NO176089B - Hurtiggående båt - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en hurtiggående båt ifølge krav l's innledning.

Hensikten med oppfinnelsen er å påvirke den dynamiske trim, særlig for den fra DE-OS 31 36 715 kjente hurtiggående båt.

Denne hurtiggående båt består i hovedsaken av et båtskrog av vanlig type med skrogvegg, en forstevn, en hekk og en bunn, idet den mot vannet vendte bunnflate er plan. Fra denne bunnflate strekker det seg nedover, i sideveis avstand fra og symmetrisk om det vertikale midtskipsplan, en respektiv i områder ved bunnens fremre kant begynnende og bakover mot hekken forløpende glideskinne med flere i trappeform mot utsiden avfallende glidetrinn med vertikale trinnsidevegger og loddrett derpå anordnede trinnglideflater. Hvert glidetrinn begynner med en på tvers av midtskipsplanet anordnet forkant og danner med en flat bue en nedover og bakoverrettet anløpsglideflate, som går over i en bæreflate som stiger noe oppover. Glidetrinnenes forkanter er forskjøvet bakover innbyrdes, slik at det nærmest midtskipsplanet begynner lengst fremme. I området ved midtskipsplanet er det under bunnflaten anordnet en vertikalt nedragende kjølskinne som på begge sider har likeledes i trappeform avfallende kjøltrinn med på tvers av midtskipsplanet anordnede forkanter, vertikale sidevegger og loddrett derpå anordnede glideflater. Det sentrale kjøltrinn begynner i forstevnområdet, de sideveis kjøltrinn begynner bakenfor det sentrale. Kjøltrinnene går ut forfra med en flat bue og går så over i en oppover glatt stigende og i spiss vinkel henholdsvis skrått inn i bunnflaten innløpende trinnflate, idet kjølskinnen ender et stykke før hekken og kjøltrinnene strekker seg ulikt langt nedover, på en slik måte at det sentrale kjøltrinn strekker seg lengst bakover. Kjøltrinnene er smalere enn glidetrinnene i glideskinnene.

Ved overgangen mellom skrogsideveggene og bunnflaten eller eventuelt like over denne eller like under er det anordnet en sideveis fra sideveggene utragende, eventuelt også foran stevnen ragende baugfinne i form av en brettiignende list, hvis form - i grunnrisset - har skipsskrogform. Baugfinnen begynner bueformet eller spissbueformet, enten foran forstevnen eller går ut i fra forsteynområdet, rager sideveis ut på begge sider og løper i spiss vinkel eller flatbueaktig inn i skrogsideveggene. Baugfinnens underside ligger fortrinnsvis i samme plan som bunnflaten. Baugfinnen skal særlig medføre at båtens stampebevegelse reduseres ved inngang i anrullende bølger.

Anordningen av glideskinnené og kjølskinnen i kombinasjon med plasseringen av bunnflaten gir to ved siden av hverandre anordnede, med kjølskinnen adskilte og bakover kjegleformet avsmalnende luftekanaler, som form- og virkningsmessig svarer til den i DE-PS 20 59 087 beskrevne luftekanal.

Fra GB-PS 1.199.658 er det dessuten kjent et skroglegeme med sideveis glideskinner med trappeformet utad avtrappede glidetrinn, hvor bunnflaten, sett fra siden, begynner ved forstevnen og løper kileformet bakover og går over i en med vannlinjen parallell og plan, akterover til hekken forløpende bunnflate. Glidetrinnene begynner på samme måte som i DE-OS 31 36 715 med en rett, i rett vinkel på midtskipsplanet forløpende kant og har først bueform, men går så over i en nedad hellende kileflate. Glidetrinnene begynner likeledes forskjøvet bakover i forhold til hverandre, avsluttes imidlertid med et vertikalt bakkanttrinn, som likeledes er forskjøvet i forhold til de hosliggende, idet den innenforliggende, dvs. mot midtskipsplanet hosliggende kant avsluttes lengre forover. Således er det innerste glidetrinn det korteste, mens det ytterste glidetrinn er det lengste og strekker seg akterut til hekken. Denne glideskinneutforming egner seg ikke til vesentlig påvirkning av den dynamiske trim, fordi den virksomme glidetrinnflate på hver glideskinne reduseres mot hekken.

Den fra DE-OS 31 36 715 kjente hurtiggående båt har vist seg å svare til forventingene. Ved meget høye hastigheter opplever man imidlertid fremdeles en skråstilling av skroglegemet, slik at hekken ligger dypere enn haugen, noe som eventuelt bevirkes av baugfinnen. Man tilstreber imidlertid å holde skroglegemet mest mulig horisontalt også ved maksimal-hastigheter, fordi en slik stilling krever mindre drivenergi. Denne såkalte hydrodynamiske trim kan man ved de kjente båter på grunn av romformen til undervannsskroget bare oppnå opptil en bestemt, for det meste ennå langt unna maksimalhastigheten liggende hastighet.

Hensikten med oppfinnelsen er ved en hurtiggående båt av den innledningsvis beskrevne type å sikre den hydrodynamiske trim opp til maksimalhastigheten.

Dette oppnås ved en hurtiggående båt som angitt i krav l's innledning ved hjelp av de i krav l's karakteristikk angitte trekk.

Fordelaktige utforminger av oppfinnelsen er angitt i under-kravene.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser et sideriss av båtskroget,

fig. 2a,b,c viser sideriss av bunnplaten med varianter av kileflatene i bunnflaten og i glideskinnene,

fig. 3 viser et sideriss av båtlegemet med ytterligere varianter av kileflater i

kjølskinnen,

fig. 4 viser et riss undenifra av bunnplaten,

fig. 5 viser et sideriss av båtlegemet med et pumpe-j et-aggregat,

fig. 6 viser et riss nedenfra av en foretrukken

bunnplate for et pumpe-jet-aggregat,

fig. 7 viser ét tverrsnitt etter linjen VII-VII i

fig. 6,

fig. 8 viser et perspektivriss av båtlegemet.

fig. 9a viser et skjematisk riss nedenfra av

båtlegemet,

fig. 9b viser skjematisk flere tverrsnitt gjennom

båtlegemet uten dekksoppbygg, og

fig. 9c viser skjematisk sideriss av båtlegemet

uten dekksoppbygg.

Den gjengitte, hurtiggående båt har et båtlegeme med en forstevn 1, en hekk 2, de to skrogsidevegger 3 samt bunnplate 4 med bunnflate 5. Sideveis ved siden av og i avstand fra midtskipslanet (ikke vist) er det anordnet en respektiv glideskinne 6. De to glideskinner 6 er anordnet speil-symmetrisk om midtskipsplanet og har flere, eksempelvis fire glidetrinn 6a,b,c,d (fig. 1,3,4). Glidetrinnene 6a,b,c,d går i baugområdet ut fra bunnflaten 5 i en på tvers av midtskipsplanet anordnet kant 7 og går så med en skrått, fortrinnsvis flatbueformet nedad ragende bue 7a over i en horisontal del 7b. Glidetrinnene har minst en vertikal sideflate 8 og en loddrett derpå anordnet glideflate 9. Glidetrinnene er i tverrsnitt trappformet innbyrdes forskjøvet utover, idet de respektive innenforliggende trinn stikker dypere. Utgangs-kantene 7 er forskjøvet innbyrdes bakover, slik at de respektive innenforliggende glidetrinn starter lengre forut. Glidetrinnene løper fortrinnsvis akterut helt til hekken 2.

I området ved midtskipsplanet er det under bunnflaten 5 anordnet en kjølskinne 10 med kjøltrinn 11. Forkantene 12 til samtlige kjøltrinn 11 begynner fortrinnsvis ved siden av hverandre, idet det sentrale kjøltrinn lia begynner med en dyperestikkende, konveks bue 13a, mens de ved siden av anordnede kjøltrinn 11b begynner med en flatere bue 13b. Kjøltrinnene har, på samme måte som glidetrinnene, minst en vertikal sideflate 14 og en respektiv på tvers anordnet glideflate 15. Kjøltrinnet lia løper bakover kileformet inn i de to kjøltrinn 13b, slik at det i tilslutning dertil dannes en bredere kj øl tr innf late 16 som på sin side munner kileformet i bunnflaten 5. På samme måte kan eksempelvis også glidetrinnet 6a bakover løpe inn i glidetrinnet 6b, med en resulterende bredere flate 17. Fortrinnsvis er det ytterste glidetrinn 6d anordnet i omtrent vertikal flukt med skrog-sideveggen 3a henholdsvis 3b.

Mellom en respektiv glideskinne 6 og kjølskinnen 10 dannes det en luftekanal 20, som eksempelvis er beskrevet i DE-PS 20 59 087.

På båtskroget er det i området ved forstevnen 1 og sideveggene 3a,b anordnet en fra sideveggene utragende baugfinne 18 på den måte som er beskrevet i DE-OS 31 36 715. Baugfinnen 18 kan begynne ved forstevnen 1 og strekke seg spiss- eller rundbueformet sideveis bakover og løpe kileformet inn i skrogveggen 3a,b (fig. 8). Den kan imidlertid også begynne foran forstevnen (fig. 1,3,5). Videre kan den være utformet som en forlengelse henholdsvis utvidelse av bunnplaten 4 i det fremre område, idet da kjølskinnen og glideskinnene kan strekke seg til baugfinnens 18 underside.

Vesentlig er at den frie bunnflate i området mellom skrogets lengdemidte og hekk har en til hekken avfallende helling 19 som fortrinnsvis begynner kantløst i bunnflaten og er utformet med plant eller konkavbueformet fall. Ved en mot hellingen 19 anløpende strømning tilveiebringes det en oppdriftskraft som vokser med strømningshastigheten og løfter hekken ut av vannet. Hellingens 19 lengde og flatestørrelse samt dens kilevinkel p (fig. 2a) er slik avstemt etter kilevinke! a, lengde og flatestørrelse for anløpshellingene 7a,13a,13b på glidetrinnene 6a,b,c,d og kjøltrinnene lia,11b, samt den kileformede utforming av luftekanalene 20, særlig imidlertid også flatestørrelsen til baugfinnen 18, at det ved så godt som samtlige hastigheter vil skje en automatisk uttarering av båten, dvs. at båten alltid vil innta en horisontal flytestilling eller en bestemt, fra horisontalen bare lite avvikende flytestilling. Den oppdriftskraft som den mot anløpshellingene på skinnene og i luftekanalene trykkende strømning tilveiebringer, vil i hovedsaken virke mot for-skipet, mens den av den mot hellingen 19 virkende strømning tilveiebragte oppdriftskraft vil virke mot båtens hekkområde og kompensere for den førstnevnte oppdriftskraft. Det dynamiske oppdriftskraft-tyngdepunkt forblir altså automatisk på det sted hvor angrepspunktet for en horisontal båt-flytestilling ligger. Båten vil ved horisontal flytestilling ved økende hastighet henholdsvis økende strømningskraft løftes lengre ut av vannet. Det er overraskende at båten ved høye hastigheter ikke "suger seg fast" med hekken.

For å understøtte hellingens 19 virkning kan det i glidetrinnenes hekkområde likeledes være anordnet en helling 21 (fig. 1,2c). Fig. 2a og 2b viser derimot stigende (fig. 2a) henholdsvis horisontale (fig. 2b) skinneforløp i hekkområdet. Særlig virksom vil hellingene 21 være dersom to eller flere glideskinner 6a,b,c,d går over i hverandre i hekkområdet og eksempelvis danner den større flate 17 (fig. 4).

Ved en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen går også kjølskinnen over i en avfallende helling 22 i sitt bakre område, slik at det fremkommer en oppadgående bakkant 23 (fig. 3,4).

I hovedsaken bevirker imidlertid den nye helling 19 en kompensering av den av baugfinnen under påvirkning av en strømning ekstra tilveiebragte oppdrift.

Hellingene 21 gir også en synergistisk effekt til den ønskede oppdriftskraft. Dette fordi disse hellinger i betraktelig grad vil understøtte den virkning som båtens ror utøver. Glidetrinnene tilveiebringer en vannfortrengning på tvers av fartsretningen utad, som et slags kaskadevannfall. Denne kaskadeeffekt er særlig sterk i området ved hellingene 21. Derfor er der også den fra siden mot båten virkende motkraft større enn lenger forut. Når roret legges vil båten som kjent legge seg i kurven, dvs. i den retning hvor den skal gå. Først deretter kommer sentrifugalkraften til virkning og tenderer til å skyve båten i motretningen ut av kurven. I den første fase, når båten legger seg i kurven, vil det på kurvesiden bevirkes en større kaskadeeffekt og det tilveie-bringe en dermed forbundet høyere, fra utsiden på tvers av fartsretningen mot båten virkende kraft som trykker båten til siden i hekkområdet og dermed understøtter rorvirkningen. Båten dreier seg raskere og med en mindre radius.

Ifølge en særlig, men ikke vist, for den er lett forståelig, utførelsesform av oppfinnelsen, er det sørget for en innretning som bærer hellingene 19, idet denne innretning er anordnet nedsvingbar ved båtens bunn om en horisontal, på tvers av midtskipsplanet anordnet og fortrinnsvis ved begynnelsen av hellingen 19 liggende akse. Det kan her eksempelvis dreie seg om en kileformet tilleggsdel som kan stilles med mekaniske midler eller motormidler, slik at hellingen 19 kan svinges dypere. Derved muliggjøres en tilpassing av oppdriftskraften til eksempelvis andre last-situasjoner for båten.

En ytterligere utforming av oppfinnelsen er en hvor man har samme utforming for glidetrinnene og eventuelt også for kjøltrinnene.

Den nye hurtiggående båt egner seg særlig for et i og for seg kjent vann-jet-aggregat. Et slikt aggregat suger vannet inn under skipsbunnen ved hjelp av et løpehjul. I et krummet løp pådras så vannet med energi og støtes ut i en vinkel på ca. 15° under bunnen. Aggregatet er bygget inn i en såkalt brønn, hvis underkant flukter med båtbunnen. Motoreffekten omdannes til skyvkraft som benyttes både til fremdrift og styring i alle retninger. Fartøy som er forsynt med et slikt aggregat, har meget god snuevne. Det har hittil bydd på problemer å utruste hurtiggående båter med et slikt aggregat, fordi man ved disse båter ikke har hatt tilstrekkelig vann-trykk ved båtbunnen. Hellingene 19, særlig dersom disse er stillbare, vil imidlertid bevirke en trykkøking, slik at man får optimale betingelser for bruk av et vann-jet-aggregat. Fig. 5 viser eksempelvis en anordning av et slikt agrregat 24 i forbindelse med en hurtiggående båt ifølge oppfinnelsen.

En særlig utforming av glideskinnene 6 vises i fig. 6 og 7. Denne utførelse egner seg særlig for anvendelse av to i glidetrinnenes hekkområde anordnede vann-jet-aggregat. Det dreier seg om et relativt de andre glideskinnene bredere glidetrinn 6b, i hvis hekkområde det er anordnet et aggregat 24. Glidetrinnet 6b har den beskrevne helling 21. Ved glidetrinnets to ytterkanter er det loddrett nedad og med utgangspunkt omtrent på lengdemidten, anordnet bakover forløpende, kileformede vannledesteg 25. Disse bevirker en høyere strømningshastighet, slik at vanntrykket økes ytterligere i området ved aggregatene 24. Stegene 25 slutter like før aggregatene 24. Særlig fordelaktig er det dersom det i tilknytning til stegene 25 er sørget for at hellingen 21 går brattere enn tidligere nedover (ikke vist).

Det vil være hensiktsmessig dersom hellingene 19,21,22 ikke bare stammer fra en skråning av kanaltaket i det fremre området av båten, men tar utgangspunkt i lengdemidtområdet til eksempelvis båtens bunnplate 4. Det vil da - sett fra siden - eksempelvis fremkomme en sinuskurve når det fremre kanaltak har konveks bueform, eller en nedad knekket og brattere helling, dersom det fremre kanaltak går skrått nedover.

Fig. 1,2a,b,c,,3,5 og 9c viser skjematiske sideriss hvor hellingen 19, som man vanligvis ikke vil kunne se i side-risset, er vist med en fullt opptrukket linje, for bedre tydeliggjøring av oppfinnelsen. Fig. 9a,b,c viser vesentlige trekk ved oppfinnelsen. Vist er den statiske flytetilstand, dvs. båtens stilling når den ligger stille i vannet. Båtens vekt er i kombinasjon med de oppdriftskrefter som virker mot undervannsskroget, dimensjon-ert slik at de fremre anløpshellinger (vinkel a) eller i det minste delområder av anløpshellingene på kjølskinnen 10 og glideskinnene 6 vil være plassert over vannlinjen 26 (fig. 9c) og så går ned i vannet i området mellom forkanten og lengdemidten av bunnplaten 4. I området ved lengdemidten av bunnplaten 4 vil samtlige skinner befinne seg under vann. Dessuten vil kanaltaket henholdsvis den fremre bunnflate 5 befinne seg over vannlinjen 26 i fra bunnplatens 4 fremre kant og omtrent til bunnplatens lengdemidte og vil sammen med vannlinjen 26 danne et mot bunnplatens 4 lengdemidte avsmalnende kilerom. I tilknytning til kanaltaket henholdsvis bunnflatens 5 neddykking i vannet går bunnflaten 5 som helling 19 videre bakover, helt til enden av bunnplaten 4. Fig. 9c viser idealisert dessuten også en noe dypereliggende vannlinje 26a, som fremkommer ved høy hastighet. Det er her vesentlig at hellingen 19 allikevel strekker seg ned under vannlinjen 26a, dvs. fuktes av vannet. Båtens flytestilling er vist skjematisk i fig. 9b. Det dreier seg om skjematiske tverrsnitt på det sted av båtskroget som ligger overfor stedet i fig. 9c. Fig. 9a,b og c hører forsåvidt sammen, da fig. 9b viser respektive tverrsnitt på det sted som på tegningen befinner seg i samme høyde i fig. 9a og 9c. Man vil erkjenne at hellingen 19 alltid er plassert i det minste med delområder under vann og at i det minste et ytre trinn på glideskinnene 6 er anordnet over vannlinjen 26. Denne tilstand vises av det øvre tverrsnitt sammenlignet med det nedre tverrsnitt i fig. 9b. Glideskinnetrinnene 6d befinner seg over vannlinjen, mens hellingen 19 ligger i vannet.

Denne anordning av skinnene for plasseringen av hellingene 19 sikrer en utløfting av båtskroget når det dynamtiske trykk under kjøring virker på hellingen 19 og vipper båtskroget forover. Vannet vil da treffe på den ennå ikke våte flate av skinnen 6b og vil gi en utlignende oppdrift, slik at båten kan løftes ytterligere ut av vannet i en tilnærmet horisontal stilling, dvs. at vannlinjen forskyves nedover (vannlinjen 26a).

Er hellingen 19 plassert under vann, vil den også motvirke en krenging av båten, fordi vannets dynamiske trykk under fart vil virke sterkere på den tverrvippede flate av hellingen 19.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen går kantene til skinnene 10 og 6 parallelt med midtskipsplanet.

Claims (15)

1. Hurtiggående båt, med et båtskrog med en forstevn (1), en hekk (2), to sidevegger samt en bunnplate (4) med en bunnflate (5), idet det på bunnflaten (5) sideveis er anordnet en respektiv glideskinne (6) med glidetrinn (6a-d), og det mellom glideskinnene (6) dannes minst en luftekanal (20), og bunnflaten (5) som skråflate begrenser et kileformet rom med vannlinjen, karakterisert ved at bunnflaten (5) har en omtrent ved båtens lengdemidte begynnende og mot hekken nedad skrånende ekstra helling (19).

2. Hurtiggående båt ifølge krav 1, karakterisert ved at hellingen (19) går kantløst ut fra bunnflaten (5).,

3. Hurtiggående båt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hellingen (19) er sammensatt av flere på hverandre radede hellinger, idet hver slik helling har en - større vinkel (<g>) enn den forangående.

4. Hurtiggående båt ifølge krav 1 og/eller 2, karakterisert ved at hellingen er utformet konkavt bueformet.

5 . Hurtiggående båt ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at hellingens (19) kilevinkel (3) omtrent svarer til glidetrinnenes (6a,b,c,d) kilevinkel (a).

6. Hurtiggående båt ifølge et av kravene 1-5, k a r a k-terisert ved at glideflatene (9) på glidetrinnene (6a-d) stiger bakover i det respektive bakre område.

7 . Hurtiggående båt ifølge et eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at det i hekkområdet til i det minste et glidetrinn (6a,b,c,d) er anordnet en helling (21).

8. Hurtiggående båt ifølge krav 7, karakterisert ved at to eller flere glidetrinn (6a,b,c,d) går kantløst over i hverandre i hekkområdet og danner en større flate (17).

9. Hurtiggående båt ifølge et eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at det på bunnflaten (5) i midtskipsplanet er anordnet en kjølskinne (10) med kjøltrinn (lia,11b ).

10. Hurtiggående båt ifølge krav 9, karakterisert ved at kjølskinnen (10) i det bakre område har en avfallende helling (22) med en oppovergående bakkant (23).

11. Hurtiggående båt ifølge et eller flere av kravene 1-10, karakterisert ved at hellingen (19) er anordnet på en innretning som er anordnet svingbart nedad på båtens bunn, om en horisontal og på tvers av midtskipsplanet anordnet, fortrinnsvis ved begynnelsen av hellingen liggende akse.

12. Hurtiggående båt ifølge krav 11, karakterisert ved at hellingen er anordnet på en kileformet tilleggsdel som kan svinge ved hjelp av mekaniske midler eller motormidler.

13. Hurtiggående båt ifølge et eller flere av kravene 1-12, karakterisert ved at hellingen (19) alltid er anordnet under vannet, både i den statiske flytetilstand såvel som i den dynamiske flytetilstand.

14. Hurtiggående båt ifølge et av kravene 1-12, karakterisert ved at hellingen (19) alltid i det minste med delområder er plassert under vannet.

15 . Hurtiggående båt ifølge et eller flere av kravene 1-14, karakterisert ved at lengdekantene til skinnene (10 og 6) henholdsvis deres trinn, går parallelt med midtskipsplanet.