DE2206472C3

DE2206472C3 - Schiffsform für eisbrechende Überwasserschiffe

Info

Publication number: DE2206472C3
Application number: DE19722206472
Authority: DE
Inventors: Fritz 2000 Hamburg Kallipke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-11
Filing date: 1972-02-11
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE2206472B2; DE2206472A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffsform für eisbrechemie l'bcrwassersehiffe mit einem Eisbrecherhug und mit einer etwa im Bereich des Eisgürlels eingezogenen Ai.Benhaut.

Fs ist bekannt, der Schiffahrt in stark vereisten Gewässern durch speziell dafür gebaute Eisbrecher Fahrrinnen zu brechen, die breiter sein müssen als das breiteste, im Eisgeleit befindliche Schiff.

Die »Eisbrecherform« des Schiffskörpers ist durch Bug-. Vorsteven- und Vorschiffsformen bestimmt, die im Bereich der Wasserlinie, bzw. der vom zu brechenden Eise berührten Zone oder des Hisgürtels nach außen ausladend sind, ein etwa dreidimensional, keilförmig geformtes Vorschiff bildend, dem der Hauptanteil beim Brechvorgang beigemessen wird. Beim Berühren der Eisdecke in Fahrt »voraus« schiebt sich das Vorschiff so weit auf das Eis. daß sein Gewichtsanlcil die Eisdecke »von oben nach unten« bricht.

Die für Eisbrechaufgaben erforderliche, relativ große Breite des Hauptspantes und der davor oder dahinter liegenden Querspanien in tier vom Eise berührten Zone und die geschilderte Keilwirkung der in diesem Bereich nach oben außen geneigten Spanten ergeben jedoch bei Eisbrechern einen großen Eiswiderstand, der etwa proportional mit der Breite wächst.

Auch ergibt die trockene Reibung infolge der nach oben ausladenden Spanten beim »Brechen von oben nach unten« zwischen Stahl und sehr kaltem, hartem, trockenem, oft noch aufgetürmtem Eise oder der auf dem Eise aufliegenden Schncelage sehr hohe Rcibungsbeiwerte, die die kinetische Energie und den SVhhb rasch aufzehren, so daß der Eisbrecher steckenbleibt und nur durch harte »rückwärts« Manöver usw. befreit werden kann.

Es sind bereits Schiffsformen für eisbrechende Überwasserschiffe bekannt, die einen Bug mit einem nach hinten geneigten Eisbrechersteven und eine im Beieich des Eisgürtels eingezogene Außenhaut aufweisen. Durch diese Formgebung sollen der Eiswiderstand und die Eispressung bei Fahrt im Eise verringert werden (siehe deutsche Patentschrift 529 474).

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 781 03h ist ein Bugwulst bekannt, der für das Eisbrechen verwendet werden soll.

In der Zeitschrift »Schiff und Hafen«, 1954, Heft 9, S. iP.9, ist das Heck eines Schiffes gezeigt, bei dem der Propeller schürzenartig überdeckt ist.

Schließlich ist es von Eisbrechern bekannt, die Propeller so tief und geschützt anzuordnen, daß sie mit dem festen Eis nicht in Berührung kommen (siehe Henschke, SchifTbautechnisches Ilanuniich. 2. Auflage, Bd. 2, S. 105K).

Es ist ferner aus dem aus der »Hydrodynamik halbuetauchter Körpern stammenden Formenkreis bekannt, den Widerstand des Mediums »Wasser vor allem im Bereich der Wasserlinie durch stark einue zotiene Breite der Seitenflächen zu reduzieren.

Hierbei will man einerseits den Widerstand dun.!i den Angriff der Meereswellen auf die ('ber\vi;s>.ci. struktur infolge schmalen Querschnitts der Aiu'niillächcn verringern, andererseits den mit zunehmender Geschwindigkeit stark anwachsenden indu/xrten Wellenwiderstand« des eigenen Oberflächenwellensysiems eines in Fahrt befindlichen Ühcruassurschiffskörpers dadurch verringern, daß man den Hauptteil des Deplacements in einem besondeien Verdrängungskörper in einer solchen Tiefe fahren läßt, »die mindestens dreimal dessen Durchmesser entspricht-·, (siehe USA.-Patcntschrift 3 063 307. Zi(T. I. ?lcilc 33 bis 60.)

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde. eine Schiffsform für eisbrechende Überwassersehiffe zu schaffen, die auch im schweren, ungebrochenen Eise sowie polaren Packeise bei guten Eisbrecheigenschaften und guten Manövriereigenschaften des Schiffes den Eiswiderstand weitgehend verringer' und im Hinterschiffsbereich für Schrauben und Ruder einen optimalen Schutz, gewährt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfinduiiü dadurch gelöst, daß die Außenhaut in etwa im Bereich des Eisgürtels am weitesten :ingezogen ist und von dort so nach unten ausbaucht, daß sie eine verhältnismäßig breite, flach nach außen geneigte Schultcrfüiche bildet, und daß die Außenhaut etwa oberhalb des Eisgürtels aus gewölbten, nach oben ausladenden Flächen besieht.

Als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird angeschen, daß das Vorschiff einen eisbrechenden Wiilstbug aufweist, dessen obere Fläche in die flach nach außen geneigte Schulterflächc übergeht.

Außerdem ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung eine Schiffsform vorgesehen, die einen cisbrcchcnden Bug aufweist, dessen Steven im Bereich des Eisgürtels stark geneigt ist.

Es ist ferner vorteilhaft, daß bei der erfindungsgemäßen Schiffsform die flach nach außen geneigte Schulterflächc in ein Heck übergeht, das die Propeller und die Ruder schürz.enarlig überdeckt.

Die mit der Erfinduim zu erzielenden Vorteile be-

liehen insbesondere tiarin, daß auch bei großen IX·- gleiehharen Schiffen mit voller Breite im Eisgürtelbeelneements einer Schiffsform nach der Erfindung in- reich.

folge verminderter Breite im I lauptspant und der da- Die im Bereich des Hinterschiffes liegende, ge-

vorund dahinter liegenden Querspanien nur ein rda- neigte Schulierflüche bildet unter Wasser ßin Heck, |jv schmaler Kanal durch das Bis gebrochen wird. 5 das schürzenartig Sehrauhen und Ruder überdeckt, p_er für den Eiswiderstand wichtige Parameter wodurch für diese Anhänge ein besonders guter »Schiffsbreite« kann so his zu einer durch Stabilitäts- Schul/ bewirkt wird. Selbst bei Fahrt »achteraus« «ncl Ladungserfurdemisse gegebenen Grenze redu- und damit verbundenem Gieren, reicht dieses schiirliert werden, was den Hiswiderstand proportional zur zenartige Heck weit unter das gebrochene Ei? od>*r Schiffsbreite vergleichbarer Schiffe vermindert. io die zu brechenden Eiskanten, die durch die nach

Die im Bereich des Eisgürtels am weiiesten einge- außen geneigte Schulterflüche mittels der Bewe-ZOgene Außenhaut baucht so nach unten aus, daß gungsform »Brechen von unten nach oben« schräg das notwendige Deplacement weitgehend aus dem aufwärts angehoben, angekantet und abgewiesen Widerstandsbereich gegenüber dem Medium »Eis« werden.

in einen Bereich unterhalb der Eisdecke verlagert 15 Die etwa im Bereich des Eisgürtels eingezogene, wird, wo es nur noch dem weit geringeren Wider- rings um das Schiff laufende Außenhaut, in Verbin-Standsanteil durch das Medium »Wasser« ausge- dung mit der sich aus der Ausbauchung nach unten setzt ist. ergebenden, verhältnismäßig breiten, flach nach

Die für die Bewegungsform »Brechen von unten außen geneigten Schulterflädie, hat in der vom Eise nach oben': vorgesehene Schiffsform bewirkt mit 20 berührten Zone die vom Eisbrecherhau bekinrttcri. dem »eisbrechenden Wulstbug· und dessen oberer. runden I inien auch im Mi'.ielschilfsbereich zur Folge. in eine flach nach außen geneigte Schuiterfliiche die das Gieren und damit -iis Manövrieren im Eise (bereehende Fläche den Eisbrechvrrgang in der begünstigen.

Weise, daß alle beim Brechvorgang und Ahwi-sen Her durch die Meikmale der Erfindung bewirkte

des üebrochenen Eises mit dem Eise in Berührung 25 kleinere Widerstand im gebrochenen und ungebrolommenden Flächen dieses nur von der relativ war- dienen FKc erfordert eine relativ ..cringe Aninebsmen. weichen, vvassergeschmicrtcn Eisunierscite her leisiuna im Vergleich zu jenen mit voller Hauptspant- _>nf:i>scn. breite im gebrochenen oder ungebrochenen Eise fah-

Damit wird der, für den Fiswiderstand ebenfalls renden, eisbrechenden Überwasserschiffen vergleicninaßcebliche Parameter >Rcibunüsbeiwert in der 30 barer Größe und Geschwindigkeit, wie sie durch die Größenordnung einer Zehnerpotenz herabgesetzt wer- vorher erwähnten anderen, den Widerstand vei-(len aeuenüber dem Reibungsbeiwert von Siahl auf nnüenulen Mittel, nicht bewirkt werden kann, kaltem,' hartem, trockenem, rauhem F'im: an der Mittels der «emäß der Erfindung vorgeschlagenen

Eisoberfläche. SchilHorm erhöht -ich deshalb die Fähigkeit eines

Die zunächst verhältnismäßig II.ich nach außen ge- 35 solchen Schiffes bei Fahrten im schweren Eise. neiate, dann stärker bis /ur Wölbung ansteigende. schwere, ungebrochene Eisdecken ohne EisbieJuibreite Schulterfläche im Bereich des Fisgiirtel·. be- hilfe/11 überwinden.

wirkt eine cisbrechcnde. den E.isw iderstand vermin- Die vorgeschlagene Form bewirkt ferner, dal· leim

derde Funktion, indem sie — selbst bei gefährli- Anlauten \o;\ vereisten Häfen. Anlege:i an Kaia;nacher Umschließung durch driftende Eisfelder und be- 4° gen sowie Liegen an Kais m Häfen mit F.isdr.h ginnender seitlicher Pressung ■— die Eisfelder bis /.B. 1 i/hälen'-- das Eis im Bereich der emgezoecziim Bruch nach oben ableite·.. Die etwa oberhalb neu Wölbungen des Eisgürtcls /wischen Bordwand des Eiscürtels nach oben ausladenden, gewölbten und Kai passieren kann, ohne das Schiff vom Kai Flächen der Außenhaut im Beieich des I latipt .panics wegzudrängen oder leinen und ladearbei'.cn /u hei>rsJ der davor oder dahinter liegenden Ouerspaii'.en 45 einträchtigen.

richten die gebrochenen Schollen auf und weisen sie Fin Ausiühiungsheispiel wird in nachstehenden

nach außen kippend ab. Das Auftüimen von E"is auf Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Deck wird dadurch verhindert. E i g. 1 'die Seitenansicht eines großen, eisbieciien-

Auch bei schon erfolgter, vollständiger Eii'selilk- den Überwasserschiffes nut einer Schillslorm genial Buna durch treibende Eisfelder üben die /imächsi 50 der l-'tlindung. das einen I isbrecherbug zum Ei-vcrhäUnismäßig breiten, flach nach außen geneigten. brechen von unten nach oben < aufweist, dann stärker bis zur Wölbung ansteigenden Schul- I 1 g. 2 his 4 Schnitte entlang der Eimer . I -.1 ./<-/·

terflächen bei den bei dieser Schilfsform üblichen. < -( in E ig. I. .

/wanusweiscr, Stampf-, Roll üiul Schlin^erbewegim l-'ig. 5 die Seitenansicht des Vorderteiles eines

oen einen starken Brecheffekl -von untLii nach y, Schilfes mit einer Sehiffsfoi m gemäß der Ert'iuliin-. oben-, auf die umschließenden Eisflächen aus. v,o- das einen I isbrccherhiiü zum Eisbrechen von ohe.i durch es leichter möulich ist. sich aus Eis]iiessungen nadi unten aulweist. /u befreien. ' * I · Ü·'· ^'"™ Span'.ennß des Norderteücs eines

Die gewölbten Flächen im Bereich des Fisgürtels Nchiiics mil euter .SdnlMomi -cmiiß 1· 1 g, N und darüber bieten gegenüber den parallelen I lachen 60 In F i 1:. 1 ist ein Eisbrecherbug 11 gezeigt, dessen im Mittclschiffsbcreich anderer im Eise fahrender Kontur über Wasser nach außen ausladend ist zum vergleichbarer Schiffe wie Tanker. Frachter. Erz- Abweisen des gebrochenen Eises über Wassei ncim frachter usw Gewinne an Festigkeit, bei -oust _i;lei- ,,[■i.brecht; ,1 von unten nach oben«, ehen Materialwerten, da das Einbeulen verhindert Der E,sb,eeher!n.g 11 besteht unter Wasser aus

_wiri, ft₅ einem einbrechenden Bug-vulst 12. der etwa vom He-

Bci bcidseitigcn Eispressungen ergeben die Quer- reiih de- i isgürlcK weit und tief schräg voraus ragt aussteifungen der Einschnürungen i-estirkeit\ue- und das .1 ishreehen von unten nach oben. bewiiM. winnc vergliche.! mit den Aussieifun-en von ν er- Die obere Fläche des Bugwulstes geht 111 die schräg

nach außen geneigte Scliullerfiäche 13 über. Mil dieser Schiilteifläche 13 wird this Fis iiiiiiclioJ-icn. nach üben gebrochen, angekantel und durch die ausladcnd gestalteten Konlurcn des Kisbrecherbugs 11 nach außen abgewiesen.

Die verhältnismäßig breite, fInch n:icli außen geneigte Schullerflächc 13 gehl nacli unten in eine gewölbte Außenhaulseilenfläche 15 und achtern in ein Heck 16 über, das die Propeller und Ruder schür-/enartig überdeckt.

Der Verlauf der Schiilterfliichc 13 vom Fisgürtel 14 zum Schiffsboden ist /unächsl verhältnismäßig flach nach außen geneigt, sie geht dann aber rasch in die Ausbauchung der Aiißenhautseite über, während sie oben, im Bereich der stärksten Einschnürung. stark ansteigend gewölbt ist. wodurch sie bei seitlichen Eispressungen und bei rollenden Bewegungen im Hisc den Brecheffekt in Richtung »\on unten nach oben« bewirkt.

Wie aus den Schnitten/1-/1. Ii-Ii und C-C der F i g. 2 bis 4 ersichtlich, liegt die größte Breite des Schiffskörpers im Mitlelsehiffsbereich und sie verjüngt sich nach vorn und achtern.

Im Bereich der am weitesten eingezogenen Flächen des rings um das Schiff laufenden Eisgürtels sind oberhalb des Eisgürtels die gewölbten Flächen 14 /um Abweisen des gebrochenen Elises nach außen ausladend ausgebildet.

Im Dccksbcrcich sind die von Bug bis Heck ausladend verlaufenden Konturen der !lachen 14 siehtbar. die besonders im VorschilTsbereich und Mittelsehiffsbcrcich beim Eisbrechen in Fahrt »voraus« infolge ihrer nach außen abweisend geformten Konturen und Wölbungen mittels der dadurch bewirkten Depl;icements\i:rgrößeriinL' bei schweren Eisbelnsiungen gegen l-'nlerschnciden schützen sollen.

Die aii'.gebauchten Außcnhaulseitcnflächcn 15 \erlagcrn den (iroßteil des Deplacements aus dem Fiswiderslandsbereich in den Bereich des weit gcrinucren Wassciwidcrsiandcs. Aus den Schnitten A-A. Ii-Ii und ( -C in ilen F ig. 2 bis 4 ist ersichtlich, daß sowohl vertikal als auch horizontal keine parallelen, sondern nach außen gewölbte Konturen und Flächen in dreidimensionaler Richtung vorgesehen sind, die das Manövriervcrhalten bei Eisfahrt begünstigen.

Das schürzenar'iig überdeckende Heck 16 dient dem Schul/ von Propellern und Rudern. Die Schür/e isi unterhalb des Bereiches der größten Einschnürung schräg nach außen abwärts geneigt, womit gebrochenes oder /u brechendes Fis beim Gieren oder Fahrt »achteraus« abgewiesen wird.

Oberhalb der Finschniirung im Bereich des Eisgürtels ist das Hinterschiff im Hinterstevenbereich in üblicher Weise geformt.

Der Eisgürtel 17 verläuft rings um das Schiff im Bereich der stärksten Einschnürung.

In den F i g. 5 und f< ist ein eisbrechender Bug 19 für das »Brechen von oben nach unten« gezeigt, dessen Slev ;ii 18 im Bereich des FJsgiirtels stark nach hinten geneigt ist.

Mit 20 ist der Obcrgangsbcrcich der Vorschiffsspanten zum »Brechen von oben nach unten« in die Schullerflachen bezeichnet.

In F i g. (1 ist aus den Spanten 21, 22, 22.5, 23 und 23.5 dieser Übergang noch deutlicher sichtbar.

Mit 24 ist eine zeichnerische Bruchlinie bezeichnet, an die ein Mittel- und Hinterschiff gemäß den F i g. I bis 4 anschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Potentansprüche:

1. Schiffsform für einbrechende Überwasserschiffe mit einem Eisbrecherbug und mit einer etwa im Bereich des Eisgürtels eingezogenen Außenhaut, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut in etwa im Bereich des Eisgürtels (17) am weitesten eingezogen ist und von dort so nach unten ausbaucht, daß sie eine ver- xo hältnismäßig breite, flach nach außen geneigte Schulterfläche (13) bildet, und daß die Außenhaut etwa oberhalb des Eisgürtels aus gewölbten, nach oben ausladenden Flächen (14) besteht.

2. Schiffsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschiff einen eisbrechenden Wulstbug (12) aufweist, dessen obere Fläche in die flach nach außen geneigte Schulterflächc(13) überseht.

3. Schiffsform nach Anspruch 1. dadurch gckennzeichnet, daü das Vorschiff einen eisbrechenden Bug (19) aufweist, dessen Steven (18) im Bereich des Eisgürtels stark '.'cneigt ist.

4. Schiffsform nach einem der Ansprüche 1 bis

3. dadurch gekennzeichnet, daß die flach nach außen geneigte Schulterfläche (131 in ein Heck (16) übergeht, das die Propeller und die Ruder sehürzenarti» überdeckt.