NO340466B1 - Anordning av akterende på et fartøy med to dreibare dysepropeller - Google Patents

Description

Oppfinnelsens tekniske område

Oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for utforming av en akterende på et fartøy, der fartøyet er utstyrt med to dreibare dysepropeller og et ror eller en Voith-Schneider propeller og der fartøyet opererer i en gitt hastighet og fartøyet er gitt med hoveddimensjonene Lpp (lenge mellom perpendikulærene) og B (bredde), målt fra en konstruksjonsvannlinje, og der fartøyet har en avsmalnende akterende, en hekk og to fartøyssider.

Bakgrunn for oppfinnelsen

I det følgende vil det benyttes en del begreper innenfor skipsterminologi. Disse begrepene er definert som følgende: Fartøy en betegnelse på et transportmiddel som går til vanns, et skip eller en større båt som er egnet for bruk i rom sjø. Sjøveisreglene definerer fartøy som «enhver farkost, innbefattet farkoster uten deplasement, sjøfly og WIG-fartøy, som brukes eller kan brukes som transportmiddel på vannet». Den egentlige betydningen av begrepet er «redskap til å fare/reise med».

Skip betegner i sin moderne betydning vanligvis et større havgående fartøy, beregnet på transport av personer og/ eller gods.

Deplasement er et mål for massen av det væskevolumet som et legeme fortrenger når det flyter i en væske. Begrepet blir benyttet som et av flere mål for skipstonnasje og etter Arkimedes prinsipp svarer det til totalvekten av skip med last. Et fartøy i vann vil derfor fortrenge en vannmengde lik fartøyets deplasement.

Skrog på skip og båter er den flytende delen av skipet. Ulike typer skip har ulike skrogformer alt etter hvilket behov de har. Behovet stilles av ønsket hastighet, ønsket lasteevne, ønsket sjødyktighet. Skroget på et skip omfatter kjøl, spanter (innvendige ribber), kledning (hud), dekk og fast innredning, men ikke rigg, maskineri og ror. Skip og båter kan ha en, to eller flere skrog.

Perpendikulærene (hoveddimensjon) er et par loddrette linjer som brukes ved måling av skip. Et skips lengde oppgis gjerne som Lpp (lengde mellom perpendikulærene) eller LOA (lengde over alt). Forre perpendikulær settes loddrett gjennom det punktet der konstruksjonsvannlinjen treffer skipets skrog. Aktre perpendikulær (AP) går som en loddrett linje igjennom skipets rorstamme. Lengden mellom disse perpendikulærene kalles Lpp.

KVL konstruksjonsvannlinjen. Dette er vannlinjen skipet skal flyte på ved den lastmengden den konstrueres for.

Akter betegner den bakre delen på et skip, aktenfor tvers, dvs. alt som er bak midtskips.

Hekken er skipets bakerste del. Den delen som er under vann utformes på en slik måte at det skapes minst mulig urolig vann og bølger bak skipet

Akterspeil er den plane eller svakt konvekse flaten på tvers av lengderetningen helt akter, som finnes på mange båt- eller skipsskrog.

Linjetegning benyttes i skipsbygging for å beskrive skrogets form. Den består av tre standard deler: En profil (også kalt oppriss) som viser et lengdesnitt av skroget, et spanteriss som viser et tverrsnitt av skroget både forfra og bakfra, og et vannlinjeplan som viser horisontale snitt av skroget som går parallelt med vannlinjen. Et spanteriss er en del av en linjetegning for skip, og viser skrogets tverrsnitt sett forfra og bakfra.

Et fartøysskrog kan generelt klassifiseres i tre kategorier, ut fra formen av bunnen under vannlinjen; et deplasementsskrog for lave hastigheter, et halvt-planende skrog for mellomhastigheter, og et planende skrog for store hastigheter.

Deplasementsskroget seiler hovedsakelig under hydrostatisk trykk med bunnen senket dypt under vannlinjen. For å redusere friksjons- og bølgemotstand er skroget ofte strømlinjeformet, og har generelt et tverrsnitta real som er maksimalt ved midten og avtar gradvis mot enden av hekken. Når et skrog av denne type opereres i relativ høy hastighet, utsettes det for dynamisk trykk av vannet som søker å løfte den fremre delen opp og trekke den bakre delen ned. Ved lav hastighet blir forholdet imidlertid at vannet strømmer langs sidene, beveges bakover langs det avsmalnende akterpartiet og innover bak akterspeilet under dannelse av en hvirvel som påfører skroget en motstand som søker å trekke det bakover. Av nevnte årsaker blir fartøyer i dag ofte bygget med en optimal operasjonshastighet der skroget er utformet for gitte operasjonshastigheter som gir minst mulig motstand i vannet.

Et fartøy som beveger seg fremover i vannet må overvinne en motstand fra vannet, lik den kraft som propellen utøver, eller det som må til for å slepe fartøyet med samme fart. Motstanden har tre hovedkomponenter som beregnes atskilt: Friksjon oppstår mellom skrogets overflate (huden) og vannet. Friksjonsmotstanden er proporsjonal med fartøyets «våte flate» og omtrentlig proporsjonal med kvadratet av hastigheten. Friksjonsmotstanden avhenger også sterkt av bunnens ruhet og begroning.

Bølgemotstand, som skyldes den stadige tilførsel til vannet av bevegelsesenergi som bølgene fra skipet representerer. Bølgemotstanden avhenger av fartøyets strømlinjeform og øker med en høyere og variabel potens av hastigheten.

Formmotstand, som skyldes lokale virveldannelser bak i hekken, sveiser, nagler, propellboss, ror osv.

Normalt ansees friksjonsmotstand og bølgemotstand som de mest dominerende motstandskomponentene. Liten eller ingen vekt blir lagt til formmotstanden ved design og konstruksjon av havgående fartøyer.

Når et strømlinjeformet skrog beveger seg i en rett horisontal linje med konstant hastighet, dypt nedsenket i vann, vil det oppstå strømninger rundt skroget. Strømningene rundt skroget kan inndeles i to hovedgrupper; laminær strømning og turbulent strømning. Laminær strømning erkarakterisert vedat vannet strømmer langs glatte linjer i et ordnet forhold med minimal friksjonsmotstand. For et typisk fartøy, eksisterer laminær strømning for bare en liten avstand langs skroget. Ettersom vannet strømmer langs skroget begynner den laminære strømningen å brytes ned, bli kaotisk og godt mikset. Denne kaotiske oppførselen er referert til som turbulent strømning. Turbulent strømning erkarakterisert vedutviklingen av et lag med vann langs skroget som beveger seg i skipets hastighet. Dette vannlaget er referert til som grensesjikt som er en form for friksjonsmotstand som alle objekter i vann har. Vann molekyler nærmest fartøyet blir satt i bevegelse i skipets hastighet. For et fartøy i bevegelse, blir grensesjiktet synlig som et hvit skummende bånd langs fartøyssidene. Dersom hastigheten til fartøyet øker vil tykkelsen av grensesjiktet øke og overgangen mellom laminær og turbulent strømning vil gradvis bevege seg nærmere baugen, for derved å øke motstanden som virker på fartøyet.

Ved et punkt langs skroget vil grensesjiktet separeres fra skroget. Denne

separasjonen forekommer vanligvis i akterenden hvor skrogets krumning er for stor til at grensesjiktet klarer å forbli festet til skroget. Det dannes et «rom» mellom det glatte strømmende vannet og skroget som er fylt med hvirvler. Denne motstanden blir beskrevet som formmotstand. Strømningsseparasjonspunktet er en funksjon av

skrogets utforming og skipets hastighet. Et skrog som har glatte linjer akterenden vil ha et separasjonspunkt som er lenger akter og har en tendens til å ha et smalere grensesjikt med mindre motstand enn et skrog som har ujevnheter som gjør at strømningen blir skilt fra skroget.

Som beskrevet overfor kan formen av et skrog i stor grad påvirke omfanget av viskøs trykkmotstand som virker på skroget. Naturligvis vil et skip med kort lengde og stor bredde ha større motstand enn skip med stor lengde og liten bredde. Dessuten vil skip som er fyldigere ved baugen ha større formmotstand enn skip med smale baug. Formmotstanden som forekommer i akterenden av fartøyet vil variere ut ifra hvordan akterenden er utformet.

Det er imidlertid kjent i dag at skroget skal være strømlinjeformet slik at det blir minst mulig motstand når fartøyet beveger seg igjennom vannet. Fartøy blir ofte konstruert med tanke på deplasement og lasteevne. Det finnes også beregningsmetoder for å beregne friksjon og bølgemotstand som ansees for å være de mest dominerende av motstandskomponentene. Normalt har et deplasementsskrog et avsmalnende akterparti, dvs. bakre del av fartøyet bak midtskips smalner av mot hekken. Denne avsmalningen av akterskipet blir i mange tilfeller designet med hensyn på erfaring, tradisjon og utseende. Lite hensyn er tatt til formmotstanden for å redusere drivstofforbruket og effekt uttaket.

US 3,983,829 beskriver utformingen av akterenden til et deplasementsskrog. Skroget har en avsmalnende akterende, hvor fartøysidene har en akterlinje i et vannlinjeplan som danner en vinkel i forhold til fartøyets lengderetning. Akterlinjen tangerer en hekklinje i hekken på fartøyet, hvor hekklinjen er en linje fra et punkt under konstruksjonsvannlinjen til et skjæringspunkt på konstruksjonsvannlinjen ved minst den ene av fartøysidene.

Amdahl, J et al. Kompendium i TMR4105 - Marin teknikk 1, Institutt for marin teknikk, NTNU. Redaktør Fuglerud G., 2005, 3. utgave, 2. opplag, side 215-216 beskriver teori knyttet til strømningsforholdene rundt et skip beskriver at det er velkjent at kurvaturendringer påvirker vannstrømningen langs et skrog. I akterenden på et skip oppstår det et fenomen kalt separasjon på grunn av store endringer i kurvatur som medfører at strømlinjene «forlater» skroget. Denne separasjonen gjør at det dannes et undertrykk i området, og at det oppstår en reversert strøm i form av virvler som følger skipet, benevnt wake.

Pettersen, B. Kompendium i TMR4274 - Marin Teknikk 3 - Hydrodynamikk, Institutt for marin teknikk, NTNU, 2007, side 2.24-2,28 beskriver strømning rundt legemer og forklarer separasjonspunktet på et legeme - en funksjon av utforming og den relative hastighet mellom strømmen og legemet. Dette punktet som ligger legere akter langs skroget vil derfor gi mindre wake og motstand som følge av separasjon.

Det er følgelig et behov for en løsning i tilknytning til utforming av akterenden til et fartøy der ovennevnte problemer med formmotstand rundt akterskipet overkommes og der fartøyet kan operere mer økonomisk og med redusert brenselforbruk.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste en av ulempene ved dagens utforming av akterender på fartøy, eller i det minste skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Oppsummering av oppfinnelsen

Et overordnet problem oppfinnelsen søker å løse er å utforme en forbedret akterende for et fartøy som har en vinkel i akterenden som eliminerer formmotstanden som virker på skroget.

Et annet problem oppfinnelsen søker å løse er å redusere drivstofforbruket for et fartøy under transitt.

Enda et problem oppfinnelsen søker å løse er å tilveiebringe en utforming av akterpartiet på et fartøy som gir øket nyttelast og bedre utnyttelse av tilgengelig plass, samt tilveiebringe en stabil og sikker arbeidsplattform under aller former for offshore operasjoner.

Enda et problem oppfinnelsen søker å løse er å tilveiebringe et retningsstabilt fartøy med bedre forutsigbarhet under manøvrering.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for utforming av en akterende på et fartøy der fartøyet operer i en hastighet (V) og fartøyet er gitt med hoveddimensjonene lengde Lpp og bredde B, målt fra en konstruksjonsvannlinje, og der fartøyet har en avsmalnende akterende, en hekk og to fartøyssider.

I det etterfølgende skal en akterlinje for minst den ene av fartøyssidene forstås som en linje i et vannlinjeplan for akterenden av fartøyet med en vinkel C i forhold til skipets lengderetning og som tangerer en hekklinje i hekken på fartøyet.

I det etterfølgende skal en hekklinjen forstås som en linje fra et punkt under konstruksjonsvannlinjen i hekken, til et skjæringspunkt på konstruksjonsvannlinjen ved minst den ene av fartøyssidene.

Vinkelen C på vannlinjeplanet bestemmes ut fra hastigheten (V) til fartøyet og en konstant vannfyllingshastighet (F) 90 grader på bevegelsesretningen, med formelen tanC = V/F eller C=arctan(V/F).

Når et fartøy beveger seg igjennom vannet vil det langs skroget dannes et vannlag kalt grensesjikt som beskrevet i bakgrunnsteknikken. Ved et punkt langs skroget vil grensesjiktet separeres fra skroget. Denne separasjonen forekommer vanligvis i akterenden eller i nærheten av hekken, hvor skrogets krumning er for stor til at grensesjiktet klarer å forbli festet til skroget. Det dannes derfor et rom mellom det glatte strømmende vannet og skroget som er fylt med hvirvler. Disse hvirvlene påfører skroget en motstand som søker å trekke det bakover, det blir derfor tyngre for fartøyet å opprettholde samme hastighet. Sagt med andre ord er effekten det samme som om fartøyet sleper på vann. Vi kaller denne motstanden som medslep. Medslep er en annen betegnelse på formmotstand. Fartøyer som beveger seg fremover må altså overvinne denne ekstra lasten, i form av medslep, og dette gjøres ved å øke kraften som propellen utøver.

Et fartøy som beveger seg igjennom vannet vil fortrenge en væskemengde som er lik fartøyets deplasement. For hver skipslengde fartøyet beveger seg må det derfor «etterfylles» med vann i rommet mellom det glatte strømmende vannet og skroget, som er lik deplasementet på fartøyet. I det etterfølgende vil dette fenomenet bli beskrevet som vannfylling i akterskipet.

Et overordnet problem som oppfinnelsen søker å løse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for utforming av en akterende på et fartøy som eliminerer medslep, dvs. at fartøyet «sleper» på vann. Dette oppnås med en utforming av aktenden på fartøyet i henhold til oppfinnelsen som gir optimal vannfylling rundt akterskipet.

Vann er en væske som har bestemt volum, men ubestemt form. Vi tenker i utgangspunktet at vannet er i ro og at fartøyet beveger seg igjennom vannet. Når det oppstår en nivåforskjell i vannet vil det omkringliggende vannet forsøke å utjevne forskjellen ved hjelp av tyngdekraften, slik at vannet alltid vil bevege seg mot det laveste nivået. Et fartøy som beveger seg igjennom vannet, vil derfor for hver skipslengde fartøyet beveger seg gjennom vannet, etterlate seg en nivåforskjell lik skipets deplasement. Deplasement er et mål for massen av det vannvolumet som fartøyet fortrenger når det flyter i vann. For hver skipslengde fartøyet beveger seg må det derfor etterfylles med vann som er lik deplasementet på fartøyet. Det omkringliggende vannet vil straks prøve å utjevne denne nivåforskjellen, og det vil oppstå en vannstrøm innover mot skroget, på tvers av fartøyets bevegelsesretning. For et fartøy som beveger seg i en gitt hastighet vil det derfor oppstå en vannfylling som skjer 90 grader på bevegelsesretningen og innover mot skroget. Optimal vannfylling vil derfor eksistere i de tilfeller der vannstrømmen innover mot fartøyet treffer fartøyets skrogside og hvirveldannelse i akterenden av fartøyet unngås. Dette kan oppnås ved at fartøyets akterende er utformet for optimal vannfylling.

Dersom et fartøys utforming av akterskipet ikke tillater slik vannfylling, men at vannstrømmen inn mot skroget ikke treffer skroget, vil det oppstå hvirvler og et medslep som gjør at fartøyet blir tyngre å drive på grunn av at den «sleper» på vannet.

Optimal vannfylling kan enkelt demonstres ved hjelp av en modelltest av en taubåt. Modellen påføres våt maling langs skroget under vannlinjen. Når modellen beveger seg igjennom vannet, som i utgangspunktet er i ro, vil maling bli dratt utover i haugen og på vertikale flater. Dersom skrogets utforming i akterenden ikke tillater at grensesjiktet forblir festet inntil skroget og det dannes et «rom» med hvirvler, vil malingen i dette partiet forbli urørt. Vannfyllingen blir ikke optimal og testen viser at modellen har et medslep som er lik modellens hastighet igjennom vannet.

For et fartøy som beveger seg i en gitt hastighet vil det oppstå en vannfylling som skjer 90 grader på bevegelsesretningen og innover mot skroget. Praktiske forsøk i fullskala viser at vannets fyllehastighet er tilnærmet 5m/s (10knop) uavhengig av hastigheten til fartøyet.

I en utførelsesform i henhold til oppfinnelsen kan vannets fyllehastighet være i området 4-6 m/s, 90 grader på bevegelsesretningen til fartøyet.

I en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen, er vannets fyllehastighet

(F) konstant lik 5m/s, 90 grader på bevegelsesretningen til fartøyet.

Dette kan illustreres ved hjelp av vektorer som danner en rettvinklet trekant, der

hastigheten (V) til fartøyet er katet b, og vannets fyllehastighet (F) er katet c. Både hastigheten til fartøyet og vannets fyllehastighet er kjente faktorer. Dette gir et verktøy hvor vinkelen på vannlinjeplanet i akterskipet bestemmes ved en bestemt operasjonshastighet.

Vinkelen C på vannlinjeplanet bestemmes ut fra hastigheten til fartøyet og en konstant vannfyllingshastighet 90 grader på bevegelsesretningen, med formelen tanC = V/F eller C=arctan(V/F). Vinkelen C er vinkelen mellom en linje på vannlinjeplanet mellom lengderetningen og skrogformen i form av akterlinjen i akterenden av fartøyet.

I en utførelsesform i henhold til oppfinnelsen er hekklinjen er en linje fra et punkt i hekkens tverrsnittplan under konstruksjonsvannlinjen, til et skjæringspunkt på konstruksjonsvannlinjen ved minst den ene av fartøyssidene.

I en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen er hekklinjen en linje fra nederste punkt i AP (aktre perpendikulær) på skroget til et skjæringspunkt i konstruksjonsvannlinjen på minst den ene av fartøyssidene, og der hekklinjen ligger i hekkens tverrsnittplan. Denne hekklinjen danner også en av fartøyssidenes hekkparti eller en av sidene i akterspeilet. I henhold til oppfinnelsen vil, i et gitt vannlinjeplan, skrogets akterende (akterlinjen) ha en vinkel C i forhold til fartøyets lengderetning og tangere hekklinjen i hekken. Ved å bevege seg i ulike plan parallelt med vannlinjen er det mulig å skissere opp linjetegningene som viser horisontale snitt av skroget.

Selv om det her beskrives linjer, vektorer og rettvinklede trekanter, vil være opplagt for en fagmann at fartøyets sider og endekanter er avrundede slik at skroget er mest mulig strømlinjeformet.

I en annen utførelsesform i henhold til foreliggende oppfinnelse er hekklinjen er buet linje.

I en annen utførelsesform i henhold til foreliggende oppfinnelse er hekklinjen en linje i ulike vertikalplan, dvs. at hekklinjen har en vinkel i forhold til tverrsnittplanet. Dette betyr at hekken og akterspeilet ikke nødvendigvis må være vertikal, men også skråstilt.

I enda en annen utførelsesform i henhold til foreliggende oppfinnelse er akterlinjen en buet linje.

En akterende utformet i henhold til oppfinnelsen gir øket nyttelast og bedre utnyttelse av tilgjengelig plass i akterskipet ved at akterenden og dekket blir forholdsvis stort. Hekkpartiet gir samtidig en stabil og sikker arbeidsplattform under alle former for offshoreoperasjoner.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en anordning for en akterende på et fartøy der akterenden er utformet i henhold til overstående fremgangsmåte, og hvor anordningen videre omfatter; to dreibare dysepropeller og en mellomliggende Voith Schneider propeller for fremdrift og dynamisk posisjonering. Kombinasjonen av dreibare dysepropeller og Voith Schneider gir en stabil og sikker arbeidsplattform under alle former for offshore operasjoner.

En Voith Schneider propell er kjennetegnet ved å være både driv- og styremekanisme, slik at ror er overflødig. Voith Schneider propellen anvendes på ferger og slepebåter hvor høy manøvreringsevne er av særlig betydning. Bladene er montert vertikalt på en roterende skive som ligger i flukt med skipets bunn. Bladene vrir seg hele tiden i forhold til skiven slik at de får en passende innfallsvinkel og derved skyver vannet i ønsket retning. Ved lignende anvendelser brukes også skruepropeller som er dreibare om en vertikal akse, ofte kalt rorpropeller.

Ror kan være installert på vanlig måte, men kan også sløyfes hvis Voith Schneider propelleren brukes til å styre med. Voith Schneider propeller kan brukes til å kontrollere akterskipet i DP fordi propellen er rask til å korrigere bevegelser i x- og y-aksen. Nedsenkbare dysepropeller blir ofte for trege til å reagere på endringer i akterskipets bevegelser.

AP (aktre perpendikulær) er som beskrevet tidligere en loddrett linje igjennom fartøyets rorstamme. I henhold til en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse der det anvendes en Voith Schneider propeller, er AP definert som en loddrett linje igjennom senteraksen til Voith Scheider propelleren.

I en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen kan dysepropellene dreies fra vertikal til horisontal stilling, og gi thrust både i horisontalplanet og i vertikalplanet. I horisontal stilling kan dysepropellene brukes som aktive dempere av slingring. Dette gir en sikrere arbeidsplattform og betydelig reduksjon av tidstap ved dårlig vær.

I en utførelsesform i henhold til oppfinnelsen, er dysepropellenes innfesting til skroget vinklet i forhold til horisontalplanet for å operere fritt.

I en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen er dysepropel lenes innfesting til skroget vinklet 20 grader på horisontalplanet.

I enda en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen er Voith Schneider propellen anordnet i en utsparing i akterenden av fartøyet. I islagte farvann kan dysepropellene stilles horisontalt for å blåse bort isen, mens Voith Schneider propellen sørger for fremdrift.

I enda en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen har både Voith Schneider propellen og dysepropellene elektriske fremdriftsmotorer. Elektrisk fremdriftsmotor kan plasseres direkte på akslingen til dysepropellene. En hovedmotor kan drive begge dysepropellene under transit. Velges mekanisk kraftoverføring, mister en denne fordelen.

I en annen utførelsesform kan dysepropellene ha mekanisk frem driftssystem.

En fagmann vil være innforstått med at endelig utforming av akterenden er avhengig av plassbehov til dysepropel lenes motorer og Voith Schneider propellen.

Kort beskrivelse av tegningene

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor;

Fig. 1a - viser et snitt i et vannlinjeplan for en akterende i henhold til den foreliggende oppfinnelsen der en rettvinklet trekant illustrerer vannlinjeplanets vinkel C. Fig. 1b - viser en linjetegning av et vannlinjeplan for skroget som viser horisontale snitt av skroget som går parallelt med vannlinjen. Fig. 2a viser et tverrsnitt av et fartøy ved AP og tangelinjene som danner fartøyets hekkparti. Fig. 2b viser et spanteriss av skroget sett bakfra med dysepropellene i vertikal stilling. Fig. 2c viser et spanteriss av skroget sett bakfra med dysepropellene i tilnærmet horisontal stilling. Fig. 3 viser et fartøy med en akterende utformet i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Detaljert beskrivelse av løsningen vist i figurene

På figur 1a vises et snitt i et vannlinjeplan 14 for en akterende 11 for et fartøy 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Fartøyet er gitt med hoveddimensjonene lengde Lpp og bredde B målt fra en konstruksjonsvannlinje, KVL 19. På figuren vises vinkelen C på vannlinjeplanet 14 ut ifra hastigheten V til fartøyet og en konstant vannfyllingshastighet F. Dette illustreres ved hjelp av vektorer som danner en rettvinklet trekant der hastigheten til fartøyet V er katet b, og vannets fyllehastighet F er katet c. Vannet fyllehastighet F er konstant tilnærmet lik 5m/s, 90 grader på bevegelsesretningen og inn mot fartøyets 10 akterende 11. Vinkelen C beregnes ut med formelen tanC=V/F eller C=aretan(V/F).

En akterlinje 15 beskriver skrogets krumning i akterenden 11 i et gitt vannlinjeplan 14. En akterlinje 15 for minst den ene av fartøysidene, er en linje 15 i et vannlinjeplan 14, med vinkel C i forhold til fartøyets lengderetning, og som tangerer en hekklinje 16 i hekken 12 på fartøyet 10. Akterlinjen 15 i henhold til foreliggende oppfinnelse kan være en rett linje men også en buet linje som vist i figur 1 b.

Figur 1b viser en linjetegning av et vannlinjeplan 14 for akterenden 11 av skroget. Vannlinjeplanet 14 viser horisontale snitt av skroget som går parallelt med vannlinjen. Figuren viser en foretrukket utførelsesform i henhold til oppfinnelsen der akterlinjen 15 er en buet linje. Figuren viser en utsparing i skroget for plassering av en Voith Schneider propeller 17, og to dreibare dysepropeller 18 er festet til akterenden 11. Figuren viser også dysepropellene 18 i en horisontal stilling.

På Figur 2a vises et hekkparti 12 i AP (aktre perpendikulær) tverrsnittplan, der AP går som en loddrett linje igjennom fartøyets 10 rorstamme eller i dette tilfellet igjennom senteraksen til Voith Schneider propelleren. En hekklinje 16 er en linje 16 fra nederste punkt AP på skroget til et skjæringspunkt på konstruksjonsvannlinjen 19 ved minst den ene av fartøyssidene. Konstruksjonsvannlinjen 19 er vannlinjen fartøyet 10 skal flyte på ved den lastmengden den konstrueres for. Hekklinjen 16 danner på denne måten hekken 12 på fartøyet 10, der hekklinjene 16 på hver av fartøyssidene danner sidekantene i akterspeilet 13. Hekklinjen 16 kan være en rettlinje men også en buet linje som vist i figur 2b.

Figur 2b viser et spanteriss av skroget sett bakfra. Som vist på figuren er hekklinjen 16 en buet linje som utgjør endekantene/hjørnene i hekken 12. Hjørner og endekanter er svakt avrundet for å få en strømlinjeform. Dysepropellenes 18 innfesting til skroget vinkles 20 grader på horisontalplanet for å operere fritt.

På figur 2c vises en akterende for et fartøy i henhold til foreliggende oppfinnelse. Hekklinjen 16 vises i figur 2 som en svak buet kurve. Kanter langs skroget er avrundet og gjort strømlinjeformet. På figuren vises også ulike vannlinjeplan 14 for fartøyet i form av horisontale snitt av skroget som går parallelt med vannlinjen. Figuren viser også at dysepropellenes 18 innfesting til skroget er vinklet i forhold til horisontalplanet og at dysepropellenes kan dreises til en tilnærmet horisontal stilling.

Fartøyet på figur 1b, 2b, 2c, og 3 er utstyrt med to dreibare dysepropeller 18 og en mellomliggende Voith Schneider propeller 17. Voith Schneider propellen 17 er anordnet i en utsparing i akterenden 11 av fartøyet 10. Dysepropellene 18 kan dreies fra vertikal til horisontal stilling, og gi thrust både i horisontalplanet og i vertikalplanet. Dysepropellenes 18 innfesting til skroget vinkles 20 grader på horisontalplanet for å operere fritt, andre vinkler kan også være hensiktsmessig for innfesting av dysepropel len, avhengig av type frem driftssystem og plassbehov. I figur 2c vises dysepropellene 18 i en vesentlig horisontal stilling med thrust i vertikalplanet. Dette er spesielt hensiktsmessig ved dynamisk posisjoneringssoperasjoner, der dysepropellene 18 brukes som aktive dempere av slingring.

På figur 3 viser en tredimensjonal skisse av akterenden 11 på et fartøy i henhold til oppfinnelsen. Både akterlinjen 15 og hekklinjen 16 vises i figur 3 som en svak buet kurve. Som vist på figuren er dysepropellene vinklet 20 grader i forhold til horisontalplanet for å operere fritt. Dysepropellene 18 kan i tillegg dreies fra vertikal til horisontal stilling. Voith Schneider propellen 18 er anordnet i en utsparing i akterenden 11 slik at deler av akterspeilet 13 faller bort. Figuren viser også ulike vannlinjeplan 14 for hekkpartiet 12 på fartøyet. Hekklinjen 16 danner sidekantene i akterspeilet 13 og viser på figuren som en buet linje. Fartøyet er vist med en flat eller U- formet kjøl, alternativt kan kjølen også vær spiss eller V-formet (ikke vist).

Claims (7)

1. En anordning av en akterende (11) på et offshorefartøy som er utstyrt med to dreibare dysepropeller (18) og et ror eller en Voith-Schneider propeller (17),karakterisert vedat akterenden (11) av fartøyet (10) er utformet slik at dysepropellene (18) kan dreies fra vertikal til horisontal stilling og gi thrust både i horisontalplanet og i vertikalplanet.

2. Anordning av akterenden (11) på et offshorefartøy ifølge krav 1, der dysepropellenes (18) innfesting til skroget danner en vinkel på 20 grader på horisontalplanet for å operere fritt.

3. Anordning av akterenden (11) på et offshorefartøy ifølge krav 1 eller 2, der dysepropellene (18) har mekanisk frem driftssystem.

4. Anordning av akterenden (11) på et offshorefartøy ifølge ett av kravene 1 til 3, der nevnte Voith-Schneider propeller (17) er anordnet på en flate i en utsparing i akterenden (11) av fartøyet (10).

5. Anordning ved akterenden (11) på et offshorefartøy ifølge krav 4, der flaten er beliggende på et slikt nivå at nedre ende av Voith Schneider propellen (17) ligger på nivå med fartøyets bunnplan.

6. Anordning av akterenden (11) på et offshorefartøy ifølge ett av kravene 1 til 5, der Voith Schneider propellen (17) og dysepropellene (18) har elektrisk fremdriftsmotor.

7. Anordning av akterenden (11) på et offshorefartøy ifølge ett av kravene 1 til 6, der en akterlinje (15) for minst den ene av fartøyssidene, der en linje (15) i et vannlinjeplan (14) for akterenden (11) av fartøyet (10) med en vinkel C i forhold til fartøyets (10) lengderetning og som tangerer en hekklinje (16) i hekken (12) på fartøyet (10), hvor vinkelen C på vannlinjeplanet (14) er bestemt ut fra hastigheten (V) til fartøyet (10) og en konstant vannfyllingshastighet (F) 90 grader på bevegelsesretningen, med formelen tanC = V/F eller C=arctan(V/F), og hvor hekklinjen (16) er en linje fra et punkt under konstruksjonsvannlinjen (19), til et skjæringspunkt på konstruksjonsvannlinjen (19) ved minst den ene av fartøyssidene.