DE19837888C1 - Hull for marine vessel has stern formed with vertical movable flaps for stability - Google Patents

Abstract

The hull for a marine vessel has a vertical bow and a horizontal stern end with a supporting rear area. The rear part of the supporting rear area is completely or sectionally movable with respect to the hull.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schiffsrumpf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a hull according to the preamble of Claim 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.The traditional and well known way of training hulls today consists of this as a single hull as a displacer, glider or submarine, or as To design multihulls. Depending on the main purpose, you choose one of these Types out and must then with its hydrodynamic unchangeable Satisfy properties. These have a stronger impact the faster the Hull moves in relation to its hull length.

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.Ship hulls designed as displacers are mainly characterized by this from the fact that they have a bulbous design and can accommodate high payloads. Almost exclusively they generate a wave system from which they are generated with the strongest drive are unable to come out and therefore are usually limited in the attainable speed. The advantage of the displacer is undoubtedly in the fact that they have good seaworthiness, since the hull in all Situations remain in the water. But they have the disadvantage of a large wetted Surface that adversely affects the surface, especially at high speeds Energy consumption.

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.Ship hulls that are designed as gliders are mainly characterized by light weight, a flat underwater ship in the stern area and one mostly V-shaped bow. They have the property that the trunk is higher Speeds always lifts out of the water, causing the glider to do that of its own Fuselage generated wave system and its limitations and the Frictional resistance between the hull and water is reduced. To this In this way, these hulls designed as gliders can become very fast.  However, the gliding condition can only be achieved with a relatively calm water surface maintained, since the force of the incoming waves at sea and at high Speeds bring the hull out of balance and permanently destroyed. Gliders are therefore characterized by their generally low seaworthiness. Because of this, this type of hull is preferably only found in pronounced hulls Regatta ships application that are consistently designed for speed and only used in appropriate weather and sea conditions, but also in recreational vessels, if seaworthiness due to use near the coast or at calm weather doesn't matter.

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.Of course, ship hulls do not only exist in pure forms, i.e. H. either as Displacer or as a glider. Especially for leisure ships and fast ones Cargo ships are trying to find intermediate forms that are faster than conventional ones Displacement can only rise so far out of the water that they remain seaworthy to a limited extent. This mixed form of ship hulls, too are referred to as semi-gliders, however, depending on which side they point to were constructed, the advantages and disadvantages of the corresponding basic construction.

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.Hulls that are designed as submarines are mainly characterized by a shape more or less modeled on the streamlined shape. You own mostly control flaps through which the angle of the inflow of the streamlined shape can be changed. This allows a submarine to go up or down underwater to be controlled. However, they are not slippery and only to a limited extent as displacers use because they drive a high wave resistance on the water surface generate and have a large wetted surface.

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.Multi-hull ships are ships with several hulls lying in parallel, whose displacement hulls are built so slim that the disadvantages and Limitations of conventional displacers can be reduced. Due to the there is a basic construction of the individual hull as a displacer Tilt of multihull ships, at higher speeds in the water to suck, which is why they are also called semi-divers. Multihulls, that are designed for very high speeds are usually easy built and built more on the glider principle, so that at higher  Speeds are sliding. Multi-hull ships that have good seaworthiness should have to be built so that the waves of the sea as little as possible hit the components connecting the fuselages. This is limited to very large ones Catamarans possible, which can still go fast even in medium swell. Smaller catamarans are therefore only partially seaworthy.

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.A hull with a vertical bow line and is known from DE 196 14 500 A1 horizontal rear edge, the higher without disagreement in displacement Speeds reached. It is based on a mathematical formula and it is suitable to drive fast in rough seas. Because of the math, it is but very difficult and disadvantageous to maintain this hull shape in practice. It there are many poorly usable volumes in the hull and the stern area is unusually wide, which has major disadvantages with bottlenecks and moorings.

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.A hull with a vertical bow line and a horizontal stern edge is known from FR 1,236,622. With regard to FIG. 6, elevator, depth and rudder protruding beyond the hull are proposed, which further extend the line of the ship. A wing-like rear area is not recommended.

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.It is common to all previously known ship forms that they due to their hydrodynamic design for fast driving to a driving condition, sliding, Displacement or diving trip. That is, they cannot change your driving condition choose, which has the disadvantage that z. B. Slowly ride the glider in rough seas must, and displacers, as far as they can drive fast at all, with calm Weather can not slide.

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. The object of the present invention is therefore to create a ship's hull, which is designed hydrodynamically so that it enables the driving state adapt according to the sea conditions or other needs and To be able to maintain high speeds even in rough seas without doing so to show particular structural or spatial shortcomings.  

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei zweckmäßige Ausführungsformen durch die Unteransprüche gekennzeichnet sind.This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1 solved, expedient embodiments by the subclaims Marked are.

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.A ship's hull is provided with a wing-like stern area and horizontal, preferably in the waterline lying rear edge, the The stern area continuously merges into a preferably vertical bow line towards the front at which the angle of attack of the wing-like rear area, preferably by a rear part of the wing-like rear area, can be changed.

Aufgrund dieser bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Schiffsrumpfs sind die Bordwände oberhalb der Heckabschlußkante über die gesamte Länge des Schiffsrumpfes einfallend.Because of this preferred embodiment of the ship's hull according to the invention Side walls above the stern edge over the entire length of the hull incident.

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.Through the measures according to the invention in the formation of the invention The hull has the advantage that the water divided by the bow wing-like rear area flows and by changing the flow angle of the Driving condition adapted to the sea conditions even at high speeds can be from sliding to displacement to half or even complete Diving trip.

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.The wing-like stern area of the hull according to the invention is easy from Flowing against the bottom, the hull falls at a correspondingly high speed in the sliding state. If the wing-like rear area is blown neutral expires, or the hull remains in displacement. Becomes the wing-like Aflows slightly from above so the hull begins, depending on the Speed and angle of attack to dive deeper into the water.

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.The resulting advantages are that you can z. B. with increasing swell of the driving state of a glider in the more stable and safe driving state of a Displacer without great loss of speed, or at decreasing swell from the driving state of a displacer to the energy-saving Driving state of a glider can change. Furthermore, the invention  Ship hull, precisely controllable, even deeper than usual into the water be pressed when the wing-like rear area flows slightly from above is to z. B. to be seen worse.

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.In the preferred embodiment with a pivotable part of the wing-like rear area, this can also be used to roll and To reduce ramming movements of the hull, to reduce heeling and so on operational safety and the burden on crew and material belittling.

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.The hull according to the invention is suitable for everyone. Ships that depend on the Sea and weather conditions always select the appropriate driving condition want and so always the best compromise between speed, comfort and Are able to comply with energy consumption.

Aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ergibt sich eine bevorzugte Ausführungsform; darin zeigt:From the following description of a An embodiment in connection with the accompanying drawings results in a preferred embodiment; therein shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles Fig. 1 is a perspective view of an embodiment

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 FIG. 2 shows a side view of the exemplary embodiment from 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.In Fig. 1 of the ship's hull according to the invention is shown in perspective with the tragflächenartigem rear region 2, swivel part 4 a, 4 b, of the airfoil-like rear portion 2, the rear end edge 10 a & b, 10 b vertical Buglinie 14 and the water line 18.. A structure 16 is shown as an example. The constant transition from the wing-like rear area 2 to the bow line 14 can be clearly seen here.

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. Fig. 2 shows the hull according to the invention in side view with the rear end edge 10 a, b, the tragflächenartigem rear region 2, the swivel member 4 a, 4 of the wing-like rear portion b the rotation axis 8 of the pivotable part 4 a, 4 b of the wing-like rear portion 2, the preferably vertical bow line 14 and the water line 18 . An exemplary profile 20 of the aerofoil-like rear area 2 is indicated by dashed lines as vertical cross sections, which can be designed differently depending on the intended use.

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.1. Ship hull with a vertical bow line and a horizontal stern edge, the stern area being wing-like and continuously merging into the bow line towards the front, characterized in that the rear part of the wing-like stern area is designed to be wholly or partly movable relative to the ship's hull. 2. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er voll tauchfähig ausgelegt ist.2. Hull according to claim 1, characterized in that it is fully submersible is designed. 3. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Segelboot ausgelegt ist.3. Hull according to claim 1, characterized in that it is a sailing boat is designed.