WO2023087038A1 - Bodeneffektfahrzeug - Google Patents

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WO2023087038A1
WO2023087038A1 PCT/AT2021/060463 AT2021060463W WO2023087038A1 WO 2023087038 A1 WO2023087038 A1 WO 2023087038A1 AT 2021060463 W AT2021060463 W AT 2021060463W WO 2023087038 A1 WO2023087038 A1 WO 2023087038A1
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WO
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fuselage
ground effect
effect vehicle
wing
hull
Prior art date
Application number
PCT/AT2021/060463
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English (en)
French (fr)
Inventor
Knuth GLASS
Original Assignee
Glass Knuth
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Glass Knuth filed Critical Glass Knuth
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
    • B60V1/00—Air-cushion
    • B60V1/22—Air-cushion provided with hydrofoils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
    • B60V1/00—Air-cushion
    • B60V1/08—Air-cushion wherein the cushion is created during forward movement of the vehicle by ram effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
    • B60V1/00—Air-cushion
    • B60V1/14—Propulsion; Control thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • B63B1/322—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls using aerodynamic elements, e.g. aerofoils producing a lifting force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C35/00—Flying-boats; Seaplanes
    • B64C35/005—Flying-boats; Seaplanes with propellers, rudders or brakes acting in the water

Definitions

  • the invention relates to a ground effect vehicle, comprising a first fuselage and a second fuselage, which are arranged essentially parallel to one another, and a front wing and a rear wing, the ends of which are connected to the first fuselage and to the second fuselage, the first fuselage and the second body each have a first drive element.
  • Ground effect vehicles are aircraft that fly at low altitude over level surfaces, mostly water, in ground effect, which works optimally as a ratio of H/L (flight altitude to wing chord) in the range from 0.1 to 0.5.
  • Special flow conditions of a wing in the area close to the ground are referred to as ground effect, which exert a higher lift force on the wing than in free flight.
  • the resistance to be overcome by the vehicle against the direction of flight is significantly reduced in comparison to watercraft such as ships.
  • a ground effect vehicle glides over the water surface while in water operation it moves at lower speeds like a boat in the water.
  • the ground effect vehicle is usually accelerated lying in the water or on land until it is lifts onto the air cushion at sufficient speed and switches to flight operations ("Flairen").
  • the document US3244246 A shows a vehicle of the type mentioned, comprising a pair of symmetrically arranged, streamlined fuselages, which are connected to a forwardly arranged wing element and a rearwardly arranged wing element. Furthermore, the fuselages are connected to each other by a horizontal stabilizer with an elevator element. Each wing element carries a turbine which is designed to direct air through the hollow wing elements into the area between the wing elements and the water, as a result of which the vehicle can be started, ie lifted out of the water. During flight, these turbines are switched off and the vehicle is only driven by propellers arranged in the rear area of the fuselage.
  • the arrangement of the wings between the fuselages has the effect that the formation of undesirable tip vortices, which occur in particular at the end of a wing attached on one side, is reduced or eliminated. is avoided. This reduces lift losses during flight, resulting in higher lift and thus greater stability, especially at higher speeds.
  • a disadvantage of these known devices is the compli ed structure, the weight of the turbines and the air resistance caused by the turbines in flight. In particular, this has a negative effect on the stability of the vehicle during flight operations. It is therefore an object of the invention to provide a ground effect vehicle of the type mentioned in which the above-mentioned disadvantages of the prior art are at least partially eliminated. In particular, a ground-effect vehicle is to be created which, compared to the prior art, is more stable, lighter and simpler as well as more cost-effective to manufacture and allows higher speeds in flight operations.
  • the first fuselage and the second fuselage each have a second drive element.
  • the Bodenef is Anlagenmilia mithil fe the second drive elements and, if necessary. of the first drive elements is accelerated until the ground effect vehicle is at least largely lifted out of the water due to the ground effect and transitions into the flight phase.
  • the second drive elements can be switched off and the ground effect vehicle is moved solely by the first drive elements.
  • the second drive elements are arranged in the hulls of the ground effect vehicle, on the one hand the aerodynamics of the ground effect vehicle are not negatively influenced and body parts can be used as a shell or at the same time. Housing the second drive elements are used, whereby the weight of Bodeneff f ektvehicles can be kept low.
  • the second drive elements are each arranged at least for the most part in a cavity delimited by the fuselage, with the second drive element particularly preferably being at least in substantially does not protrude beyond the fuselage in the vertical direction and in the horizontal transverse direction. In the longitudinal direction, for example protrude a nozzle of the second drive element from the hull.
  • the first hull and the second hull are preferably of essentially the same length and particularly preferably have an essentially identical or mirror-symmetrical structure at least up to the waterline, so that only distinguish the structures from each other.
  • E.g. can be provided in the first and / or in the second fuselage, a cockpit to the or. to provide space for the pilots of the ground effect vehicle and the control elements.
  • Cargo stowage, passenger cabins, and/or fuel tanks may be located in the hulls.
  • the rear end of the first fuselage and/or the second fuselage preferably has a vertical fin, which preferably extends upwards from the respective fuselage in order to improve the stability of the vehicle.
  • at least one fin has a rudder in order to enable the ground effect vehicle to be steered about a vertical axis, ie in a lateral direction.
  • both the first fuselage and the second fuselage have a fin that is essentially of the same design.
  • the fin(s) is resp. are preferably free-standing, so only connected to the hull, arranged and in particular not directly connected to each other.
  • a front wing and a rear wing are arranged between the fuselages in order to provide buoyancy for lifting the ground effect vehicle, for example. provide from the water surface.
  • the length of the front wing and the rear wing (chord) together in the plan view in the longitudinal direction corresponds essentially to 30-70% of the total length of the vehicle in the longitudinal direction.
  • the front wing has a length in plan view in the longitudinal direction of approx. 10-30% of the total length of the vehicle and/or the rear wing has a length in plan view of approx. 20-40% of the total length of the vehicle.
  • a space is defined between the wings, defined longitudinally by the wings and transversely by the fuselages.
  • the intermediate space preferably has a length of approx. 10-30% of the total length of the vehicle.
  • the overall length is the distance in the longitudinal direction between the foremost and the rearmost point of the ground effect vehicle.
  • the arrangement and respective wing depth in the longitudinal direction is chosen according to the requirements of the ground-effect vehicle, in particular depending on the (possible) weight of the vehicle.
  • the airfoils preferably include a leading edge, a trailing edge, a bottom surface and a top surface.
  • the leading edge is positioned forward and the trailing edge is positioned backward in the direction of flight.
  • the top surface is essentially the water surface or the waterline of Bodeneff f ektvehicle turned away and the bottom surface is essentially the water surface or. facing the waterline of the ground effect vehicle.
  • the front edge of the front wing is preferably rounded (profile nose) and the front edge of the rear wing is preferably formed essentially pointed.
  • the wings are preferably firmly arranged between the insides, ie the sides of the hulls facing one another, in order to provide an angle of attack between the profile of the wings and the water surface.
  • the front and / or rear wing or. Parts of the front and / or the rear wing can be arranged relative to the hull adjustable to change the angle of attack as needed.
  • the front wing is preferably shorter in the longitudinal direction, ie essentially parallel to the fuselages, than the rear wing.
  • the top surface of the front and/or the rear wing is preferably at least partially convex in cross section.
  • the bottom surface of the front wing is preferably concave and the bottom surface of the rear wing is preferably substantially planar.
  • the front and / or rear wing can, for example. be designed as a Clark-Y profile or as a modified Clark-Y profile.
  • the front edges the trailing edges of the front wing and the rear wing are preferably each substantially parallel to one another.
  • the cross section of the front wing and the cross section of the rear wing are essentially the same.
  • the front and rear wings essentially have the same shape and the same size.
  • the vertical and longitudinal stability is achieved by different angles of attack of the two wings.
  • the chord of the front wing and the chord of the rear wing are preferably at least partially at the same height along a vertical axis perpendicular to the longitudinal axis. At least one point on the chord of the front wing and one point on the chord of the rear wing are at the same height.
  • the chord of the wings is the imaginary connecting line between the leading edge and the trailing edge of the profile.
  • the front wing and the rear wing are arranged essentially at the same height between the fuselages, as a result of which the stability of the ground effect vehicle is improved, in particular during flight operations.
  • the width (span) of the wings which defines the distance between the fuselages, is preferably approx. 30-50% of the overall length of the ground effect vehicle.
  • the second drive elements in the lower region of the first fuselage and the second hull, in particular below the waterline. This arrangement ensures a faster start of the ground effect vehicle from the floating position to the flight phase.
  • the second drive elements of the first fuselage and the second drive elements of the second fuselage are of identical design.
  • the rear thus tapers downwards in the longitudinal direction along the vertical axis.
  • the length of the fuselage in cross section in the longitudinal direction is shorter in the lower area than in the upper area, with the length at the rear preferably being reduced in a stepped manner, that is to say abruptly.
  • the steps are preferably delimited by an essentially vertical surface. Three stages are preferably provided.
  • the second drive elements are preferably at least partially arranged in the vertical surface of the lowest step.
  • the height of the top step and the height of the bottom step are each greater than the height of the middle step(s).
  • the height of the lowest step is particularly preferably greater than the respective height of the other steps. It has been shown that due to such an arrangement, in particular the steps, at higher speeds in the water when starting the bottom effect vehicle, the water resistance is considerable is reduced, which significantly reduces the thrust required to lift off.
  • the reduction in the tail length can be continuous in the downward direction, with one or more ramps running obliquely to the vertical axis being formed in the cross section.
  • the width of the first and/or the second hull also decreases downwards, preferably essentially continuously, at least in a region along a vertical axis in the transverse direction, i.e. perpendicular to the longitudinal direction and parallel to the waterline, of the hull.
  • the reduction in width in the direction of the vertical axis is preferably asymmetrical, particularly preferably steeper on a first side than on a second side.
  • the first, steeper side is arranged on the side of the fuselage facing the other fuselage and the second, flatter side is arranged on the side facing away from the other fuselage. This arrangement further improves the stability of the bottom effect vehicle, especially at high speeds in the water during takeoff and landing. landing phase .
  • the attachment of the wings to the fuselage is improved or simplified .
  • the steeper side has an imaginary straight line between the widest point and the narrowest point that encloses a smaller angle with the vertical axis than an imaginary straight line between the widest point and the narrowest point of the broader side.
  • the widest point is the point furthest from a symmetrical to the widest points of the two sides, ie at the point with the greatest width of the fuselage, arranged vertical axis.
  • the narrowest point of the two sides preferably coincides, with the cross section essentially having the shape of a triangle. Alternatively, the two narrowest points may not coincide, so that the cross-section is essentially in the shape of a trapezium.
  • the cross-sectional area of the steps decreases in each case in the downward direction along the vertical axis.
  • the top step has the largest cross-sectional area
  • the next top step has a smaller cross-sectional area
  • the bottom step has the smallest cross-sectional area.
  • the front wing and/or the rear wing are essentially hollow.
  • the front and / or the rear wing in this case have at least one cavity, the example. trained or certified for cargo , people or fuel tanks . can be used.
  • a water jet propulsion allows for more efficient steering, and the ground effect vehicle can turn in the desired direction through the moving nozzle of the waterjet propulsion.
  • a water jet propulsion means that the ground effect vehicle can have a flatter design than, for example, a ground effect vehicle with a propeller drive in the bottom Area of the hull that allows the ground effect vehicle to navigate in shallower waters.
  • a water jet drive is less dangerous for creatures in the water such as fish, birds or people, while contact with a propeller drive with a rotating propeller can cause serious or fatal injuries.
  • the first and/or the second drive elements comprise at least one electric motor and fuel cells, the electric motor(s) being/are connected to the fuel cells in such a way that the electric motor(s) are supplied with energy by the fuel cells can or can be supplied.
  • the chemical reaction energy of a continuously supplied fuel is converted into electrical energy, which is supplied to the electric motor(s), which in turn drives a water jet drive or a propeller, for example.
  • Such a fuel cell drive significantly reduces the product life cycle costs due to the lower number of parts, the lower maintenance intensity and the higher reliability compared to conventional drives.
  • fuel cell drives have the possibility of simple system integration, which allows both space and weight to be saved and thus the weight and volume of the ground effect vehicle to be reduced or used for other purposes, e.g. for freight.
  • fuel cells can also work without any problems at very cold or very hot temperatures and, for example, can also start at low temperatures below freezing point without any aids. This increases the usability and flexibility of a corresponding ground effect vehicle significantly improved.
  • the fuel cells are preferably connected to a fuel tank, through which the fuel cells are supplied with fuel, for example be supplied with hydrogen.
  • the first fuselage has a first fuel tank and the second fuselage has a second fuel tank.
  • one or more fuel tanks can also be provided in the front and/or the rear wing.
  • a first fuel tank is provided in the first fuselage, which is connected to the first drive element in the first fuselage and to the second drive element in the first fuselage
  • a second fuel tank is provided in the second fuselage, which is connected to the first drive element in the second Hull and is connected to the second drive element in the second hull.
  • the same tank can be used for both drive elements arranged in a fuselage, as a result of which the space required for fuel storage is reduced and the weight of the ground effect vehicle is further reduced.
  • the first drive elements are preferably arranged in the upper area of the hulls above the waterline, with the first drive elements both in flight mode and in can be operated in a floating mode .
  • the first drive elements are particularly preferably provided in the lower area of the fins.
  • the two first drive elements are arranged essentially at the same height.
  • the first drive elements can have free-standing propellers or can also be designed as turbines.
  • the first fuselage and/or the second fuselage has at least one hydrofoil below the waterline.
  • the hydrofoils protrude from the hull, preferably from an area of the hull below the waterline.
  • the wings are preferably arranged in the front third of the fuselage in the longitudinal direction.
  • the first fuselage and the second fuselage preferably have hydrofoils which are essentially symmetrical to one another, particularly preferably at least one each on the outside of the first fuselage and a hydrofoil arranged essentially symmetrically thereto on the outside of the second fuselage.
  • Each fuselage particularly preferably has a hydrofoil on the outside and a hydrofoil on the inside.
  • the outside is the side facing away from the respective other fuselage and the inside is the side facing the respective other fuselage. Furthermore, it is preferably provided that the wings are arranged below the fuselage.
  • the individual hydrofoils preferably extend substantially perpendicularly to the vertical axis and parallel to at least one hydrofoil. Furthermore, the individual hydrofoils are preferably designed to be free-standing.
  • the hydrofoils are preferably designed essentially symmetrically in cross section to the longitudinal axis.
  • the hydrofoils can be arranged in such a way that the angle of attack, ie the angle between the hydrofoil and the direction of flow, can be changed. The amount of lift can be controlled by changing the angle of attack.
  • the angle of attack can be fixed, with the wing not being designed to be adjustable relative to the fuselage.
  • the chord of a resp. of all hydrofoils (in the longitudinal direction) is preferably less than 10% of the total length of the ground effect vehicle and particularly preferably less than 5% of the total length of the ground effect vehicle.
  • the span (in the width direction) is in each case preferably less than 10% of the span of the wings, particularly preferably less than 5% of the span of the wings.
  • hydrofoils Because water is considerably denser than air, even smaller hydrofoils generate enormous forces in order to have a lot of dynamic lift at an early stage, i.e. at low speeds of the ground effect vehicle. This arrangement of hydrofoils facilitates the launch of the ground effect vehicle in that it can be lifted out of the water at low speeds, making the launch faster and more stable.
  • the hulls and the wings can be made from shipbuilding or Materials known in aircraft construction are manufactured.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a ground effect vehicle according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of a Floor effect vehicle according to the invention
  • FIG. 3 one
  • FIG. 4 shows a first perspective view of a fuselage according to the invention
  • FIG. 5 shows a second perspective view of a fuselage according to the invention
  • FIG. 6 is a sectional view of a front wing
  • FIG. 7 is a sectional view of a rear wing
  • FIG. 8 is a sectional view of a fuselage
  • FIG. 9 is a side view of a first fuselage of a fourth embodiment
  • FIG. 10 is a sectional view of a fuselage according to FIG. 9
  • figures . 11 is a perspective view of a fifth embodiment of a ground effect vehicle according to the invention
  • FIG. 12 is a perspective view of the fourth embodiment of the ground effect vehicle according to the present invention.
  • a ground effect vehicle comprising a first fuselage 1 and a second fuselage 2 is illustrated.
  • the first fuselage 1 and the second fuselage 2 are each streamlined and are arranged parallel to one another along a longitudinal axis 3 .
  • the first fuselage 1 and the second fuselage 2 are connected to each other by means of a front wing 4 and a rear wing 5 .
  • the front wing 4 and the rear wing 5 are essentially at the same height along the vertical axis 6 perpendicular to the longitudinal axis 3 .
  • the chord of the front wing 4 and the chord of the rear wing 5 are at least partially at the same height along the vertical axis 6 .
  • first fuselage 1 has a first drive element 7 and the second fuselage 2 has a first drive element 7 .
  • the first body 1 and / or the second body 2 comprise a cavity 8 for receiving passengers, cargo or fuel.
  • the first fuselage 1 has a first fin 9 and the second fuselage 2 has a second fin 10, which extend upwards from the respective fuselage 1,2.
  • the side fins 9,10 are each arranged in a free-standing manner and are not connected to one another.
  • a second drive element 11 is arranged in each case in the lower region of the fins 9,10 of the two fuselages 1,2.
  • the first fuselage 1 and the second fuselage 2 are essentially symmetrical.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a ground effect vehicle according to the invention.
  • the drive element 11 is connected to a fuel cell system 12 which supplies the drive element 11 with energy.
  • a cavity 8 is also provided in the second fuselage 2 and the two side fins 9, 10 are constructed essentially identically or in a mirror-image (symmetrical) manner.
  • FIG. 3 shows a side view of a first fuselage 1, which has a notchback with three steps 13, 14, 15.
  • the rear has a shorter length in the lower area than in the upper area.
  • the drive element 11 (not shown) is arranged in the lowest stage 15 .
  • the height of the top step 13 and the height of the bottom step 15 in the direction of the vertical axis 6 is in each case greater than the corresponding height of the middle step 14 , the height of the bottom step 15 being further greater than the height of the top step 13 .
  • Fig. 4 is the lower part of the hull 1 according to FIG. 3 shown .
  • the width of the fuselage 1 along the vertical axis 6 decreases in the downward direction, so that the lowest step 15 has the smallest width along the transverse axis 16, which is arranged perpendicularly to the longitudinal axis 3 and to the vertical axis 6.
  • the reduction in width is continuous, with a number of sections with different gradients being connected to one another.
  • the reduction in width is steeper on a first side 17 of the fuselage 1 than on a second side 18 of the fuselage 1 .
  • the first side 17 is preferably the side facing the other fuselage 2 .
  • the second drive element 11 arranged in the lowest stage 15 is not shown in this view for the sake of clarity.
  • Fig. 5 is the lower part of the fuselage 1 according to FIG. 4 is shown in a further perspective view of the first side 17 , the drive element 11 arranged in the lowest step 15 being shown.
  • Fig. 6 shows a front wing 4 in a sectional view.
  • the wing 4 has a rounded front edge 19 , a rear edge 20 , a top surface 21 and a bottom surface 22 .
  • the top surface 21 is curved in a convex manner and the bottom surface 22 runs downwards in a concave manner.
  • the leading edge 19 and the trailing edge 20 run essentially parallel to one another.
  • Fig. 7 is a rear wing 5 in one
  • the wing 5 has a Front edge 22, a rear edge 23, a top surface 24 and a bottom surface 25.
  • the top surface 24 is curved in a convex manner and the bottom surface 25 is essentially planar and runs inclined downwards. Furthermore, the leading edge 22 and the trailing edge 23 run essentially parallel to one another.
  • FIG. 8 shows a cross-section of a fuselage 1 which has a first, steeper side 17 and a second, flatter side 18 .
  • the widest point 26 of the first side 17 and the widest point 27 of the second side 18 are each at the same distance from the vertical axis 6 .
  • the narrowest point of the first side 17 and the second side 18 is in each case at point 28, so that the fuselage cross-section is essentially triangular.
  • An imaginary straight line 29 through the widest point 26 of the first side 17 and the narrowest point 28 of the first side 17 forms a smaller angle with the vertical axis 6 than an imaginary straight line 30 through the widest point 27 of the second side 18 and the narrowest point 28 a .
  • Fig. 9 shows a side view of a further embodiment of the first fuselage 1 , in which a hydrofoil 31 is additionally arranged on the outside of the fuselage 1 .
  • the hydrofoil 31 is arranged in the lower and front area of the fuselage 1 and has a cross-section that is symmetrical to the longitudinal axis 3 .
  • Fig. 10 is a cross section of the fuselage 1 of FIG. 9 shown .
  • Substantially symmetrical hydrofoils 31 are arranged on both sides of the hull 1 and are each connected to the hull 1 below the waterline.
  • the hydrofoils 31 are arranged essentially perpendicularly to the vertical axis 6 or parallel to the waterline.
  • the hull 1 is essentially trapezoidal in shape, in which, in contrast to the design according to FIG. 8, the narrowest point 32 of the first side 17 and the narrowest point 33 of the second side 18 do not coincide.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of the ground effect vehicle.
  • hydrofoils 31 are arranged in the front area of the fuselages 1.2 below the fuselages 1.2 on both sides, ie on the outside and on the inside of the fuselages 1.2.
  • FIG. 12 shows a perspective view of a ground effect vehicle according to the invention with a fuselage 1 according to FIGS. 9 and 10.
  • the hydrofoils 31 are arranged on the side of the fuselages 1,2.

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Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Bodeneffektfahrzeug, umfassend einen ersten Rumpf (1) und einen zweiten Rumpf (2), die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, sowie eine vordere Tragfläche (4) und eine hintere Tragfläche (5), deren Enden mit dem ersten Rumpf (1) und mit dem zweiten Rumpf (2) verbunden sind, wobei der erste Rumpf (1) und der zweite Rumpf (2) jeweils ein erstes Antriebselement (7) aufweisen, vorgesehen, wobei der erste Rumpf (1) und der zweite Rumpf (2) jeweils ein zweites Antriebselement (11) aufweisen.

Description

Bodeneffektfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Bodeneffektfahrzeug, umfassend einen ersten Rumpf und einen zweiten Rumpf, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, sowie eine vordere Tragfläche und eine hintere Tragfläche, deren Enden mit dem ersten Rumpf und mit dem zweiten Rumpf verbunden sind, wobei der erste Rumpf und der zweite Rumpf jeweils ein erstes Antriebselement aufweisen.
Bodeneffektfahrzeuge sind Fluggeräte, die in geringer Höhe über ebene Oberflächen, meist Wasser, im Bodeneffekt fliegen, der als Verhältnis von H/L (Flughöhe zu Flügeltiefe) im Bereich von 0,1 bis 0,5 optimal 'wirkt. Als Bodeneffekt werden spezielle Strömungsverhältnisse eines Tragflügels im bodennahen Bereich bezeichnet, die eine höhere Auftriebskraft auf den Tragflügel ausüben als im Freiflug. Das bedeutet, dass sich unter dem Tragflügel und dem Rumpf jedes Bodenef f ektf ahrzeuges in Bodennähe während des Fluges ein Luftkissen oder eine Luftwalze bildet, auf dem es gleiten kann. Hierdurch wird der vom Fahrzeug zu überwindende Widerstand gegen die Flugrichtung im Vergleich zu Wasserfahrzeugen wie Schiffen deutlich reduziert. Je höher das Fahrzeug fliegt, desto geringer wird der Bodeneffekt und üblicherweise ist ab einer Höhe von ca. der halben Flügeltiefe des Tragflügels kein Bodeneffekt mehr vorhanden .
Im Flugbetrieb bzw. der Flugphase gleitet ein Bodeneffektfahrzeug über der Wasseroberfläche während es im Wasserbetrieb bei geringeren Geschwindigkeiten wie ein Boot im Wasser fährt. Üblicherweise wird das Bodeneffektfahrzeug im Wasser oder auf Land liegend beschleunigt, bis es sich bei ausreichender Geschwindigkeit auf das Luftkissen hebt und in den Flugbetrieb ( „Flairen" ) übergeht .
Das Dokument US3244246 A zeigt ein Fahrzeug der eingangs genannten Art , umfassend ein Paar von symmetrisch angeordneten, stromlinienförmigen Rümpfen, die mit einem vorne angeordneten Flügelelement und einem dahinter angeordneten Flügelelement verbunden sind . Weiters sind die Rümpfe durch einen hori zontalen Stabilisator mit einem Höhenruderelement miteinander verbunden . Jedes Flügelelement trägt eine Turbine , die ausgebildet sind, um Luft durch die hohlen Flügelelemente in den Bereich zwischen den Flügelelementen und dem Wasser zu leiten, wodurch das Starten des Fahrzeuges , also das Heben aus dem Wasser, gelingt . Im Flugbetrieb sind diese Turbinen abgeschaltet und das Fahrzeug wird lediglich durch im hinteren Bereich der Rümpfe angeordnete Propeller angetrieben .
Durch die Anordnung der Tragflächen zwischen den Rümpfen wird bewirkt , dass die Bildung von unerwünschten Randwirbeln, die insbesondere am Ende eines einseitig befestigten Flügels auftreten, reduziert bzw . vermieden wird . Dies verringert die Auftriebsverluste im Flugbetrieb, wodurch ein höherer Auftrieb und damit eine höhere Stabilität , vor allem bei höheren Geschwindigkeiten, erzielt wird .
Nachteilig bei diesen bekannten Vorrichtungen ist der kompli zierte Aufbau, das Gewicht der Turbinen sowie der durch die Turbinen im Flugbetrieb bewirkte Luftwiderstand . Hierdurch wird insbesondere die Stabilität des Fahrzeuges während des Flugbetriebes negativ beeinflusst . Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Bodenef fektfahrzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise beseitigt sind . Insbesondere soll ein Bodenef fektfahrzeug geschaffen werden, welches im Vergleich zum Stand der Technik stabiler, leichter und einfacher sowie kostengünstiger in der Herstellung ist , und eine höhere Geschwindigkeit im Flugbetrieb zulässt .
Erfindungsgemäß ist bei einem Bodenef fektfahrzeug der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der erste Rumpf und der zweite Rumpf j eweils ein zweites Antriebselement aufweisen . Um in den Flugmodus zu kommen, wird das Bodenef fektfahrzeug mithil fe der zweiten Antriebselemente und ggf . der ersten Antriebselemente beschleunigt , bis sich das Bodenef fektfahrzeug aufgrund des Bodenef fekts zumindest großteils aus dem Wasser hebt und in die Flugphase übergeht . Sobald die Flugphase erreicht ist , können die zweiten Antriebselemente abgeschaltet werden und das Bodenef fektfahrzeug wird alleine durch die ersten Antriebselemente bewegt . Dadurch, dass die zweiten Antriebselemente in den Rümpfen des Bodenef fektfahrzeugs angeordnet sind, wird einerseits die Aerodynamik des Bodenef f ektf ahrzeuges nicht negativ beeinflusst und Rumpfteile können gleichzeitig als Hülle bzw . Gehäuse der zweiten Antriebselemente dienen, wodurch das Gewicht des Bodenef f ektf ahrzeuges gering gehalten werden kann .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweiten Antriebselemente j eweils zumindest großteils in einem durch den Rumpf begrenzten Hohlraum angeordnet sind, wobei besonders bevorzugt das zweite Antriebselement zumindest in vertikaler Richtung und in hori zontaler Querrichtung im Wesentlichen nicht über den Rumpf hinausragt . In Längsrichtung kann bspw . eine Düse des zweiten Antriebselements aus dem Rumpf hinausragen .
Der erste Rumpf und der zweite Rumpf sind bevorzugt im Wesentlichen gleich lang und weisen besonders bevorzugt einen im Wesentlichen gleichen oder spiegelgleichen Aufbau zumindest bis zur Wasserlinie auf , sodass sich lediglich ggf . die Aufbauten voneinander unterscheiden .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Rumpf und/oder der zweite Rumpf einen Hohlraum zur Aufnahme von Passagieren oder Ladegut aufweisen . Bspw . kann im ersten und/oder im zweiten Rumpf ein Cockpit vorgesehen sein, um dem bzw . den Piloten des Bodenef f ektf ahrzeuges sowie den Steuerungselementen Platz zu bieten . Weiters können bspw . Stauräume für Fracht , Kabinen für Passagiere , und/oder Tanks für Brennstof fe in den Rümpfen angeordnet sein .
Weiters weist das hintere Ende des ersten Rumpfes und/oder des zweiten Rumpfes bevorzugt eine Seitenflosse auf , die sich bevorzugt vom j eweiligen Rumpf nach oben erstreckt , um die Stabilität des Fahrzeuges zu verbessern . Besonders bevorzugt weist zumindest eine Seitenflosse ein Seitenruder auf , um eine Steuerung des Bodenef f ektf ahrzeuges um eine vertikale Achse , also in seitlicher Richtung zu ermöglichen . Bevorzugt weisen sowohl der erste Rumpf als auch der zweite Rumpf eine Seitenflosse auf , die im Wesentlichen gleich ausgebildet sind . Die Seitenflosse (n) ist bzw . sind bevorzugt frei stehend, also lediglich mit dem Rumpf verbunden, angeordnet und insbesondere nicht direkt miteinander verbunden . Zwischen den Rümpfen sind eine vordere Tragfläche und eine hintere Tragfläche , deren Enden j eweils mit dem ersten Rumpf und mit dem zweiten Rumpf verbunden sind, angeordnet , um einen Auftrieb zum Anheben des Bodenef f ektf ahrzeuges bspw . von der Wasseroberfläche bereitzustellen . Bevorzugt entspricht die Länge der vorderen Tragfläche und der hinteren Tragfläche ( Flügeltiefe ) zusammen in der Draufsicht in Längsrichtung im Wesentlichen 30-70% der Gesamtlänge des Fahrzeuges in Längsrichtung . Besonders bevorzugt weist die vordere Tragfläche eine Länge in der Draufsicht in Längsrichtung von ca . 10-30% der Gesamtlänge des Fahrzeuges auf und/oder die hintere Tragfläche eine Länge in der Draufsicht in Längsrichtung von ca . 20-40% der Gesamtlänge des Fahrzeuges auf . Zwischen den Tragflächen ist ein Zwischenraum ausgebildet , der in Längsrichtung von den Tragflächen und in Querrichtung von den Rümpfen begrenzt ist . Der Zwischenraum weist bevorzugt eine Länge von ca . 10-30% der Gesamtlänge des Fahrzeuges auf . Die Gesamtlänge ist hierbei der Abstand in Längsrichtung zwischen dem vordersten und dem hintersten Punkt des Bodenef f ektf ahrzeuges . Die Anordnung und j eweilige Flügeltiefe in Längsrichtung wird entsprechend den Anforderungen an das Bodenef fektfahrzeug gewählt , insbesondere in Abhängigkeit des (möglichen) Gewichts des Fahrzeuges .
Die Tragflächen umfassen bevorzugt eine Vorderkante , eine Hinterkante , eine Bodenfläche sowie eine Deckfläche . Die Vorderkante ist in Richtung vorne und die Hinterkante in Richtung hinten in Flugrichtung angeordnet . Die Deckfläche ist im Wesentlichen der Wasseroberfläche bzw . der Wasserlinie des Bodenef f ektf ahrzeuges abgewandt und die Bodenfläche ist im Wesentlichen der Wasseroberfläche bzw . der Wasserlinie des Bodenef f ektf ahrzeuges zugewandt . Die Vorderkante der vorderen Tragfläche ist bevorzugt abgerundet ausgebildet ( Profilnase ) und die Vorderkante der hinteren Tragfläche ist bevorzugt im Wesentlichen spitz ausgebildet . Die Tragflächen sind zwischen den Innenseiten, also den einander zugewandten Seiten der Rümpfe , bevorzugt fest angeordnet , um einen Anstellwinkel zwischen dem Profil der Tragflächen und der Wasseroberfläche bereitzustellen . Alternativ können die vordere und/oder die hintere Tragfläche bzw . Teile der vorderen und/oder der hinteren Tragfläche relativ zum Rumpf verstellbar angeordnet sein, um den Anstellwinkel j e nach Bedarf verändern zu können .
Die vordere Tragfläche ist bevorzugt in Längsrichtung, also im Wesentlichen parallel zu den Rümpfen, kürzer als die hintere Tragfläche . Die Deckfläche der vorderen und/oder der hinteren Tragfläche ist im Querschnitt bevorzugt zumindest teilweise konvex ausgebildet . Die Bodenfläche der vorderen Tragfläche ist bevorzugt konkav ausgebildet und die Bodenfläche der hinteren Tragfläche ist bevorzugt im Wesentlichen eben ausgebildet . Die vordere und/oder die hintere Tragfläche können bspw . als Clark-Y Profil oder als modi fi ziertes Clark-Y Profil ausgebildet sein .
Die Vorderkanten bzw . die Hinterkanten der vorderen Tragfläche und der hinteren Tragfläche sind bevorzugt im Wesentlichen j eweils parallel zueinander .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Querschnitt der vorderen Tragfläche und der Querschnitt der hinteren Tragfläche unterschiedlich ausgebildet sind . Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Flügeltiefe der hinteren Tragfläche größer ist als die Flügeltiefe der vorderen Tragfläche . Dieses Zusammenspiel beider Tragflächen bewirkt eine stabile Fortbewegung über die Wasseroberfläche in definierter Höhe . Insbesondere werden hierdurch Anstellwinkelschwingungen und Phygoide vermieden bzw . reduziert , die vor allem bei freiliegenden Tragflächen auftreten .
Alternativ ist vorgesehen, dass der Querschnitt der vorderen Tragfläche und der Querschnitt der hinteren Tragfläche im Wesentlichen gleich ausgebildet sind . Hierbei weisen die vordere und die hintere Tragfläche im Wesentlichen die gleiche Form sowie die gleiche Größe auf . Die Höhen- und Längsstabilität wird hierbei durch verschiedene Anstellwinkel der beiden Tragflächen erreicht .
Die Sehne der vorderen Tragfläche und die Sehne der hinteren Tragfläche liegen entlang einer zur Längsachse senkrecht stehenden Vertikalachse bevorzugt zumindest teilweise auf der gleichen Höhe . Hierbei liegt zumindest ein Punkt der Sehne der vorderen Tragfläche und ein Punkt der Sehne der hinteren Tragfläche auf der gleichen Höhe . Die Sehne der Tragflächen ist hierbei die gedachte Verbindungslinie zwischen der Profilnase und der Profilhinterkante . Hierbei sind die vordere Tragfläche und die hintere Tragfläche im Wesentlichen auf derselben Höhe zwischen den Rümpfen angeordnet , wodurch die Stabilität des Bodenef f ektf ahrzeuges insbesondere im Flugbetrieb verbessert wird .
Die Breite ( Spannweite ) der Tragflächen, die den Abstand zwischen den Rümpfen definiert , beträgt bevorzugt ca . 30- 50% der Gesamtlänge des Bodenef f ektf ahrzeuges .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweiten Antriebselemente im unteren Bereich des ersten Rumpfes und des zweiten Rumpfes , insbesondere unterhalb der Wasserlinie , angeordnet sind . Diese Anordnung sorgt für einen schnelleren Start des Bodenef f ektf ahrzeuges aus der schwimmenden Position in die Flugphase .
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweiten Antriebselemente des ersten Rumpfes und die zweiten Antriebselemente des zweiten Rumpfes gleich ausgebildet sind .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Rumpf und/oder der zweite Rumpf ein Heck umfassen, welches im unteren Bereich eine geringere Länge als im oberen Bereich aufweist . Das Heck verj üngt sich also in Längsrichtung entlang der Vertikalachse nach unten . Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Rumpf und/oder der zweite Rumpf j eweils ein Stufenheck aufweisen . Die Länge des Rumpfes im Querschnitt in Längsrichtung ist hierbei im unteren Bereich geringer als im oberen Bereich, wobei sich die Länge am Heck bevorzugt im Wesentlichen stufenförmig, also sprunghaft , verringert . Die Stufen sind hierbei bevorzugt durch eine im Wesentlichen senkrechte Fläche begrenzt . Bevorzugt sind drei Stufen vorgesehen . Weiters sind bevorzugt in der senkrechten Fläche der untersten Stufe die zweiten Antriebselemente zumindest teilweise angeordnet . Bevorzugt ist die Höhe der obersten Stufe und die Höhe der untersten Stufe j eweils größer als die Höhe der mittleren Stufe (n) . Besonders bevorzugt ist die Höhe der untersten Stufe j eweils größer als die j eweilige Höhe der anderen Stufen . Es hat sich gezeigt , dass aufgrund einer derartigen Anordnung, insbesondere der Stufen, bei höheren Geschwindigkeiten im Wasser beim Starten des Bodenef f ektf ahrzeuges der Wasserwiderstand erheblich reduziert wird, wodurch sich die zum Abheben nötige Schubkraft deutlich verringert .
Alternativ kann die Reduzierung der Hecklänge in Richtung unten kontinuierlich ausgebildet sein, wobei im Querschnitt eine oder mehrere schräg zur Vertikalachse verlaufende Rampen ausgebildet sind .
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass sich auch die Breite des ersten und/oder des zweiten Rumpfes zumindest in einem Bereich entlang einer Vertikalachse in Querrichtung, also senkrecht zur Längsrichtung und parallel zur Wasserlinie , des Rumpfes nach unten verringert , bevorzugt im Wesentlichen kontinuierlich . Die Verringerung der Breite in Richtung der Vertikalachse verläuft bevorzugt asymmetrisch, besonders bevorzugt auf einer ersten Seite steiler als auf einer zweiten Seite . Besonders bevorzugt ist die erste , steilere Seite auf der dem anderen Rumpf zugewandten Seite des Rumpfes angeordnet und die zweite , flachere Seite auf der dem anderen Rumpf abgewandten Seite . Diese Anordnung verbessert die Stabilität des Bodenef f ektf ahrzeuges weiter, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten im Wasser während der Start- bzw . Landephase . Weiters wird hierdurch die Befestigung der Tragflächen an den Rümpfen verbessert bzw . vereinfacht .
Die steilere Seite weist eine gedachte Gerade zwischen dem breitesten Punkt und dem schmälsten Punkt auf , die einen geringeren Winkel als eine gedachte Gerade zwischen dem breitesten Punkt und dem schmälsten Punkt der breiteren Seite mit der Vertikalachse einschließt . Der breiteste Punkt ist der Punkt mit der größten Entfernung von einer symmetrisch zu den breitesten Punkten der beiden Seiten, also an der Stelle mit der größten Breite des Rumpfes , angeordneten Vertikalachse . Der schmälste Punkt der beiden Seiten fällt bevorzugt zusammen, wobei der Querschnitt hierbei im Wesentlichen die Form eines Dreieckes aufweist . Alternativ können die beiden schmälsten Punkte nicht zusammenfallen, sodass der Querschnitt im Wesentlichen die Form eines Trapezes aufweist .
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die Querschnitts fläche der Stufen in Richtung unten entlang der Vertikalachse j eweils verringert . Die oberste Stufe weist hierbei die größte Querschnitts fläche auf , die nächstoberste Stufe eine geringere Querschnitts fläche und die unterste Stufe die geringste Querschnitts fläche .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die vordere Tragfläche und/oder die hintere Tragfläche im Wesentlichen hohl ausgebildet sind . Die vordere und/oder die hintere Tragfläche weisen hierbei also zumindest einen Hohlraum auf , der bspw . für Fracht , Personen oder Brennstof f tanks ausgebildet bzw . genutzt werden kann .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweiten Antriebselemente als Wasserstrahlantriebe ( Jetantriebe ) ausgebildet sind .
Bei Wasserstrahlantrieben wird bevorzugt Wasser unter dem Rumpf angesaugt und über bevorzugt bewegliche Düsen am Heck wieder ausgestoßen . Der Wasserstrahlantrieb ermöglicht eine ef fi zientere Lenkung, und das Bodenef fektfahrzeug kann sich durch die bewegliche Düse des Wasserstrahlantriebes in die gewünschte Richtung drehen . Weiters ermöglicht ein Wasserstrahlantrieb, dass das Bodenef fektfahrzeug eine flachere Bauweise haben kann als bspw . ein Bodenef fektfahrzeug mit einem Propellerantrieb im unteren Bereich des Rumpfes, wodurch das Bodeneffektfahrzeug in seichteren Gewässern fahren kann. Weiters ist ein Wasserstrahlantrieb für im Wasser befindliche Lebewesen wie Fische, Vögel oder auch Menschen weniger gefährlich, während der Kontakt mit einem Propellerantrieb mit drehendem Propeller schwere bis tödliche Verletzungen verursachen kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die ersten und/oder die zweiten Antriebselemente zumindest einen Elektromotor sowie Brennstoffzellen umfassen, wobei der bzw. die Elektromotoren mit den Brennstoffzellen derart verbunden ist bzw. sind, dass der bzw. die Elektromotor ( en) von den Brennstoffzellen mit Energie versorgt werden kann bzw. können. In den Brennstoffzellen wird die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes in elektrische Energie gewandelt, die dem bzw. den Elektromotor ( en) zugeführt wird, der seinerseits bspw. einen Wasserstrahlantrieb oder einen Propeller bewegt. Ein derartiger Brennstoffzellenantrieb reduziert aufgrund der geringeren Anzahl von Teilen, der geringeren Wartungsintensität und der höheren Zuverlässigkeit im Vergleich mit herkömmlichen Antrieben die Produktlebenszykluskosten deutlich. Weiters weisen Brennstoffzellenantriebe die Möglichkeit einer einfachen Systemintegration auf, die es erlaubt, sowohl Platz als auch Gewicht zu sparen und damit das Gewicht sowie das Volumen des Bodenef f ektf ahrzeuges zu reduzieren bzw. anders zu nutzen, bspw. für Fracht. Zusätzlich können Brennstoffzellen auch bei sehr kalten oder sehr heißen Temperaturen problemlos arbeiten und bspw. auch bei tiefen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ohne Hilfsmittel starten. Hierdurch wird die Einsetzbarkeit und Flexibilität eines entsprechenden Bodenef f ektf ahrzeuges deutlich verbessert .
Die Brennstof f zellen sind bevorzugt mit einem Brennstof f tank verbunden, durch welchen die Brennstof f zellen mit Brennstof f , bspw . mit Wasserstof f versorgt werden . Bevorzugt weist der erste Rumpf einen ersten Brennstof f tank und der zweite Rumpf einen zweiten Brennstof f tank auf . Alternativ oder zusätzlich können auch in der vorderen und/oder der hinteren Tragfläche ein oder mehrere Brennstof f tanks vorgesehen sein .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die ersten Antriebselemente des ersten Rumpfes und die ersten Antriebselemente des zweiten Rumpfes im Wesentlichen gleich ausgebildet sind .
Besonders bevorzugt ist im ersten Rumpf ein erster Brennstof f tank vorgesehen, der mit dem ersten Antriebselement im ersten Rumpf und mit dem zweiten Antriebselement im ersten Rumpf verbunden ist , und im zweiten Rumpf ein zweiter Brennstof f tank vorgesehen, der mit dem ersten Antriebselement im zweiten Rumpf und mit dem zweiten Antriebselement im zweiten Rumpf verbunden ist . Hierbei kann der gleiche Tank für beide in einem Rumpf angeordnete Antriebselemente genutzt werden, wodurch der Platzbedarf für die Brennstof f lagerung reduziert und das Gewicht des Bodenef f ektf ahrzeuges weiter verringert wird .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die ersten Antriebselemente als Mantelpropellerantriebe ausgebildet sind . Die ersten Antriebselemente sind bevorzugt im oberen Bereich der Rümpfe oberhalb der Wasserlinie angeordnet , wobei die ersten Antriebselemente sowohl im Flugmodus als auch in einem auf dem Wasser schwimmenden Modus betrieben werden können . Besonders bevorzugt sind die ersten Antriebselemente im unteren Bereich der Seitenflossen vorgesehen . Weiters sind die beiden ersten Antriebselemente im Wesentlichen auf der gleichen Höhe angeordnet . Die ersten Antriebselemente können alternativ freistehende Propeller aufweisen oder auch als Turbinen ausgebildet sein .
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Rumpf und/oder der zweite Rumpf zumindest einen Tragflügel unterhalb der Wasserlinie aufweist . Der bzw . die Tragflügel (Hydrofoils ) ragen vom Rumpf weg, bevorzugt von einem Bereich des Rumpfes unterhalb der Wasserlinie . Weiters sind die Tragflügel in Längsrichtung bevorzugt im vorderen Drittel der Rümpfe angeordnet . Bevorzugt weisen der erste Rumpf und der zweite Rumpf zueinander im Wesentlichen symmetrische Tragflügel auf , besonders bevorzugt zumindest j eweils einen an der Außenseite des ersten Rumpfes und einen hierzu im Wesentlichen symmetrisch angeordneten Tragflügel an der Außenseite des zweiten Rumpfes . Besonders bevorzugt weist j eder Rumpf einen Tragflügel an der Außenseite und einen Tragflügel an der Innenseite auf . Die Außenseite ist hierbei die dem j eweils anderen Rumpf abgewandte Seite und die Innenseite die dem j eweils anderen Rumpf zugewandte Seite . Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Tragflügel unterhalb des Rumpfes angeordnet sind . Die einzelnen Tragflügel erstrecken sich bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Vertikalachse und parallel zu zumindest einer Tragfläche . Weiters sind die einzelnen Tragflügel bevorzugt frei stehend ausgebildet . Die Tragflügel sind bevorzugt im Wesentlichen im Querschnitt zur Längsachse symmetrisch ausgebildet . Die Tragflügel können derart angeordnet sein, dass der Anstellwinkel , also der Winkel zwischen dem Tragflügel und der Strömungsrichtung, verändert werden kann . Durch eine Veränderung des Anstellwinkels kann die Größe des Auftriebs gesteuert werden . Alternativ kann der Anstellwinkel fest sein, wobei der Tragflügel relativ zum Rumpf nicht verstellbar ausgebildet ist . Die Flügeltiefe eines bzw . aller Tragflügel ( in Längsrichtung) beträgt bevorzugt j eweils weniger als 10% der Gesamtlänge des Bodenef f ektf ahrzeuges und besonders bevorzugt weniger als 5% der Gesamtlänge des Bodenef f ektf ahrzeuges . Die Spannweite ( in Breitenrichtung) beträgt j eweils bevorzugt weniger als 10% der Spannweite der Tragflächen, besonders bevorzugt weniger als 5% der Spannweite der Tragflächen .
Weil Wasser erheblich dichter ist als Luft , erzeugen schon kleinere Tragflügel gewaltige Kräfte um frühzeitig, also bereits bei geringen Geschwindigkeiten des Bodenef fektfahrzeuges , viel dynamischen Auftrieb zu haben . Diese Anordnung von Tragflügeln erleichtert den Start des Bodenef fektfahrzeuges , indem das Heben aus dem Wasser schon bei geringen Geschwindigkeiten erfolgen kann und dadurch der Start schneller und stabiler wird .
Die Rümpfe sowie die Tragflächen können aus im Schi f fsbau bzw . im Flugzeugbau bekannten Materialien gefertigt werden .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert . In dieser zeigt Fig . 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Bodenef fektfahrzeuges , Fig . 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Bodenef fektfahrzeuges , Fig . 3 eine
Seitenansicht eines ersten Rumpfes einer dritten
Aus führungs form, Fig . 4 eine erste perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rumpfes , Fig . 5 eine zweite perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rumpfes , Fig . 6 eine Schnittdarstellung einer vorderen Tragfläche , Fig . 7 eine Schnittdarstellung einer hinteren Tragfläche , Fig . 8 eine Schnittdarstellung eine Rumpfes , Fig . 9 eine Seitenansicht eines ersten Rumpfes einer vierten Aus führungs form, Fig . 10 eine Schnittdarstellung eines Rumpfes gemäß Fig . 9 , Fig . 11 eine perspektivische Ansicht einer fünften Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Bodenef f ektf ahrzeuges und Fig . 12 eine perspektivische Ansicht der vierten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Bodenef f ektf ahrzeuges .
In Fig . 1 ist ein Bodenef fektfahrzeug, umfassend einen ersten Rumpf 1 und einen zweiten Rumpf 2 , dargestellt . Der erste Rumpf 1 und der zweite Rumpf 2 sind j eweils stromlinienförmig ausgebildet und sind hierbei entlang einer Längsachse 3 parallel zueinander angeordnet . Der erste Rumpf 1 und der zweite Rumpf 2 sind mithil fe einer vorderen Tragfläche 4 und einer hinteren Tragfläche 5 miteinander verbunden . Die vordere Tragfläche 4 und die hintere Tragfläche 5 liegen entlang der zur Längsachse 3 senkrecht stehenden Vertikalachse 6 im Wesentlichen auf der gleichen Höhe . Die Sehne der vorderen Tragfläche 4 und die Sehne der hinteren Tragfläche 5 liegen hierbei zumindest teilweise auf der gleichen Höhe entlang der Vertikalachse 6 . Weiters weist der erste Rumpf 1 ein erstes Antriebselement 7 und der zweite Rumpf 2 ein erstes Antriebselement 7 auf . Der erste Rumpf 1 und/oder der zweite Rumpf 2 umfassen einen Hohlraum 8 zur Aufnahme von Passagieren, Ladegut oder Brennstoff. Der erste Rumpf 1 weist eine erste Seitenflosse 9 und der zweite Rumpf 2 weist eine zweite Seitenflosse 10 auf, die sich vom jeweiligen Rumpf 1,2 nach oben erstrecken. Die Seitenflossen 9,10 sind jeweils frei stehend angeordnet und nicht miteinander verbunden. Im unteren Bereich der Seitenflossen 9,10 der beiden Rümpfe 1,2 ist jeweils ein zweites Antriebselement 11 angeordnet. Bei dieser
Aus führungs form sind der erste Rumpf 1 und der zweite Rumpf 2 im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet.
In Fig. 2 wird eine zweite Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Bodenef f ektf ahrzeuges dargestellt. Hierbei ist insbesondere die Lage und Anordnung des zweiten Antriebselements 11 im zweiten Rumpf 2 gezeigt. Das Antriebselement 11 ist mit einem Brennstoffzellensystem 12 verbunden, welches das Antriebselement 11 mit Energie versorgt. Weiters ist bei dieser Ausführung auch im zweiten Rumpf 2 ein Hohlraum 8 vorgesehen und die beiden Seitenflossen 9,10 sind im Wesentlichen gleich bzw. spiegelgleich (symmetrisch) aufgebaut.
In Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines ersten Rumpfes 1 dargestellt, der ein Stufenheck mit drei Stufen 13, 14, 15 aufweist. Das Heck weist hierbei im unteren Bereich eine geringere Länge als im oberen Bereich auf. In der untersten Stufe 15 ist das Antriebselement 11 (nicht dargestellt) angeordnet. Die Höhe der obersten Stufe 13 und die Höhe der untersten Stufe 15 in Richtung der Vertikalachse 6 ist jeweils größer als die entsprechende Höhe der mittleren Stufe 14, wobei die Höhe der untersten Stufe 15 weiters größer als die Höhe der obersten Stufe 13 ist. In Fig . 4 ist der untere Bereich des Rumpfes 1 gemäß Fig . 3 dargestellt . Insbesondere ist ersichtlich, dass sich die Breite des Rumpfes 1 entlang der Vertikalachse 6 in Richtung nach unten reduziert , sodass die unterste Stufe 15 die geringste Breite entlang der Querachse 16 , die senkrecht zur Längsachse 3 und zur Vertikalachse 6 angeordnet ist , aufweist . Die Reduzierung der Breite ist hierbei kontinuierlich ausgebildet , wobei mehrere Abschnitte mit verschiedenen Steigungen miteinander verbunden sind . Weiters ist die Reduzierung der Breite auf einer ersten Seite 17 des Rumpfes 1 steiler ausgebildet als auf einer zweiten Seite 18 des Rumpfes 1 . Die erste Seite 17 ist hierbei bevorzugt die dem anderen Rumpf 2 zugewandte Seite . Das in der untersten Stufe 15 angeordnete zweite Antriebselement 11 ist in dieser Ansicht der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt .
In Fig . 5 ist der untere Bereich des Rumpfes 1 gemäß Fig . 4 in einer weiteren perspektivischen Ansicht auf die erste Seite 17 dargestellt , wobei das in der untersten Stufe 15 angeordnete Antriebselement 11 gezeigt ist .
In Fig . 6 ist eine vordere Tragfläche 4 in einer Schnittdarstellung gezeigt . Die Tragfläche 4 weist eine abgerundete Vorderkante 19 , eine Hinterkante 20 , eine Deckfläche 21 sowie eine Bodenfläche 22 auf . Die Deckfläche 21 ist konvex gebogen und die Bodenfläche 22 verläuft konkav geneigt nach unten . Weiters verlaufen die Vorderkante 19 und die Hinterkante 20 im Wesentlichen parallel zueinander .
In Fig . 7 ist eine hintere Tragfläche 5 in einer
Schnittdarstellung gezeigt . Die Tragfläche 5 weist eine Vorderkante 22 , eine Hinterkante 23 , eine Deckfläche 24 sowie eine Bodenfläche 25 auf . Die Deckfläche 24 ist konvex gebogen und die Bodenfläche 25 ist im Wesentlichen eben ausgebildet und verläuft geneigt nach unten . Weiters verlaufen die Vorderkante 22 und die Hinterkante 23 im Wesentlichen parallel zueinander .
In Fig . 8 ist ein Querschnitt eines Rumpfes 1 dargestellt , der eine erste , steilere Seite 17 sowie eine zweite , flachere Seite 18 aufweist . Der breiteste Punkt 26 der ersten Seite 17 und der breiteste Punkt 27 der zweiten Seite 18 liegen j eweils gleich weit von der Vertikalachse 6 entfernt . Der schmälste Punkt der ersten Seite 17 und der zweiten Seite 18 liegt j eweils im Punkt 28 , sodass der Rumpf querschnitt im Wesentlichen dreieckig ausgebildet ist . Eine gedachte Gerade 29 durch den breitesten Punkt 26 der ersten Seite 17 und den schmälsten Punkt 28 der ersten Seite 17 schließt hierbei einen geringeren Winkel mit der Vertikalachse 6 als eine gedachte Gerade 30 durch den breitesten Punkt 27 der zweiten Seite 18 und den schmälsten Punkt 28 ein .
In Fig . 9 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausbildung ersten Rumpfes 1 dargestellt , bei der zusätzlich ein Tragflügel 31 an der Außenseite des Rumpfes 1 angeordnet ist . Der Tragflügel 31 ist im unteren und vorderen Bereich des Rumpfes 1 angeordnet und weist im Querschnitt eine zur Längsachse 3 symmetrische Form auf .
In Fig . 10 ist ein Querschnitt des Rumpfes 1 gemäß Fig . 9 dargestellt . Beidseitig des Rumpfes 1 sind im Wesentlichen symmetrische Tragflügel 31 angeordnet , die j eweils unterhalb der Wasserlinie mit dem Rumpf 1 verbunden sind . Die Tragflügel 31 sind im Wesentlichen zur Vertikalachse 6 senkrecht bzw. zur Wasserlinie parallel angeordnet. Weiters ist der Rumpf 1 im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet, wobei, im Unterschied zur Ausbildung gemäß Fig. 8, der schmälste Punkt 32 der ersten Seite 17 und der schmälste Punkt 33 der zweiten Seite 18 nicht zusammenfallen.
In Fig. 11 ist eine weitere Aus führungs form des Bodeneffektfahrzeugs dargestellt. Im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 1 sind jeweils im vorderen Bereich der Rümpfe 1,2 unterhalb der Rümpfe 1,2 beidseitig, also jeweils an der Außenseite und an der Innenseite der Rümpfe 1,2, Tragflügel 31 angeordnet.
In Fig. 12 wird eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bodenef f ektf ahrzeuges mit einem Rumpf 1 gemäß Fig. 9 und 10 dargestellt. Hierbei sind, im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 11, die Tragflügel 31 an der Seite der Rümpfe 1,2 angeordnet.

Claims

Patentansprüche :
1. Bodeneffektfahrzeug, umfassend einen ersten Rumpf (1) und einen zweiten Rumpf (2) , die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, sowie eine vordere Tragfläche
(4) und eine hintere Tragfläche (5) , deren Enden mit dem ersten Rumpf (1) und mit dem zweiten Rumpf (2) verbunden sind, wobei der erste Rumpf (1) und der zweite Rumpf (2) jeweils ein erstes Antriebselement (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rumpf (1) und der zweite Rumpf (2) jeweils ein zweites Antriebselement (11) aufweisen .
2. Bodeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rumpf (1) und/oder der zweite Rumpf (2) einen Hohlraum (8) zur Aufnahme von Passagieren oder Ladegut aufweist.
3. Bodeneffektfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der vorderen Tragfläche (4) und der Querschnitt der hinteren Tragfläche
(5) unterschiedlich ausgebildet sind.
4. Bodeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Antriebselemente (11) im unteren Bereich des ersten Rumpfes (1) und des zweiten Rumpfes (2) , insbesondere unterhalb der Wasserlinie, angeordnet sind.
5. Bodeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rumpf (1) und der zweite Rumpf (2) ein Heck umfassen, welches im unteren Bereich eine geringere Länge als im oberen Bereich aufweist .
6. Bodeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Tragfläche (4) und/oder die hintere Tragfläche (5) im Wesentlichen hohl ausgebildet sind.
7. Bodeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Antriebselemente (11) als Wasserstrahlantriebe ausgebildet sind.
8. Bodeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder die zweiten Antriebselemente (7, 11) zumindest einen Elektromotor sowie Brennstoffzellen umfassen.
9. Bodeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antriebselemente (7) als Mantelpropellerantriebe ausgebildet sind.
10. Bodeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rumpf (1) und/oder der zweite Rumpf (2) zumindest einen Tragflügel (31) unterhalb der Wasserlinie aufweist.
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