Znane jest ogólnie zjawisko powstawa¬ nia za pracujacym kolem lopatkowym stat¬ ku zwalu fal, którego wysokosc oraz ksztalt zalezne sa od obciazenia i konstrukcji ko¬ la, jak równiez od stosunku szybkosci ob¬ wodowej kola doi szybkosci statku. W ta¬ kim zwale fal masy wody bezposrednio za kolem posiadaja ruch, skierowany zarów¬ no w tyl, jak i w góre. Ten ostatni ruch jest jednak strata dla posuwania statku, gdyz nie posiada zadnej skladowej w kie¬ runku poziomym.Przedmiotem wynalazku jest odzyska¬ nie przynajmniej wiekszej czesci tej straty przez odpowiednie umieszczenie za kolem napedowym lopatki, omywanej ze wszech stron i majacej postac powierzchni nosnej o profilu oplywowym. Ta lopatka kierow¬ nicza przymocowana jest do statku pod pewnym katem natarcia do kierunku ruchu czasteczek wody we wznoszacej sie tuz za kolem czesci zwalu fal, to jest w miejscu przyspieszonego ruchu wody w tyl i w góre.Przedmiotem wynalazku jest równiez ustalenie ksztaltu tej lopatki oraz miejsce jej przymocowania pod wzgledem wysoko¬ sci i dlugosci za kolem i wreszcie kata na¬ stawienia lopatki kierowniczej.Znane sa urzadzenia, za pomoca kto-rych próbowano odzyskac energie poten¬ cjalna, znajdujaca sie w zwale fal za ko¬ lem, a mianowicie za pomoca lopatek o wkleslym od góry, a konczacym ;-sie z tylu mniej wiecej poziomo profilu, przymoco^ wanych do statku w miejscu opadfcaStia pierwszego zwalu fal tak, ze podchwytuja swa górna strona poczatkowo przez kolo uniesiona a nastepnie w dól opadajaca wo¬ de, nadajac jej kierunek poziomy. Ujemna strona tego urzadzenia jest wszakze to, ze uzyskane przy tym sily sa bardzo nie¬ znaczne, gdyz fala zawiera glównie ener¬ gie kinetyczna i ze, poza tym ze zmiana szybkosci zmienia sie; stale polozenie opa¬ dajacej czesci fali za kolem, decydujace dla polozenia takich lopatek.Równiez próbowano' w celu zmniejsze¬ nia ruchu fal, szkodliwego zwlaszcza dla wybrzezy, mozliwie zapobiec tworzeniu sie ich w ten sposób, ze bezposrednio za ko¬ lem umieszczane byly omywane ód dblu urzadzenia prowadnicze w postaci plaskich lub lekko wygietych plyt, które odchylaly strumien wyplywajacej z kola wody na¬ tychmiast w kierunku poziomym.Jakiekolwiek oddzialywanie takich u- rzadzen na zmiane kierunku przeplywu w celu zwiekszenia posuwu statku nie nalezy do ich istoty i nie moze nawet byc skutecz¬ nym ze wzgledu na znaczny opór przy te¬ go rodzaju urzadzeniach.W przeciwienstwie do powyzszego po¬ nizej opisane urzadzenie wedlug wynalaz¬ ku wykazuje zalety, poprawiajace naped statku. Dla lepszego zrozumienia sluzy ry¬ sunek zalaczony, na którym przedstawiono w widoku z boku jedno z bocznych kól lo¬ patkowych statku z umieszczona na nim plaszczyzna prowadnicza i wystepujacy przy tym przebieg fal oraz uklad sil.Przez zastosowanie ze wszech stron o- mywanej lopatki kierowniczej, majacej po¬ stac powierzchni nosnej o profilu oplywo¬ wym, osiaga sie to, ze zarówno górna, jak i dolna strona tejze przyczyniaja sie do zmiany kierunku, przy czym strona górna dziala ssaco, strona zas dolna — tloczaco; znana jest rzecza jednak ogólnie, ze wla¬ snie strona ssaca posiada decydujace znaczenie dla dzialania plaszczyzny nosnej.Przedmiotem 'wynalazku jest racjonal¬ ne ¦'tlla osiagniecia skutecznego dzialania lopatki kierowniczej odpowiednie jej u- mieszczenie za kolem statku, wlasciwy wy¬ bór kata nastawienia lopatki kierowniczej w stosunku do promienia kola w miejscu unoszacej sie ku górze czesci zwalu fal oraz wlasciwy ksztalt lopatki kierowniczej, umozliwiajacy stojsunkowo niewielki jej opór,^podczas gdy "Wytwarza sie dostatecz¬ nie duza sila przez wspóldzialanie strony ssacej i tloczacej.Dopóki ruch mas wody we wzbijajacej sie czesci zwalu fal skierowany jest do¬ statecznie ukosnie ku górze, mozliwym jest zawsze, ze wypadkowa miedzy skladowa oporu i skladowa wznosna lopatki profilo¬ wej otrzyma nachylenie do kierunku jaz¬ dy, przez co na nia dzialac beda sily po¬ ziome, majace znaczenie dla zwiekszenia posuwu.Na rysunku przedstawiony jest w wi¬ doku z boku zewnetrzny obwód 1 kola lo¬ patkowego holownika kolowego z lezacym za nim zwalem fal 4 w tym zarysie, jaki ustalony zostal przez pomiary. Kolo obra¬ ca sie wokolo swej osi 2 w kierunku strzal¬ ki. Kierunek ruchu mas wody we wzbija¬ jacej sie w góre czesci zwalu fal zaznaczo¬ ny jest kierunkiem strzalki Ve.Jezeli w tym ku górze skierowanym strumieniu wody umieszczona zostanie mniej wiecej równolegle do osi kola 2, zwiazana z kadlubem statku lopatka kie¬ rownicza o profilu oplywowym w rodzaju powierzchni nosnej 5, tak iz bedzie ona pod naporem wody z dolu i od przodu, a przy tym bedzie ze wszech stron omywana wocla, podobnie jak znajdujacy sie w po¬ wietrzu szybowiec, to profil taki bedzie da¬ zyl do poruszania sie ku przodowi w kie- — 2 -runku kola, a tym samym w kierunku ru¬ chu' statku. Wytwarzatiie sie tego posuwu uwidocznione jest na rysunku za pomoca rozlozenia sil. Jezeli przyjac, jak tó sie praktykuje przy pomiarach profilów skrzy¬ del nosnych, ze profil 5 otrzymuje pod na¬ porem pradu w kierunku Ve przy oporze wielkosci W w kierunku pradu wypór wiel¬ kosci A prostopadle do kierunku przyply¬ wu wody Ve albo W, to z obydwóch wy¬ nika wspólna wypadkowa R, która moze byc rozlozona na pionowa V i pozioma B.Podczas gdy pionowa V dziala w kierunku ku górze, wywolujac zmniejszenie zaburze¬ nia sie statku, pozioma H przypada w kie¬ runku poruszania sie statku, oznacza za¬ tem zysk w posuwie na rzecz ruchu na¬ przód.Przy praktycznym zastosowaniu tej mysli, to znaczy osiaganiu z praduf skiero¬ wanego ku tylowi i ku górze, sily wznosnej i posuwu, analogicznie jak przy szybowcu w wietrze unoszacym, wynikly jednak liczne trudnosci, które czynia zagadnienie znacznie wietostronniejszym, anizeli tego mozna bylo poczatkowo oczekiwac na za¬ sadzie wspomnianego powyzej zasadnicze¬ go rozwiazania.W przypadku szybowca, który sie po- rusza tytko w jednym i praktycznie bez- granicznym osrodku, kierunek pradu i sila jego sa dla calej glebokosci i szerokosci skrzydel w przyblizeniu stale. Znaczniej¬ sze sily posuwowe sa czesciowo wyrówny¬ wane przez wieksze szybkosci lotu, albo tez niosna wedlug potrzeby zamieniac je na sily unoszace i odwrotnie. Natomiast w zwale fal za statkiem kolowym w przeci¬ wienstwie do pradów powietrznych, dzia¬ lajacych na szybowiec, sila i kierunek po¬ ruszajacych sie mas wody sa prawie wsze¬ dzie rózne. Ruch wody wywolany zostaje przez ruch, wielkosc, glebokosc zanurzenia i konstrukcje kola lopatkowego. Bezpo¬ srednio po rozpoczeciu ruchu, to znaczy wewnatrz iali, wielkosc i kierunek ruchu czasteczek wody dostaja sie natychmiast równiez i pod wplyw przysiaeszehia przy opadaniu, które w jednolitym osrodku, tj. przy ruchu, odbywajacym sie tylko w po¬ wietrzu lub tylko w wodzie, nie urystepu- je czyninie. Poza tym wchodza tu jeszcze w gre zjawiska pradów, dzialajacych na granicy pomiedzy dwoma tak rózniacymi sie od siebie ciezarem osrodkami, jak woda i powietrze. W przeciwienstwie do samo¬ lotu sila unoszaca, wytwarzana dzieki pro¬ filowi lopatki, ma dla statku male znacze¬ nie praktyczne lub nie ma go wcale i uzy¬ skana energia posuwowa moze byc tylko w bardzo ograniczonym stopniu uzyta dla powiekszenia szybkosci. Ciagle przestawia¬ nie kata natarcia, jak przy samolotach, nie wchodzi w gre przy statku, gdyz jest prak¬ tycznie niewykonalne.Ze wszystkich tych róznic pomiedzy warunkami pracy szybowca w powietrzu i umieszczomej przy statku lopatki profilo¬ wej wedlug wynalazku wynika caly szereg dalszych wytycznych dla ksztaltu i polo¬ zenia1 profilów, które musialy byc bezwa¬ runkowo wyjasnione i uwzglednione, aby, opierajac sie na zasadzie lotu slizgowego, mozna bylo uzyskac z fali za kolem po¬ zyteczny posuw dla statków kolowych.Pomiedzy innymi nalezalo wziac pod uwage nastepujace dane: wysokosc polozenia lopatki profilowej, jej odleglosc od zewnetrznego obwodu kola lopatkowego, jej ksztalt, dlugosc profilu w kierunku pradu, dobór kata w stosunku do poziomej.Odnosnie wysokosci polozenia ustalo¬ no, ze krawedz natarcia lopatki kierowni czej znajdowac sie musi mniej wiecej na wysokosci linii sredbiego zanyrzenia nie poruszajacego sie statku. Jezeli profil osa- dteony zostanie zbyt wysoko, grozi niebez¬ pieczenstwo wdarcia sie powietrza po stro¬ nie ssacej, gdyz warstwa wody bedzie zbyt ciefika. Jezeli profil zostanie umieszczony ^ 3 —zbyt gleboko, napotyka wiecej poziomo skierowany prad1 wody, tak iz traci na sku¬ tecznosci dzialania.Odnosnie wyboru wlasciwego odstepu poziomego profilu za kolem wskazac nale¬ zy na odstep w kierunku poziomym B clo- la profilu od zewnetrznego obwodu kola 1.Aby nalezycie ocenic znaczenie, jakie ten odstep B posiada, nalezy wziac pod uwage, ze sily wzrastaja proporcjonalnie do kwa¬ dratu szybkosci pradu. Chodzi wiec o to, aby lopatke profilowa umiescic w tym miejscu promienia kola, gdzie szybkosc pradu, wywolana kolem lopatkowym jest szczególnie duza. Doswiadczenia wykaza¬ ly, ze za kolem lopatkowym przewaza glównie cisnienie hydrostatyczne, które sie jeszcze nie przemienilo w energie kine¬ tyczna, i ze dopiero w pewnej odleglosci zachodzi przemiana w szybkosc. Nastep¬ nie, ze przy holownikach kolowych, w któ¬ rych urzadzenie niniejsze moze znalezc przede wszystkim zastosowanie i których kola wywoluja stosunkowo duza szybkosc zwalu fal wody w porównaniu z szybkoscia posuwania sie statku, odleglosc czola profi¬ lu wynosic musi co najmniej l/15 srednicy zewnetrznego obwodu kola. Znaczyloby to np., ze przy srednicy kola równej 4 m odleglosc wynosic winna co najmniej 27 cm.Dla uksztaltowania profilu miarodajne sa nastepujace punkty widzenia: profil otrzymuje zaokraglony brzeg wejsciowy, aby uczynic go obojetnym na zmiany kie¬ runku przyplywu i na ogól ksztaltuje sie go oplywowo. Dale}, poniewaz nie wchodzi tu w gre równomierny prad w jednym tylko elemencie, lecz ruch wody i tym samym ksztalt fali pozostaja pod wplywem z jed¬ nej strony szybkosci obrotu kola, a z dru¬ giej strony, wlasnego ciezaru wody, normal¬ ne zasady stosowane do slizgowców nie mo¬ ga tu, jak wspomniano powyzej, byc zasto¬ sowane, lecz musi byc wybrany profil z wkleslym wygieciem K czesci dolnej, któ¬ re dostosowuje sie dó wygiecia kiemnifcu ruchu strug wody w zwale fal, mniej wiecej tak, jak to pokazano na rysunku. Dopiero' przez to osiagniete zostaja podobne warun¬ ki odplywu i oddzialywania, jak przy slizgowcu, na cala glebokosc skrzydel któ¬ rego dziala równomierny ruch doplywaja¬ cego osrodka.Próby z normalnymi, a wiec nie wkle¬ slymi u dblu profilami, tak jak u samolo¬ tów, w przeciwienstwie db profilów wkle- slo-wygietych, calkowicie zawiodly, dowo¬ dzac w ten sposób trafnosci poprzednich rozwazan.Te same rozwazania, które sa miarodaj¬ ne dla wygiecia profilu, okreslaja równiez zasadniczo odpowiednia i skuteczna glebo¬ kosc profilu. Mozna wyzyskac tylko te czesc fali, w której istnieja ruchy wody w tyl i jednoczesnie ku górze. Z drugiej stro¬ ny nie nalezy wybierac zbyt malej glebo¬ kosci profilu, aby mozna bylo mozliwie znaczna czesc istniejacej energii prze¬ mienic w skuteczny posuw1 przy czym winien byc wówczas jednoczesnie po¬ konany wlasny opór profilu. Rozwaza¬ nie to wywiera decydujacy wplyw na stosunek A do W. W praktyce wiel¬ kosc i ksztalt zwalu fal sa glównie zalezne od sredkiicy kola D i wskutek tego nalezy rozwazac glebokosc profilu jako stosunek da srednicy kola. Próby wykaza¬ ly, ze dopiero wówczas, gdy stosunek1 dlu¬ gosci profilu T do srednicy kola D jest równy lub wiekszy od stosunku 1 :4, uzy¬ skuje sie dzialanie, poprawiajace posuw.Bardzo wazne znaczenie posiada wre¬ szcie wlasciwy wybór kata natarcia c. Przy samolocie ów kat nastawienia uznany jest jako kat stycznej 6 dblnej czesci powierz¬ chni dzwigajacej w stosunku do linii pozio¬ mej. Poza tym moze on byc przez pilota w czasie lotu dostosowywany do wymagan.Przy promieniu kola mamy jednak zamiast kierunku poziomego kierunek Ve, który nie jest dokladbie znany, a nawet trudny do ustalenia. Aby otrzymac niezmienne pod- — 4 -staWy dla wykonania urzadzenia w prakty¬ ce, robiono szczególowe próby, z których wynika, ze zamiast kata nastawienia c kat a pomiedzy spodem skrzydla! nosnego i pozioma przyjety byc moze jako miarodaj¬ ny, przy czym kat a powinien byc tak wy¬ brany, aby byl mniej wiecej o polowe mniejszy od kata b pomiedzy styczna wznoszacej sie czesci powierzchni fal i po¬ zioma. Wznoszaca sie czesc powierzchni fal moze byc ustalona dla danych stosun¬ ków przez obserwacje i pomiary przy statku. PL