DE102007026118B4 - From a medium flow around, bow waves and / or stern waves forming body with a stepped bow and / or tail - Google Patents

Abstract

Von einem Medium umströmter, Bugwellen bildender Schiffskörper mit einem bezüglich der Interferenzen mit der Bugwelle optimiertem Bug, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Bugs spiegelbildlich zur Mittelachse des Schiffskörpers wenigstens zwei aufeinanderfolgende Stufen ausgebildet sind.By a medium flow around, bow waves forming hull with an optimized with respect to the interference with the bow wave bow, characterized in that in the region of the bow mirror image to the central axis of the hull at least two successive stages are formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen von einem Medium umströmten, Bugwellen bildenden Schiffskörper mit einem bezüglich der Interferenzen und der Bugwelle optimierten Bug.The The invention relates to a vessel body flowing around a medium, forming bow waves a respect the interference and the bow wave optimized bug.

Bei allen Wasser- und Luft verdrängenden Fahrzeugen bzw. Körpern, insbesondere des Schiffs- und Überschall-Luftverkehrs, kann bisher der hydro- bzw. aerodynamische Widerstand nur durch die Stromlinienform des verdrängenden Körpers vermindert werden.at all water and air displacing vehicles or bodies, in particular ship and supersonic air traffic, hitherto, the hydro- or aerodynamic resistance only by the streamline form of the displacing body be reduced.

Der Widerstand, welchem z. B. ein Schiff bei seiner Fahrt durch das Wasser unterworfen ist, hängt einerseits von dem Reibungswiderstand und andererseits von dem Widerstand bei der Wellenbildung ab. Hierbei ist bekannt, dass der Widerstand bei der Wellenbildung reduziert werden kann, indem am unteren Teil des Bugs ein sogenannter Wulst angeordnet wird, d. h. ein sich nach vorne erstreckenden, abgerundeter und in der Mitte befindlicher Schiffsteil, welcher bei gewissen Geschwindigkeiten den Widerstandswert des Schiffs herabsetzen kann. Im Einsatz erzeugt der Wulst vor dem Schiff ein Wellensystem, welches mit der durch den Bug des Schiffs selbst erzeugten Welle (der Bugwelle) interferiert. Die Kombination des durch das Schiff erzeugten Wellensystems und des durch den Wulst erzeugten Wellensystems führt dazu, dass das Wellensystem um das Schiff herum flacher und ebener wird, wodurch wiederum eine geringere Kraft zum Antrieb des Schiffs erforderlich ist. Die Bugwulst kann hierbei verschiedene Abschnitte aufweisen, stellt jedoch vom konstruktiven Standpunkt aus teure und leicht zerstörbare Konstruktionselemente dar. Ferner schiebt die Bugwulst, je nach Größe, einen Wasserberg vor sich her, was zu erheblichen Verlusten führt.Of the Resistance, which z. B. a ship in his drive through the Water is subject, on the one hand from the frictional resistance and on the other hand from the resistance the wave formation. It is known that the resistance in the wave formation can be reduced by the lower part of the Bugs a so-called bead is arranged, d. H. one after one front-extending, rounded and in the middle Vessel part, which at certain speeds the resistance value of the ship. In use, the bead creates before the Ship a shaft system that goes through the bow of the ship self-generated wave (the bow wave) interferes. The combination of the wave system generated by the ship and that of the bead generated wave system leads to make the shaft system around the ship flatter and leveler which in turn requires less power to propel the ship is. The bow bulge can have different sections, However, from the constructive point of view, it is expensive and easy destructible Construction elements also pushes the bow bead, depending on Size, one Wasserberg in front of him, which leads to significant losses.

Andere Konstruktionsformen sehen, wie z. B. in der DE 2 336 815 A beschrieben, eine hydrodynamische Oberflächenstruktur an einem Schiffskörper vor, durch welche die bei einer bestimmten Geschwindigkeit auftretende hydrodynamische Bewegung dazu führt, dass der Reibewiderstand zwischen dem flüssigen Medium und der Reibefläche abnimmt. Der Verdrängungswiderstand bleibt dabei unberücksichtigt. Der Reibungswiderstand in Fahrtrichtung wird durch Stufen an der Oberfläche des Schiffskörpers verringert, hierbei laufen die Stufen in bestimmten Winkeln zur Gleitrichtung, wobei die Stirnseite zur Gleitrichtung abgewandt ist.See other forms of construction, such as. B. in the DE 2 336 815 A described, a hydrodynamic surface structure on a hull, through which occurs at a certain speed hydrodynamic movement causes the friction resistance between the liquid medium and the friction surface decreases. The displacement resistance is ignored. The frictional resistance in the direction of travel is reduced by steps on the surface of the hull, in this case the steps run at certain angles to the sliding direction, the end face facing away from the sliding direction.

Eine andere Vorrichtung zur Verringerung des strömungsmechanischen Reibungswiderstandes ist aus der DE 101 39 436 A1 bekannt. Auch hier sind auf der umströmten Oberfläche des Bauteils feine Rippen angeordnet, deren Höhenlinien senkrecht zur Strömungsrichtung stehen und wobei die Rippenquerschnitte in Strömungsrichtung beliebige Formen und Abmessungen aufweisen können. Hierbei soll die durch die gezielte Strukturierung der Oberfläche primär nicht die Strömungsgrenzschicht selber, sondern direkt die Wechselwirkung zwischen den Teilchen des umströmenden Mediums und der umströmten Oberfläche beeinflusst werden, so dass der von den Teilchen der Strömung auf die Oberfläche übertragene Widerstand reduziert wird.Another device for reducing the fluid-mechanical friction resistance is known from DE 101 39 436 A1 known. Here, too, fine ribs are arranged on the surface of the component which flows around, the contour lines of which are perpendicular to the direction of flow, and wherein the ribs can have any shapes and dimensions in the direction of flow. In this case, the targeted structuring of the surface does not primarily affect the flow boundary layer itself, but directly the interaction between the particles of the circulating medium and the surface around which it flows, so that the resistance transferred by the particles of the flow to the surface is reduced.

Aus der DE 41 27 939 A1 ist eine Rumpfanordnung bei Trimaranen bekannt. Hierbei sind drei parallel angeordnete, sehr schmale Rümpfe verschoben zueinander angeordnet, so dass der mittlere Rumpf mit seinem Bug vor der Schiffsquerebene liegt, die durch die beiden Bugs der seitlichen Rümpfe gekennzeichnet wird.From the DE 41 27 939 A1 is known a trim assembly in trimarans. Here, three parallel, very narrow hulls are arranged offset from each other, so that the middle hull lies with its bow in front of the ship's transverse plane, which is characterized by the two bugs of the lateral hulls.

Die DE 694 15 331 T2 beschreibt einen Schiffsrumpf, umfassend einen ersten Rumpfteil und einen unterhalb des ersten Rumpfteils angebrachten zweiten Rumpfteil, das sich zumindest im Wesentlichen über die volle Länge des ersten Rumpfteils erstreckt und als extrem schlanker Schiffskörper entworfen ist.The DE 694 15 331 T2 describes a hull comprising a first body portion and a second body portion mounted below the first body portion that extends at least substantially the full length of the first body portion and is designed as an extremely slender hull.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den von einem Medium umströmten Schiffskörper, so zu verändern, dass die bugseitige Wellenbildung und der daraus resultierende Wellen- und Druckwiderstand weitgehend eliminiert, oder mindestens auf ein solches Maß reduziert werden kann, dass der durch die Wellenbildung entstehende Widerstand bei einer Referenzgeschwindigkeit stark reduziert ist.Of the Invention is based on the object, which flows around a medium hull, so too change, that the wake-side wave formation and the resulting wave and pressure resistance largely eliminated, or at least one such Measure reduced can be that the resulting from the wave formation resistance is greatly reduced at a reference speed.

Diese Aufgabe wird für einen von einem Medium umströmten, Bugwellen bildenden Körper dadurch gelöst, dass im Bereich des Bugs spiegelbildlich zur Mittelachse des Schiffskörpers wenigstens zwei aufeinanderfolgende Stufen ausgebildet sind. Durch eine entsprechende Ausbildung und Anordnung der einzelnen Stufen zueinander, fällt bei einer zweiten erzeug ten Welle der Wellenberg in das Wellental der ersten Welle, so dass sich die beiden Wellen auslöschen. Die vorliegende Erfindung beruht folglich auf dem Prinzip der destruktiven Interferenz, d. h. die Wellen löschen sich bei der Überlagerung gegenseitig aus. Obwohl vorab der ideale Fall beschrieben wurde, d. h. eine vollständige Auslöschung, wird in der Praxis dieser Idealzustand durch die Anordnung der Stufen nicht unbedingt erzielt, jedoch stark angenähert werden. Findet auf diese Weise eine Auslöschung oder teilweise Auslöschung der beiden Wellen statt, ist dies bei einem in Strömung bewegten Körper mit einem geringeren Wellenwiderstand, und damit mit geringeren Vortriebsverlusten, verbunden. Ein entsprechend ausgebildeter Körper, z. B. ein Schiff, benötigt daher bei einer vorgegebenen Referenzgeschwindigkeit weniger Energie, um diese Reisegeschwindigkeit zu halten. Hierbei ist die Referenzgeschwindigkeit die Rumpfgeschwindigkeit. Diese Ausbildung ist insbesondere für Schiffe geeignet, wobei die Stufen vorzugsweise über den Bereich des Bugkörpers ausgebildet sind, der im Einsatz mit der Wasseroberfläche in Berührung kommt. Je nach Bauart des Schiffes können sich die Stufen jedoch auch bis in die Nähe des Kiels erstrecken. Hierbei werden sich die Stufen in der Praxis über einen längeren Bereich erstrecken, da je nach Beladung des Schiffs der Auftrieb des Körpers unterschiedlich ist.This object is achieved for a flowing around a medium, bow waves forming body in that in the region of the bow mirror image to the central axis of the hull at least two successive stages are formed. By an appropriate training and arrangement of the individual stages to each other, falls in a second prod th shaft of the wave crest in the trough of the first wave, so that extinguish the two waves. The present invention is therefore based on the principle of destructive interference, ie the waves cancel each other out in the superposition. Although the ideal case has been previously described, ie, a complete extinction, in practice this ideal condition is not necessarily achieved by the arrangement of the stages, but will be closely approximated. In this way, an extinction or partial extinction of the two waves takes place, this is in a moving body in motion with a lower wave resistance, and thus with lower propulsion losses associated. A suitably trained body, z. As a ship, therefore, requires at a given reference speed less energy to keep this cruising speed. Here is the Reference speed the hull speed. This design is particularly suitable for ships, wherein the steps are preferably formed over the region of the nose cone, which comes in contact with the water surface in contact. Depending on the design of the ship, however, the steps may also extend to the vicinity of the keel. In this case, the steps will in practice extend over a longer range, since, depending on the load of the ship, the buoyancy of the body is different.

Hierdurch wird es möglich, insbesondere Frachtschiffe mit einem verkürzten Bugteil auszustatten, was sich wiederum vorteilhaft auf den vorhandenen Lagerraum auswirkt.hereby will it be possible in particular to equip cargo ships with a shortened bow section, which in turn has an advantageous effect on the existing storage space.

Ferner erweist sich bei bestimmten Schiffstypen, die sich oft in Küstennähe oder in Kanälen bewegen, eine kleinere Bugwellenbildung als vorteilhaft, einerseits, da der übrige Schiffsverkehr weniger gestört wird, andererseits tritt eine verminderte Zerstörung der Ufer auf, was insbesondere im Hinblick auf den Umweltschutz und die Erhaltung der natürlichen Umgebung von Gewässern von besonderer Bedeutung ist.Further turns out to be on certain types of ships, often near the coast or in channels move, a smaller bow wave formation than advantageous, on the one hand, because the rest Ship traffic less disturbed On the other hand, there is a reduced destruction of the shores, in particular in terms of environmental protection and the conservation of the natural Surroundings of waters is of particular importance.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Körper ferner mit einem stufenförmig ausgebildeten Heck versehen sein. Durch die Ausbildung eines gestuften Hecks ist es ebenfalls möglich die Strömungsverlustenergie zu reduzieren, einerseits durch die teilweise Auslöschung der ersten und zweiten Heckwelle, andererseits durch Druckrückgewinnung bei den unter Wasserniveau gelegenen Stufen. Hierdurch kann eine veränderte Bauform entsprechender Schiffe mit einem verkürzten Heckteil ermöglicht werden, was insbesondere für Frachtschiffe, aufgrund der besseren Ausnutzung des Lagerraumes von erheblichem Vorteil ist.According to one another preferred embodiment can the body further with a step-shaped be provided trained tail. By training a graduated Tails it is also possible the flow loss energy on the one hand by the partial extinction of the first and second stern wave, on the other hand by pressure recovery at the levels below water level. This can be a changed Design of appropriate ships with a shortened tail section are made possible which in particular for Cargo ships, due to the better utilization of the storage room is of considerable advantage.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform können mehr als zwei Stufen vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, die Erzeugung der Bugwellen noch besser zu unterdrücken, da einerseits die einzelnen erzeugten Wellen kleiner sind, und andererseits ein größerer Anteil an Auslöschung erzielt werden kann.According to one another preferred embodiment can be provided more than two stages. This makes it possible to Generation of the bow waves even better to suppress, on the one hand, the individual generated waves are smaller, and on the other hand, a larger proportion achieved at extinction can be.

Vorteilhafterweise können die Stufen in Draufsicht rechtwinklig ausgebildet sein. Hierbei wird der rechte Winkel α von den beiden die Stufe bildenden Flächen eingeschlossen. Dies stellt eine besonders einfache Art und Weise der Ausbildung entsprechender Stufen zur Verfügung.advantageously, can the steps in plan view be formed at right angles. in this connection is the right angle α of enclosed by the two surfaces forming the step. This poses a particularly simple way of training appropriate Steps available.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jede Stufe in Draufsicht unter einem Winkel α von mehr als 90° ausgebildet sein, wobei sich der Abschnitt der Stufe, an welchen sich die nachfolgende Stufe anschließt, parallel zu einer Mittelachse des umströmten Körpers erstreckt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass trotz der Ausbildung der Stufen die stromlinienförmige Ausbildung des Körpers noch erhalten bleibt. Entsprechend ausgebildete Stufen können auch noch nachträglich an bereits existierende Körper, z. B. einen Schiffskörper angeordnet werden, wodurch die Kosten für Umbaumaßnahmen so gering wie möglich gehalten werden können.According to one another embodiment may each step in plan view formed at an angle α of more than 90 ° be, which is the section of the stage at which the subsequent stage connects, extends parallel to a central axis of the body flows around. To this Way is ensured that, despite the formation of the stages, the streamlined design of the body still preserved. Appropriately trained levels can also still afterwards to existing bodies, z. B. a hull be arranged, thereby keeping the cost of conversion measures as low as possible can be.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Stufen zueinander sägezahnartig angeordnet sein. Hierbei können die einzelnen Stufen solchermaßen zueinander angeordnet sein, dass die Spitze der nachfolgenden Stufe auf einer Linie zu der vorangehenden Stufenspitze angeordnet ist. Gleichermaßen kann die Spitze der nachfolgenden Stufe auch oberhalb oder unterhalb dieser Linie beginnen.According to one more another preferred embodiment can the steps are sawtooth-like be arranged. Here you can the individual stages in such a way be arranged to each other, that the tip of the subsequent stage is arranged on a line to the preceding step tip. equally may also be the top of the subsequent stage above or below start this line.

Vorteilhafterweise kann der Bugwellen oder Heckwellen umströmte Körper ein Schiff, insbesondere ein Frachtschiff, Containerschiff oder dergleichen sein. Eine entsprechende Ausbildung von Stufen hat sich insbesondere bei größeren, massigen Verdrängungsschiffen als besonders geeignet erwiesen, da hierdurch eine besonders starke Wirkung auf Bugwellenbildung erzielt wird.advantageously, The bow wave or stern waves around body can be a ship, in particular a cargo ship, container ship or the like. A corresponding Formation of steps has become especially important for larger, bulky displacement ships proved to be particularly suitable, since this is a particularly strong Effect on bow wave formation is achieved.

Ferner kann der Schiffskörper im Bereich der Bugspitze mit einer Bugwulst versehen sein. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Kombination der erfindungsgemäßen Stufen mit der Bugwulst zu guten Ergebnissen in Bezug auf die Verminderung der Wellen führt.Further can the hull be provided with a Bugwulst in the area of the nose. In practice It has been shown that the combination of the stages according to the invention with the bulge to good results in terms of reduction the waves leads.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:in the The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 Eine Prinzipskizze einer Wellenüberlagerung mit einer ersten und zweiten Welle, 1 A schematic diagram of a wave superposition with a first and second wave,

2A eine Darstellung der Wellenbildung eines sich bewegenden Schiffs in Draufsicht und 2A a representation of the wave formation of a moving ship in plan view and

2B eine Darstellung der Wellenbildung eines sich bewegenden Schiffs im Schnitt, 2 B a representation of the wave formation of a moving ship in section,

3 eine Darstellung der Wellenbildung eines sich bewegenden mit Stufen im Bugbereich versehenen Schiffs in Draufsicht, sowie eine Prinzipskizze der erzielten Wellenüberlagerung, 3 a representation of the wave formation of a moving provided with steps in the bow area ship in plan view, and a schematic diagram of the achieved wave superposition,

4 eine Darstellung der Wellenbildung eines sich bewegenden mit Stufen im Heckbereich versehenen Schiffs in Draufsicht, sowie im Schnitt, 4 a representation of the wave formation of a moving provided with steps in the rear area ship in plan view, as well as in section,

5 eine Darstellung einer üblichen Geschossspitze mit einer Prinzipskizze des Stoß-Druck Diagramms der Stosswelle, und 5 a representation of a conventional projectile nose with a schematic diagram of the shock-pressure diagram of the shock wave, and

6 eine Darstellung eines mit Stufen im Bugbereich ausgebildeten Geschosses mit einer Prinzipskizze des Stoß-Druck Diagramms der Stosswelle. 6 a representation of a trained with steps in the bow area bullet with a schematic diagram of the shock-pressure diagram of the shock wave.

In 1 ist eine Wellenüberlagerung einer ersten und zweiten Welle dargestellt. Hierbei findet die Wellenüberlagerung solchermaßen statt, dass bei einer zweiten erzeugten Welle der Wellenberg in das Tal der ersten Welle fällt. Da beide Wellen ideal dargestellt sind, d. h. beide Wellen die gleiche Wellenlänge, gleiche Wellenhöhe und gleiche Phasengeschwindigkeit in Wellenrichtung aufweisen, wird eine vollständige Auslöschung erzielt. Bei dem dargestellten Fall handelt es sich somit um einen Idealfall. Da Wasserwellen jedoch nicht der Sinuskurve folgen, die für eine vollständige Auslöschung Vorraussetzung wäre, kann dieser Idealfall bei Wasserwellen nicht eintreten.In 1 a wave superposition of a first and second wave is shown. In this case, the wave superposition takes place in such a way that, in the case of a second generated wave, the wave crest falls into the valley of the first wave. Since both waves are ideally represented, ie both waves have the same wavelength, wave height and phase velocity in the wave direction, a complete extinction is achieved. The illustrated case is therefore an ideal case. However, since water waves do not follow the sinusoidal curve that would be required for complete extinction, this ideal case of water waves can not occur.

2 zeigt eine Aufsicht auf einen sich bewegenden Schiffskörper 1 mit einer unter der Wasseroberfläche ausgebildeten Bugwulst 2. Der Bug 3 ist wie bei Schiffen allgemein üblich ausgebildet, d. h. die beiden Schiffsseiten laufen unter einem vorgegebenen Winkel spitz aufeinander zu und bilden so die Schiffsspitze 4. Der vordere Teil des Schiffskörpers wird von sich vom Schiff weg bewegenden Wellen 5, schematisch nur als Linien dargestellt, umgeben. Gleichermaßen bilden sich am Heckbereich des Schiffes Heckwellen 20 aus. 2 shows a plan view of a moving hull 1 with a formed under the water surface Bugwulst 2 , The bug 3 is designed as usual in ships, that is, the two sides of the ship run at a predetermined angle to each other pointed and thus form the ship's tip 4 , The front part of the hull is made by waves moving away from the ship 5 , shown schematically as lines. Likewise, stern waves are formed at the stern of the ship 20 out.

Das selbe Schiff ist im Schnitt in 2B dargestellt, wobei die Bugwelle 5 und die Heckwelle 20 deutlicher eingezeichnet sind. Betrachtet man die Wasserstände im Längsachsenschnitt eines bewegten Verdrängungsbootes, so ist es wegen Umströmungen des Schiffs immer wieder der Fall, dass sich vor dem Bug des Schiffs ein Wellenberg aufbaut und sich am Heck des Schiffs ein Wellental befindet. Das Schiff bewegt sich folglich ”aufwärts”. Hierbei hängt der Bewegungsverlust des Schiffs u. a. von der Höhendifferenz des Wellenbergs bzw. des Wellentals von der Wasseroberfläche ab. Je kleiner die Höhendifferenz ist, desto kleiner sind die Vortriebsverluste.The same ship is on average in 2 B shown, with the bow wave 5 and the stern wave 20 are clearly drawn. Looking at the water levels in the longitudinal axis section of a moving displacement boat, it is because of flow around the ship again and again the case that builds up a wave mountain in front of the bow of the ship and at the stern of the ship is a wave trough. The ship is thus moving "upwards". Here, the loss of motion of the ship depends inter alia on the height difference of the wave crest or the wave trough from the water surface. The smaller the height difference, the smaller the jacking losses.

Ein entsprechendes Schiff kann wie in 3 dargestellt, im Bugbereich mit Stufen 6 ausgebildet werden. Hierbei werden die Stufen beiderseitig an dem Schiffskörper spiegelbildlich zueinander ausgebildet. Die ersten Bugstufen treffen direkt an der Bugspitze aufeinander und erstrecken sich zunächst unter einem vorbestimmten Winkel voneinander weg. Dieser erste Abschnitt 7 jeder Stufe geht dann unter einem Winkel von mehr als 90° in einen zweiten Abschnitt 8 über, welcher parallel zu einer Mittelachse des Schiffes angeordnet ist. Folglich sind die zweiten Abschnitte der zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Stufen auch parallel zueinander ausgebildet. An das Ende des zweiten Abschnitts schließt sich dann die zweite Stufe an. Die Länge 9 jeder Stufe entspricht der Entfernung der Spitze des ersten Anschnitts 7 bis zum Ende des zweiten Abschnitts 8. Die Tiefe 10 jeder Stufe wird durch die Neigung des ersten Abschnittes bestimmt, und ist ausschlaggebend für die Amplitude der erzeugten Welle.A corresponding ship can as in 3 shown, in the bow area with steps 6 be formed. Here, the steps are mutually formed on the hull mirror image of each other. The first bumpers meet directly at the nose of the nose and extend away from each other at a predetermined angle. This first section 7 Each stage then goes at an angle of more than 90 ° in a second section 8th over, which is arranged parallel to a central axis of the ship. Consequently, the second sections of the two mirror-inverted stages are also formed parallel to each other. At the end of the second section then joins the second stage. The length 9 each step corresponds to the distance of the tip of the first bleed 7 until the end of the second section 8th , The depth 10 Each step is determined by the slope of the first section, and determines the amplitude of the generated wave.

Während der Bewegung bildet sich beim Auftreffen auf die erste Stufe eine erste Bugwelle 11 und anschließend beim Auftreffen auf die zweite Stufe eine zweite Bugwelle. Durch Ausbildung der Bugstufen ist es möglich, den Bug selbst schlanker auszubilden, so dass bereits beim Auftreffen auf die erste Bugstufe eine kleinere Bugwelle mit einer geringeren Höhe entsteht. Die zweite Stufe ist mit solch einem Abstand zu der ersten Stufe ausgebildet, dass sich die zweite Bugwelle 12 im Wellental der ersten Bugwelle bildet. Durch das Aufeinandertreffen des Wellenbergs der zweiten Bugwelle auf das Wellental der ersten Bugwelle findet hier eine Teil-Auslöschung der beiden Wellen statt. Der genaue Abstand der einzelnen Stufen zueinander muss an die jeweilige Referenzgeschwindigkeit angepasst werden und kann z. B. auf der Basis von Strömungsversuchen ermittelt werden.During the movement, a first bow wave forms when hitting the first stage 11 and then when hitting the second stage, a second bow wave. By forming the bow stages, it is possible to make the bow itself slimmer, so that already arises when hitting the first bow stage, a smaller bow wave with a lower height. The second stage is formed at such a distance from the first stage that the second bow wave 12 in the trough of the first bow wave forms. Due to the clash of the wave crest of the second bow wave on the wave trough of the first bow wave, a partial extinction of the two waves takes place here. The exact distance between the individual stages must be adapted to the respective reference speed and z. B. be determined on the basis of flow tests.

Der Heckbereich eines entsprechenden Schiffs ist in 4 dargestellt. Auch im Bereich des Hecks sind hierbei Stufen 22, 23, 24 ausgebildet. Auch die Stufen 22, 23, 24 sind spiegelbildlich zu einer Mittelachse ausgebildet. Obwohl in der gezeigten Darstellung die einzelnen Stufen eckig ausgebildet sind, der erste und der zweite Abschnitt stoßen unter einem Winkel β von 90° aufeinander, kann die Form der einzelnen Stufen jedem Schiffstyp gesondert angepasst werden und diese können z. B. auch abgerundet ausgebildet werden. Wie insbesondere in der Schnittdarstellung deutlich wird, erstrecken sich die Stufen bis zum Kiel und sind auch im Schnitt abgestuft ausgebildet.The stern section of a corresponding ship is in 4 shown. Also in the area of the stern here are steps 22 . 23 . 24 educated. Also the steps 22 . 23 . 24 are mirror images of a central axis formed. Although in the illustration shown, the individual stages are formed angular, the first and the second section abut each other at an angle β of 90 °, the shape of the individual stages of each ship type can be adjusted separately and these can be z. B. also be rounded. As is particularly clear in the sectional view, the steps extend to the keel and are also graduated in section.

In 5 ist ein Geschoss 13 dargestellt, welches im Überschallbereich verwendet werden kann. Entsprechend kann auch die Spitze eines Flugkörpers ausgebildet sein, welcher im Überschallbereich bewegt wird.In 5 is a projectile 13 represented, which can be used in the supersonic range. Accordingly, the tip of a missile can be formed, which is moved in the supersonic range.

Ein solches Geschoss bzw. eine Flugkörperspitze ist mit einer üblich ausgebildeten Spitze 14 versehen, wobei während des Fluges an der Spitze des Geschosses bzw. Flugkörpers eine erste Stoßwelle 15 entsteht und am Heck des Geschosses bzw. Flugkörpers eine zweite Stoßwelle 16 gebildet wird. Wie aus der schematischen Darstellung des Druck-Weg-Diagramms der Stoßwelle deutlich wird, ist der Druckanstieg bei der Entstehung der Stoßwelle sehr groß und flacht dann gemäß der jetzigen Annahmen relativ schnell ab.Such a projectile or a missile tip is with a common trained tip 14 provided during the flight at the top of the projectile or missile a first shock wave 15 arises and at the rear of the projectile or missile a second shock wave 16 is formed. As is clear from the schematic representation of the pressure-wave diagram of the shock wave, the pressure increase in the formation of the shock wave is very large and then flattened relatively quickly according to the current assumptions.

Wird eine entsprechende Spitze 14 mit Stufen 17, 18 versehen, wie in 6 dargestellt, entsteht an jeder Stufe eine Stoßwelle 19, 20, so dass der maximale Anstieg der ersten Stoßwelle deutlich reduziert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Amplitude der ersten Stoßwelle deutlich zu verringern.Will be a corresponding tip 14 with stu fen 17 . 18 provided, as in 6 shown, created at each stage a shock wave 19 . 20 so that the maximum rise of the first shockwave can be significantly reduced. In this way, it is possible to significantly reduce the amplitude of the first shock wave.

Ferner findet auch hier zumindest eine teilweise eine Auslöschung der einzelnen Stoßwellen durch die an der nachfolgenden Stufe erzeugte Stoßwelle statt, wie in der schematischen Darstellung des Druck-Weg-Diagramms gezeigt ist.Further here too at least a partial extinction of the through individual shockwaves the shock wave generated at the subsequent stage, as in the schematic Representation of the pressure-path diagram is shown.

Durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Stufen ist es möglich, die bisher immer auftretenden Wellenverluste aufgrund der sich bei der Bewegung des Schiffskörpers entstehenden Bugwellen deutlich zu verringern bzw. im Idealfall sogar auszulöschen. Hierdurch kann der Körper entweder eine höhere Geschwindigkeit erzielen, oder die zur Erzielung der normalen Reisegeschwindigkeit eingesetzte Energie kann deutlich verringert werden, so dass sich, insbesondere auf den Schiffsbaubezogen, die Energiekosten deutlich reduzieren.By the formation of the stages according to the invention Is it possible, the previously occurring shaft losses due to the at the movement of the hull significantly reduce the resulting bow waves or ideally even extinguish. This allows the body either a higher one Speed, or to achieve the normal cruising speed used energy can be significantly reduced, so that, especially on the shipbuilding, the energy costs significantly to reduce.

Gleichermaßen wirken sich die erfindungsgemäßen Stufen vorteilhaft auf die Umwelt aus durch Schonung der Uferbereiche und damit von zu schützenden Landschaftsstrichen.Equally effective the steps according to the invention beneficial to the environment by protecting the shore areas and with it to be protected Landscape strokes.

Claims (9)

Von einem Medium umströmter, Bugwellen bildender Schiffskörper mit einem bezüglich der Interferenzen mit der Bugwelle optimiertem Bug, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Bugs spiegelbildlich zur Mittelachse des Schiffskörpers wenigstens zwei aufeinanderfolgende Stufen ausgebildet sind.By a medium flow around, bow waves forming hull with an optimized with respect to the interference with the bow wave bow, characterized in that in the region of the bow mirror image to the central axis of the hull at least two successive stages are formed. Schiffskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffskörper ferner mit einem stufenförmig ausgebildeten Heck versehen ist.hull according to claim 1, characterized in that the hull further with a step-shaped trained tail is provided. Schiffskörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Stufen vorgesehen sind.hull according to at least one of the claims 1 to 2, characterized in that more than two stages provided are. Schiffskörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stufe in Draufsicht rechtwinklig ausgebildet ist.hull according to at least one of the claims 1 to 3, characterized in that each step in plan view at right angles is trained. Schiffskörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stufe in Draufsicht unter einem Winkel α von mehr als 90° ausgebildet ist, wobei sich der Abschnitt der Stufe, an welchen sich die nachfolgende Stufe anschließt, parallel zu einer Mittelachse des umströmten Körpers erstreckt.hull according to at least one of the claims 1 to 3, characterized in that each step in plan view below an angle α of formed more than 90 ° is, wherein the portion of the stage at which the following Stage connects, extends parallel to a central axis of the body flows around. Schiffskörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen zueinander sägezahnartig angeordnet sind.hull according to at least one of the claims 1 to 3, characterized in that the steps to each other sawtooth are arranged. Schiffskörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffskörper ein Frachtschiff, Containerschiff oder dergleichen ist.hull according to at least one of the claims 1 to 6, characterized in that the hull a Cargo ship, container ship or the like. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen im Wesentlichen in dem im Einsatz mit der Wasseroberfläche im Eingriff stehenden Bereich des Bugs ausgebildet sind.body according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the steps substantially in the area in engagement with the water surface are formed of the bug. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffskörper im Bereich der Bugspitze ferner mit einer Bugwulst versehen ist.body according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the hull in the Area of the nose tip is further provided with a Bugwulst.