DE1912480B2 - Verfahren und einrichtung zur erhaltung der gashuelle eines unter wasser bewegten koerpers - Google Patents

Description

widerstand eines unter Wasser bewegten Körpers durch die Gashülle auf 20% des ohne diese geltenden Wertes gesenkt werden. Das wirkt sich als ein beachtlicher Geschwindigkeitszuwachs aus.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen unter Wasser mit einem Raketenbündel senkrecht abwärts bewegten gasumhüllten Körper,

F i g. 2 eine Seitenansicht and einen Schnitt durch einen Sensor für die GashüUen-Wandstärke,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen elektromagnetischen Schieber zum Drosseln der Gasabsaugung,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Druckregler des zur ringförmigen Düse strömenden Gases.

Die Geschwindigkeit der Gashülle, die gleich der Geschwindigkeit des Körpers, aber dieser entgegengerichtet sein soll, kann durch die Bemessung des Gasüberdruckes vor der ringförmigen Gasdüse 37 (F i g. 1) geregelt werden.

Die Neigung der Gashülle, sich unter Blasenbildung von der getauchten Oberfläche abzulösen, kann unterdrückt werden, indem das die Oberfläche 2 einhüllende Gas einer vergleichsweise schwachen, aber gleichmäßig verteilten Saugung seitens der gastragenden Oberfläche 2 (F i g. 1 und 2) ausgesetzt wird, so daß ein dichtes Anliegen der Gashülle zustande kommt. Zu diesem Zweck muß die gastragende Oberfläche 2 Jie Beschaffenheit eines feinen Gasfilters haben und sicherheitshalber wasserabweisend imprägniert sein. Zwecks Einhaltung einer angemessenen Gashüllenstärke (in F i g. 2 durch die gestrichelte Linie R-S vom umspülenden Wasser abgegrenzt) können abschnittsweise angebrachte Saugregler dienen, die einerseits ein örtliches Auskeilen der Gashülle, also eine Benetzung der gastragenden Oberfläche! verhüten, andererseits die Ansammlung von strömungstechnisch schädlichen Gaspolstern unterbinden. Als Sensoren für die Saugregler können keilförmige prismatische Körper 3 aus halbleitendem Material dienen (F i g. 2), deren elektrischer Widerstand mit flächenmäßig zunehmender Benetzung durch das Wasser (gestrichelte Linie R-S) abfällt, so daß der Stromfluß durch die Leitung 6 zum Elektromagneten 7 (F i g. 3) zunimmt, worauf letzterer mittels des rohrförmigen Weicheisenschiebers 8 die Gasabsaugung durch die poröse Oberfläche 2 drosselt und hierdurch ein Aufbrechen der Gashülle verhindert. Derselbe Regler verhütet auch ein übermäßiges Anschwellen der Gashülle. Sobald das Gas die Wassergrenzlinie R-S übermäßig zurückdrängt (wie in F i g. 2 dargestellt), bleibt der Stromfluß in der Sensorleitung und damit im Elektromagneten 7 aus. Der Schieber 8 schnellt dann durch Federwirkung in die Stellung »ganz offen« zurück, so daß die ungedrosselte Saugung die Gashüllenwandstärke rasch auf das vorgesehene Maß schrumpfen läßt.

Mehrere derartige Regler können über die ganze Oberfläche verteilt werden.

Damit die Geschwindigkeit des einhüllenden Gases an der Mündung der Gasdü«"-· 37 mit zunehmender ao Tauchtiefe nicht abfällt, vielmehr von dieser unabhängig bleibt, muß der Gasüberdruck gemäß der AusStrömungsgleichung

—
Q

proportional der Gasdichte q, d. h. dem Druck des umgebenden Wassers gehalten werden. Aus diesem Grunde ist der Kolbenschieber-Druckregler 9 vorgesehen, der sicherstellt, daß der Gasüberdruck Ap vor der Gasdüse 37 stets proportional/?, dem Druck des mit der Relativ-Geschwindigkeit w umspülenden Wassers bleibt. Der Druckregler 9 besteht aus zwei Kolben A und B, die eine unterschiedliche Größe haben und auf einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet sind. Die Regelung erfolgt dadurch, daß beide gegeneinandergedrückt werden, und zwar der Kolben B durch den Druck des umspülenden Wassers und der Kolben Λ durch den Gasdruck ρ +Ap vor der Gasdüse 37. Dabei gibt der Kolben A als Kolbenschieber den Gasdurchlaß zur Gasdüse 37 um so mehr frei, je höher der Wasserdruck ρ steigt, so daß Ap stets proportional zu ρ bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2

Angleicnung der relativen Gasgeschwindigkeit an die

Patentansprüche: des umspülenden Wassers zwecks Stabilisierung der

Grenzschicht bleibt unerwähnt.

.1. Verfahren zur Erhaltung der reibungsmin- Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift dernden Gashülle eines in senkrechter Richtung 5 I 101 994 bekannt, die Gashülle eines unter Wasser unter Wasser bewegten Körpers, die vom Körper bewegten Körpers mit einer Regeleinrichtung zu erausgestoßen wird und an ihm entlangströmt, d a- halten, die örtlichen Druckänderungen der Gashülle durch gekennzeichnet, daß die Gashülle als Regelimpuls im Sinne der Druckangleichung vermit der gleichen, aber diametral entgegengerich- wendet. Dazu werden Membranen verwendet, die den teten Geschwindigkeit des bewegten Körpers an io Gaszufluß zur Oberfläche des Körpers steuern. Zwei diesem entlangstreicht, so daß die Gashülle keine Umstände standen bislang einer erfolgreichen Erhal-Relativgeschwindigkeit gegenüber den: sie um- tung der Gashülle im Wege:

spülenden Wasser aufweist, und daß auf die Gas- 1. Die Schleppkraft des die Gashülle umspülenden

hül'e in an sich bekannter Weise eine gleichmäßige V.'assers erzeugt — wie bei der Wasserstrahlpumpe —

Saugung von der gastragenden Oberfläche des 15 eine sogenannte »Vermischungszone«, die sehr rasch

Körpers ausgeübt wird. zur Aufzehrung der Gashülle führt.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens 2. Die überaus starke Neigung einer Gasschicht, die nach Anspruch 1 mit einer ringförmigen Gasdüse die getauchte Oberfläche vom umgebenden Wasser an der Spitze aas Körpers, mit Gas-Absaugeöffnun- trennt, in eine Vielzahl von Gasblasen zu desintegen an dessen Oberfläche und mit Gaszufuhr- und 20 grieren.

Gasabsaugeeinrichtungen innerhalb des Körpers, Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein

dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die

Gaszufuhr zur ringförmigen Gasdüse (37) ein auf rasche Aufzehrung der Gashülle oder ihren Zerfall in

den Druck des umspülenden Wassers reagierender eine Vielzahl von Gasbläschen verhindern.
Druckregler (9) vorgesehen ist, der aus zwei 25 Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfin-

Kolben (A und B) besieht, die eine unterschiedliche dung vorgeschlagen, daß die Gashülle mit der gleichen,

Größe haben und auf einer gemeinsamen Kolben- aber diametral entgegengerichteten Geschwindigkeit

stange angeordnet sind. des bewegten Körpers an diesem entlangstreicht, so

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gt- daß die Gashülle keine Relativgeschwindigkeit gegenkennzeichnet, daß an der Oberfläche (2) des Kör- 30 über dem sie umspülenden Wasser aufweist, und daß pers mindestens ein Sensor iür die Gashüllen- auf die Gashülle in an sich bekannter Weise eine gleichwandstärke vorgesehen ist. der aus einem Halb- mäßige Saugung von der gastragenden Oberfläche des Ieiter-Prisma (3), das entsprechen J seiner Benetzung Körpers ausgeübt wird.

durch das ihn umspülende Wasser eine variable Es wird außerdem gemäß der Erfindung vorge-

Stromdurchlässigkeit hat, und aus Leitungen (6) 35 schlagen, daß bei der Einrichtung zur Durchführung

besteht, und daß jedem Sensor ein von ihm ge- des Verfahrens zur Regelung der Gaszufuhr zur ring-

steuerter Elektromagnet (7) zugeordnet ist, der förmigen Gasdüse ein auf den Dr ck des umspülenden

einen Weicheisenschieber (8) zur Drosselung der Wassers reagierender Druckregler vorgesehen wird,

abgesaugten Gasmenge an den Gas-Absaug- der aus zwei Kolben ungleichen Durchmessers besteht,

öffnungen bewegt. 40 die auf einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet

sind.

Es wird weiterhin gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß bei der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens an der Oberfläche des Körpers mindestens 45 ein Sensor für die Gashüllenwandstärke vorgesehen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und wird, der aus einem Halbleiterprisma besteht, das enteine Einrichtung zur Erhaltung der reibungsmindern- sprechend seiner Benetzung durch das ihn umspülende den Gashülle eines in senkrechter Richtung unter Wasser eine variable Stromdurchlässigkeit hat, und Wasser bewegten Körpers, die vom Körper ausge- aus Leitungen besteht und daß jedem Sensor ein von stoßen wird und an ihm entlangströmt, und eine Ein- 50 ihm gesteuerter Elektromagnet zugeordnet ist, der richtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer einen Weicheisenschieber zur Drosselung der abgeringförmigen Gasdüse an der Spitze des Körpers, mit saugten Gasmenge an den Gas-Absaugeöffnungen Gas-Absaugöffnungen an dessen Oberfläche und mit bewegt.

Gaszufuhr- und Gasabsaugeeinrichtungen innerhalb Das vorgeschlagene Verfahren wird bei in senkdes Körpers. 55 rechter Richtung unter Wasser bewegten Körpern an-Die Senkung des Fahrwiderstandes von im Wasser gewandt, bei denen keine auftriebbedingten Quer- bewegten Körpern durch Umhüllung ihrer getauchten kräfte auftreten. Die Anwendung ist deshalb aus Oberfläche mit Gas ist wiederholt vorgeschlagen wor- schließlich bei Unterwasser-Schwimmkörpern zur Sonden. Aus den USA.-Patentschriften 3 016 865 und dierung von Wichte-Horizonten, die die Schallge-075 489 ist ein Verfahren zur Erhaltung der reibungs- 60 schwindigkeit unter Wasser stark beeinflussen und bei mindernden Gashülle eines unter Wasser bewegten Unterwasser-Sprengsätzen mit Eigenantrieb in ErKörpers bekannt, bei dem die Gashülle durch ihre wägung gezogen.

Absaugung in erster Linie dünnwandig bleiben soll Die Gashülle zwischen einer getauchten und bennd gleichzeitig an der Oberfläche des Körpers fest- wegten Körper-Oberfläche und dem diese bespülenden gehalten wird. Beides wird erreicht an der Spitze des 65 Wasser senkt den Oberflächenwiderstand auf 5% desKörpers, indem die Gashülle von einer ringförmigen jenigen bei Benetzung ermittelten. Gasdüse ausgestoßen und durch Gasabsaugeöffnungen Mit Rücksicht auf den Formwiderstand (durch Buf der Oberfläche des Körpers abgesaugt wird. Eine Staudruck auf die Spitze des Körpers) kann der Fahr-