DE19630032C2

DE19630032C2 - Schiff, insbesondere Fährschiff

Info

Publication number: DE19630032C2
Application number: DE19630032A
Authority: DE
Inventors: Xiaobo Dr Yan; H Dipl Ing Eckhoff
Original assignee: Schichau Seebeckwerft AG Ik 27572 Bremerhaven De; Schichau Seebeckwerft AG I K
Current assignee: Ssw Faehr- und Spezialschiffbau 27572 Bremer GmbH
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: DE19630032A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiff, insbesondere auf ein Fährschiff, welches einen sich räumlich nach beiden Schiffsseiten ausdehnenden Bugwulst mit einem eigenen Auftrieb aufweist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt ist ein solches Schiff aus DE-OS 21 28 765. Zum Bremsen und Hilfssteuern von Schiffen sind mit festen Teilen des Bugwulstes bewegliche Teile verbunden, die unabhängig voneinander gegenüber den Bordwänden des Schiffes ausgeschwenkt werden können. Zusätzlich ist ein Querkanal im Wulstbug angeordnet, der durch das Ausschwenken der beweglichen Teile freigelegt wird. Die angestrebte Wirkung solcher Einrichtungen soll bei der Vorwärtsfahrt und vor allem beim Abbremsen des Schiffes in der Vorwärtsfahrt erreicht werden.

In der Praxis sind viele Schiffe, insbesondere Fährschiffe, mit einem einfachen, vorspringenden und sich räumlich nach beiden Schiffsseiten ausdehnenden Verdrängungsbugwulst ausgestattet, lediglich um mit günstigen Werten für die benötigte Antriebsleistung hohe Reisegeschwindigkeiten zu erreichen. Dafür sollte die Schiffslänge nämlich möglichst groß sein, weil die benötigte Leistung bekanntlich mit steigender Froudezahl größer wird und letztere von der Schiffslänge abhängig ist. Der unerwünschte Leistungszuwachs bei einem im Verhältnis zu seiner Geschwindigkeit zu kurzen Schiff läßt sich somit durch einen Bugwulst kompensieren, weil dieser über das Maß seiner eigenen Länge hinaus für die benötigte Antriebsleistung längenvergrößernd für das Schiff wirkt. Andererseits wird von Schiffen für Fahrten unter schwierigen Manövrierverhältnissen ein hohes Maß an Manövrierfähigkeit verlangt. Dazu trägt eine möglichst kurze Schiffslänge erheblich bei. Zur Verbesserung der Manövriereigenschaften eines Schiffes sind neben anderen Maßnahmen Bugruder bekannt, die aus einem Ruderblatt bestehen, welches um eine lotrechte Achse schwenkbar im oder auch unter dem Vorschiff angeordnet ist, und bei Bedarf aus einer mittleren Ruhelage in eine Winkellage gegenüber der Schiffslängsmitte ausgestellt werden kann. Bugruder sind zum Beispiel aus DE-OS 33 02 180, DE-OS 32 46 369 und weiteren Druckschriften bekannt. Sie sind entweder hinter dem Vorsteven mittig im Vorschiff oder, vorwiegend bei Trajekten, unter einem horizontal flachen Vorschiff ebenfalls mittig angeordnet.

Aus der DE 90 01 660 U1 ist eine Einrichtung bekannt, bei der zu beiden Seiten eines Schiffsrumpfs schwenkbar angebrachte Platten durch Hydraulikzylinder aus einer Grundstellung, in der sie am Schiffsrumpf anliegen, ausgeschwenkt werden können. Hierdurch soll der Anhalteweg von Schiffen reduziert werden.

Der Artikel aus der Zeitschrift "HANSA", Nr. 18/1981, Seiten 1314 bis 1316, befaßt sich mit der Verbesserung eines Heckruders in ökonomischer und sicherheitstechnischer Hinsicht. Das Heckruder ist als Teilflächenruder ausgebildet.

Der Artikel aus der Zeitschrift "Schiff & Hafen" Heft 12/1978, Seiten 1147 und 1148, offenbart ein Heckruder aus mehreren Ruderblatteilen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein für hohe Reisegeschwindigkeiten mit möglichst günstigen Werten für die benötigte Antriebsleistung ausgelegtes Schiff mit verbesserten Manövrierfähigkeiten vor allem für Rückwärtsfahrten unter schwierigen Manövrierverhältnissen auszustatten.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch Ausbildungsmerkmale nach dem Patentanspruch 1.

Mit diesen Ausbildungsmerkmalen wird eine Kombination eines Bugwulstes mit einem Bugruder ermöglicht, die mit Bugrudern in der herkömmlichen Ausbildung nicht möglich war. Neben einer Optimierung des Verhältnisses der Antriebsleistung zur Schiffsgeschwindigkeit durch den Bugwulst wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine erhebliche Verbesserung der Manövriereigenschaften des Schiffes im allgemeinen und ganz besonders bei der Rückwärtsfahrt erreicht. Bei dieser Ausbildung eines Teilflächenruders wird die gewünschte Querkraft zum Manövrieren des Schiffes in der Rückwärtsfahrt durch eine Strömungsumlenkung mit einem sehr kleinen Ablösegebiet an der Ruderblatthinterkante erreicht. Die am Schiffskörper anliegende Strömung wird durch die Fläche des Teilflächenruders quer zur Schiffswand umgeleitet, wobei praktisch kein Totwassergebiet zwischen dem Teilflächenruder und dem Schiffskörper entsteht. Dazu ist eine beidseitige Umströmung des Teilflächenruders an der bei Rückwärtsfahrt vorderen Kante und eine scharfe Hinterkante erforderlich. Die Durchtrittsöffnung für die Strömung befindet sich zwischen der Schwenkachse des Teilflächenruders und der Rudervorderkante, wodurch eine Umströmung sowohl der Saug- als der Druckseite gewährleistet ist. Die resultierende Strömungskraft ist als Querkraft etwa senkrecht zum örtlichen Geschwindigkeitsvektor wirksam. Die Komponente dieser Querkraft ist erheblich größer als die Kraft entgegen dieser Bewegungsrichtung.

In Anlehnung an Ausführungen nach dem Stande der Technik können auf jeder Schiffsseite auch Teilflächenruder aus mehreren Ruderblatteilen gemeinsam vorgesehen sein. Jedes Ruderblatteil kann dabei um eine vertikale Achse unabhängig von einem anderen Ruderblatteil geschwenkt und ausgestellt werden. Eine besondere Ausbildungsform der Erfindung sieht vor, daß jedes Teilflächenruder aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Ruderblatteilen besteht, die winklig zueinander anstellbar sind. Die Schwenkachse des Teilflächenruders ist vorzugsweise in Fahrtrichtung des Schiffes an der Hinterkante des Ruderblattes angeordnet und im Schiffskörper bzw. im Bugwulst gelagert. Im horizontalen Querschnitt erhält das Ruderblatt in Anpassung an die auftretenden Kräfte ein selbsttragendes Flügelprofil, wie es sich aus der nachfolgend beschriebenen zeichnerischen Darstellung ergibt.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bugwulstes mit einem Teilflächenruder,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch einen Bugwulst entsprechend Fig. 1 mit einem Teilflächenruder auf jeder Seite des Bugwulstes,

Fig. 3 einen Halbschnitt entsprechend Fig. 2 bei ausgeschwenktem Teilflächenruder,

Fig. 4 einen Halbschnitt entsprechend Fig. 2 mit einem Teilflächenruder aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Ruder blatteilen und

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt durch ein Teilflächenruder an jeder Seite eines Bugwulstes entsprechend Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Vorschiff, an dessen Vorsteven 4 ein sich nach vorn vorspringender Bugwulst 2 anschließt, welcher als Verdrängerkörper ausgebildet ist und sich somit nicht nur in Längsrichtung des Schiffes, sondern auch räumlich nach beiden Schiffsseiten ausdehnt. Im Bereich dieses Bugwulstes 2 ist auf jeder Bugwulstseite ein Teilflächenruder 1 vorgesehen, welches in der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage mit seiner äußeren Kontur in die Kontur des Bugwulstes strakend eingefügt ist. Das Teilflächenruder 1 weist einen freien Querschnitt für eine Durchströmung auf. Im Falle des Beispieles ist der wirksame Flächenbereich des Teilflächenruders an Kragarmen 5 ausgebildet, die mit ihrem freien Ende um eine vertikale Schwenkachse 3 beweglich am Schiffskörper gelagert sind. Aus der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage sind beide Teilflächenruder 1 um diese vertikale Schwenkachse 3 seitlich aus der Bugwulstkontur herausschwenkbar und somit mit ihrer wirksamen Außenfläche winklig zur Längsmitte des Schiffes anstellbar. Ein Teilflächenruder 1a ist auf der Steuerbordseite und ein Teilflächenruder 1b auf der Backbordseite angeordnet. Beide Teilflächenruder bestehen aus einem einstückigen Ruderblatt, welches in der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage in einer seitlichen Ausnehmung des Bugwulstes versenkt angeordnet ist. Anstelle der dargestellten einstückigen Ausbildung sind auch Teilflächenruder mit mehreren gelenkig miteinander verbundenen Ruderblatteilen 1a, 6a bzw. 1b, 6b entsprechend dem Beispiel in den Fig. 4 und 5 realisierbar. Jedes der beiden Teilflächenruder 1a und 1b weist einen Antrieb auf, die getrennt voneinander oder gemeinsam steuerbar sind, wobei die gemeinsame Steuerung eine gegenläufige Anstellung nach beiden Schiffsseiten ermöglichen sollte. Die Schwenkachsen 3 sind zur Erzielung einer größtmöglichen Wirksamkeit der Teilflächenruder vorzugsweise an der Hinterkante jedes Teilflächenruders 1a bzw. 1b, somit vorzugsweise am freien Ende der Kragarme 5a, 5b, angeordnet und im Schiffskörper bzw. im Bugwulst 2 gelagert. Die Übertragung der Antriebskräfte auf die Teilflächenruder kann in herkömmlicher Weise durch einen Zug-Druckstab 7a bzw. 7b erfolgen. Die Antriebselemente sind in der Zeichnung nicht dargestellt und können herkömmlicher Gestaltung für Ruderanlagen entsprechen.

Bezugszeichenliste

1

Teilflächenruder

2

Bugwulst

3

Schwenkachse

4

Vorsteven

5

Kragarm

6

Ruderblatteil

7

Zug-Druckstab

Claims

1. Schiff, insbesondere Fährschiff, mit einem sich räumlich nach beiden Schiffsseiten ausdehnenden, einen eigenen Auftrieb aufweisenden Bugwulst und wenigstens einem auf jeder Seite dieses Bugwulstes (2) angeordneten Bugruder (1) aus einem Ruderblatt, welches in der eingeschwenkten Ruhelage mit seiner äußeren Kontur in die Kontur des Bugwulstes (2) strakend eingefügt und aus dieser Ruhelage um eine vertikale Schwenkachse (3) seitlich aus der Bugwulstkontur heraus ausstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise bei der Rückwärtsfahrt des Schiffes in ausgeschwenkter Lage wirksamen Ruderblätter als Teilflächenruder (1) ausgebildet sind, welches in einem Bereich nahe an der Schwenkachse (3) wenigstens einen freien Querschnitt für eine Durchströmung und Hinterströmung des ausgeschwenkten Ruderblattes aufweist.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruderblatt (Teilflächenruder 1) an Kragarmen (5) ausgebildet und mit diesen Kragarmen schwenkbar gelagert ist.

3. Schiff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilflächenruder (1) aus mehreren Ruderblatteilen (1a, 6a bzw. 1b, 6b) besteht, die um vertikale Achsen gelenkig miteinander verbunden und winklig zueinander anstellbar sind.

4. Schiff nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bugwulst (2) gelagerte Schwenkachse (3) des Teilflächenruders (1) an dessen Hinterkante angeordnet ist.

5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einzelantrieb für die Teilflächenruder (1) auf jeder Bugwulstseite und eine Steuerung dieser Antriebe für den gemeinsamen Antrieb der Teilflächenruder (1) auf beiden Bugwulstseiten vorgesehen ist.