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Die Erfindung bezieht sich auf ein SWATH-Boot
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Boote sind einerseits
auf Binnengewässern
und andererseits in küstennahen
Bereichen beispielsweise der Nord- und Ostsee sowohl zum Personen-
und Gütertransport
im gewerblichen Bereich als auch als Sport- und Freizeitgerät im privaten
Bereich einsetzbar.
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Bekannt sind unterschiedliche Einrumpfboote,
die meist als Verdrängerboote
ausgeführt
und mittels eines Motors oder mittels eines Segels angetrieben sind.
Solche Verdrängerboote
entwickeln durch ihren Vortrieb ein Wellensystem. Dabei ist es dem Verdrängerboot
nicht möglich,
sich aus eigener Kraft schneller vorwärts zu bewegen, als die Eigengeschwindigkeit
der von dem Boot hervorgerufenen Welle. Beispielsweise ist von U-Booten
bekannt, dass sie bei gleicher Antriebsleistung im aufgetauchten
Fahrzustand geringere Fahrt machen als im getauchten Fahrzustand,
bei dem sich keine Welle ausbildet. Als nachteilig erweist sich
gerade bei schnellen Einrumpfbooten die starke Wellenbildung, die
einerseits andere Boote und andererseits Uferbefestigungen beeinträchtigt.
Die Einrumpfboote bieten besonders bei durch Seegang hervorgerufener
Krängung
wenig Sicherheit gegen Kentern. Zudem wird das wechselnde Krängen von
vielen Personen als unangenehm empfunden. Schlimmstenfalls erleiden solche
Personen die Seekrankheit mit ihren bekannten Folgen. Auch im Bootsrumpf
oder auf Deck verstaute Güter
können
sich auf Grund der krängenden Bewegungen
des Bootes aus ihrer gesicherten Position heraus und sich danach
frei bewegen. Dies kann sowohl dazu führen, dass Personen von solchen
Gütern
getroffen und verletzt werden als auch dazu führen, dass das Boot durch auf
einer Seite angesammelte Güter
in eine instabile Fahrlage gerät
und dadurch schlimmstenfalls kentert.
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Bekannt sind SWATH-Schiffe, wobei "SWATH"
als Abkürzung
für den
englischen Begriff Small Waterplane Area Twin Hull steht. Ein solches Schiff
erhält
seinen Auftrieb durch zwei parallel zueinander, in Fahrtrichtung
des Schiffes und symmetrisch von dessen Mittelachse angeordnete
Auftriebskörper,
die üblicherweise
eine länglich
gestreckte Form aufweisen und sich unterhalb der Wasseroberfläche befinden.
Aufbauten und dergleichen werden von einem Schiffsrumpf getragen,
der über
mehrere Stützen
mit den beiden Auftriebskörpern
verbunden ist. In jedem der Auftriebskörper ist zudem meist ein Antrieb
angeordnet, dessen Antriebsachse aus dem Heck des jeweiligen Auftriebskörpers herausgeführt ist
und einen Propeller trägt.
Die den Schiffsrumpf tragenden Stützen erstrecken sich im Wesentlichen über die
gesamte Länge
der Auftriebskörper
oder sind unterbrochen ausgeführt,
so dass mehrere nacheinander angeordnete Stützenelemente ausgebildet sind.
Das Charakteristische der SWATH-Schiffe besteht darin, dass der
Auftrieb des Schiffes von den Auftriebskörpern immer Wasser erzeugt
wird, die Wasserverdrängung
an den Stützen
im Bereich der Wasserlinie sehr gering ist und der von den Stützen getragene
Schiffsrumpf soweit über
der Wasseroberfläche
schwebt, dass er vom Seegang im wesentlichen unberührt bleibt.
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Ein solches SWATH-Schiff ist beispielsweise aus
der
DE 1 000 00 271 bekannt.
Es besteht aus einem Aufbauten und dergleichen aufnehmenden Schiffsrumpf,
an dessen Unterseite sich voneinander beabstandete Stützen befinden,
die sich einerseits über
einen Teil des Schiffsrumpfes erstrecken und im wesentlichen in
Fahrtrichtung des Schiffes angeordnet sind und andererseits mit
Auftriebskörpern
verbunden sind, die ihrerseits im wesentlichen in Fahrtrichtung
und innerhalb der von den Bordwänden
des Schiffsrumpfes aufgespannten Ebenen angeordnet sind. Dabei sind
die Stützen
in Segmente unterteilt, von denen die dem Schiffsrumpf zugewandten
Segmente der Stützen
weitestgehend mit den Bordwänden
des Schiffsrumpfes fluchtend und die dem Auftriebskör pern zugewandten
Segmente der Stützen zur
Schiffsmitte hin geneigt verlaufen. Ein ähnliches SWATH-Boot ist in
der
US 4 867 090 beschrieben, dessen
Stützen
im Bereich der Wasserlinie sehr schmal ausgeführt sind. Damit wird in vorteilhafter Weise
der Wasserwiderstand des SWATH-Bootes verringert. Nachteilig bei
allen SWATH-Schiffen
ist, dass jeweils ein ganz bestimmter Tiefgang realisiert werden
muss. Dadurch sind SWATH-Schiffe in Bezug auf die Aufnahme von Beladung
beschränkt.
Bisher gibt es SWATH-Schiffe ausschließlich für Spezialanwendungen, wie beispielsweise
einige Lotsen-, Forschungs- und Passagierschiffe sowie einige off-shore-Kräne und – Arbeitsplattformen.
Die untere Grenze der bisher realisierten Schiffe weist ein Verhältnis von
Eigengewicht zu Beladungsgewicht von mindestens 10:1 auf. Bei kleinen
Booten wurde sich dieses Verhältnis
jedoch umkehren. Ein kleines Plastik- oder Aluminium-Boot mit einem
Eigengewicht von nur 50 bis 100 kg ist für Beladungen von 100 bis 300
kg zugelassen, so dass sich ein Verhältnis von Eigengewicht zu Beladungsgewicht
von bis zu 1:3 einstellt. Kleine Boote sind bisher in SWATH-Bauweise
nicht realisiert worden.
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Ein wesentlicher Nachteil bestellt
aber darin, dass die SWATH-Schiffe wegen ihres sehr weit aus dem
Wasser ragenden Massenschwerpunktes in Abhängigkeit von der Größe des Schiffes
und seiner Beladung sehr anfällig
gegen eine seitliche Windlast oder eine ungleichmäßige Beladung
sind und daher zu einer starken Krängung neigen. Das beeinträchtigt die
Fahrsicherheit des SWATH-Schiffes.
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Mit der
DE 202 02 567 U1 wurde
nun ein SWATH-Boot vorgestellt, dessen Stützen einerseits oder beiderseits
oberhalb der Wasserlinie mit mindestens einem zusätzlichen
Ballasttank ausgestattet sind. Diese Ballasttanks dienen zur Realisierung
einer gewünschten
Seitenlage des Bootsrumpfes und werden bei Bedarf unabhängig vom
Trimm einseitig mit Wasser gefüllt
oder vom Wasser entleert, damit das SWATH-Schiff geneigt und die Bootsplattform auf
einer Seite in eine Höhe
mit einer Anlegestelle gebracht werden kann.
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Diese Art der Neigetechnik am SWATH-Schiff
kann nur beim Anlegemanöver
eingesetzt werden. Auf hoher See würde der Einsatz der Neigetechnik
zur weiteren Instabilität
und damit zum Kentern des SWATH-Schiffes führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zu Grunde, ein gattungsmäßiges SWATH-Boot
zu entwickeln, das neben einem geringen Eigengewicht und einem beladungsabhängig einstellbaren
Tiefgang sowohl in einem Überladungszustand
als auch in einem kritischen Fahrzustand gegen seitliche Belastung
stabil ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis
6.
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Das erfindungsgemäße Boot nach Art eines SWATH-Schiffes
beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Besonders
vorteilhaft ist, dass das Boot schnell und größtenteils unbeeinflusst von
Seegang fahrbar ist. Bauartbedingt eignet es sich dabei besonders
für Gewässer mit
schneller Wellenfolge bei geringer bis milderer Wellenhöhe. Von
besonderem Vorteil ist für
kleine Boote die zusätzliche
Sicherheit gegen Kentern durch spezielle Stützen mit zusätzlichen
kraftentwickelnden Kammern, die der Krängung des SWATH-Bootes entgegenwirken.
Diese kraftentwickelnden Kammern werden immer dann aktiv, wenn das
SWATH-Boot aus seiner waagerechten Nulllage ausbricht und sich zu neigen
beginnt.
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So ist es zweckmäßig, wenn diese kraftentwickelnden
Kammern Auftriebskammern sind, die oberhalb der Wasserlinie angeordnet
sind und die bei einer Krängung
des Bootsrumpfes in das Wasser eintauchen. Dabei entwickeln sich
zusätzliche
Auftriebskräfte,
die der Krängung
entgegenwirken.
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Die kraftentwickelnden Kammern können aber
auch Ballastwassertanks sein, die unterhalb der Wasserlinie angeordnet
sind und die bei einer Krängung
des Bootsrumpfes aus dem Wasser auftauchen. Die dabei entstehenden
Massenkräfte
wirken ebenfalls der Krängung
entgegen.
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Dabei können die beiderseitigen Stützen des SWATH-Bootes
mit jeweils mindestens einer Auftriebskammer sind mindestens einem
Ballastwassertank ausgestattet sein, sodass bei einer Krängung einerseits
die Auftriebskammer und andererseits der Ballastwassertank wirken.
Das erhöht
die der Krängung
entgegenwirkenden Kräfte
und steigert die Stabilität
des Bootsrumpfes.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Auftriebskammern
in Richtung des Bootsrumpfes einen sich stetig vergrößernden
Querschnitt und der Ballastwassertanks in Richtung zum Bootsrumpf
einen sich stetig verkleinernden Querschnitt aufweisen. Damit ergeben
sich auch stetig ansteigende Kräfte,
die einen ruck- und stoßfreien
Lageausgleich des Bootsrumpfes ermöglichen.
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Es ist auch von Vorteil, wenn jeder
der Auftriebskörper über mindestens
einen Bal-lastwassertank
verfügt,
der allein oder im Zusammenwirken mit den zusätzlichen Bal-lastwassertanks mit
Ballastwasser befüll-
oder entleerbar ausgeführt
ist, weil dadurch der Tiefgang des Bootes in einfacher Weise an den
jeweiligen Beladungszustand angepasst werden kann.
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Die Erfindung soll anhand zweier
Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines unbeladenen SWATH-Bootes eines ersten
Ausführungsbeispieles
in einer Seitenansicht,
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2 eine
schematische Darstellung des Bootes aus 1 in einer Vorderansicht im Schnitt,
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3 eine
schematische Darstellung eines beladenen Bootes nach Art eines SWATH-Schiffes
in einer Seitenansicht,
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4 eine
schematische Darstellung des Bootes aus 3 in einer Vorderansicht im Schnitt,
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5 eine
schematische Teildarstellung des Bootes aus 4 in vergrößerter Form, 6 eine schematische Darstellung des SWATH-Bootes
in einem zweiten Ausführungsbeispiel
und
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7 das
SWATH-Boot nach der 6 in einer
seitlichen Neigung.
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Das erfindungsgemäße Boot nach Art eines SWATH-Schiffes
besteht gemäß 1 und 2 aus einem Bootsrumpf 1, an
dessen Unterseite eine linke Stütze 2 und
eine rechte Stütze 2' voneinander
beabstandet angebracht sind, die ihrerseits jeweils mit einem linken
Auftriebskörper 3 und
einem rechten Auftriebskörper 3' verbunden
sind. Das Boot ist in einem unbeladenen Zustand, wodurch die Auftriebskörper 3, 3' teilweise
sowohl innerhalb als auch außerhalb eines
Gewässers 4 liegen,
die Stützen 2, 2' und
der Bootsrumpf 1 sich dagegen außerhalb des Gewässers 4 befinden.
Eine Wasserlinie 5 bildet sich somit an den Auftriebskörpern 3, 3' aus.
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Der Bootsrumpf 1 besitzt
typischerweise einen symmetrischen dünnwandigen offenen oder mittels
eines nicht dargestellten Decks geschlossenen Querschnitt und eine
länglich
gestreckte Form. Der Bootsrumpf 1 ist einerseits auf den
Ein- oder Anbau eines nicht dargestellten Antriebsmotors abgestimmt und
ist andererseits zusätzlich
mit einer nicht dargestellten Segeleinrichtung ausrüstbar. Zudem
ist der Bootsrumpf 1 zur Aufnahme unterschiedlicher nicht dargestellter
Decksaufbauten ausgelegt. Der Bootsrumpf 1 besteht dabei
aus üblichen
Bootsbaumaterialien, wie beispielsweise leichtem Holz, Kunststoff oder
Aluminium.
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Sowohl die linke Stütze 2 als
auch die rechte Stütze 2' sind
gleichmäßig von
der Symmetrielängsachse
beabstandet und in Fahrtrichtung des Bootes ausgerichtet. Die Stützen 2, 2' besitzen
dabei eine Länge,
die einerseits kürzer
als die Länge
des Bootes ist und die andererseits auf die Aufnahme der auftretenden
Kräfte
entsprechend abgestimmt ist. Die Stützen 2, 2' besitzen
eine Querschnittsform, die an der Verbindungsstelle zur Unterseite
des Bootsrumpfes breit ausgeführt
ist und in Richtung der Auftriebskörper 3, 3' schmaler
zuläuft,
wobei der Querschnitt von dem schmalen hin zu dem breiten Bereich
nichtlinear verläuft.
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Es sind die Stützen 2, 2' auftriebskörperseitig schmal
ausgeführt,
um einerseits einen geringen Wasserwiderstand zu erzeugen.
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Es ist sowohl die linke Stütze 2 als
auch die rechte Stütze 2' bootsrumpfseitig
breit ausgeführt und
bilden jeweils in diesem Bereich eine linke sekundäre Auftriebskammer 6' und
eine rechte sekundäre
Auftriebskammer 6' aus. Die Breite der sekundären Auftriebskammern 6, 6' an
der Verbindungsstelle mit der Unterseite des Bootsrumpfes 1 entspricht
dabei bis zu einer halben Bootsbreite, um eine möglichst große zusätzliche Auftriebskraft zu erzeugen,
sobald die Stützen 2, 2' tief
in das Gewässer 4 eintauchen
und die sekundären
Auftriebskammern 6, 6' in Kontakt zu dem Gewässer 4 treten.
Dabei nimmt der Querschnitt der Auftriebskammer 6, 6' in
Richtung des Bootsrumpfes 1 stetig zu.
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Die Stützen 2, 2' bestehen
aus einem widerstandsfähigen
Aluminiummaterial. Dabei sind die Stützen 2, 2' innen
hohl und wasserdicht oder wasserdicht ausgeschäumt ausgeführt, so dass die Stützen 2, 2' mit
ihren sekundären
Auftriebskammern 6, 6' eine zusätzliche
Auftriebskraft erzeugen können.
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Die Auftriebskörper 3, 3' sind
auch gleichmäßig von
der Symmetrielängsachse
beabstandet und in Fahrtrichtung des Bootes ausgerichtet. Die Auftriebskörper 3, 3' besitzen
dabei eine Länge
die minimal etwa der Länge
der Stützen 2, 2' und
maximal der Länge
des Bootes entspricht. Die Auftriebskörper 3, 3' besitzen
eine runde Querschnittsform, die einerseits auf einen geringen Wasserwiderstand
und andererseits auf die Erzeugung einer entsprechend großen Auftriebskraft
abgestimmt ist. Die Auftriebskörper 3, 3' sind
aus einem widerstandsfähigen
Aluminiummaterial hohl und wasserdicht oder wasserdicht ausgeschäumt ausgeführt.
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In ihrem Inneren besitzt sowohl der
linke Auftriebskörper 3 einen
lenzbaren linken Ballastwassertank 7 als auch der rechte
Auftriebskörper 3' einen lenzbaren
rechten Bal-lastwassertank 7'.
Dazu verfügt
jeder der Ballastwassertanks 7, 7' über mindestens
eine nicht dargestellte Öffnung,
so dass die Ballastwassertanks 7, 7' in üblicher
Weise entweder mit Ballastwasser befüllbar oder entleerbar sind.
Das Volumen jedes der Ballastwassertanks 7, 7' entspricht etwa
einem Drittel des Volumens des entsprechenden Auftriebskörpers 3, 3'.
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Gemäß 3, 4 und 5 ist das Boot in einem beladenen
Zustand. Dadurch befinden sich die Auftriebskörper 3, 3' innerhalb,
die Stützen 2, 2' teilweise sowohl
innerhalb als auch außerhalb
des Gewässers 4 und
sich der Bootsrumpf 1 außerhalb des Gewässers 4.
Die Wasserlinie 5 bildet sich somit an den Stützen 2, 2' zwischen
den sekundären
Auftriebskammern 6, 6' und dem Auftriebskörper 3, 3' aus.
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In dem Bootsrumpf 1 sind
mehrere Behälter 8 abgestellt,
die zusammen mit einem Bootsführer 9 einen
typischen Beladungszustand für
das Boot ergeben.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß der 6 und 7, sind die linke Stütze 2 als auch die
rechte Stütze 2' des
SWATH-Bootes jeweils mit einem zusätzlichen Bal-lastraum 10 und 10' in
gleicher Grüße und mit
gleicher Form ausgestattet. Beide zusätzlichen Ballasträume 10, 10' sind
in gleicher Höhe
angeordnet und befinden sich in der ausgewogenen Nulllage des SWATH-Bootes
vorzugsweise vollständig
unter der Wasserlinie 5. Der Querschnitt der Ballasträume 10, 10' nimmt
in Richtung des Bootsrumpfes 1 stetig ab. Die Ballasträume 10, 10' sind
entweder befüll-
oder entleerbar ausgeführt,
beispielsweise mit Wasser. Die Ballasträume 10, 10' können aber
auch mit Blei oder einem anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften befüll- oder
entleerbar ausgeführt
sein oder selbst aus diesem bestehen.
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Ausgehend von dem typischen Beladungszustand
soll nun die Handhabung des SWATH-Bootes anhand einer Funktionsbeschreibung
erläutert werden.
Das SWATH-Boot gemäß der 3 bis 7 liegt an einer Uferbefestigung, beispielsweise
einem Steg an.
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Der Tiefgang des SWATH-Bootes wird
durch den Bootsführer 9 überprüft und gegebenenfalls
eingestellt. Dazu kann der Tiefgang des Bootes vergrößert werden,
indem der Bootsführer 9 Ballastwasser in
die Ballastwassertanks 7, 7' bzw. die Ballastwasserräume 10, 10' einfließen oder
der Tiefgang des Bootes vermindert werden, indem die Ballastwassertanks 7, 7' bzw.
die Ballasträume 10, 10' geleert
werden. Die Bedienung der Ballastwassertanks 7, 7' bzw.
der Ballasträume 10, 10' kann
in gleicher Weise auch während
der Fahrt des Bootes zur Anpassung des Tiefgangs vorgenommen werden.
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Danach wird das Boot in üblicher
Weise von dem Steg abgelegt und entweder mittels des nicht dargestellten
Antriebsmotors oder mittels der gleichfalls nicht dargestellten
Segeleinrichtung angetrieben und in Fahrt versetzt.
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Unter normalen Bedingungen erreicht
das Boot eine übliche
Fahrtgeschwindigkeit und die Auftriebskörper 3, 3' erzeugen
die zur Erreichung einer stabilen aufrechten Fahrlage notwendige
Auftriebskraft. Die Stützen 2, 2' befinden
sich mit ihrem schmalen Bereich in der Wasserlinie 5 und
erzeugen wenig Wasserwiderstand und wenig eigene Wellen. Der Bootsrumpf 1 befindet
sich oberhalb der Wasserlinie 5 und bleibt damit weitgehend
unberührt
von Wasser.
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Unter schwierigeren Bedingungen,
bei denen das Boot infolge von Seegang und/oder Windeinfluss auf
die eine oder andere Bootsseite krängt, erzeugen die in das Gewässer 4 unter
die Wasserlinie 5 eintauchenden sekundären Auftriebskammern 6, 6' der
Stützen 2, 2' eine
zusätzliche
Auftriebskraft. Diese Auftriebskraft verhält sich proportional zur Krängung. Dabei
wirkt die zusätzlich
von der einen oder der anderen sekundären Auftriebskammer 6,
6' erzeugte Auftriebskraft der jeweiligen Krängung des Bootes
entgegen. Dies wirkt sich positiv auf die Erreichung einer stabilen
Fahrlage für
das Boot aus und stellt somit eine zusätzliche Sicherheitsreserve
gegen Kentern des Bootes dar. Dieser Effekt des Immer-Wieder-Aufrichtens
des SWATH-Bootes wird durch das zweite Ausfuhrungsbeispiel gemäß der 6 und 7 noch verstärkt. So zeigt die 7 sehr deutlich, dass bei
einer wesentlichen Krängung
des SWATH-Bootes die sekundäre
Auftriebskammer 6' der rechten Stütze 2' zumindest teilweise
in das Wasser eintaucht und damit eine nach oben wirkende Auftriebskraft
erzeugt. Mit der Krängung
taucht aber auch gleichzeitig der zusätzliche linke Ballastraum 10 der
linken Stütze 2 aus
dem Wasser auf und erzeugt damit eine nach unten wirkende Massenkraft.
Auch diese Massenkraft verhält
sich zur Krängung
des Bootsrumpfes proportional. Da die Auftriebskraft aus der sekundären Auftriebskammer 6' an
der rechten Stütze 2' den
Bootsrumpf 1 zusätzlich
unterstützt
und die Massenkraft aus dem zusätzlichen
linken Ballastraum 10 an der linken Stütze 2 den Bootsrumpf 1 zusätzlich belastet,
wirken beide Kräfte
in die gleiche Richtung und versuchen gemeinsam, der Krängung des
SWATH-Bootes entgegenzuwirken und das SWATH-Boot wieder aufzurichten.
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- 1
- Bnootsrumpf
- 2
- linke
Stütze
- 2'
- rechte
Stütze
- 3
- linker
Auftriebskörper
- 3'
- rechter
Auftriebskörper
- 4
- Gewässer
- 5
- Wasserlinie
- 6
- linke
sekundäre
Auftriebskammer
- 6'
- rechte
sekundäre
Auftriebskammer
- 7
- linker
Ballastwassertank
- 7'
- rechter
Ballastwassertank
- 8
- Behälter
- 9
- Bootsführer
- 10
- zusätzlicher
linker Ballastraum
- 10'
- zusätzlicher
rechter Ballastraum