WO1991008137A1

WO1991008137A1 - Bootskörper

Info

Publication number: WO1991008137A1
Application number: PCT/EP1990/002028
Authority: WO
Inventors: Manfred Raab
Original assignee: Advanced Machines Corporation Aktiengesellschaft
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1991-06-13
Also published as: CA2069751C; BR9007873A; FI103568B1; NO178180C; AU644836B2; NO922093L; FI922394A; FI922394A0; JPH05504115A; DE59005965D1; FI103568B; ATE106338T1; US5499593A; KR0183951B1; HU217260B; EP0502963B1; HUT66052A; CA2069751A1; HU9201654D0; NO922093D0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bootskörper, insbesondere für schnelle Gleitfahrzeuge, dessen Unterseite mindestens in einem Längsschnitt durch bzw. parallel zur Mittelebene ein dem Profil einer Flugzeugtragflügelfläche ähnliches Profil hat, wobei der Scheitelpunkt des Profillängsschnittes, bezogen auf den bugseitigen Endpunkt der Sehne des Profillängsschnittes, in der vorderen Hälfe der gesamten Sehnenlänge gelegen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Sehne (1) bei unbelastetem Bootskörper (2) mit der durch den Wasserspiegel (3) definierten Horizontalebene einen Winkel (α) von 1° bis 3°, vorzugsweise von 1,5° bis 2,5°, insbesondere von 1,8° bis 2,2°, einschließt, so daß der heckseitige Profilendpunkt (4) am unteren Endpunkt des Hecks bzw. Spiegels (5) unter dem Wasserspiegel (3) gelegen ist.

Description

Bootskörper Die Erfinαung betrifft einen Bootskörper für schnelle Gleitfahrzeuge, dessen Unterseite mindestens in einem Längsschnitt durch bzw. parallel zur Mittelebene ein dem Profil einer Krümmungen besitzenαen Flugzeugtragflügelfläche ähnliches Profil hat, wobei der Scheitelpunkt des Profillängsschπittes bezogen auf den bugseitigen Endpunkt der Sehne des Profillängsschnittes in der vorderen Hälfte der gesamten Sehπenlänge gelegen ist, wobei der heckseitige Profilendpunkt am unteren Endpunkt des Hecks bzw. Spiegels unter dem Wasserspiegel gelegen ist.

Bootskörper ähnlicher Art ist z.B. aus der DE-PS 30 22 966 bzw. FR-PS 515 361 bekannt; dieser bekannte Bootskörper besitzt jedoch eine Reihe von Nachteilen. Durcn die relativ starke Profilkrümmung bei αem Bootskörper gemäß αer DE-PS im vorderen Profilbereicn wird an αieser Stelle die Strömung um αen Bootskörper beschleunigt, wodurch eine Unterdruckzone entsteht und der Bootskörper in diesem Bereich vom Wasser "angesaugt" wird. Man spricht dabei vom "umgekehrten Tragflügeleffekt", der auch αann auftritt, wenn es sich um die Unterseite eines Flugzeugtragflügels handelt. Durch die Reduzierung der Profilkrümmung im hinteren Profilbereich wird die Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich gegenüber dem vorαeren Profilbereich reduziert, wodurch eine Uberdruckzone erzeugt wird, αie das hintere Ende αes Profils nach oben, also aus dem Wasser, αrückt. Durch diese beiαen Kräfte, die nach abwärts gerichtete Saugkraft im Profilvorderteil, und die nach aufwärts gerichtete Druckkraft in hinteren Teil, entsteht ein buglastiges Trimmoment, d.h. ein Moment um einen Punkt an einer Stelle zwischen den Angriffspunkten der Auftneos- und Abtriebskraft, das geeignet ist, den Bug des Bootes nach unten, also abwärts zu drücken, das Boot somit kopflastig zu trimmen. Dieser kopflastige Trimmeffekt ist generell eine Funktion der Profilform sowie der Anströmgeschwindigkeit und des Anstellwinkels des Profiles bzv.. der Profilsehne. Im Falle des Boots¬ körpers gemäß cer DE-PS 30 22 966 ist der Anstellwinkel αes Profiles für αen Fall des stillstehenden, unbelasteten Bootes weitestgehend 0, sodaß αer bisher Geschriebene Effekt im wesentlichen als Funktion von Profilform und Aπströ geschwinαigkeit angesehen werden Kann. Der eben oeschπebene, durch die Prcfilforr des Bootskörpers begründete Effekt wird schließlich überlagert αurch den Effekt einer scnrag angeströmte¹"¹ ^Dlatte. wobei αer Ausdruck "schraα angeströmte Platte " als Terminus Technicus zu verstehen ist.

Erhöht ein Wasserfahrzeug seine Geschwindigkeit, vergrößert sich seine Bugwelle. Wird die Geschwindigkeit des Wasserfahrzeuges größer als die Wellenfortschrittgeschwiπdigkeit der Bugwelle αes Wasser- fahrzeuges, stellt sich der Bootskörper an, das heißt, er vertrimmt hecklastig; vereinfacht ausgedrückt, versucht das Schiff, auf seine eigene Bugwelle hinaufzufahren. Dadurch trimmt, wie bereits ausgeführt, der Bootskörper hecklastig, der Profilanstellwinkel ändert sich und dadurch ändert sich auch die Abtriebskraft des Profiles. Große Teile des Bootskörpers werden nicht mehr als "Profil", sondern als "ebene Platte" schräg angeströmt, wodurch sich im Vorschiff eine Auftriebskomponente ergibt, die dem buglastigen Trimmoment entgegenwirkt. Unter αer Annahme, daß das Boot genügend Leistung aufbringen kann, erreicht aas Boot einen Gleitzustand, der jedoch, im Vergleich zu konventionellen Gleitbootformen, infolge der Profilkrümmung im Vorschiff αurch einen höheren Widerstand aufgrund einer höheren benetzten Oberfläche sowie eines größeren Formwiderstaπdes charakterisiert ist.

Des weiteren ist bei diesem bekannten Bootskörper die durch die Profilwölbung im vorderen Profilbereich hervorgerufene Saugkompoπente infolge der horizontalen Profilanströmung so stark, daß ein Übergang in die Gleitphase wohl möglich ist, dabei jedoch deutlich mehr Energie absorbiert wird, als wenn, z.B. durch eine Reduktion der Profilwölbung und gleichzeitige Anstellung des Profiles, die Abtriebstendeπzen im Vorschiffsbereich auf ein Maß reduziert werden, das erforderlich erscheint, eine zu starke Schräglage bzw. Neigung des Schiffs- bzw. Bootskörpers zu dem Zeitpunkt zu vermeiden, wo das Schiff oαer Boot auf seine eigene Bugwelle auffährt, wie dies bei dem bekannten Rumpf der Fall ist.

Ähnliche Probleme ergeben sich bei dem Bootskörper gemäß der FR-PS 515361, der im Verlauf des Längsschnittprofiles einen beträcht¬ lichen, die Strömung längs des Bootskörpers nachteilig beeinflussenden Knick aufweist und als Kπicksparrter ausgebildet ist. Darüberhinaus ist der Winkel, den die Sehne mit der Wasseroberfläche einschließt zu gering, um ein optimales Angleiteπ und ein energiesparendes Gleiten zu ermög- liehen.

Schließlich ist aus "Navel Architecture of Planing Hulls" by Lindsay Lord. 1946, αie Möglichkeit bekannt, αen Widerstanc eines Gleit¬ bootes bzw. einer eoenen Gleitplatte zu errechnen, wooei speziell auf αen Gleitwinkel eingegangen wird. In dieser Veröffentlichung wirα der Gleitwinkel mit 2° als optimal dargestellt, über einem Winkel von 2° könnte der Wellenwiderstand ansteigen unter einem Winkel von 2^Z könnte die benetzte Oberfläche ansteigen. Dies ist aber allgemein gültig für alle Formen von Gleitbooten mit ebenen Gleitflächen, nicht jedoch für Gleitflächen, die das Profil einer Flugzeugtragfläche besitzen.

Prinzipielles Problem sämtlicher Gleitfahrzeuge ist es, das Heck während der Fahrt aus dem Wasser herausheben zu können; αies ist entweder durch for bediπgten, dynamischen Auftrieb oder aber durch Auftriebshilfen wie z.B. Trimmklappen, side wedges etc., möglich.

Der aus der DE-PS bekannte Bootskörper ist insbesonαere für Segeljollen- oder -Jachten bestimmt, also Wasserfahrzeuge ohne maschinellen Hauptantrieb, uπo soll üblicne, necklastige Trimmlagen _m Bereich schneller Verαrängerfahrt durch ein buglastiges Trimmoment kompensieren unα daαurch den Formwiderstandsanteil, der in dieser Phase zwischen Verdränger- und Gleitfahrt naturgemäß sehr groß ist, reduzieren. Gleichzeitig sollen, speziell in dem genannten Geschwindigkeitsbereich, Formwiderstandserhöhungen durch einen allzu tief getauchten Spiegel reduziert werden. Unter diesem Gesichtspunkt, nämlich möglichst geringer Widerstand im Grenzgebiet zwischen Verdräπger- und Gleitfahrt, ist diese bekannte Bootsform technisch sinnvoll.

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Auftriebskomponente im Heck des Bootskörpers, insbesondere des dynamischen Auftriebs in schneller Gleitfahrt. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften soll der Energiebedarf für die schnelle Gleitfahrt herabgesetzt werden. Insbesondere hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, einen relativ kompromißlosen Gleitrumpf zu erstellen, mit dem der Übergang zwischen Verdränger- und Gleitfahrt zeitlich so kurz wie möglich und leistungsmäßig sowenig aufwendig wie möglich gestaltet werden kann. Diese Ziele werden bei einem Bootskörper der eingangs genannten Art erfinαungsge äß dadurch erreicht, daß die Sehne des knick- bzv,. unstetigkeitsfreien ozw. strakenden Profillängsschnittes Dei belastetem und/oαer unbelastetem Bootskörper mit der durch αen Wasser¬ spiegel αefinierten horizontalebene einen Winkel von 1,3° bis 4^C, vor- zugsweise von 1,5° bis 2,5°, insbesoπαere von 1,8° bis 2,2^C, einscnließt.

Der εrfinαungsgemäße Bootskörper hat ein dem Profil einer Flugzεugtragflache ähnliches Profil, aas aus einem eindeutigen Lmieπzug ohne Knick- und Unstetiαkeitsstellen besteht, oerαestalt, daß an ^eαeπ. Punkt αes Profiles nur eine eindeutige Tangente an die Profilkurve möglich ist. Dabei ist αer Scheitelpunkt des Profillängsscnnittes bezogen auf den bugseitigen Enαpunkt αer Sehne des Prcfillängsschπittes in αer vorderen Hälfte der gesamten-Sehnenlänge gelegen unα αie Sehne bildet bei unbelastetem oder belastetem Bootskörper mit der αurch αen Wasserspiegel definierten Horizontalebeπe den Winkel <*- . Das Hinterschiff ist gleit- flächenfrei; eigene oαer ebene Gleitflächen sinα am Bootskörper nicht vorgesehen; Luft unter den Bootskörper eintragende Gleitfl chen werden somit vermieden. Die Gleiteigenschaften werden unterstützt, wenn das Vorschiff U-spantenförmig bzw. rundspantenförmig ausgebildet ist bzw. wenn das Vorschiff mit nach innen und oben gezogenen Spanten ausgebildet ist.

Der Winkel der Senne mit dem Wasserspiegel kann entweder durch Trimmen des unbelasteten Bootes (Trimmgewichte, Ketten, Feetballast) oder durch, entsprechende Beladung des Schiffes eingestellt werden. Ist der erwünschte Winkel durch Trimmen des unbelasteten Schiffes ein¬ gestellt, so sollte dieser durch die Beladung nicht bzw. nur innerhalb der angegebenen Grenzen verändert werden.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß das knickfreie Flugzeugprofil weitestgehend querströ ungsfrei ausgebildet ist und die vom Vorschiff bewirkte, querablaufende Verdrängungsströmung den Schiffskörper seitlich frei und hydrodynamisch ungenutzt verläßt. Diese Ausbildung vermeidet, daß die vom Vorschiff erzeugte Strömung das Verhalten αes Hinterschiffs nachteilig beeinflußt unα die Gleiteigenschaften des Hinterschiffs optimal nutzbar sind, da der Auftrieb im Hinterschiff somit zumindest zum größten Teil durch die parallel zur Schiffslängsachse verlaufende Strömung bewirkt werden kann.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Profillängs¬ schnitt einen in einem Abstand vom bugseitigen Profilendpunkt von mindestens 30%, vorzugsweise von mindestens 50%, insbesondere von mindestens 60% der gesamten Sehπeπlänge gelegenen Wenαepunkt besitzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß der Profilläπgsschnitt die Sehne zumindest einmal im Bereich der heckseitigen Hälfte der Sehne schneidet. Durch die Profilkrϋmmung im vorderen Profilbereich wird an dieser Stelle die Strömung um oen er mdungsgemäßeπ Bootskörper Peschleumgt, wodurcn eine Unterαruckzoπe entsteht, wodurch αer Schif srumpf im gegenständlichen Bereicn "angesaugt" wirc. Durch die Reduzierung der Profilkrümmung im hinteren Profilbereich bzw. die Tunnelung im hinteren Profilbereich (αieser Terminus Technicus beschreibt die Uπterwasserrumpfform, die dadurch entsteht, daß Vertikalschnitte durch αen Schiffskörper parallel zur Rumpfmittenlängsachse als Tragflügel- profile mit Wendepunkt ausgebildet sind) wird die Strömungsgeschwindig¬ keit gegenüber dem vorderen Profilbereich reduziert, wodurch eine Überdruckzone erzeugt wird, die das hintere Ende des Profiles nach oben, also aus dem Wasser, drückt. Durch diese beiden Kräfte entsteht ein Trimmoment, das geeignet erscheint, das Wasserfahrzeug kopflastig zu ver- trimmen.

Diesem Trimmoment entgegen wirken jedoch die Auftriebskräfte des "schräg angeströmten Körpers", als der sich αer Schiffsrümpf infolge der bei Stillstand im unbelasteten bzw. fertig beladenem Zustand des Wasserfahrzeuges nach achtern angestellten, d.h. geneigten Sehne zumindest des Mittenläπgsschπittprofiles darstellt. Diese Auftriebskräfte neutralisieren während der Gleitfahrt nicht nur das buglastige Trimmoment, sondern schaffen einen zusätzlichen, dynamischen Auftrieb im Vorschiff, sodaß, infolge des sich einstellenden, dynamischen, hecklastigen Trimmes, die benetzte Oberfläche des Wasserfahrzeuges auf ein Minimum reduziert wird; gleichzeitig reduziert sich durch die hecklastige Vertrimmung während αer Gleitfahrt der Formwiderstand.

Zu bemerken ist, daß das erfindungsgemäße, einen Wendepunkt aufweisenαε Profil in einen heckseitigen Endpunkt ausläuft, αer unterhalb der Wasseroberfläche gelegen ist. Der erfindungsgemäß vorgesεhεne statische Trimm (belastet oder unbelastet im Stillstand) , d.h. die Neigung der Profilsehne des im Längsschnitt Flugzeugtragflügelflächenform besitzenden Bootskörpers gegenüber dem Wasserspiegel, der eine Hecklastigkeit des Bootskörpers im unbeladenen bzw. belaαenen Zustand des Wasserfahrzeuges erzeugt, welchεr Winkel insbesondere etwa 1,8° bis 2,2° beträgt, ist in der Schiffbautechnik als ein sehr bedeutender Winkel zu betrachten. Üblicherweise wird die Trimmlage eines schneller, Wasserfahrzeuges auf 100-stel Grad genau ausgemessen und Abweichungen vcn Zehntelgraden werden unter Zuhilfenahme komplizierter Trimmaßnanmen uπα vermessungseinrichtungen oestimmt unα ausgeglichen. In αer Praxis besitzt der εrfindungsgemäße Bootskorpεr eine auf Grunα der. Sehnenneigung be unbelastetem und/oder belastetem Boot oeträcntlicn unter Wasser liegende Soiegeiuπterkaπte, wooei die Eiπtaucntiefe dem Tangens des Neιgungswιnκels, multioliziert mit αer Sennenlänqe entSDTic_τt. ein Wert. welcher bei einem z.B. 5 m langen Schiff schon etwa 15 cm oeträgt. Bekannte Flugzeugtragflügelform aufweisende Bootskörper weisen Triimverte auf, die sich von diesen erfindungsgemäßen Werten beträchtlich unterscheiden. Beim erfindungsgemäßen Bootskörper ist die

Auftriebskomponente im Heckbereich beachtlich, da der Längsprofilschnitt in diesem Bereich einen Wendepunkt hat und der Profillängsschnitt sogar die Sehne schneiden kann und oberhalb der Sehne verläuft, wodurch der Tunnelungseffekt wesentlich stärker und für den gewünschten Auftrieb im Hinterschiff effektiver wird. Gerade durch die Anstellung der Sehne des Profillängsschnittes gegenüber der Schwimmwasserlinie beim unbelasteten bzw. belasteten, stillstehenden Wasserfahrzeug wird im Fahrzustand im Heckbereich der dynamische Auftrieb beträchtlich verstärkt, wodurch sich im Hinblick auf die Gleiteigenschaften unα auf den Energiebedarf ausge- sprochen günstige Eigenschaften ergeben.

Erfindungsgemäß vorteilhafte Ausführungsformen sind der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung zu entnehmen.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Bootskörper anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig.1,2 und 3 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Bootskörpern, Fig.4 bis 6 verschiedene Schnittaπsichten und Fig.7 und 8 Pfeilungsmöglichkeiten für den Bootskörper.

Fig.l zeigt einen schatHtiscnen Schnitt άrrcn einen erf-inäjngsgΘTBßen Bootskörper 2. Der Bootskörper 2 besitzt in dem dargestellten Mittelschnitt ein Unterwasserprofil, das von einem gekrümmten Profilabschnitt, der allgemein mit 8 bezeichnet ist, gebildet ist. Vom hinteren Profilendpunkt 4 führt nach oben bis zum Wasserspiegel 3 ein Abschnitt 5' des Spiegels 5. Die Profilliπie 8 verlängert sich im Bugbereich vom vorderen Endpunkt 4' des Unterwasserprofiles 8 allenfalls abgewickelt über den Wasserspiegel 3 hinaus in den Bugteil 2' vorteilhaft in einer stetigen, ununterbrochenen Profillinie; im Heck verlängert sich der unter Wasser befindliche Abschnitt 5' in die über dem Wasserspiegel 3 gelegene Hecklinie 5 vorteilhaft in Form eines geraden Überganges. Die Sehne 1 des Prgfils 8 verläuft vom bugseitigen Endpunkt 4', d.h. dem vorderen Schnittpunkt des Profiles 8 mit dem Wasserspiegel 3, bis zum heckseitigen Endpunkt 4 der Profilsehne 1, die unterhalb^'des Wasserspiegels 3 gelegen ist und vdn der in einem Winkel ';* - (Fig.1,7) geneigt oder senkrecht zum Wasserspiegel verlaufenden Spiegellime 5,5' geschnitten wird. Die Sehne 1 schließt mit der Horizoπtalebene, die vom Wasserspiegel 3 gebildet wird, einen Winkel ein, der zwischen 1° bis 3°, vorzugsweise etwa 2°, beträgt. Bei unbelastetem Bootskörper 2 im Ruhezustand liegt somit die gesamte Sehne 1, insbesondere der Heckbereich bzw. der Endpunkt 4 der Sehne 1 bzw. des Profillängsschnittes 8 unterhalb des Wasserspiegels 3, während der bugseitige Endpunkt 4' der Sehnε 1 möglichst genau in der Wasseroberfläche liegt. Die stπchlierte Linie 80 ergänzt das Profil 8 zu einein tragflügelähnlicheπ Profil. Das in Fig.l dargestellte Profil 8 verläuft vom bugseitigen Endpunkt 4' gekrümmt bis zum Scheitelpunkt 9 mit dem größten Sehπenabstaπd y max, nimmt dann ab bis zu einem Wendepunkt 6, der knapp unterhalb der Sehne 1 gelegen ist, schneidet die Sehne 1 in einen Schnittpunkt 7, verläuft daraufhin mit einem Abschnitt 8' oberhalb αer Sehne 1 und läuft αann schneidend, d.h. nicht tangierend, in die Sehne 1 im Endpunkt 4 ein. Damit werden im Heckbereich des Bootskörpers 2 insbesondere durch die Krümmung des Profilabschnittes 8' die gewünschten dynamischen Auf¬ triebswerte erreicht.

Ein ähnliches Profil ist in Fig.3 dargestellt, bei dem die Profillinie 8 einen weiteren Schnittpunkt 7' mit der Sehne 1 besitzt. Im Falle von zwei Schnittpunkten 7,7' läuft der hintere Endbereich der Profillinie 8 von unten in den Endpunkt 4 schneidend zur Sehne 1 ein.

Fig.2 zeigt einen Profilverlauf, bei αem das Profil 8, ausgehend vom vorderen , in αer Höhe des Wasserspiegels 3 liegenden Endpunkt 4' sich vorerst zum Scheitelpunkt 9 verdickt, daraufhin abnimmt und einen Wendepunkt 6 aufweist, von dem aus bei gleichzeitiger, weiterer Profilabnahme das Profil schneiαend, nicht tangierend in den heckseitigen Endpunkt 4 der Sehne 1 einläuft, in dem sich der Profilabschnitt 5' anschließt. Die Spiegeluπterkante, welche, sofern sie waagrecht verläuft, in der Zeichnung mit dem Endpunkt 4 zusammenfällt, liegt bei unbelastetem Bootskörper 2 mit ihrer gesamtεn, quer zum Mittelschnitt verlaufenden Länge unter dem Wasserspiεgel.

Vorteilhaft ist es, wie Fig.2 zeigt, wenn αie Höhe V αes Profillängsschnittes 8 unterhalb der Sehne 1 zwischen dem heckseitigen

Endpunkt 4 der Sehne 1 unα einεn Bεrεich von 20% - 40%. vorzugsweise 20% bis 30%, der Gesamtsehneniangε gegenüber der Profilhöhe y max im

Scheitel^punkt 9 auf weniger als 20%, vorzugsweise weniαer ~"ι ~ 1^C°- 1 abgenommen ist und in den unterhalb der Horizontalebene 3 gelegenen End¬ punkt 4 der Sehne 1 von unten schneidend einläuft. Damit wird ein ausge¬ wogenes Trimmverhältnis bei der schnellen Gleitfahrt erreicht.

Allgemein ist es zweckmäßig, wenn der Scheitelpunkt 9 des 5 Profillängsschπittes 8 bezogen auf den bugseitigen Endpunkt 4' der Sehne 1 in einem Abstandsbereich von 20% bis 40%, insbesondere 25% bis 35%, der gesamten Sehnenlänge gelegen ist. Durch diese Maßnahme wird das sogenannte "Absaugen" des Bugbereicheε des Bootskörpers in Grenzen gehalten und bei Fahrtbeginn ein ausgeglichenes Fahrverhalten erreicht. 0 Hiebei ist es zweckmäßig, wenn die Höhe y max des Profillängsschnittes 8 im Scheitelpunkt 9 weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 15%, der Sehnenlänge beträgt.

Besonders zweckmäßige Werte für die Tunnelung liegen dann vor, wenn die Höhe des oberhalb der Sehne 1 verlaufenden Abschnittes 8' 5 des Längsschnittprofiles 8 bis zu 20%, vorzugsweise bis zu 15% , der Sehnen¬ länge beträgt.

Nach vorne ist das Längsschπittprofil der Unterseite des

Bootskörpers 2 über die Horizoπtalebene 3 (Wasserspiegel) vorteilhaft 0 _m unveränderter oder nur wenig veränderter Krümmung bis zu einem Punkt

24 fortgeführt. Der weitere Verlauf richtet sich nach der Gestalt des

Buges, für den verschiedene Formen möglich sind.

Es ist möglich, Bootskörper zu erstellen, bei denen die Pro¬ filsehnenebene 42 (von nebeπeiπanderliegenden Sehnen 1 aufgespannte -5 Ebene) nebeneinanderliegende Profillängsschnitte die Wasserlinien 3 in einem vorher festgelegten Winkel schneidet, was in Fig.4 und 5 dargestellt ist. Die linke Hälfte der Fig.4 zeigt einen lotrechten Querschnitt durch einen Bootskörper, bei welchem der erfindungsgemäße Profil- bzw. Sehnenverlauf des Bootskörpers 2 auf eine schmale, die 3 lotrechte Läπgsmittelebene 38 aufnehmende Zone 40 beschränkt ist. Mithin gilt es nur für diese Zone 40, daß der vordere Endpunkt 4' der Sehne 1 in der Horizontalebene 3 liegt; die Sehne 1 ist vorteilhafterweise aber noch immer im Winkel C zur Horizontalebene geneigt. Die in größerem Abstand von der Längsmittelebene 38 verlaufenden Längsprofile der Unterseite des ~~ Bootskörpers haben zwar dieselbe Gestalt wie das Längsschnittprofil in der Zone 40, doch haben sie verschiedene Höhenlagen. Ihre Sehnen liegen nämlich in den Flächen 42, die nach den Bootskörperseiteπ 44,46 hin ansteigen. Bei den Ausführungsformen, die rechts und links in Fig. gezeigt sind, stellen die Flächen 42 Ebenen dar. Die Bootskörperseiten können gerade Spanten 44, wie in Fig.4 links gezεigt, oder auch gebogene Spanten 46 haben, wie in Fig. rechts gezeigt.

In Fig.5 sind zwei Ausführungsformeπ dargestellt, bei denen die Flächen 42 nicht eben, sondern geknickt sind. Dabei bilden die

Knicklinien 48 Gerade, die parallel zur lotrεchten Läπgsmittelebeπe 38 des Bootskörpers verlaufen.

Weitere verwickelte, mehrfach geknickte Flächenanordnungen sind in Fig. 6 angegeben. Die dort wiedergegebeπen Kennlinien stellen die Flächen 42 dar, in denen die jeweiligen Sehnen 1 der lotrechten Längsschnittprofile der Bootskörperuπterseite liegen. Die Linie A ist zweimal geknickt, nämlich bei 48 und 50. Die Linie B ist ebenfalls zweimal geknickt und verläuft von der lotrechten Längsmittelebene 38 aus erst schwach und dann stärker aufwärts und außerhalb der Knicklinie 50 entweder aufwärts oder abwärts. Die Linie C zeigt eine Fläche 42, die von der lotrechten Läπgs ittelebene 38 aus zunächst schwach abwärts und außerhalb der Knicklinie 48 aufwärts verläuft. Die Linie D ähnelt der Linie C, hat aber eine zweite Knicklinie 50 und kann jenseits dieser Knicklinie drei verschiedene Richtungen einnehmen. _ Auf der rechten Seite der Fig.6 sind Ausführuπgsformen gezεigt, bei der die Flächen 42, in den sich die Sehnen 1 der Profile der Bootsuntεrsεitε befinden, gekrümmt sind. Diese gekrümmten Flächen 42 haben gerade (vorteilhaft geneigte) Mantellinien, die parallel zur lotrechten Längsmittelebene 38 des Bootskörpers verlaufen. Die gekrümmten Flächen 42 sind der Einfachheit halber ohne Bezugnahme auf die Horizontalebene des Wasserspiegels 3 dargestellt.

Fig.7 zeigt eine Untersicht des in Fig.2 veranschaulichten Bootskörpers 2, dessen tragende Flächen nach hinten gepfeilt sind. Die lotrechte Längsmittelebene 38 des Bootskörpers fällt mit der Horizontalebene 3 zusammen und ist in Fig.7 als eine Gerade gezeichnet, unter der strichpunktiεrt dεr zugehörige Profillängsschnitt 8 und strichliert die im Winkel angestellte Sehne 1 eingezeichnet sind. Der Schεitεlpunkt 9 befindet sich in der lotrechten Querebene 52 in einer Entfernung Y max von der Sehne 1. In (_er Längsebene 54, die parallel zur Läπgsmittelebene 38 verläuft, hat die unter der Wasserspiegelebene liegende Unterseite des Bootskörpers einen kürzeren Profillängsschnitt 8 mit einer kürzeren Sehne als der Profillängsschnitt in der Mittelebene 38; auch der Scheitelpunkt 9' besitzt einen kleineren Höchstwert Y max, der sich in der Querebene 60 befindet, die weiter zum Heck gelegen ist, als die Querebene 52. Grund dafür ist, daß die bugseitigen Endpunkte 4',4" der Profillinien 8 bzw. Sehnen 1 auf einer im Winkel 90°-^ zur Mittelebene 38 geneigten Graden (Kurve) bzw. alternativ dazu in einer Ebene (gekrümmte Fläche) 74 liegen, sodaß außenliegende Profile im ähnlichen Maßstab verkleinert sind. In der lotrechten Längsebene 62, die sich parallel zur Längsebene 54 und zur Längsmittelebene 38 erstreckt, hat die unter der Wasserspiegelebene liegende Unterseite des Bootskörpers 2 ein noch kürzeres Profil 8 mit dem Scheitelpunkt 9",dessen Y max kleiner ist als das des Scheitelpunktes 9'. Der Scheitelpunkt 9" liegt in einer Querebene 66, die sich näher am Heck befindet als die Querebene 60. Die drei Scheitelpunkte 9,9',9" liegen somit in einer lotrechten Ebene (gekrümmten Fläche) 51, die mit der Querebene 52 den Winkel ψ einschließt. Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, daß. ausgehend vom Profillängsschnitt 8 in der Mittelebene nach außen zu folgende Profillängsschnitte 8 bzw. Sehnen 1 und/oder der Winkel < , mi der Horizontalebene 3 von nach außen zu folgenden Profillinien unter Berücksichtigung der Gesetze der Ähnlichkeit verkürzt bzw. verkleinert sind. Auch wenn der Winkel der Sehne 1 nach außen hin abnehmen kann, erreicht er nicht den Wert 0°. Ein wichtiger Wert für die Pfeilung des Profils bzw. für die Ähnlichkeit sind die Winkeln und <χ , den die Flä¬ chen 51 und 74. mit Querebenen zur Bootslängsrichtung einschließen.

Über der Horizontalebene des Wasserspiegels 3 hat der Bootskörper 2 am Heck eine Rückseite 70, die zur lotrechten Längsmittelebene 38 im Winkel.,,_^ geneigt verlaufen kann, wie durch die beiden Winkel j_β in Fig.7 angegeben ist.

Während bei der Ausführungsform der Fig.7 die Fläche 51 eine Ebene ist, besteht auch die Möglichkeit, sie geknickt bzw. gekrümmt verlaufen zu lassen. Das bedeutet, daß die Endpunkte 4', " bzw. die Scheitelpunkte 9,9',9" eine geknickte bzw. gekrümmte Verbindungslinie haben. Haben die Profillinien in den Läπgsebenen (z.B. 38,54,62) dasselbe Verhältnis der Länge zur Dicke, und verringert sich die Länge ihrer Sehnen 1 mit zunehmendem Abstand von der Längsmittelebene 38, dann werden die absoluten Werte der Profil- bzw. der Sehnenlänge und der Scheiteldicke Y max zur Seite des Bootes hin kleiner. Somit kann, auch wenn die Sehnen 1 in derselben Horizontalebene liegen, der Bootsboαen nach außen hin ansteigen. Diese Wirkung kann dadurch gesteigert werden, daß die Sehnen statt in αer gleichen Höhenlage in den Ebenen 42 gemäß den Fig.4 und 6 angεorαnet werden.

Bei der in Fig.8 gezeigten Gestalt des Bootskörpers 2 nehmen die Sehnenlängen αer Profillinien der Bootskörperunterseite von innen nach außen bis auf Null im Punkt 4"' ab. Die vorderen Endpunkte der Profile liegen auf einer lotrechten Ebene 74, welche die Ebene 51 (mit den Scheitelpunkten) im Heck 70 im Punkt 4'" schneidet. Je weiter außen eines der lotrechten Läπgsschnittprofile liegt, umso geringer wird auch der Abstand des vorderen Endpunktes 4', dieses Profiles von den Scheitelpunk- ten 9,9', bis sie in dem Punkt 4"' zusammenfallen.

Erfindungsgemäß ist ein Winkel < .von mehr als 1,3°. Nach oben ist lediglich aus Konstruktionsgründeπ eine Grenze gesetzt. Vorteilhaft sind Winkel C von 1,7° bis 3°. Winkel von weniger als 1,3° zeigten sich als wenig vorteilhaft. Mit Winkeln zwischen 1,5° und 2,5° konnten sehr gute Ergebnisse erzielt werden.

Die erfindungsgemäßeπ Bootskörper werden vorteilhaft für motorgetriebene, schnelle Gleitfahrzeuge verwendet. Die Bootsrümpfe können für Fahrzeuge mit einem oder mehreren Rümpfen (Katamarane) eingesetzt werden. I^m folgenden wird eine allgemeine formel für den erfiπdungs- gemäßen Kurveπverlauf (f(χ)) εines Profillängsschnittes angegeben:

wobei m eine gera_de Zahl sein soll und die halbe Stützstelleπanzahl an^¬ gibt. Die Koeffizienten a_k laufen von K=l bis m und die Koeffizienten b_k von K=l bis m=l. Unter Stützstellen werden die jeweiligen Abszissenwerte längs des Bootes verstan_den, deren zugeordnete Ordinatenwerte empirisch ermittelt _dder v_drgegeben werden unα somit αen Kurvenverlauf bestimmen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Bootskörper, für schnelle Gleitfahrzeuge, dessen Unterseite mindestens in einem Längsschnitt durch bzw. parallel zur Mittelebene ein dem Profil einεr Krümmungen besitzenden Flugzeug¬ tragflügelfläche ähnliches Profil hat, wobei der Scheitelpunkt des Profillängsschnittes, bezogen auf den bugseitigen Endpunkt der Sehne des Profillängsschnittes, in der vorderen Hälfte der gesamten Sehnenlänge gelegen ist, wobei der heckseitige Profilendpunkt am unteren Endpunkt des Hecks bzw. Spiegels unter dem Wasserspiegel gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehne (_1) des knick- bzw. uπstetigkeitsfreien bzw. strakenden Profillängsschnittes (8) bei belastetem und/oder un¬ belastetem Bootskörper (2) mit der durch den Wasserspiegel (3) definierten Horizontalebene einen Winkel ( σ. ) von 1,3° bis 4°, vorzugs- weise von 1,5° bis 2,5°, insbesondere von 1,8° bis 2,2°, einschließt.

2. Bootskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilläπgsschnitt (8) einen in einem Abstand vom bugseitigen Profilendpunkt (4') von mindestens 30%, vorzugsweise von mindestens 50%, insbesondere von mindestens 60%, der gesamten Sehnenlänge gelegenen Wendepunkt (6) besitzt.

3. Bootskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Profillängsschnitt (8) die Sehne (1) zumindest einmal im Bereich der heckseitigen Hälfte der Sehne (1) schneidet.

4. Bootskörper nach einem oεr Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelunterkante bei unbelastetem Bootskörper

(2) mit ihrer gesamten Länge unter dem Wasserspiegel (3) gelegen ist.

5. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Profillängsschnittes (8) unterhalb der Sehne (1) in einem Bereich ausgehend vom heckseitigen Endpunkt (4) der Sehne (1) bis zu einem Bereich von 20% bis 40%, vorzugsweise 20% bis 30%, der Gesamtsehnenlänge gegenüber der Profilhöhe des Profillängsschnittes im Scheitelpunkt (9) auf weniger als 30 %, vorzugsweise auf weniger als 20 %, insbesondere auf weniger als 15 %, abgenommen ist und in den unter¬ halb des Wasserspiegels (3) gelegenen Enαpunkt (4) αer Sehne (1) von unten schneidend einläuft.

6. Bootskörper nach einem αer Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sowohl die Sehne (1) αes profillängsschnittes (8) der lotrechten Längsmittelebene als auch einige, vorzugsweise alle. Sehnen von Profillängsschnitten in parallel zu diesεr Ebene verlaufenden Ebenen zur durch den Wasserspiegel (3) gegebenen Horizontalebεnε im Winkel ( _c ) geneigt verlaufen.

7. Bootskörper nach εiπεm dεr Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur die in der senkrechten Längsmittelebene oder dicht daneben befindlichen Sehnen des Längsschnittprofils (8) zur durch den Wasserspiegel (3) gegebenen Horizontalebene im Winkel ( i- ) geneigt verlaufen.

8. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehnen von außerhalb der Längsmittelebene liegenden Profillangsschnitten in verschiedenen Höhenlagen in Flächen(A,B,C,D;42) liegen, die nach den Bootskörperseiten hin über die Horizgπtalebεne (3) ansteigen, wobei die Flächen geknickt oder gekrümmt sind und die Kπickliπien bzw. die Mantellinien parallel zur lotrechten Längsmittelebene (38) des Bootskörpers (2) verlaufende Gerade bilden.

9. Bootskörper nach einem der Aπsprüchε 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bugseitigen Endpunkte (4',4") und die Scheitelpunkte (9,9',9") von in verschiedenen Abständen von der lot¬ rechten Längsmittelebeπe (38) des Bggtskörpers (2) verlaufenden Profillängsschnitten (54,62) jeweils auf einer geraden, geknickten oder gekrümmten Linie (51,74) liegen, die mit einer lotrechten Querebene des Bootskörpers (2) einen spitzen Winkel ( sc.^_v) einschliεßt.

10. Bootskörpεr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt (9) des Profillängsschnittes (8) bezogen auf den bugseitigen Endpunkt (4') der Sehne (1) in einem Bereich von 20 % bis 40 %, insbesondere 25 % bis 35 %, der gesamten Sehnenläπge gelegen ist.

11. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Profillängsschnittes (8) im Scheitel- punkt (9) weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 20 %, insbesondere weniger als 15 %, der gesamten Sehnenlängε beträgt.

12. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gεkenπzeichπet, daß die Höhe des oberhalb der Sehne (1) verlaufεnden Abschnittes (8') des Längsschnittprofiles (8) weniger als 20 %, vorzugs- weise weniger als 15 %, der Höhe des Profillängsschnittes (8) im Scheitelpunkt (9) beträgt.

13. Bootskörper nach einem αer Ansprüche 3 bis 12, dadurch • gekennzeichnet, daß der Profillängsschnitt (8) in -den neckseitiαen End- punkt (4) der Sehne (1) von oben schneidend einläuft.

14. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch, gekennzeichnet, daß ausgehend vom Profillängsschπitt (8) in der Mittelebeπe (38) nach außen hin folgende Prcfillängsschnitte (8) bzw. Sehnen (1) und/oder der Winkel ( et ) von nach außen hin folgenden Profill ngsschnitten unter Berücksichtung der Gesetze der Ähnlichkeit verkürzt bzw. verkleinert sind.

15. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendepunkt (6) des Profillängsschnittes (8) und der Schnittpunkt (6) des Profillängsschnittes (8) mit der Sehne (1) in einem gegenseitigen Abstand von weniger als 30%, verzugsweise weniger als 15%, der gesamten Sehπenlänge gelegen sind gder gegebenenfalls im wesentlichen zusammenfallen.

16. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das kπickfreie Flugzeugprofil querströmungsfrei aus¬ gebildet ist und die vom Vorschiff bewirkte. querablaufeηde Verdrängungs¬ strömung den Schiffskörper seitlich frei und hydrodynamisch ungenutzt verläßt.

17. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bootskörper gleitstufenfrei ausgebildet ist.

18. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterschiff insbesondere in Schnitten parallel zur Mittellinie und senkrecht zur Wasserfläche frei von ebenen Gleit- flachen ist.

19. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschiff U-spantenförmig bzw. rundspaπtenförmig ausgebildet ist.

20. Bootskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschiff mit nach innen und oben gezogenen Spanten ausgebildet ist.