DE19837888C1 - Schiffsrumpf - Google Patents

Abstract

Schiffsrumpf mit vertikaler Buglinie und horizontaler Heckabschlußkante dessen Heckbereich tragflächenartig ausgebildet ist und nach vorne hin stetig in die Buglinie übergeht, wobei der Anströmwinkel des tragflächenartigen Hecks vorzugsweise durch den ganz oder teilweise gegenüber dem Schiffsrumpf beweglichen hinteren Teil des tragflächenartigen Heckbereichs verändert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schiffsrumpf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die herkömmliche und bekannte Art und Weise, heutzutage Schiffsrümpfe auszubilden, besteht darin, diese einrümpfig als Verdränger, Gleiter oder Unterseeboote, bzw. als Mehrrumpfschiffe auszulegen. Je nach Hauptverwendungszweck wählt man einen dieser Typen aus und muß sich dann mit dessen hydrodynamischen unveränderlichen Eigenschaften zufrieden geben. Diese wirken sich um so stärker aus je schneller der Schiffsrumpf sich im Verhältnis zu seine Rumpflänge fortbewegt.

Schiffsrümpfe die als Verdränger ausgelegt sind, zeichnen sich hauptsächlich dadurch aus, daß sie eine bauchige Bauweise haben und hohe Zuladungen aufnehmen können. Fast ausschließlich erzeugen sie während der Fahrt eine Wellensystem, aus dem sie auch mit dem stärksten Antrieb nicht herauszukommen in der Lage sind und schon von daher in der erreichbaren Geschwindigkeit meist beschränkt sind. Der Vorteil der Verdränger liegt zweifellos darin, daß sie eine gute Seefähigkeit haben, da der Rumpf in allen Situationen im Wasser verbleibt. Sie haben aber den Nachteil einer großen benetzten Oberfläche, die sich vor allem bei hohen Geschwindigkeiten ungünstig auf den Energieverbrauch auswirkt.

Schiffsrümpfe, die als Gleiter ausgebildet sind, zeichnen sich hauptsächlich durch ein geringes Gewicht, ein flaches Unterwasserschiff im Heckbereich und einen meist V-förmigen Bug aus. Sie haben die Eigenschaft, daß sich der Rumpf bei höheren Geschwindigkeiten immer aus dem Wasser hebt, wodurch der Gleiter das von seinem Rumpf erzeugte Wellensystem und seinen Beschränkungen verläßt und der Reibungswiderstand zwischen Schiffsrumpf und Wasser vermindert wird. Auf diese Weise können diese als Gleiter ausgebildeten Schiffsrümpfe sehr schnell werden. Der Gleitzustand läßt sich jedoch nur bei relativ ruhiger Wasseroberfläche aufrechterhalten, da die Kraft der auftreffenden Wellen bei Seegang und bei hohen Geschwindigkeiten den Schiffsrumpf aus dem Gleichgewicht bringt und auf Dauer zerstört. Gleiter zeichnen sich daher durch eine in der Regel geringe Seetüchtigkeit aus. Diese Art von Schiffsrumpf findet aufgrund dessen vorzugsweise nur bei ausgeprägten Regattaschiffen Anwendung, die konsequent auf Geschwindigkeit ausgelegt sind und nur bei entsprechenden Wetter- und Seegangsbedingungen zum Einsatz kommen, aber auch bei Freizeitschiffen, wenn die Seetüchtigkeit wegen des Einsatzes in Küstennähe oder bei ruhigem Wetter keine Rolle spielt.

Natürlich existieren Schiffsrümpfe nicht nur in reinen Formen, d. h. entweder als Verdränger oder als Gleiter. Insbesondere bei Freizeitschiffen und schnellen Frachtschiffen versucht man Zwischenformen zu finden, die schneller als herkömmliche Verdränger fahren können sich dabei aber nur so weit aus dem Wasser heben, daß sie noch eingeschränkt seetüchtig bleiben. Diese Mischform von Schiffsrümpfen, die auch als Halbgleiter bezeichnet werden, weisen jedoch, je nachdem, zu welcher Seite hin sie konstruiert wurden, die Vor und Nachteile der entsprechenden Grundkonstruktion auf.

Schiffsrümpfe, die als Unterseeboote ausgebildet sind, zeichnen sich hauptsächlich durch eine mehr oder weniger der Stromlinienform nachempfunden Form aus. Sie besitzen meist Steuerklappen durch welche der Winkel der Anströmung der Stromlinienform verändert werden kann. Dadurch kann ein Unterseeboot unter Wasser auf oder abwärts gesteuert werden. Sie sind jedoch nicht gleitfähig und nur beschränkt als Verdränger zu gebrauchen, da sie an der Wasseroberfläche fahrend einen hohen Wellenwiderstand erzeugen und eine große benetzte Oberfläche besitzen.

Mehrrumpfschiffe schließlich sind Schiffe mit mehreren parallel liegenden Rümpfen, deren Verdrängerrümpfe so schlank gebaut werden, daß die Nachteile und Beschränkungen der herkömmlichen Verdränger reduziert werden können. Aufgrund der grundsätzlichen Konstruktion des einzelnen Schiffsrumpfes als Verdränger besteht die Neigung der Mehrrumpfschiffe, sich bei höheren Geschwindigkeiten im Wasser festzusaugen, weshalb sie auch als Halbtaucher bezeichnet werden. Mehrrumpfschiffe, die auf sehr hohe Geschwindigkeiten ausgelegt werden, werden in der Regel leicht gebaut und eher nach dem Gleiterprinzip gebaut, damit sie bei höheren Geschwindigkeiten ins Gleiten kommen. Mehrrumpfschiffe die eine gute Seetüchtigkeit haben sollen, müssen so gebaut werden, daß die Wellen des Seegangs möglichst wenig die die Rümpfe verbindenden Bauteile treffen. Dies ist beschränkt bei sehr großen Katamaranen möglich, die dann auch bei mittlerem Seegang noch schnell fahren können. Kleinere Katamarane sind daher nur bedingt seetüchtig.

Bekannt ist aus der DE 196 14 500 A1 ein Schiffskörper mit vertikaler Buglinie und horizontaler Heckabschlußkante, der ohne zu vertrimmen in Verdrängerfahrt höhere Geschwindigkeiten erreicht. Er basiert auf einer mathematischen Formel und ist auch geeignet, bei Seegang schnell zu fahren. Aufgrund der mathematischen Gestaltung ist es aber sehr schwierig und nachteilig diese Rumpfform in der Praxis auch einzuhalten. Es ergeben sich viele schlecht nutzbare Volumina im Schiffskörper und der Heckbereich ist ungewöhnlich breit, was große Nachteile bei Engpässen und Liegeplätzen mit sich bringt.

Bekannt ist aus der FR 1.236,622 ein Schiffskörper mit vertikaler Buglinie und horizontaler Heckabschlußkante. Hinsichtlich Fig. 6 sind über den Schiffsrumpf hinausragende Höhen-, Tiefen- und Seitenruder vorgeschlagen, die die Schiffslinie weiter verlängern. Ein tragflächenartiger Heckbereich ist nicht nahegelegt.

Allen bisher bekannten Schiffsformen ist es gemeinsam, daß sie aufgrund ihrer hydrodynamischen Auslegung bei schneller Fahrt auf einen Fahrtzustand, Gleit-, Verdränger- oder Tauchfahrt, festgelegt sind. D. h. sie können Ihren Fahrzustand nicht wählen, welches den Nachteil hat, das z. B. Gleiter bei starkem Seegang langsam fahren müssen, und Verdränger, insoweit sie überhaupt schnell fahren können, bei ruhigem Wetter nicht gleiten können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schiffsrumpf zu schaffen, der hydrodynamisch so gestaltet ist, daß es ermöglicht wird den Fahrtzustand entsprechend den Seegangsverhältnissen oder sonstigen Bedürfnissen anzupassen und auch bei stärkerem Seegang hohe Geschwindigkeiten beibehalten zu können, ohne dabei besondere bauliche oder räumliche Unzulänglichkeiten aufzuweisen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei zweckmäßige Ausführungsformen durch die Unteransprüche gekennzeichnet sind.

Vorgesehen ist ein Schiffsrumpf mit einem tragflächenartigem Heckbereich und horizontaler, vorzugsweise in der Wasserlinie liegenden Heckabschlußkante, dessen Heckbereich nach vorne hin stetig in eine vorzugweise vertikale Buglinie übergeht und bei dem der Anströmwinkel des tragflächenartigem Heckbereichs, vorzugsweise durch einen gegenüber dem Schiffsrumpf schwenkbar ausgeführten hinteren Teil des tragflächenartigen Heckbereichs, verändert werden kann.

Aufgrund dieser bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Schiffsrumpfs sind die Bordwände oberhalb der Heckabschlußkante über die gesamte Länge des Schiffsrumpfes einfallend.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Schiffsrumpfes ergibt sich der Vorteil, daß das von dem Bug geteilte Wasser den tragflächenartigen Heckbereich anströmt und durch Änderung des Anströmwinkels der Fahrzustand auch bei hohen Geschwindigkeiten an die Seegangsverhältnisse angepaßt werden kann, von Gleit- über Verdrängerfahrt bis hin zu Halb- oder auch völliger Tauchfahrt.

Wird der tragflächenartige Heckbereich des erfindungsgemäßen Schiffskörpers leicht von unten angeströmt so verfällt der Schiffskörper bei entsprechender hoher Geschwindigkeit in den Gleitzustand. Wird der tragflächenartige Heckbereich neutral angeströmt so verfällt, bzw. bleibt der Schiffskörper in Verdrängerfahrt. Wird der tragflächenartige Heckbereich leicht von oben angeströmt so beginnt der Schiffskörper, abhängig von der Geschwindigkeit und dem Anströmwinkel, tiefer in das Wasser abzutauchen.

Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind, daß man z. B. bei zunehmenden Seegang von dem Fahrzustand eines Gleiters in den stabileren und sichereren Fahrzustand eines Verdrängers ohne große Geschwindigkeitseinbuße überwechseln kann, oder bei abnehmenden Seegang vom dem Fahrzustand eines Verdrängers in den energiesparenden Fahrzustand eines Gleiters überwechseln kann. Des weiteren kann der erfindungsgemäße Schiffsrumpf, exakt steuerbar, auch tiefer als gewöhnlich in das Wasser hinunter gedrückt werden wenn der tragflächenartige Heckbereich leicht von oben angeströmt wird, um z. B. schlechter gesehen zu werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform mit schwenkbar ausgeführtem Teil des tragflächenartigen Heckbereichs, kann dieses auch genutzt werden um die Schlinger- und Stampfbewegungen des Schiffsköpers zu verringern, Krängungen zu vermindern und so die Betriebssicherheit herauf und die Belastung für Besatzung und Material herabzusetzen.

Der erfindungsgemäße Schiffskörper eignet sich für alle. Schiffe, die abhängig von den See- und Wetterverhältnissen immer den jeweils geeigneten Fahrtzustand wählen möchten und so immer den besten Kompromiß zwischen Geschwindigkeit, Komfort und Energieverbrauch einzuhalten in der Lage sind.

Aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ergibt sich eine bevorzugte Ausführungsform; darin zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles von Fig. 1

In der Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Schiffrumpf perspektivisch dargestellt mit dem tragflächenartigem Heckbereich 2, schwenkbarem Teil 4a, 4b, des tragflächenartigen Heckbereichs 2, Heckabschlußkante 10a & b, 10b vertikaler Buglinie 14 und die Wasserlinie 18. Beispielhaft ist ein Aufbau 16 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist hier der stetige Übergang vom tragflächenartigem Heckbereich 2 zur Buglinie 14.

Die Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Rumpf in der Seitenansicht mit der Heckabschlußkante 10a, b, dem tragflächenartigem Heckbereich 2, dem schwenkbarem Teil 4a, 4b des tragflächenartigen Heckbereichs die Drehachse 8 schwenkbaren Teils 4a, 4b des tragflächenartigen Heckbereichs 2, der vorzugweise vertikalen Buglinie 14 und der Wasserlinie 18. Als senkrechte Querschnitte gestrichelt angedeutet ist ein beispielhaftes Profil 20 des tragflächenartigen Heckbereichs 2, welches je nach Verwendungszweck unterschiedlich gestaltet werden kann.

Claims (3)

1. Schiffsrumpf mit vertikaler Buglinie und horizontaler Heckabschlußkante, wobei der Heckbereich tragflächenartig ausgebildet ist und nach vorne hin stetig in die Buglinie übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Teil des tragflächenartigen Heckbereichs ganz oder teilweise gegenüber dem Schiffsrumpf beweglich ausgeführt ist.

2. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er voll tauchfähig ausgelegt ist.

3. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Segelboot ausgelegt ist.