DE1266659B - Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug - Google Patents

Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug

Info

Publication number
DE1266659B
DE1266659B DEL43371A DEL0043371A DE1266659B DE 1266659 B DE1266659 B DE 1266659B DE L43371 A DEL43371 A DE L43371A DE L0043371 A DEL0043371 A DE L0043371A DE 1266659 B DE1266659 B DE 1266659B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
vehicle
thrust
nozzles
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEL43371A
Other languages
English (en)
Inventor
Johan Traksel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lockheed Martin Corp
Original Assignee
Lockheed Aircraft Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lockheed Aircraft Corp filed Critical Lockheed Aircraft Corp
Priority to DEL43371A priority Critical patent/DE1266659B/de
Publication of DE1266659B publication Critical patent/DE1266659B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00Marine propulsion by water jets
    • B63H11/12Marine propulsion by water jets the propulsive medium being steam or other gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/24Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • B63B1/246Arrangements of propulsion elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/107Direction control of propulsive fluid
    • B63H11/113Pivoted outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B63H25/46Steering or dynamic anchoring by jets or by rudders carrying jets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Description

  • Steuersystem für ein Unterwassertragllügelfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein Unterwassertragfiügelfahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Tragflügel und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Treibgases, das aus zwei Düsen, die symmetrisch zur Mittellängsachse des Fahrzeugs angeordnet sind, austritt und jeweils einen Schub erzeugt, der dem Vortrieb und der Steuerung des Fahrzeugs dient, Wenn ein Unterwassertragflügelfahrzeug auf die bei seinem Entwurf vorgesehene Normalgeschwindigkeit beschleunigt wird, wirkt es nach der anfänglichen Verdrängungsfahrt mit eingetauchtem Rumpf als Gleitboot, bevor der Rumpf durch den Auftrieb der Tragflügel aus dem Wasser gehoben wird. Bei der Verdrängungsfahrt variiert die Gleitzahl von im wesentlichen einem unendlichen Wert bis auf eine Größenordnung um 20. In Gleitfahrt fällt die Gleitzahl bis auf etwa 3 ab, und während der Tragflügelfahrt werden Gleitzahlen von 2 bis 10 in Abhängigkeit von der Tragffügelstellung, d. h. Superkavitation oder Subkavitation erreicht.
  • In einem Auftriebssystem, bei welchem der Auftrieb im Zusammenhang mit einer Fahrtwiderstandserhöhung erhalten wird, wird die maximale Arbeitsleistung für eine gegebene Schubleistung durch Einstellung der Schubrichtung derart erhalten, daß ein Teil des Auftriebes vom Schub direkt zugeliefert wird. Die Anwendung der Gleichungen für das Bewegungsgleichgewicht zeigt, daß der günstigste Schubvektorwinkel eine Funktion der Umkehr der Gleitzahl des Systems ist.
  • In bekannten Steuersystemen wird die Seitensteuerung im allgemeinen durch ein untergetauchtes Ruder aufrechterhalten, dessen Wirkung eine Funktion der Steuerfläche und des dynamischen Druckes des anströmenden Mediums ist. Ebenso wie bei aerodynamischen Systemen ist bei Wasserfahrzeugen die Ruderwirkung bei niedriger Geschwindigkeit und geringer Dichte des Mediums sehr gering. Für das Unterwassertragfiügelfahrzeug entspricht dies der Wirkung bei Verdrängungsfahrt mit niedriger Geschwindigkeit und der Wirkung in dem Hohlraum z. B. hinter einer Strebe bei Superkavitation.
  • Mit anderen Worten, ein eingetauchtes Ruder ist, ähnlich einer aerodynamischen Steuerfläche, von hydrodynamischen Kräften, d. h. von der Dichte und relativen Geschwindigkeit des Strömungsmediums abhängig, um Richtungskräfte zu erzeugen. So ist bei der geringen Geschwindigkeit ein Ruder relativ unwirksam. Ferner verliert bei den Geschwindigkeiten, die bei Betrieb eines Fahrzeuges mit unter Superkavitationsbedingungen arbeitenden Tragflügeln auftreten, ein Ruder, welches hinter einer Unterwassertragflügeltragstrebe angeordnet ist, seine Wirkung wegen seiner Lage in dem durch den Unterwassertragflügel gebildeten Hohlraum. Eine Steuerwirkung kann nur durch Anordnung des Ruders außerhalb des Hohlraumes erhalten werden. Jedoch würde dies eine zusätzliche Strebe mit einer entsprechenden Erhöhung des Widerstandes erfordern.
  • Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, in Anbetracht des oben erwähnten weiten Bereiches der Gleitverhältnisse sowie der Unwirksamkeit der hydrodynamischen Steuerflächen an beiden Enden des Geschwindigkeitsbereiches ein neues und verbessertes Steuersystem zu schaffen, welches durch Änderung des Schubvektors eine zur Steuerwirkung erforderliche Änderung der Vertikal- und Querkräfte bewirkt, wobei ein Teil des Auftriebs von der Schubkraft der Düsen dazugeliefert wird.
  • Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Düsen in der vorderen Hälfte des Fahrzeugs in ihrer Schubrichtung derart nach vorn und oben geneigt angeordnet sind, daß ihr resultierender Schubvektor in seiner Normal- oder Null-Stellung, die Verbindungslinie der Angriffspunkte der an den Tragflügeln angreifenden Kräfte vor dem Schwerpunkt dieser Kräfte (hydrodynamische Kräftemitte) schneidet und daß die Richtung des Schubstrahls jeder Düse gegenüber der Normal- oder Null-Stellung veränderlich ist, wobei in bezug auf die Fahrzeughochachse die Richtung des Schubstrahls der Düse der einen oder der anderen Fahrzeugseite in bezug auf die Fahrzeugquerachse die Richtung der Schubstrahlen der Düsen beider Fahrzeugseiten in- dem gleichen Drehsinn und in bezug auf die Fahrzeuglängsachse die Richtung des Schubstrahls jede der Düsen beider Fahrzeugseiten in entgegengesetztem Drehsinn veränderlich ist.
  • Der Antrieb und die Steuerung mittels Strahldüsen sind bei Tragfiügelfahrzeugen bekannt. Es ist auch bei Tragflügelfahrzeugen bekannt, den Schub der Strahldüsen zur Gewinnung einer Auftriebskomponente heranzuziehen. Auch ist es allgemein bekannt, durch Ablenken des Düsenstrahls eine Steuerwirkung zu erzeugen. Es herrschen jedoch bei Tragflügelfahrt Kräfte- und Gleichgewichtsbedingungen, die zwar an sich bekannt sind, aber mit Hilfe der Erfindung in besonders einfacher und wirkungsvoller Weise berücksichtigt werden, indem erfindungsgemäß ein Steuersystem geschaffen ist, welches die Übertragung von Steuerkräften ähnlich der Flugzeugsteuerung auf das Wasserfahrzeug ermöglicht.
  • Durch die Erfindung wird also bei hohen Geschwindigkeiten ein neues und verbessertes Steuersystem für ein Unterwassertragflügelfahrzeug dadurch geschaffen, daß die Steuerkräfte durch Ablenkung des Schubvektors des Hauptvortriebssystems erzeugt werden.
  • Die Erfindung schafft ein Düsensystem, welches die Nachteile der früheren Steuereinrichtungen beseitigt und das vorteilhaft ist, wenn in Normalstellung der Strömungsmittelstrahl, z. B. dei Gasstrahl eines Turbodüsen- oder eines Turbogebläsemotors oder ein Wasserpumpenstrahl einen Winkel von annähernd 10° mit der Horizontalen bildet.
  • Für die Anordnung des Schubvektors gilt folgendes: Die Axialkomponente eines gegebenen Schubvektors schafft die gleiche Beschleunigungsenergie an jeder Stelle eines starren Körpers. Jedoch ist, wenn sie in senkrechtem Abstand von dem Schwerpunkt der die Bewegung des Bootes beeinflussenden Kräfte, d. h. der hydrodynamischen Kräftemitte, liegt, ein Moment in Kipprichtung um eine Querachse vorhanden, dem durch eine Änderung der Verteilung des Auftriebs der Tragflügel entgegengewirkt werden muß.
  • Eine ähnliche Wirkung hat die Vertikalkomponente des Schubvektors, wenn dieser axial in Abstand vom Kräfteschwerpunkt liegt. Bei theoretisch günstigster Einstellung geht der Schubvektor durch den Kräfteschwerpunkt, so daß keine Momente um eine der durch den Kräfteschwerpunkt gehenden Achsen auftreten.
  • Die Anordnung der Querkomponente des Schubvektors steuert bei der Seitensteuerung den Kurvenradius und den Ablauf des Manövers. Wenn die Quer-Kraftkomponente hinter dem Kräfteschwerpunkt angreift, muß sie von der Drehmitte nach auswärts wirken, um das gewünschte, die Kurvenbewegung auslösende Moment zu erzeugen. Dieses wirkt dann der Zentripetalkraft entgegen, die durch hydrodynamische Gegenwirkung der Tragflügel erzeugt wird, woraus sich ein größerer Kurvenradius ergibt. Da die Querkomponente außerdem oberhalb des Kräfteschwerpunktes angreift, wird ein unerwünschtes Krängungsmoment im Sinne einer Seitenneigung nach außen erzeugt. Wenn die Querkraftkomponente vor dem Kräfteschwerpunkt angreift, muß sie nach der Innenseite der Kurve wirken, wobei sie in gleicher Richtung wie die Zentripetalkraft wirkt und den Kurvenradius vermindert. Da die Querkomponente wiederum oberhalb des Kräfteschwerpunktes angreift, erzeugt sie nunmehr ein Krängungsmoment, welches dem durch die Zentrifugalkraft ausgeübten Moment entgegenwirkt.
  • Vorzugsweise besteht jede der Düsen aus einem mit dem Rumpf starr verbundenen, über einen Bogen von weniger als 90° nach rückwärts unten verlaufenden Bogenteil und einem in diesem Bogenteil entlang dessen Bogenbahn teleskopartig verschiebbaren Düsenrohr, an dessen freiem Ende die Düsenmündung liegt. Die Düsenrohre können dabei über ein durch Nocken betätigtes Hebelwerk mit einem Steuerorgan zur abwechselnden gegenläufigen Verschiebung verbunden sein.
  • Die Düsenmündungen können auch die freien Enden von mit dem Rumpf starr verbundenen, nach rückwärts unten verlaufenden Bogenteilen sein und jede mit einer in einem größeren Winkel zur Fahrzeuglängsachse mündende Querdüsenöffnung zusammenwirken, wobei die Beaufschlagung der Querdüsenöffnungen veränderbar ist. Dabei können die Querdüsen vom Düsenbogenteil abzweigen und die Beaufschlagung jeder Hauptdüse und der zugeordneten Querdüse durch einen gemeinsamen Schwenkschieber umgekehrt proportional veränderbar sein.
  • Zur »Steuerung« um die Fahrzeugquerachse und um die Fahrzeuglängsachse kann in jeder Schubdüsen mündung eine um deren horizontale Querachse schwenkbare Leitklappe angeordnet sein, wobei vorzugsweise die Leitklappen mit einem Steuerorgan durch ein mechanisches Lenkerwerk im Sinne einer wahlweise gleichförmigen und/oder einer gegenläufigen Schwenkbetätigung verbunden sind. Die Leitklappen können bis in eine Stellung verschwenkbar sein, in der sie die Düsenmündung völlig abschließen: Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Schrägansicht eines Unterwassertragflügelfahrzeuges, welches ein Steuersystem gemäß der Erfindung enthält, F i g. 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug gemäß F i g. 1, wobei Teile zur größeren Deutlichkeit weggebrochen sind, F i g. 3 eine Seitenansicht, wobei ebenfalls Teile zur größeren Deutlichkeit weggebrochen sind, F i g. 4 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 4-4 in F i g. 3, F i g. 5 eine schematische Schrägansicht des Fahrzeuges nach der Erfindung, welche den Steuermechanismus für die Seitensteuerung des Unterwassertragflügelfahrzeuges zeigt, F i g. 6 eine der F i g. 5 ähnliche Ansicht, die schematisch den Mechanismus für eine Neigungs- und Rollausgleichssteuerung des Steuersystems zeigt; F i g. 7 eine Teildraufsicht auf den Mechanismus nach F i g. 6, F i g. 8 eine schematische Seitenansicht des Unterwassertragflügelfahrzeuges mit einem Kräfteplan, F i g. 9 eine schematische Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform dieser Erfindung, F i g. 10 einen Teil-Horizontalschnitt durch die Ausführungsform nach F i g. 9, F i g. 11 eine Ansicht in Richtung der Linie 11-11 in F i g. 10 und F i g.12 eine Schrägansicht des Stellkörpersdie in dem Düsensystem nach F i g. 10 benutzt wird. Das Steuersystem 10 ist in einem Unterwassertragflügelfahrzeug 11 mit einem Rumpf 12 angeordnet, der vordere und hintere Unterwassertragflügel 13 bzw. 14 aufweist, die den Rumpf bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch ihren Auftrieb über die Wasserlinie anheben. Das Steuersystem 10 enthält zwei Strahldüsen 16 und 17, die vom Vorderteil des Rumpfes beidseits vorspringen.
  • Sowohl bei hydrodynamischen als auch bei aerodynamischen Typen von Strahlantriebssystemen sind zur Richtungssteuerung und zur Erzeugung einer zusätzlichen Hubkraft schwenkbare Düsen 16 und 17 und/oder bewegliche senkrechte und horizontale leitklappenartige Flügel am Düsenantritt angeordnet.
  • Ein Turboverdichter oder ein Turbogebläse 20 ist etwa axial im Rumpf 12 montiert, mit einer Ansaugöffnung 21 in der Nähe des Hecks 22 des Bootes und mit einer Druckleitung 23, die die Verbindung zwischen dem Auslaß 24 der Maschine 20 und einer Verteilerkammer 25 bildet, die im Bereich des Buges 26 des Rumpfes 12 quer zu diesem angeordnet ist. Die Verteilerkammer 25 hat gegenüberliegende Auslässe 27 und 28, die mit den Strahldüsen 16 bzw. 17 in Verbindung stehen, durch welche die Gase austreten und dabei auf den Rumpf eine Schubkraft in einer vorherbestimmten und variablen Schubrichtung und mit einer axialen, einer vertikalen und einer quergerichteten Komponente ausüben.
  • Der für die maximale Leistung richtige Schubwinkel O kann, wie folgt, an Hand der F i g. 8 erläutert, bestimmt werden. Der Schubvektor kann an einer beliebigen Stelle angreifen. Die Gleichungen des Bewegungsgleichgewichts für Tragflügelauftrieb sind Für die vertikalen Kräfte: Lr -f- Lf + Tsin ƒ = W. (1) Für die horizontalen Kräfte: Tcos o = Dr -I- D f -I- Da, (2) Lr Xr -f- Tcos o ht = Lf Xf + Tsin o Xt -f- Da ha, (3) worin W =Fahrzeuggewicht, T = Düsenschub, L, = Hintertragflächenauftrieb (Rear Fiol Lift), Lf = Vordertragflächenauftrieb (Front Foil Lift), Dr = Hintertragflächen- und -streben-Widerstand, Df = Vordertragflächen- und -streben-Widerstand, Da = Aerodynamischer Widerstand, Xr = Momentarm für Lr am Kräfteschwerpunkt, Xf = Momentarm für Lf am Kräfteschwerpunkt ,91 Xt = Momentarm für Tsk o am Kräfteschwerpunkt, ht = Momentarm für T.os o am Kräftschwerpunkt und ha = Momentarm für Da am Kräfteschwerpunkt ist.
  • Die durch die Tragflügel- und Strebenwiderstände erzeugten Kräfte weisen im wesentlichen in Richtung zur hydronamischen Kräftemitte oder von ihr weg. Sie erzeugen daher kein Moment um die Querachse. Bei einem Schub in einem Anstellwinkel O gegen die Horizontale können die Gleichgewichtsgleichungen der vertikalen und senkrechten Kräfte entsprechend der Formeln (1), (2) vereinfacht werden, wie: Ltotal T Tsin o = W, (1 a) Tcos o = Dtotal (2 a) und zusammengefaßt: Unter der Annahme, daß für die Änderungen des Auftriebs in Verbindung mit dem Schubwinkel konstant bleibt, kann die Gleichung (4) in der Form geschrieben werden: wobei Der Minimalschub, der bei einem gegebenen Gewicht erforderlich ist, kann bestimmt werden, indem man die Gesamtableitung von mit Bezug zu O gleich Null setzt. Dies führt zu einem Ausdruck in der Form a sin O = cos O , woraus zu sehen ist, daß ist. Auch wenn nicht konstant, aber in dem zu betrachtenden Bereich eine lineare Funktion ist, ist der optimale Ausströmwinkel bei Minimalschub eine Funktion des Verhältnisses von Widerstand zu Auftrieb. Bei der Bestimmung der Lage des Schubvektors muß - wie bereits in der Beschreibungseinleitung gesagt - die Wirkung der einzelnen Schubkomponenten berücksichtigt werden.
  • Wenn die Schubkraft vor dem Kräfteschwerpunkt am Bootskörper angreift, muß zur Erzeugung einer Seitensteuerwirkung die Querkomponente gegen den Kurvenmittelpunkt wirken, wobei sie der Zentrifugalkraft entgegenwirkt und der Kurvenradius kleiner wird. Wenn diese Kraft oberhalb des Kräfteschwerpunktes angewendet wird, erzeugt sie ein Krängungsmoment, welches das durch die Zentrifugalkraft ausgeübte Moment reduziert.
  • Daher ist die günstigste Anordnung für den Schubvektor die über und vor dem Kräfteschwerpunkt, wobei die Schubkraft zwischen zwei oder mehr Düsen derart verteilt ist, daß ein Krängungsmoment erzeugt werden kann.
  • Wie am besten in den F i g. 2, 3 und 4 zu sehen ist, ist jede Düse 16 und 17 mit einem Düsenrohr 30 mit Austritt 32 versehen, der gegen einen bogenförmigen feststehenden Teil 31 schwenkbar ist, welcher bei den Auslässen 27 und 28 mit der Verteilerkammer 25 verbunden ist. Das Düsenrohr 30 ist um eine senkrechte Achse 33 drehbar und dabei gegen den feststehenden Bogenteil 31 teleskopartig verschiebbar, um eine Schubablenkung in einer Ebene parallel zu der Linie 4-4 in F i g. 3 zu erreichen.
  • Der Bogenteil 31 enthält vorzugsweise zwei feststehende Leitflächen 34 und 36, die um den Schwenkpunkt 33 gebogen sind und mit entsprechenden Leitflächen 37 bzw. 38 im Düsenrohr 30 zusammenwirken, um die Richtung der Strömung durch die Düsen 16 und 17 zu unterstützen. Das Düsenrohr 30 ist gegen den Bogenteil 31 um den Düsenablenkwinkel 39 drehbar und durch Dichtungsflächen 41 abgedichtet, welche zwischen dem beweglichen Düsenrohr 30 und dem feststehenden Bogenteil 31 angeordnet sind (F i g. 4).
  • Es sind vorzugsweise eine durch den Führer des Fahrzeugs von dem Cockpit 42 in der Nähe der Maschine 20 betätigbare Fernbetätigungen für die Bewegung der Düsenrohre 30 gegenüber den feststehenden Bogenteilen 31 vorgesehen. Wie am besten in F i g. 5 zu sehen ist, schließt die Fernbetätigung 45 eine Seilscheibe 46 ein, welche drehbar auf einer Steuerwelle 47 getragen wird, die ein Steuerrad 49 aufweist, welches durch den Führer bedienbar ist. Die Seilscheibe 46 ist auf der Welle 47 frei drehbar, die in Lagern 51 hin- und herbewegbar ist, welche z. B. an der Unterseite des Vorderdeckes 52 des Fahrzeuges befestigt sind. Die Seilscheibe 46 ist mittels eines Seiles 57 durch Betätigung einer Fußpedalsteuerung 53 drehbar, die eine Querstange einschließt, welche um eine senkrechte Achse 54 schwenkbar ist und Fußpedale 56 aufweist.
  • Ein Seil 57 läuft über Seilscheiben 58 und rund um die Seilscheibe 46. Diese ist, wie nachstehend erläutert, durch Folgerollen 59 und 61 mit zwei entgegengesetzten Schub-Zug-Stangen 62 bzw. 63 verbunden, die an Hebeln 64 und 65 liegen, um vertikale Wellen 66 und 67 zu drehen, welche die senkrechten Achsen 33 enthalten. Die Wellen 66 und 67 sind mit entgegengesetzten Hebelarmen 68 und 69 verbunden, von denen jeder mit einem beweglichen Düsenrohr 30 der Düsen 16 bzw. 17 verbunden ist, um diese um die senkrechten Drehachsen 33 gegen den feststehenden Bogenteil 31 zu schwenken, um dadurch den seitlichen Winkel der Düsenablenkung der Düsen für die Seitensteuerung zu ändern.
  • Die Seilscheibe 46 enthält eine Nockenleitnut 60, in welcher die Folgerollen 59 und 61 abrollen. Die Leitnut 60 schließt einen kreisförmigen Abschnitt an einer Seite seiner Querachse ein und einen elliptischen Teil an der anderen Seite der Querachse. In dieser Weise läuft, wenn die Seilscheibe 46 durch die Fußpedale 56 gedreht wird, die eine Rolle in dem kreisförmigen Teil des Schlitzes 60 und die andere in dem elliptischen Teil des Schlitzes 60 ab. Ansprechend bewegt sich die Stange mit der dem kreisförmigen Teil folgenden Rolle nicht, während die andere Stange, deren Rolle im elliptischen Schlitz abläuft, angezogen wird, um die damit verbundene Düse nach auswärts von dem Rumpf weg zu schwenken. Eine Drehung der Seilscheibe 46 in umgekehrter Richtung schwenkt die Düse zurück bis in ihre normale nach rückwärts gerichtete Stellung, während beim Weiterdrehen die entgegengesetzte Düse nach auswärts geschwenkt wird. Durch diese Anordnung verstellen die Düsen die seitliche Richtung des Schubes relativ zu dem Rumpf zwecks Steuerung um die Hochachse.
  • Die Welle 47, die mit dem Steuerrad 48 verbunden ist, ist in den Lagern 51 (F i g. 7) zur Betätigung der Düsen 16 und 17 zwecks Steuerung um die Querachse hin- und herbewegbar. Diese Steuerung enthält, wie am besten in F i g. 6 und 7 zu sehen ist, eine Vorrichtung 70, die die lineare Hin- und Herbewegung der Welle 47 in eine Drehung der Welle 71 überträgt, die eine drehbare Leitklappe 72 in der Nähe der Austrittsöffnung 32 jedes der Düsenrohre 30 trägt. Die Vorrichtung 70 enthält Mittel 73 zur Übertragung der Axialbewegung der Welle 47 in eine gleichzeitige und gleichsinnige Drehung der Querwellen 74 und 75; die ihrerseits je eine Klappe 72 über Zahnstange und Ritzel 76 und 77, eine horizontale Welle 78 drehen, die über einen Riemen 79 die Welle 71 und damit die Klappe 72 relativ zum Düsenaustritt 32 dreht, um diesen wahlweise zu öffnen bzw. zu schließen oder eine vertikale Schubstrahlablenkung einzustellen. In dieser Weise wird die Neigung der Schubkräfte durch die Vorrichtung 70 gesteuert, um den Bug 26 des Rumpfes 12 durch Schieben der Welle 47 gegen den Bug 26 hin abwärts zu drücken oder durch Ziehen der Welle 47 aufwärts zu bewegen.
  • Die Steuerung um die Längsachse des Fahrzeugs erfolgt ebenfalls mittels der Klappen 72 und der Vorrichtung 70, um die Klappen 72 zur Erzeugung von Krängungskräften zu benutzen. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung 70 eine Verbindung 80, die auf Drehung der Welle 47 anspricht, um die Wellen 74 und 75 und damit die Klappen 72 an den beiderseitigen Düsen um ihre Drehachsen 71 in entgegengesetzten Richtungen zu drehen.
  • Wenn daher das Steuerrad 48 axial geschoben oder gezogen wird, dreht die Welle 47 beide Klappen 72 gemeinsam nach oben oder nach unten, um die Längsneigung des Rumpfes und die Hubkraft zu steuern. Wenn das Steuerrad jedoch in einer vorbestimmten Axialstellung gedreht wird, werden die Klappen in entgegengesetzten Richtungen gedreht, um der Krängung, d. h. der seitlichen Schräglage des Rumpfes, zu begegnen.
  • Unter Bezugnahme auf F i g. 9 bis 11 ist eine abgewandelte Ausführung der Erfindung gezeigt, die zusätzliche Düsen an jeder Strahldüse 16' und 17' enthält, welche sich von dem Rumpf 12 ', der ähnlich der ersten Ausführungsform 12 ist, seitlich nach auswärts erstrecken. Jede Düse 16' und 17' hat getrennte Querdüsenöffnungen 81 bzw. 82 und axiale Schuböffnungen 83 und 84. Die Querdüsen 81 und 82 dienen in der dargestellten Ausführungsform zur Erzeugung eines Querschubes auf den Rumpf 12' Der Öffnungsbereich der Querschubdüsen 81 und 82 wird durch einen Schwenkschieber 86 gesteuert, welcher um eine Achse 87 zwecks Änderung des Austrittsquerschnittes und damit des Schubes der Düsen schwenkbar ist. F i g. 12 zeigt einen solchen Schwenkschieber. Die Axialschubdüsen 83 und 84 sind mit Leitklappen 88 versehen, die zum Schließen und Öffnen bzw. zur Strahlablenkung der Schubdüsen 83 und 84 um eine horizontale Drehachse schwenkbar sind. Die Klappen 88 können durch eine Vorrichtung, ähnlich der vorher beschriebenen Vorrichtung in der ersten Ausführung, gesteuert werden, wohingegen die Schwenkschieber 86 durch eine Vorrichtung, ähnlich der Vorrichtung 45 der ersten Ausführung, gesteuert werden können.
  • Die Klappen 88 dieser zweiten Ausführungsform sind ebenso wie die Klappen 72 der ersten Ausführung dazu geeignet, das Eindringen von Fremdstoffen; z. B. Wasser, in die Düsen 16 und 17 oder 83 und 84 zu verhindern, wenn das Fahrzeug 12 bei rauher See mit dem Rumpf in das Wasser eintaucht.
  • Die Düsen 16' und 17' stehen mit Auslässen 27' bzw. 28' der Verteilerkammer 25' in Verbindung, welche Austrittsgase von einem Turboverdichter, Turboventilator oder einer Wasserpumpe, ähnlich dem Triebwerk 20 der ersten Ausführung, aufnimmt. In allen anderen Teilen sind die beiden Ausführungsformen gleich.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Steuersystem für ein Unterwassertragflügelfahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Tragflügel und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Treibgases, das aus zwei Düsen, die symmetrisch zur Mittellängsachse des Fahrzeugs angeordnet sind, austritt und jeweils einen Schub erzeugt, der dem Vortrieb und der Steuerung des Fahrzeugs dient, jd a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Düsen (10) in der vorderen Hälfte des Fahrzeugs (12) in ihrer Schubrichtung derart nach vorn und oben geneigt angeordnet sind, daß ihr resultierender Schubvektor (n in seiner Normal- oder Null-Stellung die Verbindungslinie der Angriffspunkte der an den Tragflügeln angreifenden Kräfte vor dem Schwerpunkt dieser Kräfte (hydrodynamische Kräftemitte) schneidet, und daß die Richtung des Schubstrahls jeder Düse gegenüber der Normal- oder Null-Stellung veränderlich ist, wobei in bezug auf die Fahrzeughochachse die Richtung des Schubstrahls der Düse der einen oder der anderen Fahrzeugseite, in bezug auf die Fahrzeugquerachse die Richtung der Schubstrahlen der Düsen beider Fahrzeugseiten in dem gleichen Drehsinn und in bezug auf die Fahrzeuglängsachse die Richtung des Schubstrahls jeder der Düsen beider Fahrzeugseiten in entgegengesetztem Drehsinn veränderlich ist.
  2. 2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Düsen (10) aus einem mit dem Rumpf (12) starr verbundenen, über einen Bogen von weniger als 90° nach rückwärts unten verlaufenden Bogenteil (31) und einem in diesem Bogenteil (31) entlang dessen Bogenbahn teleskopartig verschiebbaren Düsenrohr (30) besteht, an dessen freiem Ende die Düsenmündung liegt.
  3. 3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrohre (30) über ein durch Nocken (59, 60) betätigtes Hebelende (62 bis 64, 67, 68, 71, 72) mit einem Steuerorgan (56) zur abwechselnden gegenläufigen Verschiebung verbunden sind.
  4. 4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmündungen (83, 84) die freien Enden von mit dem Rumpf (12') starr verbundenen, nach rückwärts unten verlaufenden Bogenteilen (16', 17') sind und jede mit einer in einem größeren Winkel zur Fahrzeuglängsachse mündende Querdüsenöffnung (81, 82) zusammenwirkt, wobei die Beaufschlagung der Querdüsenöffnungen (81, 82) veränderbar ist.
  5. 5. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querdüsen vom Düsenbogenteil (16', 17') abzweigen und die Beaufschlagung jeder Hauptdüse (83, 84) und der zugeordneten Querdüse (81, 82) durch einen gemeinsamen Schwenkschieber (86) umgekehrt proportional veränderbar ist.
  6. 6. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schubdüsenmündung eine um deren horizontale Querachse (71, 89) schwenkbare Leitklappe (72, 88) angeordnet ist.
  7. 7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitklappen (72, 88) mit einem Steuerorgan (48) durch ein mechanisches Lenkerwerk im Sinne einer wahlweise gleichförmigen und/oder einer gegenläufigen Schwenkbetätigung verbunden sind. B. Steuersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitklappen (72, 88) bis in eine Stellung verschwenkbar sind, in der sie die Düsenmündung völlig abschließen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 94 913,125192, 834 205, 845 319, 852 817, 860152; deutsche Auslegeschrift Nr. 1092 802; belgische Patentschrift Nr. 509 515; französische Patentschriften Nr. 976 328, 1263 422; USA.-Patentschriften Nr. 1 716 400, 2 980 047, 3 149 600; Zeitschrift »Motorboat & Yachting«, 1958, S. 189.
DEL43371A 1962-11-05 1962-11-05 Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug Pending DE1266659B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL43371A DE1266659B (de) 1962-11-05 1962-11-05 Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL43371A DE1266659B (de) 1962-11-05 1962-11-05 Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1266659B true DE1266659B (de) 1968-04-18

Family

ID=7270261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEL43371A Pending DE1266659B (de) 1962-11-05 1962-11-05 Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1266659B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2454961A1 (fr) * 1979-04-27 1980-11-21 Semery Jean Dispositif auxiliaire de manoeuvre des navires
WO2022008305A1 (de) * 2020-07-07 2022-01-13 Evgeny Vasiliev Wasserfahrzeug

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE509515A (de) *
DE125192C (de) *
US1716400A (en) * 1927-07-02 1929-06-11 Weis John Arthur Jet-propelled boat
FR976328A (fr) * 1948-12-08 1951-03-16 Navire
DE834205C (de) * 1948-10-25 1952-03-17 Amelioration De La Propulsion Vorrichtung zur Erzeugung von Vortrieb fuer Schiffe und sonstige Schwimmkoerper durch die Expansion eines Gas-Wasser-Gemisches in einem an beiden Enden offenen Duesenrohr
DE845319C (de) * 1951-02-21 1952-07-31 Gustav Nowka Schiffsantrieb durch hydraulische Reaktion mittels Kreiselpumpen
DE852817C (de) * 1950-09-26 1952-10-20 Theodor Dr Grethe Unmittelbarer Schiffsantrieb durch Verbrennungsgase
DE860152C (de) * 1951-06-24 1952-12-18 Gustav Nowka Schiffsantrieb durch hydraulische Reaktion mittels Kreiselpumpe
DE1092802B (de) * 1957-01-05 1960-11-10 Moebel Seeth Duesenantrieb fuer Schiffe
US2980047A (en) * 1957-08-02 1961-04-18 Korganoff Alexandre Submarine vessel equipped with hydrofoil assembly
FR1263422A (fr) * 1960-05-06 1961-06-09 Procédé de propulsion pour bateau
US3149600A (en) * 1961-12-18 1964-09-22 Lockheed Aircraft Corp Integrated propulsion and control system for hydrofoil craft

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE509515A (de) *
DE125192C (de) *
US1716400A (en) * 1927-07-02 1929-06-11 Weis John Arthur Jet-propelled boat
DE834205C (de) * 1948-10-25 1952-03-17 Amelioration De La Propulsion Vorrichtung zur Erzeugung von Vortrieb fuer Schiffe und sonstige Schwimmkoerper durch die Expansion eines Gas-Wasser-Gemisches in einem an beiden Enden offenen Duesenrohr
FR976328A (fr) * 1948-12-08 1951-03-16 Navire
DE852817C (de) * 1950-09-26 1952-10-20 Theodor Dr Grethe Unmittelbarer Schiffsantrieb durch Verbrennungsgase
DE845319C (de) * 1951-02-21 1952-07-31 Gustav Nowka Schiffsantrieb durch hydraulische Reaktion mittels Kreiselpumpen
DE860152C (de) * 1951-06-24 1952-12-18 Gustav Nowka Schiffsantrieb durch hydraulische Reaktion mittels Kreiselpumpe
DE1092802B (de) * 1957-01-05 1960-11-10 Moebel Seeth Duesenantrieb fuer Schiffe
US2980047A (en) * 1957-08-02 1961-04-18 Korganoff Alexandre Submarine vessel equipped with hydrofoil assembly
FR1263422A (fr) * 1960-05-06 1961-06-09 Procédé de propulsion pour bateau
US3149600A (en) * 1961-12-18 1964-09-22 Lockheed Aircraft Corp Integrated propulsion and control system for hydrofoil craft

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2454961A1 (fr) * 1979-04-27 1980-11-21 Semery Jean Dispositif auxiliaire de manoeuvre des navires
WO2022008305A1 (de) * 2020-07-07 2022-01-13 Evgeny Vasiliev Wasserfahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3005682C2 (de) Schiffantriebsanlage
DE3332833C2 (de)
EP0185274A1 (de) Segelfahrzeug
DE1506810B2 (de) Vorrichtung zur steuerung und oder stabilisierung eines luft oder wasserfahrzeugs
DE4033674C2 (de)
DE2500008C3 (de)
DE2751270A1 (de) Seitensteuerung fuer wasserstrahlantriebe
DE2918751C2 (de) Ruderbremsvorrichtung
DE1266659B (de) Steuersystem fuer ein Unterwassertragfluegelfahrzeug
DE60020161T2 (de) Eine auslasseinrichtung für einen strahlmotor
DE558427C (de) Antriebs- und Steuervorrichtung fuer Wasserfahrzeuge
DE169974C (de)
DE408281C (de) Antrieb- und Steuerungsvorrichtung fuer Schiffe
DE1919833A1 (de) Gleitboot
DE1481576C3 (de) Flugzeug
EP0392019A1 (de) Schiff für hohe geschwindigkeiten
DE1506203C3 (de) Wasserfahrzeug mit zusätzlichem hydrodynamischem Auftrieb
DE641119C (de) Flugzeug mit mehreren vor den Tragflaechen angeordneten Luftschrauben
DE1506810C (de) Vorrichtung zur Steuerung und/oder Stabilisierung eines Luft- oder Wasserfahrzeugs
DE3302180A1 (de) Brems- und hilfssteuereinrichtung fuer schiffe
DE3011642C2 (de) Segelfahrzeug
DE1025291B (de) Steuerruder fuer Schiffe
DE1431163C (de) Steuervorrichtung für ein mit symmetrisch angeordneten schwenkbaren Strahltriebwerken oder Strahlumlenkvorrichtungen ausgerüstetes senkrecht startendes und landendes Flugzeug
DE1531625C3 (de) Trimmeinrichtung für ein Boot mit in das Wasser eintauchendem Rumpf
DE2137570C3 (de) Wasserstrahl-Bugsteuerung für Schiffe