DD239385A1 - COMBINED DEVICE FOR IMPROVING THE PROPULSION AND MANOUVERABILITY IN SHIPS - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine kombinierte Einrichtung zur Grenzschichtabsaugung im Heckbereich von Schiffen, zur Vergleichmaessigung der Propellerzustroemung und zum Abbau der asymmetrischen Propellerbelastung sowie zur Erzeugung eines zusaetzlichen Vortriebs bzw. Querschubes. Es sind Vorschlaege fuer Heckstrahlanlagen von Schiffen bekannt, die zur Absaugung von Grenzschichten benutzt werden und diese Fluessigkeitsmengen mittels einer Pumpe ueber ein zentrales Strahlrohr dem Propeller zentral zufuehren. Durch die Anordnung von Klappen oder eines schwenkbaren Impellers in diesen Anlagen kann ueber zusaetzliche Querkanaele ein Querschub erzeugt werden. Diese Anlagen sind sehr bauaufwendig und erfuellen nur Teile der o. g. Funktion. Zur Vereinfachung der technischen Ausfuehrung und Verbesserung des Gesamtpropulsionswirkungsgrades sowie als Manoevrierhilfe wird vorgeschlagen, im Heckbereich oberhalb der Propellerwelle parallel zur Schiffslaengsachse zwei nebeneinanderliegende zur Schiffsaussenhaut abgewinkelte Rohrkanaele mit Impellern anzuordnen, die bezueglich der Asymmetrie der Propellerbelastung unterschiedliche Stroemungsgeschwindigkeiten erzeugen bzw. im Einzelhandel als Querstrahlruder wirken. Diese Loesung ist konstruktiv einfach, sie kann in allen Schiffen mit Heckquerstrahlruderanlagen eingesetzt werden. Fig. 1The invention relates to a combined device for boundary layer extraction in the rear of ships, for Vergleichmeessigung the Propellerzustroemung and to reduce the asymmetric propeller load and to generate an additional propulsion or shear thrust. There are proposals for stern jet systems of ships known, which are used for the extraction of boundary layers and supply these amounts of liquid centrally by means of a pump via a central jet pipe to the propeller. Due to the arrangement of flaps or a swiveling impeller in these systems, a transverse thrust can be generated by additional transverse channels. These systems are very complex and meet only parts of the above. Function. To simplify the technical execution and improve the Gesamtpropulsionswirkungsgrades and as Manoevrierhilfe is proposed to arrange in the rear area above the propeller shaft parallel to the ship's axis two adjacent to the ship's outer skin angled pipe channels with impellers that produce different flow rates with respect to the asymmetry of the propeller load or act as a transverse thruster in retail. This solution is structurally simple, it can be used in all ships with Heckquerriebruderanlagen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Einrichtung zur Verbesserung der Propulsion und Manövriefähigkeit bei Schiffen, insbesondere durch die Möglichkeit der Grenzschichtabsaugung im Heckbereich von Schiffen, zur Vergleichmäßigung der Propellerzuströmung und zur Erzeugung eines Zusatzvortriebes bzw. einer auf das Hinterschiff wirkenden Querkraft. Als Anwendungsbereich ist der Wasserfahrzeugbau zu nennen, insbesondere solche Schiffe, die durch am Heck angeordnete Propeller angetrieben werden und mit einem Querstrahlruder im Heck ausgerüstet sind.The invention relates to a combined device for improving the propulsion and maneuverability in ships, in particular by the possibility of Grenzschichtabsaugung in the rear of ships, to equalize the Propellerzströmömung and to generate a Zusatzvortriebes or acting on the rear end of the transverse force. Areas of application include watercraft construction, in particular those ships which are propelled by propellers arranged at the stern and equipped with a transverse thruster in the rear.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß durch Absaugen der Grenzschicht im Heckbereich des Schiffes die Ablösung der Grenzschicht unterdrückt wird und damit der Druckwiderstand des Schiffes herabgesetzt werden kann. In der Fachliteratur wird dazu bemerkt, daß bei Messungen an Schiffsmodellen Widerstandsverminderungen durch Grenzschichtabsaugung von etwa 20% nachgewiesen werden konnten/1/. \It is known that the separation of the boundary layer is suppressed by suction of the boundary layer in the rear of the ship and thus the pressure resistance of the ship can be reduced. In the literature it is noted that measurements on ship models could detect resistance reductions by boundary layer suction of about 20% / 1 /. \

Weiterhin ist bekannt, daß durch Zuführung beschleunigter Wassermassen in dem Bereich des Propellerkreises, der durch den Achtersteven, insbesondere durch dessen oberen Teil abgedeckt wird, die ungleichförmige Propellerzuströmung gleichmäßiger gestaltet werden kann, was in einer Verbesserung des Propulsionswirkungsgrades, zu einer Verringerung der Kavitation an den Propellerflügeln und zu einer Herabsetzung der Propellerlastschwankungen und der propellererregten Druckimpulse führt. Rechnerische Werte aus der Fachliteratur zeigen Reduktionen der Propellerlastschwankungen auf etwa 30 bis 40%, Verringerung der maximalen Kavitationsausdehnung um mehr als die Hälfte und Herabsetzung der kavitationsbedingten propellererregten Druckimpulse auf etwa 15 bis45%/2/.Furthermore, it is known that by supplying accelerated water masses in the region of the propeller circle, which is covered by the stern, in particular by its upper part, the non-uniform propeller inlet can be made uniform, resulting in an improvement in Propulsionswirkungsgrades, to reduce cavitation at the Propeller blades and leads to a reduction in the propeller load fluctuations and the propeller excited pressure pulses. Calculated values from the literature show reductions of the propeller load fluctuations to about 30 to 40%, reduction of the maximum cavitation expansion by more than half and reduction of the cavitation-related propeller-excited pressure pulses to about 15 to 45% / 2 /.

Es sind weiterhin technische Lösungen bekannt, bei denen Einrichtungen installiert werden, die durch das Ausstoßen eines gerichteten Wasserstrahles quer zum Schiff eine für das Manövrieren nützliche Querkraft am Bug oder Heck des Schiffes erzeugen. Die übliche Ausführung eines solchen Querstrahlruders besteht aus einem geraden rohrförmigen, durch den Schiffskörper hindurchführenden Querkanal, in dem ein Impeller angeordnet ist/3/.There are also known technical solutions in which devices are installed which generate a transverse force useful for maneuvering at the bow or stern of the ship by ejecting a directed jet of water across the ship. The usual embodiment of such a transverse thruster consists of a straight tubular, passing through the hull transverse duct in which an impeller is arranged / 3 /.

Zu diesem System wurde auch schon eine technische Lösung vorgeschlagen, die gemäß DE-OS 1912752 durch eine geeignete Kanalführung neben der Funktion als Querstrahlruder auch als Notantriebsaggregat zur Verwendung kommen kann, indem der Strahl unter dem Schiffsboden nach hinten abgelenkt wird. Mit dieser Lösung kann jedoch eine Vergleichsmäßigung der Propellerzuströmung sowie ein Ausgleich der Propellerbelastungsschwankungen nicht erreicht werden. Auch wird bei dieser Lösung der Effekt der Grenzschichtabsaugung nicht wirksam, da dieses Querstrahlruder entsprechend der erfindungsgemäßen Darstellung im Bug des Schiffes untergebracht ist.For this system, a technical solution has already been proposed, which can be used according to DE-OS 1912752 by a suitable channel guide in addition to the function as a transverse thruster as emergency drive unit for use by the beam is deflected under the ship's bottom to the rear. With this solution, however, a Vergleichmäßigung the propeller inflow and a balance of the propeller load fluctuations can not be achieved. Also, in this solution, the effect of Grenzschichtabsaugung not effective, since this transverse thruster is housed according to the representation of the invention in the bow of the ship.

Eine andere technische Lösung, dargestellt in dem PL-Patent Nr. 218335 und in/2/, schlägt eine Kombination von Grenzschichtabsaugung und Ausblasen des Wasserstrahles am Heck vor. Durch diezusätzliche Anordnung eines Querkanales in Verbindung mit gesteuerten Klappen oder durch die Anordnung eines schwenkbaren Impellers ist es möglich, den erzeugten Wasserstrahl bei Bedarf aus diesem Querkanal austreten zu lassen. Diese technische Lösung hat den Nachteil eines hohen Bauaufwandes für die Gewährleistung der Funktion als Querstrahlruder. Außerdem kann mit dieser Anordnung noch kein Ausgleich der Propellerbelastungsschwankungen erreicht werden.Another technical solution, presented in the PL Patent No. 218335 and in / 2 /, proposes a combination of boundary layer suction and blowing of the water jet at the tail. By the additional arrangement of a transverse channel in conjunction with controlled flaps or by the arrangement of a pivotable impeller, it is possible to let the generated water jet emerge from this transverse channel as needed. This technical solution has the disadvantage of high construction costs for ensuring the function of a transverse thruster. In addition, with this arrangement, no compensation of the propeller load fluctuations can be achieved.

Bei anderen technischen Lösungen, wie ζ. B. in der DE-OS 2416 562 ist die Wirkung als Querstrahlruder nicht vorgesehen und es wird, wie z. B. in der DE-OS 2438147 auf den Effekt der Grenzschichtabsaugung verzichtet. Mit diesen genannten Ausführungen können auch die aus der Quergeschwindigkeit in der Propellerzuströmung resultierenden Asymmetrien der Propellerbelastung und die daraus hervorgehenden schwingungserregenden Impulse nicht beseitigt bzw. minimiert werden.For other technical solutions, such as ζ. B. in DE-OS 2416 562, the effect is not provided as a transverse thruster and it is such. B. omitted in DE-OS 2438147 on the effect of Grenzschichtabsaugung. With these mentioned embodiments, the asymmetries of the propeller load resulting from the transverse velocity in the propeller inflow and the resulting vibration-inducing pulses can not be eliminated or minimized either.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Maßnahmen Grenzschichtabsaugung, Vergleichsmäßigung der Propellerzuströmung, Abbau der schwingungserregenden Propellerimpulse, Zusatzvortrieb und Manövrierhilfe im Komplex durch eine zweckmäßige Gestaltung und an einer geeigneten Stelle im Heck des Schiffes angeordnetes Querstrahlruder mit den Vorteilen einer Verbesserung des Propulsionswirkungsgrades zu erreichen. Durch die Mehrfachnutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung soll gleichzeitig der bautechnische Aufwand zur Realisierung aller vorgenannten Funktionen herabgesetzt und ein geringer Bedienungsaufwand erreicht werden. Damit sollen auch die Voraussetzungen für eine einfache Betriebsweise und Wartung geschaffen werden.The object of the invention is to achieve the measures Grenzschichtabsaugung, equalization of Propellerzströmömung, degradation of the vibration-inducing propeller pulses, additional propulsion and maneuvering in the complex by a convenient design and arranged at a suitable location in the stern of the ship transverse thruster with the benefits of improving the Propulsionswirkungsgrades. Due to the multiple use of the device according to the invention, the structural complexity for the realization of all the above functions should be reduced at the same time and a low operating effort can be achieved. This should also create the conditions for easy operation and maintenance.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Mängel der bekannten Lösungen liegen darin, daß nur Teilfunktionen des vorgenannten Komplexes realisiert werden und daß dabei ein hoher bautechnischer Aufwand erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht deshalb darin, daß eine kombinierte Einrichtung im Heckbereich des Schiffes zu entwickeln ist, mit der es möglich ist, die Grenzschicht im Bereich der Ablösegebiete abzusaugen, die Nachstromspitze hinter dem oberen Teil des Achterstevens abzubauen, die schwingungserregenden Impulse aus der asymmetrischen Propellerbelastung zu reduzieren bzw. zu beseitigen. Weiterhin soll die kombinierte Einrichtung als Zusatzvortriebseinrichtung arbeiten und gleichzeitig bei Bedarf die Funktion eines Heckquerstrahlruders erfüllen. Hierbei soll der bautechnische Aufwand den eines üblichen Querstrahlruders nicht wesentlich überschreiten.The shortcomings of the known solutions are that only partial functions of the aforementioned complex can be realized and that a high structural complexity is required. The object of the invention is therefore to develop a combined device in the rear of the ship, with which it is possible to suck the boundary layer in the region of the detachment areas, reduce the downstream peak behind the upper part of the backstay, the vibration-impulses from the asymmetric propeller load to reduce or eliminate. Furthermore, the combined device should work as an additional propulsion device and at the same time fulfill the function of a stern transverse thruster when needed. Here, the structural complexity of a conventional transverse thruster should not significantly exceed.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß im Hinterschiff symmetrisch zur Mittschiffsebene zwei rechtwinklig abgewinkelte Rohrkanäle angeordnet werden, die mit einer Öffnung im ablösungsgefährdeten Bereich des Hinterschiffes beginnen, wobei die Kanalachse in diesem Bereich annähernd senkrecht zur Mittschiffsebene angeordnet ist, während der in Schiffslängsrichtung liegende Teil dieses Kanales im oberen Bereich des Hinterstevens mündet. In diesem Abschnitt der parallel zur Schiffslängsrichtung liegenden Rohrkanäle sind zur Druckstromerzeugung Impeller angeordnet, wozu diese Rohrkanäle in diesem Bereich kreisförmigen Querschnitt besitzen. Der Antrieb derlmpellererfolgtüber einegerade Wellevon einem außerhalb des Rohrkanals stehenden Antriebsmotor. Die Ausführung der Impeller kann als Festpropeller erfolgen, wobei der Antrieb dann drehzahlregelbar und drehrichtungsumkehrbar auszuführen ist. Wird als Impeller ein Verstellpropeller eingesetzt, so ist als Antriebsmotor ein Aggregat mit gleichbleibender Drehzahl und Drehrichtung einzusetzen. Die am Hintersteven liegende Stevenöffnung der Rohrkanäle ist vorzugsweise rechteckig oder trapezförmig ausgeführt, wobei deren größere Längsseite parallel zum Achtersteven angeordnet ist und diese Stevenöffnungen im Wirkungskreis des Hauptpropellers liegen. Zur Reduzierung bzw. Beseitigung der asymmetrischen Propellerbelastung ist weiterhin vorgesehen, daß neben der beschriebenen Variabilität des Antriebes bei der Wahl der Impeller, speziell zur Unterdrückung der schwingungserregenden Impulse infolge der Quergeschwindigkeiten in der Propellerzuströmung die Impeller so angetrieben werden, daß jeweils der im Drehsinn des Hauptpropellers wirksame erste Impeller gegenüber dem parallel nachgeordneten Impeller mit einer kleineren Drehzahl und oder kleineren Flügelsteigung (bei Verstellimpellern) bzw. der zweite Impeller mit einer entsprechend größeren Drehzahl und oder größeren Flügelsteigung wirksam wird bzw. daß bei gleicher Fördermenge beider Einrichtungen die Austrittsgeschwindigkeit durch Veränderung der Kanalaustrittsquerschnitte an der Seite, wo die Propellerflügel nach oben schlagen gegenüber der Seite, wo die Propellerflügel nach unten schlagen, verkleinert wird.The solution according to the invention consists of arranging two rectangularly angled pipe channels in the rear of the ship symmetrically with respect to the midships plane, starting with an opening in the detachment-prone area of the stern, the channel axis being approximately perpendicular to the midships plane in this area, while that part lying in the ship's longitudinal direction Kanales flows into the upper area of Hinterstevens. In this section of the pipe channels lying parallel to the ship's longitudinal direction, impellers are arranged for the generation of compressed air, for which purpose these pipe channels in this region have a circular cross-section. The drive of the impeller is via a straight shaft from a drive motor outside the pipe channel. The execution of the impeller can be done as a fixed propeller, the drive is then speed adjustable and turn direction reversible. If a variable pitch propeller is used as the impeller, an aggregate with the same speed and direction of rotation must be used as the drive motor. The Stevenöffnung the tubular ducts located at the stern stem is preferably rectangular or trapezoidal, with their larger longitudinal side is arranged parallel to the stern stem and these Stevenöffnungen lie in the sphere of action of the main propeller. To reduce or eliminate the asymmetric propeller load is further provided that in addition to the described variability of the drive in the choice of impeller, especially for suppressing the vibration impulses due to the transverse velocities in the Propellerzströmströmung the impellers are driven so that in each case in the direction of rotation of the main propeller effective first impeller with respect to the parallel downstream impeller with a lower speed and or smaller wing pitch (with Verstellimpellern) or the second impeller with a correspondingly higher speed and or greater wing pitch is effective or that at the same flow rate of both devices, the exit velocity by changing the channel outlet cross-sections on the side where the propeller blades bounce up against the side where the propeller blades are knocking down.

Aus Vergleichsbetrachtungen wurde gefunden, daß durch die vorstehend genannten Maßnahmen Unterschiede in der Austrittsgeschwindigkeit beider Einrichtungen zueinander zwischen 10 und 20% liegen sollen.From comparative considerations it was found that by the above measures differences in the exit velocity of both institutions to each other should be between 10 and 20%.

Die Wirkung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung als kombinierte Einrichtung zur Grenzschichtabsaugung, zur Vergleichmäßigung der Propellerzuströmung durch Abbau der Belastungsschwankungen in der Propellerbelastung und als Zusatzvortrieb basiert darauf, daß die beiden Einrichtungen, je eine in der Steuerbord- bzw. Backbordhälfte des Schiffes, Wasser aus der Schiffskörpergrenzschicht durch die seitlichen Kanalöffnungen ansaugen, durch die Impeller beschleunigen und durch die parallel angeordneten stevenseitigen Öffnungen im Wirkungskreis des Hauptpropellers wieder ausblasen. Die geförderte Wassermenge kann durch Veränderung der Impellerdrehzahl oder -Steigung den Erfordernissen erfolgt, wie bereits oben beschrieben, die Beeinflussung der Austrittsgeschwindigkeit und damit der Propellerbelastung durch die unterschiedliche Größe der Stevenöffnungen.The effect of the proposed solution according to the invention as a combined device for Grenzschichtabsaugung to equalize the Propellerzströmströmung by reducing the load fluctuations in the propeller load and as additional propulsion based on the fact that the two facilities, one in the starboard or port side of the ship, water from the hull boundary layer suck in through the side channel openings, accelerate through the impeller and blow it out again through the parallel stevependent openings in the area of action of the main propeller. The delivered amount of water can be done by changing the impeller speed or slope the requirements, as already described above, the influence on the exit velocity and thus the propeller load by the different size of the Stevenöffnungen.

Die Wirkung der Einrichtung als Querstrahlruder ergibt sich, wenn durch eine der beiden Anlagen nach Drehrichtungsänderung oder Steigungsumkehr das Wasser durch die Stevenöffnung angesaugt und durch den querschiffsgerichteten Rohrkanalteil wieder als gerichteter Strahl ausgeblasen wird. Die jeweils andere Anlage kann während dieses Manövers stillgesetzt bzw. in Nullstellung gebracht werden. Eine weitere Betriebsform der Querstrahlrudereinrichtung kann auch darin bestehen, daß die sonst stillgelegte Anlagenseite normal weiter fördert und somit durch den bedingten Einsaugeffekt die Querstrahlruderwirkung erhöht. Die abgewinkelte Form der Rohrkanäle ermöglicht den Antrieb der Impeller durch eine gerade Welle, d.h. ohne die für Querstrahlruder üblicherweise erforderlichen Winkelgetriebe. Mit dieser Ausführung ist es damit möglich, den Bauaufwand, insbesondere die Anordnung von wartungsaufwendigen Steuerklappen bzw. schwenkbaren Impellern innerhalb der Rohrkanäle wesentlich zu reduzieren.The effect of the device as a transverse thruster arises when the water is sucked through one of the two systems after change of direction or gradient reversal through the Stevenöffnung and blown out again by the querschiffsdirierten pipe channel part as a directed beam. The other system can be stopped during this maneuver or brought to zero position. Another operating form of the Querstrahlrudereinrichtung may also consist in that the otherwise shut down plant side continues to promote normal and thus increases the Querstrahlruderwirkung by the conditional Einsaugeffekt. The angled shape of the tube channels allows the impellers to be driven by a straight shaft, i. without the angle gear usually required for transverse thrusters. With this embodiment, it is thus possible to significantly reduce the construction costs, in particular the arrangement of maintenance-consuming control flaps or swiveling impellers within the pipe channels.

Aufgrund der Einfachheit der vorgeschlagenen kombinierten Einrichtung wird erreicht, daß die Anlage eine hohe Verfügbarkeit besitzt und durch ihre Funktionsbreite einen wesentlichen Effekt zur Verbesserung des Propulsionsgütegrades bewirkt.Due to the simplicity of the proposed combined device is achieved that the system has a high availability and by their functional width causes a significant effect to improve the Propulsionsgütegrades.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Lösung an einem Ausführungsbeispiel nochmals demonstriert werden. Es zeigen:Below, the solution according to the invention will be demonstrated again in one embodiment. Show it:

Fig. 1: Die Seitenansicht des Heckteiles eines propellergetriebenen Schiffes mit Vortriebs-Querstrahl-Einrichtung Fig. 2: Die Draufsicht auf den Hauptpropeller mit Stevenöffnungen und Achtersteven Fig. 3: Den Schnitt durch das Hinterschiff in der Rohrkanalebene mit als Absaug-, Vortriebs- undFig. 1: The side view of the rear part of a propeller-driven ship with propulsion cross-beam device Fig. 2: The top view of the main propeller with Stevenöffnungen and sternstitch Fig. 3: The section through the rear of the pipe channel level with as suction, Vortriebs- and

Strömungsausgleichsvorrichtung arbeitender Einrichtung Fig.4: Den Schnitt durch das Hinterschiff in der Rohrkanalebene mit als Querstrahlruder arbeitender EinrichtungFlow compensation device working device Fig.4: The section through the rear of the pipe channel level with working as a cross-jet rudder device

In Fig. 1 ist gezeigt, daß die Rohrkanäle 1 und 2 der erfindungsgemäßen Einrichtung oberhalb der Propellerwelle angeordnet sind, deren vorzugsweise kreisförmigen Seitenöffnungen 7,7' in einem Bereich der Hinterschiffsaußenhaut angeordnet sind, in dem eine stark verdickte Grenzschicht bei vorausfahrendem Schiff vorliegt, die zur Ablösung und zur Bildung eines Totwassers neigt. Die Rohrkanäle 1 und 2 enden, wie in Fig. 2 dargestellt, mit einem vorzugsweise rechtecktigen bzw. trapezförmigen Querschnitt in den Stevenöffnungen 8,8' am Achtersteven 6. Die Stevenöffnungen 8,8' liegen in der oberern Hälfte des Wirkungsfeldes des Hauptpropellers 5, wobei ihre größte Längsseite parallel zum Achtersteven 6 angeordnet ist. In einem in Längsschiffsrichtung verlaufenden Abschnitt des Rohrkanales 1 oder 2, der an dieser Stelle noch kreisförmigen Querschnitt hat, ist der Impeller 3,3' angeordnet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber als Festpropeller ausgeführt ist. Die Antriebsmotoren 4,4' stehen außerhalb der Rohrkanäle 1 und 2 und treiben die Impeller 3,3' über geradlinig geführte Antriebswellen 9,9' an.In Fig. 1 it is shown that the tube channels 1 and 2 of the device according to the invention are arranged above the propeller shaft, the preferably circular side openings 7,7 'are arranged in a region of the rear hull skin, in which there is a strongly thickened boundary layer in front of the vessel for detachment and the formation of a dead water tends. The tube channels 1 and 2 terminate, as shown in FIG. 2, with a preferably rectangular or trapezoidal cross-section in the stern openings 8, 8 'on the stern post 6. The stern openings 8, 8' lie in the upper half of the effective field of the main propeller 5, wherein its largest longitudinal side is arranged parallel to the stern stem 6. In a running in the longitudinal direction of the ship portion of the pipe channel 1 or 2, which has at this point still circular cross-section, the impeller 3,3 'is arranged, which is designed in the present embodiment, for the sake of simplicity as a fixed pitch propeller. The drive motors 4,4 'are outside the tube channels 1 and 2 and drive the impeller 3,3' via rectilinear drive shafts 9,9 'on.

In Fig. 3 ist die Wirkungsweise der Einrichtung als Grenzschichtabsaugungs-, Strömungsausgleich- und Zusatzvortriebsaggregat dargestellt. Die Strömung im Backbord rohrkanal 1 und im Steuerbordrohrkanal 2 verläuft gleichsinnig. Die Impeller 3,3' arbeiten so, daß das Wasser durch die Seitenöffnungen 7, T gleichgewichtig angesaugt wird und den Rohrkanal 1 und 2 durch die Stevenöffnungen 8,8' wieder verläßt. Durch diesen Vorgang wird die ablösungsgefährdete Grenzschicht verdünnt und die Geschwindigkeitsverteilung in der Propellerzuströmung ausgeglichen, wie das in den Geschwindigkeitsprofilen 10 verdeutlicht wird. Durch den Impuls der aus der Stevenöffnung 8,8' austretenden Wassermenge entsteht eine in Vortriebsrichtung wirkende Kraft am Schiff. Durch eine Geschwindigkeitsdifferenzierung von 10 bis 20% durch eine begrenzte Drehzahländerung zwischen den Impellern 3 und 3', wobei der im Propellerdrehsinn zuerst wirksam werdende Impeller eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit erzeugen soll, wird erreicht, daß die Propellerbelastung am Hauptpropeller 5 vergleichmäßigt wird. Damit werden die aus der Quergeschwindigkeit resultierenden Belastungsschwankungen reduziert und schwingungserregende Impulse abgebaut.In Fig. 3, the operation of the device is shown as Grenzschichtabsaugungs-, flow compensation and Zusatzvortriebsaggregat. The flow in the port pipe channel 1 and the starboard pipe channel 2 extends in the same direction. The impellers 3,3 'work so that the water is sucked through the side openings 7, T equilibrium and leaves the pipe channel 1 and 2 through the Stevenöffnungen 8,8' again. This process dilutes the separation-vulnerable boundary layer and compensates for the velocity distribution in the propeller inflow, as illustrated in the velocity profiles 10. Due to the momentum of the quantity of water emerging from the stern opening 8, 8 ', a force acting in the advancing direction is created on the ship. By a speed differentiation of 10 to 20% by a limited change in rotational speed between the impellers 3 and 3 ', wherein the impeller first becomes effective in the propeller rotation to produce a smaller flow velocity, it is achieved that the propeller load on the main propeller 5 is made uniform. This reduces the load fluctuations resulting from the transverse velocity and reduces vibrations that generate vibrations.

In Fig. 4 ist die Wirkungsweise der Einrichtung als Querstrahlruder dargestellt für den Fall, daß das Heck nach Steuerbord bewegt werden soll. Die Steuerbordanlage ist hierbei stillgesetzt oder arbeitet in der in Fig. 3 dargestellten Weise. Die Strömungsrichtung im Backbordrohrkanal wird durch Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors 4 umgekehrt. Das Wasser wird durch die Stevenöffnung 8 angesaugt und verläßt nach Energiezufuhr durch den Impeller 3 als quergerichteter Strahl die Seitenöffnung 7. Dadurch wirkt entsprechend dem Impulssatz eine nach Steuerbord gerichtete Kraft auf das Hinterschiff.In Fig. 4, the operation of the device is shown as a transverse thruster in the event that the stern is to be moved to starboard. The starboard system is stopped here or operates in the manner shown in Fig. 3. The flow direction in the port pipe is reversed by reversing the direction of rotation of the drive motor 4. The water is sucked through the Stevenöffnung 8 and leaves after energization by the impeller 3 as a transverse beam, the side opening 7. This acts according to the set of impulses directed to starboard force on the rear of the boat.

Literatur:Literature:

1 Hauke, W.1 Hauke, W.

Grenzschichtmessung an Modellschiffen im Windkanal Schiffbauforschung, Rostock13 (1974), Sonderheft, S. 17-22Boundary layer measurement on model ships in the wind tunnel Schiffbauforschung, Rostock13 (1974), special issue, p. 17-22

2 CentkowskiJ.2 CentkowskiJ.

Theoretical analysis of the effectivness of the waterjet device for modification of the wake field Proc. Symp. Advances in Prop. Research and Design, Gdansk Februar 1981, Paper No.4Theoretical analysis of the waterjet device for the modification of the wake field Proc. Symp. Advances in Prop. Research and Design, Gdansk February 1981, Paper No.4

3 Lebedev,E. P. u.a.3 Lebedev, E. P. and others.

Sredstva aktivnogo upravlenija sudami Verlag Sudostroenie, Leningrad 1969Sredstva aktivnogo upravlenija sudami publishing house Sudostroenie, Leningrad 1969

Claims (8)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Kombinierte Einrichtung zur Propulsionsverbesserung und Manövrierhilfe für Schiffe, insbesondere zur Grenzschichtabsaugung im Heckbereich von Schiffen, zur Vergleichmäßigung der Propellerzuströmung, dem Abbau einer asymmetrischen Propellerbelastung und zur Erzeugung eines Zusatzvortriebes bzw. einer auf das Hinterschiff wirkenden Querkraft unter Zuhilfenahme von in Rohrkanälen angeordneten Impellem, gekennzeichnet dadurch, daß beidseitig zur Mittschiffsebene und oberhalb der Propellerwelle des Hauptpropellers (5) zwei parallelliegende rechtwinklig abgewinkelte Rohrkanäle (1; 2) mit getrennt angetriebenen Impellem (3; 3') angeordnet sind, die mit ihrem abgewinkelten Teil im Übergangsbereich der Schiffsaußenhaut zum Heck des Schiffes in Seitenöffnungen (7; T) beginnen und in einer Stevenöffnung (8; 8') in Höhe des Achterstevens (6) und im Wirkungskreis des Hauptpropellers (5) münden.1. Combined device for Propulsionsverbesserung and maneuvering for ships, in particular for Grenzschichtabsaugung in the rear of ships, to equalize the Propellerzströmömung, the degradation of an asymmetric propeller load and to generate an additional propulsion or acting on the rear end of the lateral force with the aid of arranged in tubular ducts Impellem, characterized in that on both sides of the midships plane and above the propeller shaft of the main propeller (5) two parallel right-angled pipe channels (1; 2) with separately driven Impellem (3; 3 ') are arranged with their angled portion in the transition region of the ship's outer skin to the rear of the ship in side openings (7; T) begin and in a Stevenöffnung (8; 8 ') in the amount of Achststevens (6) and in the sphere of the main propeller (5) open. 2. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. !,gekennzeichnet dadurch, daß die Rohrkanäle (1; 2) bis auf die Stevenöffnungen (8; 8') vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzen.2. Combined device according Pkt!, Characterized in that the tube channels (1; 2) except for the Stevenöffnungen (8; 8 ') preferably have a circular cross-section. 3. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Stevenöffnungen (8; 8') einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen und daß deren größte Längsseite parallel zum Achtersteven (6) angeordnet ist.3. Combined device according to item 1 and 2, characterized in that the Stevenöffnungen (8; 8 ') have a rectangular or trapezoidal cross section and that its largest longitudinal side is arranged parallel to the stern stem (6). 4. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Impeller (3; 3') ein Festpropeller zur Anwendung kommt, der mit einem drehzahlveränderlichen und drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotor (4; 4') wirkungsverbunden ist.4. Combined device according to item 1, characterized in that the impeller (3, 3 ') is a fixed pitch propeller, which is operatively connected to a variable speed and direction of rotation reversible drive motor (4, 4'). 5. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Impeller (3; 3') ein Verstellpropeller zur Anwendung kommt, der mit einem Antriebsmotor (4; 4') mit konstanter Antriebsdrehzahl und Drehrichtung wirkungsverbunden ist.5. Combined device according to item 1, characterized in that the impeller (3, 3 ') is a variable pitch propeller, which is operatively connected to a drive motor (4, 4') with a constant drive speed and direction of rotation. 6. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. 1,4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Impeller (3; 3') mit den Antriebsmotoren (4; 4') durch eine gerade Antriebswelle (9; 9') verbunden sind.6. Combined device according to items 1, 4 and 5, characterized in that the impellers (3, 3 ') are connected to the drive motors (4, 4') by a straight drive shaft (9, 9 '). 7. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. 1,3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der im Propellerdrehsinn des Hauptpropellers (5) zuerstliegende Impeller (3) eine aus der Quergeschwindigkeit der Propellerzuströmung bestimmte kleinere Quergeschwindigkeit der Propellerzuströmung bestimmte kleinere Austrittsgeschwindigkeit in der Stevenöffnung (8) erzeugt, wobei die Leistungsdifferenz im Normalbetrieb gegenüber dem zweiten Impeller (3') 10 bis 20% beträgt.7. Combined device according to item 1.3 to 5, characterized in that in the propeller rotation of the main propeller (5) first impeller (3) determined from the transverse velocity of the Propellerzströmömung smaller transverse velocity of the Propellerzströmömung certain smaller exit velocity in the Stevenöffnung (8) produced, wherein the power difference in normal operation relative to the second impeller (3 ') is 10 to 20%. 8. Kombinierte Einrichtung nach Pkt. 1 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Leistungsdifferenzierung der Impeller (3; 3') über die Drehzahl, den Verstellwinkel bei Verstell-Impellern und oder durch unterschiedlich groß gestaltete Rohrkanalaustrittsquerschnitte der Stevenöffnungen (8; 8') erfolgt.8. Combined device according to item 1 and 7, characterized in that the power differentiation of the impeller (3, 3 ') on the rotational speed, the adjustment angle with variable displacement impellers and or by differently sized pipe channel outlet cross sections of the Stevenöffnungen (8; 8') he follows.