WO2023117617A1 - Vorrichtung mit einem rumpf, der in einem schwenkbereich eines ruders einen querschnitt aufweist, der von einer kreisform abweicht - Google Patents

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WO2023117617A1
WO2023117617A1 PCT/EP2022/085797 EP2022085797W WO2023117617A1 WO 2023117617 A1 WO2023117617 A1 WO 2023117617A1 EP 2022085797 W EP2022085797 W EP 2022085797W WO 2023117617 A1 WO2023117617 A1 WO 2023117617A1
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WO
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rudder
fuselage
hull
cross
section
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PCT/EP2022/085797
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Inventor
Knud Lämmle
Original Assignee
Atlas Elektronik Gmbh
Thyssenkrupp Ag
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14Control of attitude or depth
    • B63G8/20Steering equipment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B19/00Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means
    • F42B19/01Steering control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/42Towed underwater vessels

Definitions

  • the invention relates to a device moving in a fluid.
  • the device can move in water as a fluid and can therefore be a towed body (e.g. for a towed antenna), a watercraft, in particular an underwater vehicle (e.g. an underwater running body (also referred to as a torpedo), a manned or unmanned underwater vehicle (ROV or AUV) or a U -boat) be.
  • the device may move in air as a fluid and thus be a missile such as a guided missile or flying drone.
  • Rudders are arranged on the fuselage for steering purposes, which rudders can be pivoted about an axis which is essentially perpendicular to a longitudinal axis of the fuselage, i.e. lateral to the fuselage. That is, the rudders move along the hull. In other words, the axis of rotation forms a normal to the hull, so that the rudder can pivot about the axis of rotation.
  • the size of the rudder now depends on how quickly the device needs to change direction in the fluid. Larger rudders are required for fast changes of direction or turns with a tight radius than for slower changes of direction or turns with a larger radius. That is, the larger the oars, the more maneuverable the device.
  • the size of the oars can also be limited by the space on a watercraft, in particular a ship, or a transport device. As an example, towed antennas including their towed body can be stored in a container on the ship so that the towed antennas are interchangeable. The space available here is limited by the container.
  • underwater missiles are typically launched through a torpedo tube from a ship or submarine.
  • these have a defined diameter (calibre) so that the rudders cannot be dimensioned indefinitely.
  • the size of the rudders is nowadays usually limited by external conditions and not designed in such a way that the device has its ideal maneuverability.
  • the object of the present invention is therefore to create an improved concept for maneuvering a device.
  • Exemplary embodiments show a device configured to move in a fluid.
  • the device has a hull and at least one rudder that is movably arranged on the hull.
  • the device can be pulled, for example.
  • the device can have a connection partner that can be coupled to one side of a traction cable.
  • the other side of the towing cable can be attached to a watercraft, for example a ship or a submarine, so that the device can be towed from the watercraft.
  • the device can then comprise or be a towed body.
  • the device can also have its own drive in order to to move the fluid.
  • the device can then comprise or be a watercraft or a missile.
  • the rudder is designed to affect a direction in which the hull moves.
  • the hull In a pivot range in which the rudder moves relative to the hull, the hull has a cross-section that deviates from a circular shape in order to minimize a gap created by the movement of the rudder between the rudder and the hull.
  • the fuselage has a contour in the pivoting area that deviates from a circular path.
  • the deviation from the circular shape or the circular path can refer to the fact that the cross section or contour in the pivoting area has a curvature that is less than the curvature of a circle.
  • the cross section is advantageously selected perpendicular to the propeller axis or, in particular when the device is driven with one or more nozzles instead of one or more propellers, to the longitudinal axis of the device.
  • the device in particular the fuselage, can (predominantly) be a rotating body, at least outside of the pivoting range, the axis of rotation of which is the longitudinal axis.
  • the area enclosed by the two end positions of the rudder can be referred to as the pivoting area.
  • the rudder can take a host of positions.
  • a (particularly perpendicular) projection of the family of positions onto the fuselage can be referred to as a pivot range.
  • the idea is therefore to create as flat a surface as possible in the area in which the rudder moves. If the fuselage there has the usual shape of a circular path, a gap quickly forms between the rudder and fuselage through which the fluid can pass. This creates a pressure equalization of the fluid on both sides of the rudder. However, it is desired that there is higher pressure on one side of the rudder (the side to which the rudder is pivoted) than on the other side of the rudder. This creates the steering effect of the rudder. The pressure equalization reduces the control effect, ie the efficiency is reduced.
  • the device can also be more maneuverable with a smaller rudder than a typical device with a larger rudder. This means that the less pressure compensation is made possible, the better the efficiency of the rudder.
  • At least 60%, at least 75% or at least 90% of the pivoting range has a non-circular cross-section.
  • the control effect can be significantly improved.
  • the fuselage has a cross section outside of the pivoting range that differs from the cross section in the pivoting range.
  • the cross section outside the pivoting range has a circular cross section. This does not mean that the device must have a circular cross-section everywhere outside the pivoting range, but at least at one point.
  • the majority of the fuselage area outside of the pivoting area will have a circular cross-section in order to minimize flow resistance and ensure pressure stability.
  • an end disk is arranged on the fuselage.
  • the rudder is then arranged between the hull and the end plate.
  • the end plate like the shape of the hull in the pivoting area, makes it more difficult to equalize the pressure of the fluid on both sides of the rudder.
  • the end plates thus further improve the maneuverability of the device.
  • the endplate may be arranged such that an axis about which the rudder pivots extends from the fuselage to the endplate. This allows the rudder to move along the end plate. In other words, the end plate covers the pivoting range of the rudder.
  • the cross section in the pivoting area of the fuselage fits into a polygon, in particular a triangle, square, rectangle, rhombus or parallelogram, in such a way that the sides of the polygon each form a tangent to the cross section of the pivoting area.
  • An area of the polygon is at most 20%, in particular at most 15% or at most 10%, larger than the cross-sectional area in the pivoting area of the fuselage.
  • a square is 27.3% larger than a circle whose contour the sides of the square are tangent to. From a number of three oars, the polygon can be chosen in such a way that it corresponds to the number of oars.
  • the gap between the rudder and hull is reduced, at least for two rudders placed on opposite sides with little curvature.
  • a rectangle whose sides are tangent to the outline of the oval now has an area less than 27.3% greater than the area of the oval.
  • the cross-sectional area is in the form of a triangle or square with rounded corners, for example, the deviation in the areas is reduced even further.
  • the selection of the polygon or the shape of the cross section is advantageously dependent on the number of rudders arranged on the fuselage, which are located along the fuselage at the same position all around the fuselage. I.e. the rudders can be arranged laterally on the fuselage and can be located at the same height circumferentially in the axial direction.
  • a straight side or a side with less curvature compared to a circular path is advantageously provided for each rudder.
  • the cross section in the pivoting area is point-symmetrical or axially symmetrical.
  • Axisymmetry is present, for example, when the number of rudders arranged along the hull at the same position circumferentially on the hull is even.
  • Point symmetry exists, for example, when the number of rudders arranged along the hull at the same position circumferentially on the hull is odd, or when the rudders are arranged asymmetrically on the hull.
  • a stop element is arranged on the fuselage, which limits the pivoting range of the rudder.
  • the stop element can be arranged on both sides of the rudder and thus limit the deflection of the rudder in both directions.
  • the end disk can also be a further stop element exhibit. The further stop element is then advantageously arranged in the projection of the stop element, so that the stop element and the further stop element can be reached simultaneously by the rudder and thus jointly limit the pivoting range of the rudder.
  • the device has a second rudder which is movably arranged on the fuselage, the second rudder being designed, in particular jointly with the first rudder, to influence a direction in which the fuselage moves.
  • the fuselage In a second pivoting range, in which the second rudder moves relative to the fuselage, the fuselage has a cross section that deviates from a circular shape in order to minimize a gap that arises between the second rudder and the fuselage as a result of the movement of the second rudder .
  • two rudders are now arranged on the fuselage, with the fuselage having a curvature on both rudders that is less than the curvature of a circular path.
  • the first and second rudders may be circumferentially disposed along the fuselage at the same position on the fuselage.
  • the first pivoting portion and the second pivoting portion are located at different positions along the fuselage.
  • Another exemplary embodiment of the device has a third rudder that is movably arranged on the fuselage, the third rudder being designed, in particular jointly with the first and the second rudder, to influence a direction in which the fuselage moves.
  • the fuselage In a third pivoting range, in which the third rudder moves relative to the fuselage, the fuselage has a cross section that deviates from a circular shape in order to minimize a gap that arises between the third rudder and the fuselage as a result of the movement of the third rudder .
  • the third rudder can be arranged circumferentially along the hull at the same position as the first and/or the second rudder.
  • a fourth rudder is movably arranged on the hull.
  • the fourth rudder is designed, in particular jointly with the first, the second and the third rudder, to influence a direction in which the trunk moves.
  • the fuselage in which the fourth rudder moves relative to the fuselage has a non-circular cross-section to minimize a gap created by movement of the fourth rudder between the fourth rudder and the fuselage.
  • the device may have any number of oars, with up to four oars being advantageously used. It is possible that the rudders are distributed along the device over the hull. For example, one or two oars can then be arranged at the front and one or two oars at the rear of the hull. However, it is also possible to arrange the rudders in the same position along the device. The rudders are then arranged circumferentially on the hull. This means that the first rudder and the second rudder, in particular also the third rudder and/or the fourth rudder, can be arranged along the fuselage at the same position circumferentially on the fuselage.
  • a so-called X-rudder arrangement of four rudders is particularly advantageous when using at least four rudders.
  • the axes of rotation can be perpendicular to the fuselage, but this is not absolutely necessary (see FIGS. 2a and 2b).
  • Such an X-rudder arrangement results in optimized guidance of the surrounding fluid along the body of the device.
  • an optimized efficiency of the rudders can be achieved.
  • two adjacent rudders can now be controlled in such a way that they are brought together. This narrows the space through which the fluid is routed along the hull. An overpressure is created.
  • the remaining two rudders can be controlled in such a way that they are diverted. This increases the space through which the fluid is guided along the hull.
  • a depression is created.
  • the device is disclosed with an X-rudder arrangement and a control unit.
  • the control unit is designed, upon receipt of a control command, to control two adjacent rudders in such a way that they are brought together and to control the other two rudders in such a way that they are moved apart in order to carry out the control command.
  • the Steering command indicates that the device or hull should change direction.
  • the control unit will advantageously separate the two rudders in the direction of which the device or the hull is to be steered.
  • the control unit advantageously selects the two rudders that are brought together, whose bisector of the axes of rotation points in the direction or at least has the greatest correspondence with the direction in which the device or hull is to be steered.
  • the device can advantageously be steered to the left or right as well as up or down by means of the oars.
  • the features that have been described with regard to the (first) rudder can also be used for all other rudders.
  • the rudders can be arranged equidistantly around the hull or have different distances from one another, in particular from the left adjacent rudder and the right adjacent rudder.
  • the latter can also be referred to as an asymmetrical arrangement, although there can still be point or axis symmetry of the rudders on the hull.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective representation of a towed body as a device according to the invention in an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view through a pivoting area of the device according to the invention, with FIG. 2a showing a square cross section of a body of the device and FIG. 2b showing a diamond-shaped cross section of the body of the device.
  • the towed body 20 includes a hull 22 and four rudders 26a, 26b, 26c, 26d.
  • the four rudders form a so-called X-rudder arrangement.
  • the towed body 20 can be connected to a tow cable 25 by means of a connection partner 24 .
  • the other end of the tow cable 25 can be attached to a watercraft, for example.
  • the towed body 20 can thus be pulled through the fluid surrounding the towed body, in particular (sea) water.
  • the rudders 26 are movably mounted on the hull 22 to affect a direction in which the hull 22 and thus the towed body 20 moves.
  • the mobility of the rudders 26 is shown by way of example by the arrow 28 on the rudder 26a.
  • the rudders 26 are each in one of two end positions.
  • the rudders 26 are circumferentially arranged along the hull 22 at the same position on the hull 22 . That is, a cross-section in a pivoting range of one of the rudders also intersects the pivoting range of the other rudders. It would also be conceivable to arrange the rudders 26 at the front (at the bow of the device) instead of at the rear (at the rear of the device). It would also be conceivable to arrange the rudders at different positions on the fuselage 22.
  • two rudders could be arranged at the front and two rudders at the rear.
  • two of the rudders could be located centrally on the hull, replacing the front or rear rudders. It is also possible to use a different number of rudders. Starting with one oar up to n-oars, any number of oars is theoretically conceivable.
  • the range in which the rudder 26a moves relative to the hull 22 is referred to as the pivot range 30 . That is, the pivoting range 30 lies between the two possible end positions of the rudder 26a.
  • the pivoting area 30 is shown hatched.
  • the other rudders 26b, 26c, 26d also form a pivoting area, which, however, is not shown for reasons of clarity.
  • the fuselage 22 now has a cross-section which deviates from a circular shape in order to minimize a gap which arises between the rudder and the fuselage as a result of the movement of the rudder.
  • the shape of the cross section of the fuselage 22 shown here corresponds to a square with rounded corners.
  • the fuselage 22 has a shape deviating from the circular shape in the pivoting range 30 does not mean that this is necessary over the entire pivoting range. Rather, it is already sufficient if a thin disc has a cross section that deviates from the circular shape. However, the effect of the increased steering effect occurs more, the wider (in the direction of the longitudinal axis or in the main direction of travel) the disc is selected.
  • the fuselage 22 has a predominantly round cross-section, with a nose 31 being arranged on the bow, for example for stabilization in the water and optionally for accommodating water-borne sound transducers.
  • the towed body 20 has end disks 32a, 32b, 32c, 32d.
  • One end plate 32 is shown here for each rudder.
  • the control effect is further improved by the end plates 32 .
  • the end plates are each arranged on the hull 22 so that the rudder 26 is arranged between the end plate 32 and the hull 22 . That is, an axis about which the rudder 26 can move may be perpendicular to the endplate and/or perpendicular to the fuselage 22.
  • the towed body 20 has a first stop element 34a and a second stop element 34b on the fuselage 22 .
  • the stop elements 34a and 34b are arranged where the rudder 26a has its two end positions.
  • further stop elements can be arranged at the position at which the other rudders have their end positions.
  • one or two stop elements can also be arranged on one or more end disks.
  • the towed body 20 has a towed antenna 35 or a connection partner for the towed antenna.
  • FIG. 2a and 2b each show a plan view of the cut surface of a cross section 36 of the fuselage 22 in the pivoting range.
  • the cross-section 36 in FIG. 2a is square and thus similar to the shape of the hull in the pivot area 30 of FIG.
  • all (four) rudders 26 have the same distance from one another. They are arranged equidistantly around the fuselage. This means that the distances a and b are equal.
  • the cross section 36 in FIG. 2b is diamond-shaped.
  • the body is no longer a body of rotation in the swivel range. This creates an asymmetry in the arrangement of the rudders 26.
  • the rudders are no longer arranged equidistantly from one another. Rather, the rudders are at different distances from the adjacent rudder on the left and the adjacent rudder on the right. 2b shows that the distance a between the rudder 26a and the adjacent rudder 26b on the right is greater than the distance b between the rudder 26a and the adjacent rudder 26d on the left.
  • FIGS. 2a and 2b thus show, by way of example, two embodiments of the cross section 30 of the fuselage in the pivoting area of the rudders.
  • Other shapes are also possible. However, the other shapes should also aim to minimize a gap between the rudder and hull caused by the movement of the rudder compared to a round cross-section of the hull.

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Abstract

Es ist eine Vorrichtung (20) mit einem Rumpf (22), einem Antrieb (24) und einem Ruder (26) gezeigt. Der Antrieb ist ausgebildet, den Rumpf in einem Fluid zu bewegen. Das Ruder ist beweglich an dem Rumpf angeordnet, wobei das Ruder ausgebildet ist, eine Richtung, in die sich der Rumpf bewegt, zu beeinflussen. Der Rumpf weist in einem Schwenkbereich (30), in dem sich das Ruder relativ zu dem Rumpf bewegt, einen Querschnitt auf, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des Ruders zwischen Ruder und Rumpf entsteht, zu minimieren.

Description

Vorrichtung mit einem Rumpf, der in einem Schwenkbereich eines Ruders einen Querschnitt aufweist, der von einer Kreisform abweicht
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die sich in einem Fluid bewegt. Die Vorrichtung kann sich in Wasser als Fluid bewegen und demnach ein Schleppkörper (z.B. für eine Schleppantenne), ein Wasserfahrzeug, insbesondere ein Unterwasserfahrzeug (z.B. ein Unterwasserlaufkörper (auch als Torpedo bezeichnet), ein bemanntes oder unbemanntes Unterwasserfahrzeug (ROV oder AUV) oder ein U-Boot) sein. Oder die Vorrichtung kann sich in Luft als Fluid bewegen und demnach ein Flugkörper wie z.B. ein Lenkflugkörper oder eine Flugdrohne sein.
Vorrichtungen, die dazu ausgelegt sind, sich in einem Fluid fortzubewegen, weisen typischerweise einen Rumpf mit einem runden Querschnitt auf. Diese Rumpfform reduziert den Luftwiderstand und weist bei hohem äußeren Druck (z.B. Luftdruck oder Wasserdruck) eine gute Verteilung der Kräfte durch den Überdruck auf (Druckstabilität). Zur Steuerung sind an dem Rumpf Ruder angeordnet, die um eine Achse, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Rumpfs, d.h. lateral zu dem Rumpf, liegt, geschwenkt werden können. D.h., die Ruder bewegen sich entlang des Rumpfes. In anderen Worten bildet die Drehachse eine Normale zu dem Rumpf, so dass das Ruder um die Drehachse schwenken kann.
Die Größe des Ruders hängt nun davon ab, wie schnell ein Richtungswechsel der Vorrichtung in dem Fluid nötig ist. Für schnelle Richtungswechsel bzw. Kurven mit engem Radius sind größere Ruder nötig als für langsamere Richtungswechsel bzw. Kurven mit größerem Radius. Das heißt, je größer die Ruder desto manövrierfähiger ist die Vorrichtung. Allerdings kann die Größe der Ruder auch durch den Platz auf einem Wasserfahrzeug, insbesondere einem Schiff, oder einer Transportvorrichtung begrenzt werden. Als Beispiel können Schleppantennen inklusive ihrem Schleppkörper in einem Container auf dem Schiff gelagert werden, so dass die Schleppantennen austauschbar sind. Hier ist der zur Verfügung stehende Raum durch den Container begrenzt. Insbesondere vor dem Hintergrund immer länger werdender Schleppantennen ist es daher vorteilhaft, den Schleppkörper nicht unnötig groß werden zu lassen. Als weiteres Beispiel werden Unterwasserlaufkörper (Torpedos) typischerweise durch ein Torpedorohr von einem Schiff bzw. U-Boot abgeschossen. Diese haben jedoch einen definierten Durchmesser (Kaliber), so dass die Ruder nicht unbegrenzt groß dimensioniert werden können. Gleiches gilt für Flugkörper, die beispielsweise von einem (Kampf-) Flugzeugs abgegeben werden und dort z.B. nicht mit der Tragfläche kollidieren dürfen.
Aus diesem Grund wird die Größe der Ruder heutzutage in der Regel durch äußere Gegebenheiten beschränkt und nicht so ausgelegt, dass die Vorrichtung ihre ideale Manövrierfähigkeit erhält.
Ferner haben große Ruder allerdings auch den Nachteil, dass sich der Strömungswiderstand des Fluids erhöht, wodurch sich die maximale Reichweite der Vorrichtung reduziert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für das Manövrieren einer Vorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Ausführungsbeispiele zeigen eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, sich in einem Fluid zu bewegen. Die Vorrichtung weist einen Rumpf und zumindest ein Ruder auf, das beweglich an dem Rumpf angeordnet ist. Damit sich die Vorrichtung bzw. der Rumpf in dem Fluid bewegt, kann diese beispielsweise gezogen werden. Hierzu kann die Vorrichtung einen Verbindungspartner aufweisen, der mit einer Seite eines Zugkabels gekoppelt werden kann. Die andere Seite des Zugkabels kann an einem Wasserfahrzeug, beispielsweise einem Schiff oder einem U-Boot, befestigt sein, so dass die Vorrichtung von dem Wasserfahrzeug gezogen werden kann. Die Vorrichtung kann dann einen Schleppkörper umfassen bzw. ein solcher sein. Alternativ kann die Vorrichtung auch einen eigenen Antrieb aufweisen, um sich in dem Fluid zu bewegen. Dann kann die Vorrichtung ein Wasserfahrzeug oder einen Flugkörper umfassen bzw. ein solcher sein.
Das Ruder ist ausgebildet, eine Richtung, in die sich der Rumpf bewegt, zu beeinflussen. In einem Schwenkbereich, in dem sich das Ruder relativ zu dem Rumpf bewegt, weist der Rumpf einen Querschnitt auf, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des Ruders zwischen Ruder und Rumpf entsteht, zu minimieren. In anderen Worten weist der Rumpf in dem Schwenkbereich eine Kontur auf, die von einer Kreisbahn abweicht. Das Abweichen von der Kreisform bzw. der Kreisbahn kann sich darauf beziehen, dass der Querschnitt bzw. Kontur in dem Schwenkbereich eine Krümmung aufweist, die geringer ist als die Krümmung eines Kreises.
Der Querschnitt wird vorteilhafterweise senkrecht zur Propellerachse bzw. insbesondere dann, wenn die Vorrichtung beispielsweise mit einer oder mehreren Düsen statt einem oder mehrerer Propeller angetrieben wird, zur Längsachse der Vorrichtung gewählt. Die Vorrichtung, insbesondere der Rumpf, kann zumindest außerhalb des Schwenkbereichs (überwiegend) ein Rotationskörper sein, dessen Rotationsachse die Längsachse ist.
Als Schwenkbereich kann der Bereich bezeichnet werden, der von den beiden Endpositionen des Ruders eingeschlossen ist. In anderen Worten kann das Ruder eine Schar von Positionen einnehmen. Eine (insbesondere senkrechte) Projektion der Schar von Positionen auf den Rumpf kann als Schwenkbereich bezeichnet werden.
Idee ist es somit, in dem Bereich, in dem das Ruder sich bewegt, eine möglichst Ebene Fläche zu schaffen. Weist der Rumpf dort die übliche Form einer Kreisbahn auf, entsteht zwischen Ruder und Rumpf schnell ein Spalt, durch den das Fluid hindurchtreten kann. Somit entsteht ein Druckausgleich des Fluids auf beiden Seiten des Ruders. Gewünscht ist es jedoch, dass auf einer Seite des Ruders (die Seite, in die das Ruder geschwenkt ist) ein höherer Druck herrscht als auf der anderen Seite des Ruders. So entsteht die Steuerwirkung des Ruders. Durch den Druckausgleich wird die Steuerwirkung vermindert, d.h. der Wirkungsgrad reduziert. Dadurch, dass die Steuerwirkung durch die von der Kreisbahn abweichende Querschnittsfläche in dem Schwenkbereich des Rumpfes im Vergleich zur üblichen Rumpfform erhöht ist, kann die Vorrichtung auch mit einem kleineren Ruder manövrierfähiger sein als eine typische Vorrichtung mit einem größeren Ruder. D.h. je weniger Druckausgleich ermöglicht wird, desto besser ist der Wirkungsgrad des Ruders.
Vorteilhafterweise weist zumindest 60%, zumindest 75% oder zumindest 90% des Schwenkbereichs den von der Kreisform abweichenden Querschnitt auf. Somit kann die Steuerwirkung signifikant verbessert werden.
In Ausführungsbeispielen weist der Rumpf außerhalb des Schwenkbereichs einen Querschnitt auf, der sich von dem Querschnitt in dem Schwenkbereich unterscheidet. Insbesondere weist der Querschnitt außerhalb des Schwenkbereichs einen kreisförmigen Querschnitt auf. Das heißt nicht, dass die Vorrichtung überall außerhalb des Schwenkbereichs einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen muss, sondern zumindest an einer Stelle. Vorteilhafterweise wird jedoch der überwiegende Bereich des Rumpfes außerhalb des Schwenkbereichs einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, um den Strömungswiderstand zu minimieren und die Druckstabilität zu gewährleisten.
In weiteren Ausführungsbeispielen ist an dem Rumpf eine Endscheibe angeordnet. Das Ruder ist dann zwischen dem Rumpf und der Endscheibe angeordnet. Die Endscheibe erschwert, wie bereits die Form des Rumpfes in dem Schwenkbereich, den Druckausgleich des Fluids auf beiden Seiten des Ruders. Die Endscheiben verbessern somit die Manövrierfähigkeit der Vorrichtung weiter. Die Endscheibe kann so angeordnet sein, dass eine Achse, um die das Ruder schwenkbar ist, sich von dem Rumpf zu der Endscheibe erstreckt. So kann sich das Ruder entlang der Endscheibe bewegen. In anderen Worten deckt die Endscheibe den Schwenkbereich des Ruders ab.
Weitere Ausführungsbeispiele zeigen, dass der Querschnitt in dem Schwenkbereich des Rumpfes, derart in ein Vieleck, insbesondere ein Dreieck, ein Quadrat, ein Rechteck, eine Raute oder ein Parallelogramm passt, dass die Seiten des Vielecks jeweils eine Tangente an den Querschnitt des Schwenkbereichs bilden. Eine Fläche des Vielecks ist maximal 20%, insbesondere maximal 15% oder maximal 10%, größer ist als die Querschnittsfläche in dem Schwenkbereich des Rumpfes. So ist ein Quadrat beispielsweise 27,3% größer als ein Kreis, an dessen Kontur die Seiten des Quadrats eine Tangente bilden. Ab einer Anzahl von drei Rudern kann das Vieleck derart gewählt werden, dass es der Anzahl von Rudern entspricht.
Wird der Kreis beispielsweise zu einem Oval, reduziert sich der Spalt zwischen Ruder und Rumpf zumindest für zwei Ruder, die an den gegenüberliegenden Seiten mit geringer Krümmung angeordnet sind. Ein Rechteck, dessen Seiten Tangenten an den Umriss des Ovals bilden, weist nunmehr eine Fläche auf, die weniger als 27,3% größer ist, als die Fläche des Ovals. Weist die Querschnittsfläche beispielsweise die Form eines Drei- oder Vierecks mit abgerundeten Ecken auf, so reduziert sich Abweichung in den Flächen nochmals. Die Wahl des Vielecks bzw. der Form des Querschnitts ist vorteilhafterweise abhängig von der Anzahl der an dem Rumpf angeordneten Ruder, die sich längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf befinden. D.h. die Ruder können lateral an dem Rumpf angeordnet sein und sich axial umlaufend auf gleicher Höhe befinden. Pro Ruder ist vorteilhafterweise eine gerade Seite bzw. eine Seite mit geringer Krümmung im Vergleich zu einer Kreisbahn vorgesehen.
In Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt in dem Schwenkbereich punkt- oder achssymmetrisch geformt. Achssymmetrie liegt beispielsweise vor, wenn die Zahl der Ruder, die längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf angeordnet sind, gerade ist. Punktsymmetrie liegt beispielsweise vor, wenn die Zahl der Ruder, die längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf angeordnet sind, ungerade ist oder wenn die Ruder asymmetrisch an dem Rumpf angeordnet sind.
In Ausführungsbeispielen ist an dem Rumpf ein Anschlagelement angeordnet, das den Schwenkbereich des Ruders begrenzt. Somit wird ein Spalt zwischen Rumpf und Ruder, zumindest in Maximalauslenkung des Ruders, nochmals reduziert. Das Anschlagelement kann beidseitig des Ruders angeordnet sein und somit die Auslenkung des Ruders in beide Richtungen begrenzen. In Ausführungsbeispielen mit der Endscheibe, kann auch die Endscheibe ein weiteres Anschlagelement aufweisen. Das weitere Anschlagelement ist dann vorteilhafterweise in der Projektion des Anschlagselements angeordnet, so dass das Anschlagelement und das weitere Anschlagelement gleichzeitig von dem Ruder erreicht werden und somit gemeinsam den Schwenkbereich des Ruders begrenzen.
In Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung ein zweites Ruder auf, das beweglich an dem Rumpf angeordnet ist, wobei das zweite Ruder ausgebildet ist, insbesondere gemeinschaftlich mit dem ersten Ruder, eine Richtung, in die sich der Rumpf bewegt, zu beeinflussen. Der Rumpf weist in einem zweiten Schwenkbereich, in dem sich das zweite Ruder relativ zu dem Rumpf bewegt, einen Querschnitt auf, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des zweiten Ruders zwischen zweitem Ruder und Rumpf entsteht, zu minimieren. In anderen Worten sind statt einem Ruder nunmehr zwei Ruder an dem Rumpf angeordnet, wobei der Rumpf bei beiden Rudern eine Krümmung aufweist, die geringer ist als die Krümmung einer Kreisbahn. Das erste und das zweite Ruder können längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf angeordnet sein. Alternativ sind der erste Schwenkbereich und der zweite Schwenkbereich an verschiedenen Positionen längs des Rumpfes angeordnet.
Weitere Ausführungsbeispiel zweiten die Vorrichtung mit einem dritten Ruder, das beweglich an dem Rumpf angeordnet ist, wobei das dritte Ruder ausgebildet ist, insbesondere gemeinschaftlich mit dem ersten und dem zweiten Ruder, eine Richtung, in die sich der Rumpf bewegt, zu beeinflussen. Der Rumpf weist in einem dritten Schwenkbereich, in dem sich das dritte Ruder relativ zu dem Rumpf bewegt, einen Querschnitt auf, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des dritten Ruders zwischen drittem Ruder und Rumpf entsteht, zu minimieren. Das dritte Ruder kann längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf angeordnet sein, wie das erste und/oder das zweite Ruder.
In weiteren Ausführungsbeispielen ist ein viertes Ruder beweglich an dem Rumpf angeordnet. Das vierte Ruder ist ausgebildet, insbesondere gemeinschaftlich mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ruder, eine Richtung, in die sich der Rumpf bewegt, zu beeinflussen. Der Rumpf weist in einem vierten Schwenkbereich, in dem sich das vierte Ruder relativ zu dem Rumpf bewegt, einen Querschnitt auf, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des vierten Ruders zwischen viertem Ruder und Rumpf entsteht, zu minimieren.
Die Vorrichtung kann eine beliebige Zahl von Rudern aufweisen, wobei bis zu vier Ruder vorteilhafterweise verwendet werden. Es ist möglich, dass sich die Ruder längs der Vorrichtung über dem Rumpf verteilen. Beispielsweise kann dann ein oder zwei Ruder vorne und ein oder zwei Ruder hinten an dem Rumpf angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Ruder längs der Vorrichtung an der gleichen Position anzuordnen. Die Ruder sind dann umlaufend an dem Rumpf angeordnet. Das heißt, dass das erste Ruder und das zweite Ruder, insbesondere auch das dritte Ruder und/oder das vierte Ruder können längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf angeordnet sein können.
Insbesondere ist bei der Verwendung von zumindest vier Rudern eine sogenannten X-Ruderanordnung von vier Rudern vorteilhaft. Bei einer X-Ruderanordnung zeigen die Drehachsen, um die die Ruder schwenkbar sind, diametral von dem Rumpf der Vorrichtung weg. Dabei können die Drehachsen senkrecht auf dem Rumpf stehen, dies ist jedoch nicht zwingend notwendig (s. Fig. 2a und Fig. 2b). Durch eine solche X-Ruderanordnung erfolgt eine optimierte Führung des umgebenden Fluids entlang des Rumpfes der Vorrichtung. In Verbindung mit dem reduzierten Druckausgleich kann so ein optimierter Wirkungsgrad der Ruder erreicht werden. Um eine Richtungsänderung des Rumpfes vorzunehmen können nun zwei benachbarte Ruder derart angesteuert werden, dass diese zusammengeführt werden. Hierdurch wird der Raum, durch den das Fluid entlang des Rumpfes geführt wird, verjüngt. Es entsteht ein Überdruck. Die verbleibenden beiden Ruder können derart angesteuert werden, dass diese auseinandergeführt werden. Hierdurch wird der Raum, durch den das Fluid entlang des Rumpfes geführt wird, vergrößert. Es entsteht ein Unterdrück.
In Ausführungsbeispielen ist die Vorrichtung mit einer X-Ruderanordnung und einer Steuereinheit offenbart. Die Steuereinheit ist ausgebildet, bei Erhalt eines Steuerbefehls zwei benachbarte Ruder derart anzusteuern, dass diese zusammengeführt werden und die anderen beiden Ruder derart anzusteuern, dass diese auseinandergeführt werden um den Steuerbefehl auszuführen. Der Steuerbefehl gibt an, dass die Vorrichtung bzw. der Rumpf eine Richtungsänderung vornehmen sollen. Die Steuereinheit wird vorteilhafterweise die beiden Ruder auseinanderführen, in deren Richtung die Vorrichtung bzw. der Rumpf gesteuert werden soll. In anderen Worten wählt die Steuereinheit vorteilhafterweise die beiden Ruder aus, die zusammengeführt werden, deren Winkelhalbierende der Drehachsen in die Richtung zeigt oder zumindest die größte Übereinstimmung mit der Richtung hat, in die die Vorrichtung bzw. der Rumpf gesteuert werden soll.
Mittels der Ruder kann die Vorrichtung vorteilhafterweise sowohl nach links bzw. rechts als auch nach oben bzw. unten lenken. Die Merkmale, die bezüglich des (ersten) Ruders beschrieben worden sind, können so auch für alle weiteren Ruder verwendet werden.
Die Ruder können äquidistant umlaufend an dem Rumpf angeordnet sein oder unterschiedliche Abstände zueinander, insbesondere zu dem linken benachbarten Ruder und dem rechten benachbarten Ruder, aufweisen. Letzteres kann auch als asymmetrische Anordnung bezeichnet werden, wenngleich immer noch eine Punkt- bzw. Achssymmetrie der Ruder an dem Rumpf vorliegen kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische perspektivische Darstellung eines Schleppkörpers als erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2: eine schematische Schnittdarstellung durch einen Schwenkbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei in Fig. 2a ein quadratischer Querschnitt eines Rumpfs der Vorrichtung und in Fig. 2b ein rautenförmiger Querschnitt des Rumpfs der Vorrichtung gezeigt ist.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Schleppkörpers 20, der beispielhaft als erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt ist. Der Schleppkörper 20 umfasst einen Rumpf 22, und vier Ruder 26a, 26b, 26c, 26d. Die vier Ruder bilden eine sogenannte X-Ruderanordnung. Mittels eines Verbindungspartners 24 kann der Schleppkörper 20 mit einem Zugkabel 25 verbunden werden. Das andere Ende des Zugkabels 25 kann beispielsweise an einem Wasserfahrzeug befestigt werden. So kann der Schleppkörper 20 durch das den Schleppkörper umgebende Fluid, insbesondere (Meer-) Wasser, gezogen werden. Die Ruder 26 sind beweglich an dem Rumpf 22 angeordnet um eine Richtung, in die sich der Rumpf 22 und somit der Schleppkörper 20 bewegt, zu beeinflussen.
Beispielhaft ist die Beweglichkeit der Ruder 26 durch den Pfeil 28 an dem Ruder 26a dargestellt. Die Ruder 26 befinden sich in der Darstellung jeweils in einer von zwei Endpositionen. Weiterhin sind die Ruder 26 längs des Rumpfes 22 an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf 22 angeordnet. D.h., ein Querschnitt in einem Schwenkbereich eines der Ruder schneidet auch den Schwenkbereich der anderen Ruder. Es wäre ebenfalls denkbar, die Ruder 26 statt hinten (am Heck der Vorrichtung) vorne (am Bug der Vorrichtung) anzuordnen. Ebenfalls wäre es denkbar, die Ruder an unterschiedlichen Positionen an dem Rumpf 22 anzuordnen. So könnten beispielsweise zwei Ruder vorne und zwei Ruder hinten angeordnet sein. Alternativ könnten auch zwei der Ruder mittig an dem Rumpf angeordnet sein und die vorderen oder die hinteren Ruder ersetzen. Ebenfalls ist es möglich, eine andere Zahl von Rudern einzusetzen. Beginnend mit einem Ruder bis hin zu n- Rudern ist theoretisch jede Zahl von Rudern denkbar.
Der Bereich, in dem sich das Ruder 26a relativ zu dem Rumpf 22 bewegt, wird als Schwenkbereich 30 bezeichnet. D.h., der Schwenkbereich 30 liegt zwischen den beiden möglichen Endpositionen des Ruders 26a. Der Schwenkbereich 30 ist schraffiert dargestellt. Analog bilden auch die anderen Ruder 26b, 26c, 26d einen Schwenkbereich, der jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. In dem Schwenkbereich 30 weist das der Rumpf 22 nunmehr einen Querschnitt auf, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des Ruders zwischen Ruder und Rumpf entsteht, zu minimieren. Die hier dargestellte Form des Querschnitts des Rumpfes 22 entspricht einem Quadrat mit abgerundeten Ecken. Dass der Rumpf 22 in dem Schwenkbereich 30 einen von der Kreisform abweichende Form aufweist heißt nicht, dass dies über den gesamten Schwenkbereich erforderlich ist. Vielmehr reicht es bereits aus, wenn eine dünne Scheibe den von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. Allerdings tritt der Effekt der verstärkten Steuerwirkung vermehrt auf, je breiter (in Richtung der Längsachse bzw. in Hauptfahrtrichtung) die Scheibe gewählt ist.
Außerhalb des Schwenkbereichs 30 weist der Rumpf 22 überwiegend einen runden Querschnitt auf, wobei am Bug beispielsweise zur Stabilisierung im Wasser und optional zur Aufnahme von Wasserschallwandlern, eine Nase 31 angeordnet ist.
Optional weist der Schleppkörper 20 Endscheiben 32a, 32b, 32c, 32d auf. Hier ist pro Ruder eine Endscheibe 32 dargestellt. Durch die Endscheiben 32 wird die Steuerwirkung nochmals verbessert. Die Endscheiben sind jeweils an dem Rumpf 22 angeordnet, so dass das Ruder 26 zwischen Endscheibe 32 und Rumpf 22 angeordnet ist. D.h., eine Achse, um die sich das Ruder 26 bewegen kann, kann senkrecht zu der Endscheibe und/oder senkrecht auf dem Rumpf 22 stehen.
Weiter optional weist der Schleppkörper 20 an dem Rumpf 22 ein erstes Anschlagelement 34a und ein zweites Anschlagelement 34b auf. Die Anschlagelemente 34a und 34b sind dort angeordnet, wo das Ruder 26a seine beiden Endpositionen aufweist. Entsprechend können weitere Anschlagelemente an der Position angeordnet sein, an der die anderen Ruder ihre Endpositionen aufweisen. Prinzipiell ist es auch möglich, nur ein Anschlagelement vorzusehen um zumindest in einer Endposition den Druckausgleich weiter zu erschweren.
In einem Ausführungsbeispiel mit den Endscheiben können auch an einer oder mehrerer Endscheiben ein oder zwei Anschlagelemente angeordnet sein. Ferner weist der Schleppkörper 20 eine Schleppantenne 35 oder einen Verbindungspartner für die Schleppantenne auf.
Fig. 2a und Fig. 2b zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Schnittfläche eines Querschnitts 36 des Rumpfs 22 in dem Schwenkbereich. Der Querschnitt 36 in Fig. 2a ist quadratisch und somit der Form des Rumpfes in dem Schwenkbereich 30 der Fig. 1 ähnlich. Hier weisen alle (vier) Ruder 26 den gleichen Abstand zueinander auf. Sie sind äquidistant umlaufend an dem Rumpf angeordnet. D.h. die Abstände a und b sind gleich groß.
Der Querschnitt 36 in Fig. 2b ist rautenförmig ausgebildet. Der Körper ist im Schwenkbereich kein Rotationskörper mehr. Hierdurch entsteht eine Asymmetrie bei der Anordnung der Ruder 26. Die Ruder sind nicht mehr äquidistant zueinander angeordnet. Vielmehr weisen die Ruder unterschiedliche Abstände zu dem linken benachbarten Ruder und dem rechten benachbarten Ruder auf. Gezeigt ist in Fig. 2b, dass der Abstand a zwischen dem Ruder 26a und dem rechten benachbarten Ruder 26b ist größer ist als der Abstand b zwischen dem Ruder 26a und dem linken benachbarten Ruder 26d.
Fig. 2a und Fig. 2b zeigen somit beispielhaft zwei Ausführungsformen des Querschnitts 30 des Rumpfes im Schwenkbereich der Ruder. Andere Formen sind ebenfalls möglich. Die anderen Formen sollten jedoch ebenfalls das Ziel haben, ein durch die Bewegung des Ruders entstehenden Spalt zwischen Ruder und Rumpf im Vergleich zu einem runden Querschnitt des Rumpfes zu minimieren.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste:
20 Schleppkörper/Vorrichtung
22 Rumpf 24 Verbindungspartner für das Zugkabel
25 Zugkabel
26 Ruder
28 Bewegungspfeil
30 Schwenkbereich 32 Endscheiben
34 Anschlagelemente
35 Schleppantenne
36 Querschnitt

Claims

Patentansprüche Vorrichtung (20) mit folgenden Merkmalen: einem Rumpf (22), der ausgebildet ist, sich in einem Fluid (22) zu bewegen; einem Ruder (26), das beweglich an dem Rumpf (22) angeordnet ist, wobei das Ruder (26) ausgebildet ist, eine Richtung, in die sich der Rumpf (22) bewegt, zu beeinflussen; wobei der Rumpf (22) in einem Schwenkbereich (30), in dem sich das Ruder (26) relativ zu dem Rumpf (22) bewegt, einen Querschnitt (36) aufweist, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des Ruders zwischen Ruder (26) und Rumpf (22) entsteht, zu minimieren. Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 1 , wobei der Rumpf (22) außerhalb des Schwenkbereichs einen Querschnitt (36) aufweist, der sich von dem Querschnitt (36) in dem Schwenkbereich unterscheidet, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt (36) aufweist. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Querschnitt (36) in dem Schwenkbereich des Rumpfes, derart in ein Vieleck, insbesondere ein Dreieck, ein Quadrat, ein Rechteck, eine Raute oder ein Parallelogramm passt, dass die Seiten des Vielecks jeweils eine Tangente an den Querschnitt (36) des Schwenkbereichs bilden und eine Fläche des Vielecks maximal 20%, insbesondere maximal 15% oder maximal 10%, größer ist als die Querschnittsfläche. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schwenkbereich der Bereich ist, der von den beiden Endpositionen des Ruders eingeschlossen ist. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Querschnitt (36) in dem Schwenkbereich punkt- oder achssymmetrisch geformt ist. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an dem Rumpf (22) ein Anschlagelement (34) angeordnet ist, dass den Schwenkbereich des Ruders begrenzt. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an dem Rumpf (22) eine Endscheibe angeordnet ist, wobei das Ruder (26) zwischen dem Rumpf (22) und der Endscheibe angeordnet ist. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein zweites Ruder (26), das beweglich an dem Rumpf (22) angeordnet ist, wobei das zweite Ruder (26) ausgebildet ist, eine Richtung, in die sich der Rumpf (22) bewegt, zu beeinflussen; wobei der Rumpf (22) in einem zweiten Schwenkbereich (30), in dem sich das zweite Ruder (26) relativ zu dem Rumpf (22) bewegt, einen Querschnitt (36) aufweist, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des zweiten Ruders zwischen zweitem Ruder (26) und Rumpf (22) entsteht, zu minimieren. Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 8, wobei der erste Schwenkbereich und der zweite Schwenkbereich an verschiedenen Positionen längs des Rumpfes angeordnet sind. Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 8 oder 9, umfassend ein drittes Ruder (26), das beweglich an dem Rumpf (22) angeordnet ist, wobei das dritte Ruder (26) ausgebildet ist, eine Richtung, in die sich der Rumpf (22) bewegt, zu beeinflussen; wobei der Rumpf (22) in einem dritten Schwenkbereich (30), in dem sich das dritte Ruder (26) relativ zu dem Rumpf (22) bewegt, einen Querschnitt (36) aufweist, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des dritten Ruders zwischen drittem Ruder (26) und Rumpf (22) entsteht, zu minimieren. Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 10, umfassend ein viertes Ruder (26), das beweglich an dem Rumpf (22) angeordnet ist, wobei das vierte Ruder (26) ausgebildet ist, insbesondere gemeinschaftlich mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ruder (26), eine Richtung, in die sich der Rumpf (22) bewegt, zu beeinflussen; wobei der Rumpf (22) in einem vierten Schwenkbereich (30), in dem sich das vierte Ruder (26) relativ zu dem Rumpf (22) bewegt, einen Querschnitt (36) aufweist, der von einer Kreisform abweicht, um einen Spalt, der durch die Bewegung des vierten Ruders zwischen viertem Ruder (26) und Rumpf (22) entsteht, zu minimieren. Vorrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 11 , mit einem zweiten, einem dritten und einem vierten Ruder, wobei die vier Ruder eine X-Ruderanordnung bilden; einer Steuereinheit, die ausgebildet ist, bei Erhalt eines Steuerbefehls zwei benachbarte Ruder derart anzusteuern, dass diese zusammengeführt werden und die anderen beiden Ruder derart anzusteuern, dass diese auseinandergeführt werden um den Steuerbefehl auszuführen.
16 Vorrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das erste Ruder (26) und das zweite Ruder (26), insbesondere auch ein drittes Ruder (26) und/oder ein viertes Ruder (26), längs des Rumpfes an der gleichen Position umlaufend an dem Rumpf (22) angeordnet sind. Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 13, wobei die Ruder (26) äquidistant umlaufend an dem Rumpf (22) angeordnet sind. Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 13, wobei die Ruder (26) unterschiedliche Abstände zu dem linken benachbarten Ruder (26) und dem rechten benachbarten Ruder (26) aufweisen. Vorrichtung (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, einem Antrieb (24), der ausgebildet ist, den Rumpf (22) in einem Fluid zu bewegen.
17
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