konvergente krumninger 6,7, for-størres, under rulling frontalmotstanden på finnen og væskestrommens angrepsvinkel mot finnen okes, noe som er i overensstemmelse med de hydrodynamiske prinsipper, og oker umiddelbart profilens bære-evne, og dette bevirker en okning av stabiliseringskraften mot bevegelser i skipet. The effect of the profiled, passive stabilizing fins both in the form of sway skirts and as extendable skirts is as follows: Under the influence of the double-sided profiled working surfaces of the stabilizer fin 2 with concave-convergent curvatures 6,7, the frontal resistance of the fin and the angle of attack of the fluid flow are increased during rolling against the fin is increased, which is in accordance with the hydrodynamic principles, and immediately increases the profile's carrying capacity, and this causes an increase in the stabilizing force against movements in the ship.

Dessuten arbeider bestandig disse passive stabiliseringsfinner med dobbeltsidige profilerte arbeidsflater med full finneflate i begge retninger, dvs. både ved krengning av skipet og ved bevegelse tilbake til likevektsstilling. In addition, these passive stabilization fins with double-sided profiled working surfaces with full fin surface always work in both directions, i.e. both during heeling of the ship and during movement back to the equilibrium position.

De profilerte, passive stabiliseringsfinner ifolge oppfinnelsen har undergått rorsok under laboratorieforhold og re-sultatet har fullt ut svart til forventningene. Blant annet kunne det fastslås at den losning som er vist på fig. 2 er særlig egnet som slingrekjol for mindre fartoyer. Losningen ifolge fig. 3, 5, 6 og 8, utfort som slingrekjoler egnet seg for midlere og storre fartoyer. Finnene ifolge fig. 3 °g 4> i form av fra skipsskroget utstikkbare en-eller flerfinnestabilatorer utmerker seg ved en hoy dempningseffekt ng vil egne seg for midlere og storre fartoyer. The profiled, passive stabilization fins according to the invention have undergone rudder yoke under laboratory conditions and the result has fully met expectations. Among other things, it could be determined that the solution shown in fig. 2 is particularly suitable as a swing skirt for smaller vessels. The solution according to fig. 3, 5, 6 and 8, designed as swing skirts suitable for medium and large vessels. The fins according to fig. 3 °g 4> in the form of single- or multi-fin stabilisers, which can be extended from the ship's hull, are distinguished by a high damping effect and will be suitable for medium and large vessels.

Claims

1„ Passive, profiled stabilizer fin or sway skirt for dampening rolling and pitching movements on ships, arranged at the keel on both sides of the ship, characterized in that the fin's upper and lower working surfaces (6,7) converge continuously or interruptedly in the direction towards the bow, and that they have single or multi-chromed concavities whose rear edges (8,9) lie along lines that run parallel to the symmetry axis (11) of the cross-section or converge in the direction towards the bow.

2. Stabilization fin according to claim 1, characterized in that the converging, concave working surfaces (6,7) are arranged symmetrically about the cross-sectional symmetry axis (11) and that the rear edges (8,9) of the opposite working surfaces lie in a vertical plane, or that the working surfaces are asymmetrically distributed, as the upper concave working surface (7) is shifted. forward, so that rear-

the edges (8,9) of the working surfaces are offset in relation to the axis (11) in the cross-section, and that the leading edge (10) of the upper surface simultaneously forms the leading edge of the fin (2).

3. Stabilization fin according to requirements 1 and. 2, characterized in that the leading edge (10) and the trailing edge (12) of the stabilization fin (2) are curved or straight.

4. Stabilization fin according to claims 1-3, characterized in that the individual parts of the concave-convergent working surfaces (6,7) are separated from each other by means of slits (14) in an interrupted arrangement of the stabilization fin.

5. Stabilizing fin according to claims 1-4, characterized in that a vertical plate (13) is arranged at the outer end which limits the width of the fin.