DE2348200A1 - Verdraengungs-hochseeschiff - Google Patents

Description

Yerdrängungs-Hochs e e schif f (Priorität: 29. September 1972, Polen, Hr. P-158 014)

Gegenstand der Erfindung ist ein Verdrängungs-Hochsee'-schiff iür hohe Reisegeschwindigkeiten.

Bekaimt sind Schiffskonstruktionen mit halbem Tiefgang, die als Katamarane bezeichnet werden, die eine verkleinerte Schiffswasserlinie besitzen und aus einigen Rümpfen bestehen, z. B. Seeschiffe, wie die s. g. "Trisec" oder "S ", deren Unterwasserteil in Form eines ,Verdrängungsgliedes ausgebildet ist, das den die Form eines Plattformdecks aufweisenden Überwasserteil abstützt * deren Unter- und Überwasserschiff über ein Paar stromlinienförmiger Rünpfe oder Säulen miteinander verbunden sind.

Bekannt ist auch ein Hochseeschiff zur Förderung von Gütern in Transportbehältern, der s.g.^MSeasulky", der zusammengesetzt ist aus zwei in Form von Schwimmern ausgebildeten Rümpfen, die mittels einer im Vorschiff angeordneten Konstruktion quer verbunden sind, und auf de^Öie Brücke und die Mannschaftswohnräume angeordnet

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sind, sowie aus den oben erwähnten Transportbehälter-Plattformdecks, die auf zwei im Vorderschiff der Schwimmer angelegten Säulen sowie auf der Querrahmenkonstruktion abgestützt werden, wobei.die Stützverbindungen sphärische Halterungen besitzen, die den Schwimmern die Ausführung von .zur Pontonplattform vertikalen Bewegungen ermöglichen, die die Rollbewegung des Schiffskörpers vermindern sollen.

Bekannt ist auch ein Modularschiff, das einen Flächenmodul für Fahrgäste oder Frachtgüter besitzt, der über unabhängige Stützen mit den eingetauchten Verdrängungsmodul verbunden ist, Die Säulen sind derart konstruiert, daß der Verdrängungsmodul über die Wasserlinie angehoben oder unter die Wasserlinie abgesenkt werden kann. Der Verdrängungsmodul ist als in gesenkter Lage während der Seereise tragendes Element ausgebildet, wodurch die Erhaltung des Flächenmoduls über der Wasserlinie und den Wellenbergen ermöglicht wird. Wenn sich das Sehiff dagegen im Hafenbecken befindet bzw. in seichten Gewässern schwimmt, ist der Verdrängungsmodul am Boden des Flächenmoduls angeordnet.

Der Nachteil der Katamarane mit verkleinerter Schwimmvasserlinie beruht auf dem geringen Tiefgang der Schwimmer unterhalb der Wasserfläche und der geringen Höhe des Körperbodens über der Wasserlinie, wodurch keine vorteilhaftere Verringerung des Wellenwiderstandes - der erst bei größerem Tiefgang der Schwimmer schwindet - gewährleistet wird, sowie darauf, daß der Überschiffskörper nicht vor Wellenstößen geschützt wird, was eine entsprechend schwerereund widerstandsfähigere Konstruktion des Schiffes erfordert. Eine Erhöhung des Abstandes des Überwasserkörpers und der Unterwasserschwimmer 1st in Anbetracht der begrenzten Wassertiefe in Häfen nicht möglich und würde überdies zu einer Erhöhung der Schwimmeroberfläche in unmittelbarer Fähe des Wasserspiegels zwingen, und somit eine größere Höhe des Überwasserkörpers über

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die Wasserlinie zur Folge haben. All dies ist aus Stabilitätsgründen unausführbar und für die Beladung im Hafen äußerst ungünstig. Wegen.des geringen Tiefganges des Schiffes vom !'TRISEC¹¹ -Typ ■ muß es sehr schlank sein, wodurch der Zähigkeitswiderstand ansteigt. Auch der elliptische Querschnitt der Schwimmer wirkt sich ungünstig auf die Größe der befeuchteten Fläche und somit auch auf den Schiffswiderstand aus.

Der Nachteil des Schiffes vom "Seasulky"-Typ beruht darauf, daß aus Stabilitätsgründen die Schwimmer während der Seereise unmittelbar unter der Wasseroberfläche liegen. Diese Konstruktion schützt zwar das hoch angehobene Überwasserschiff vor Wellenstößen, verursacht jedoch, außer einer nur teilweisen Verringerung des Wellenwiderstandes, erhebliche Bewegungen der Schwimmer auf den Wellen, was durch den Einsatz von komplizierten und konstruktiv schwierigen Kugelgelenken behoben werden soll, aber tatsächlich die Bewegung des Überwasserkörpers nicht völlig verhindert. Überdies erfordert das hoch angehobene Überwasserschiff im Hafen spezielle Verlade- und Entladevorrichtungen.

Falls die Verladung bei großem Tiefgang des_# Schiffes erfolgen soll, muß das Hafenbecken eine große Tiefe besitzen, damit die Plattform schwimmen kann.

Der Nachteil eines Modularschiffes beruht darauf, daß die Kürzung und Verlängerung der Säulen insbesondere bei großen Schiffen und erheblichen Belastungen technisch äußerst kompliziert ist.

Es kann angenommen werden, daß dieser Entwurf ausschließlich auf der dynamischen Stabilität basiert, die zusammen mit dem Fehlen der vollen hydrostatischen Verdrängung des Verdrängungsmoduls das Anheben des Überwasserschiffskörpers über die Wasserfläche

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des ruhenden Schiffes unterbindet und das Schiff mit dem auf der Wasserfläche befindlichen tJberwasserschiffskörper zu starten zwingt. Bei einer'derartigen Konstruktion des Schiffes ist keine große Geschwindigkeit im Hinblick auf die begrenzten Schiffswiderstände in Überwasserlage möglich bzw. erfordert bei großen Schiffen Antriebsmotoren mit Leistungen, die die gegenwärtigen Produktionsmöglichkeiten überschreiten und im Unterwassermodul schwer zu installieren sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verdrängungs-Hochseeschiff für hohe Reisegeschwindigkeiten zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile vermieden sind. '

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schiff mit einem Überwasserkörper mit voller Verdrängung in !Form eines ein- oder mehrstöckigen Pontons ausgebildet ist, der in-der Gegend der Kimm mit schlanken Stabilisierungsschwimmern oder anderen Einrichtungen versehen ist, die einen entsprechenden Auftrieb sowie eine Tragkraft ergeben,, sowie wenigstens mit einem gleichfalls eine volle Verdrängung besitzenden Zwischenwasserkörper versehen ist, mit stromlinienförmigen Schwimmern, vorzugsweise mit kleiner benetzter Oberfläche, der leichte Ballastbehälter hält, und unter den Überwasserkörpern auf veränderlicher Höhe angeordnet ist.

Der Überwasserkörper ist mit dem Zwischenwasserkörper mittels im Überwasserkörper verschiebbar befestigter Säulen verbunden, die mit Klauen zum Einhaken in am Überwasserkörper angebrächten Schlössern dienen. Diese Säulen ermöglichen eine Starre Verbindung beider Rümpfe nach dem Herausdrücken des in ihnen enthaltenen Wassers mittels eines komprimierten Gases.

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Im Überwasserkörper sind vier aktive Ruder angeordnet; die Stabilisierungsschwimmer sind dagegen zum mindesten von der Seite der Symmetrieebene des Überwasserkörpers mit pneumatischen Kammern ausgestattet, deren Breite durch, den Druck des komprimierten Gases geregelt wird. Wenigstens ein Zwischenwasserkörper ist mit einstellbaren, gleichzeitig als Tiefensteuer dienenden Stabilisierungsflossen, mit einer Maschinenanlage und mit Schiffsschrauben ausgestattet, wobei die letzeren etwa in Höhe des Stirnwiderstands-achwerpunktes bei ; Reisegeschwindigkeit des Schiffes angelegt sind, bzw. derartig angeordnet sind, daß ein Ausgleich in Längsrichtung des Schiffes unter Berücksichtigung der Einwirkung der Widerstandskräfte und des Propellerschubs möglich ist.

Die beide Körper oder Rümpfe verbindenden Randsäulen sind mit Seitenrudern versehen, wobei die Seitenruder wie auch die Stabilisierungsflossen vorzugsweise mit Hilfe von drehbaren hydraulischen Steuermaschinen geschwenkt werden.

Der Überwasserkörper in Form eines ein- oder mehrstöckigen Pontons besitzt eine günstig angelegte Ladedecke mit Container-Mo dularabmessungen.

Die Vorzüge des .erfindungsgemäßen Schiffes liegen in großen Reisegeschwindigkeiten, deren Größe die Verdrängungsschwelle von einrumpfigen Schiffen wesentlich überschreitet, in der Möglichkeit, in die zur Zeit bestehenden Häfen von irittlerer V/assertiefe einzulaufen, und in der Verringerung der von Wellenstößen hervorgerufenen dynamischen Belastungen durch.Anheben des Überwasserkörpers über die Wellenberge hinaus und Verminderung der Belastungen bei tief getauchtem Zwischenwasserkörper, wie auch in einer schnellen Be- und Entladung ohne Einsatz irgendwelcher Umschlageinrichtungen mit Ausnahme der für' den Behältertransport ausgelegten Fördermittel. -

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Überdies erübrigt sich, die Ausstattung und Anpassung de r Hafenkais an Einrichtungen, die bisher für Prahme eingesetzt werden, da die große Wasserlinienfläche des Überwasserkörpers die Verringerung von unwesentlichen Tiefgangs- und Trimmunterschieden während der Be- und Entladung durch Ballaständerung im Zwischenwasserkörper ermöglicht, und Radfahrzeuge jeder"Art unmittelbar vom Schiff auf den Kai und umgekehrt fahren können. Außerdem braucht das erfindungsgemäße Schiff nicht mit E.ettungsvorrichtungen ausgestattet zu werden, da es aufgrund der doppelten Verdrängung eine Rettungsvorrichtung für sich selbst darstellt. Das erfindungsgemäße Schiff zeichnet sich durch gute Hochsee- und Manövriereigenschaften wie auch im Hinblick auf die einfache Konstruktion und Verfahrenstechnik der Schiffskörper durch geringe Herstellungsko st en aus.

Die Eigenmasse des Schiffes ist nicht viel höher als die Masse eines Einrumpf schiff es herkömmlicher Bauweise, und zwar aufgrund der G-rößenveriainderung der Schiffsverbände, die durch Wegfall der dynamischen Belastungen und Ausgleich, des Druckes auf den größeren !Peil des Zwischenwasserkörpers ermöglicht wird.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht und
Pig. 2 den Querschnitt des Schiffes;
Pig. 3 die Aufsicht des Hauptdecks;
Pig. 4 den Querschnitt des Zwischenwasserkörpers; Pig« 5 den Querschnitt eines Konstruktionsdetails im Raum der

Kimm;
Pig. 6 den Querschnitt des Schiffs mit zwei Zwischenwasser-

kb'rpern;
Pig. 7 den Querschnitt eines Konstruktionsdetails im Raum der

Kimm des Schiffes mit zwei Zwischenwasserkörpern; und Pig. 8 den Querschnitt eines Schiffs mit drei Zwischenwasserkörpern.

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Gemäß Fig. 1 besteht das Schiff aus einem in Form eines mehrstöckigen Pontons ausgebildeten Überwasserkörper 1 und einem in Form eines ovalen Schwimmers, ausgeführten Zwischenwasserkörper 2, die miteinander mittels Randsäulen 3 mit zylindrischem Querschnitt sowie mit stromlinienförmigen, nicht drehbaren, am Körper 2 befestigten Innensäulen 4 verbunden sind. Die Säulen 3 und 4 sind verschiebbar am Schiffskörper 1 befestigt, wobei die Randsäulen 3 mit stromlinienförmigen, entlasteten Seitenrudern 5 versehen sind.

Im Körper 2 sind die Maschinenanlage 6 für den Antrieb der Schiffssehraube 7, ein Verbindungskanal 8, die Kraftstoff- und Vorratsbehälter sowie große leichte Ballastbehälter 9 angeordnet.

Der überwasserkörper (Fig. 2) ist mit zwei im Vorder- und Hinterschiff angeordneten aktiven Rudern 10 ausgestattet und besitzt in der Gegend der Kimm schlanke StabilisierungssehwimL.er 12. Die Säulen 3 sowie die in dieser Figur nicht sieht-, baren Säulen 4 sind mit Klauen 13 versehen, die zum Einhaken des Schiffskörpers 1 in Schlösser 14 dienen. Hierdurch können beide Schiffskörper 1 und 2 starr miteinander verbunden werden.

Der Boden 15 des Schiffskörpers 1 liegt über dem Wasserspiegel. Das Hauptladedeck 16 (Fig. 3) des überwasserkörpers 1 hat dem Containermodul entsprechende Abmessungen. Der Zwischenwasserkörper 2 ist mit Stabilisierungsflossen 17 ausgestattet, die gleichzeitig auch als Tiefensteuer dienen. Der Zwischenwasserkörper 2 (Fig. 4) weist an den Randsäulen 3 befestigte Seitenruder. 5» Stabilisierungsflossen 17 undjüber drehbare hydraulische Steuermaschinen 18 schwenkbare Seitenruder auf, sowie zwischen den Festigkeits-Blechträgern 19, die die Widerstandsfestigkeit des Schiffskörpers 2 in Längsrichtung sichern, einen Verbindungskanal 8, und leichte Ballastbehälter 20 mit dünner Beplankung 21 .·

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Das Schiff nach Fig. 5 enthält in Raum der Kimm 11 mit pneumatischen Kammern 22 verseheneStabilisierungsschwimmer 12, deren Seitenwand aus elastischem Werkstoff besteht, wodurch die Breite der Stabilisierungsschwirnmer 12 stufenlos reguliert werden .kann. Der Überwasserkörper 1 ist mit drei Ladedecks 23 ausgestattet, auf denen die Transportbehälter sowie andere Ladegüter gestapelt werden, sowie mit an beiden Schiffsborden angeordneten Mannschafts- und Fahrgastwohnräumen.

Pig. 6 zeigt ein Schiff mit zwei Zwischenwasserkörpern 2 mit kreisförmigem Querschnitt mit am Schiffskörper 1 befestigten Säulen 3 und 4, die über stromlinienförmige Säulen 25, auf die die Stabilisierungsflossen 17 aufgesetzt sind, miteinander verbunden sind.

Die in der G-egend der Kimm 11 (Fig. 7) angeordneten, mit den Säulen 3 und 4 einen Konstruktionskomplex bildenden Stabilisierungsschwinmer 12 sind verschiebbar am Schiffskörper 1 befestigt und mit pneumatischen Kammern 22 ausgestattet, deren Außenwände aus elastischem Werkstoff bestehen, wobei die Klauen 13 zur Befestigung des Zwischenwasserkörpers 2 in den Schlössern 14 des Schiffskörpers 1 bestimmt sind.

Bas in Fig. 8 dargestellte Schiff enthält drei Zwischenwasserkörper 2 mit kreisrundem Querschnitt, die je mit Säulen 3 und 4 am Schiffskörper 1 befestigt sind. Die die Randkörper 2 mit dem Schiffskörper 1 verbindenden Säulen 3 und 4 sind mit ihrem Oberteil an den verschiebbar aa Sdiiffskörper 1 befestigten Stabilisierungsschwimmern 12 festgespannt.

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Die Schiffskörper 2 sind miteinander über stromlinienförmige Säulen 25 verbunden, an denen im Raum der Handkörper 2 Stabilisierungsflossen 17 festgespannt sind. Kit t und T sind der liefgang des Schiffes während der Liegezeit im Hafen bzw. während der ]?ahrt in· tiefen Gewässern bezeichnet.

Während des Aufenthalts des Schiffes im Hafen kann das Hauptladedeck 12 des Oberwasserkörpers 1 durch entsprechende Ballastverteilung auf der gleichen Höhe mit dem Kai angelegt werden, so daß jegliche Äadfahrzeuge vom Eai auf das Schiff und umgekehrt während der ganzen Verladezeit ein- und ausfahren können. Sobald das Schiff den Hafen und Gewässer geringer Tiefe verläßt, wo es mit verminderter Geschwindigkeit als Katamaran bzw. Trimaran schwimmt, wird der Zwischenwasserkörper 2 bzw. Körper mit Ballast durch Ausblasen des komprimierten Gases an den leichten Ballastbehälter 9 schnell beladen.Sobald der Körper 2 einen bestimmten Tiefgang erreicht, werden die Klauen 13 der Säulen 3 und 4 in die Schlösser 14 des Körpers 1 eingehakt, wodurch die Körper 1 und 2 zu einem eine Einheit bildenden Gefüge verbunden werden, so daß der Körper 1 auf eine für den gegebenen Schiffahrtsraum erforderliche Höhe des Schiffsbodens 15 über den Meeresspiegel angehoben, werden kann, nachdem vorher das Wasser mit komprimiertem Gas aus den Ballastbehältern 9 ausgestoßen wurde.

Nach dem Austauchen des Bodens 15 des Körpers 1 .erhöht das Schiff seine Geschwindigkeit, bis die Reisegeschwindigkeit erreicht ist, wobei durch entsprechende Einwirkung der Stabilisierungsflossen 17 der Kontakt der Stabilisierungsschwimmer 12 mit dem Wasser auf ein Minimum verringert wird* Die Breite der Stabilisierungsschwimmer 12 ist mittels der pneumatischen Kammer 22 in Abhängigkeit von de^auf das Sdiiff verladenen Kasse zu der aus Stabilitätsgründen erwünschten Größe, also in Abhängigkeit von der Läge des Schwerpunktes im System regulierbar.

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Bei Annäherung an einen Hafen bzw. an Gewässer geringer tiefe wird das komprimierte Gas aus den Ballastbehältern 9 ausgeblasen und diese werden mit Wasser gefüllt, wodurch der Körper 1 auf die Wasserfläche abgesetzt wird.

Sobald die Vertikalkräfte in den Schlössern 14 und den Klauen 13 durch den Massenausgleich der Körper 1 und 2 nicht mehr wirken, werden die Schlösser 14 ausgehakt, wodurch nach entsprechender Entlastung des Ballasts der Körper 2 unter den Boden 15 des Körpers 1 angehoben werden kann*

ITach weiterer Entlastung der Ballastbehälter 9 von Ballast kann das Schiff auf Gewässern mit begrenzter Tiefe zum Haien schwimmen,

Während dieses Zeitraumes werden die aktiven Ruder 10 zwa Manövrieren des Schiffes verwendet.

Pat entansprüche

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Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE M-9763

   .J .Verdrängungs-Hochseeschiff für hohe Reisegeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet , daß es aus einem Überwasserkörper (1) mit voller Verdränguung in Form eines ein- oder mehrstöckigen Pontons besteht, der in der Gegend der Kimm (11) mit schlanken Stabilisierungsschwimmern (12) oder anderen Einrichtungen ausgestattet ist, die einen entsprechenden Auftrieb odea/eine Tragkraft ergeben, sowie wenigstens aus einem eine gleichfalls eine volle Verdrängung besitzenden Zwischenwasserkörper (2) mit stromlinienförmigen Schwimmern, vorzugsweise mit geringer benetzter Fläche besteht, der leichte Ballastbehälter (20) hält und unter dem überwasserkörper (1) in veränderlicher Höhe angeordnet ist, und mit diesem mittels im Überwasserkörper (1) verschiebbar befestigter Säulen (3, 4) die mittels Klauen (13) zum Einhaken in am Überwasserkörper (1) angebrachte Schlösser (14) dienen und eine Starre Verbindung der Körper (1 und 2) ermöglichen, nachdem das in ihnen enthaltene Wasser vermittels eines komprimierten Gases aus ihnen herausgedrückt wurde.
2. 2. Hochseeschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im Überwasserkörper (1) aktive Ruder (10) angeordnet sind, und daß die Stabilisierungsschwimmer (12) zumindest von der Seite der Symmetrieebene des Überwasserkörpers (1) mit pneumatischen Kammern (22) ausgestattet sind, deren .Breite durch ein komprimiertes Gas reguliert werden kann.

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3. 3. Hochseeschiff nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß wenigstens ein Zwischenwasserkörper (2) mit einstellbaren Stabilisierungsflossen (17), die gleichzeitig als Tiefensteuer dienen, sowie mit einer Maschinenanlage (6) und Schiffsschrauben (7) ausgestattet ist, wobei die letzeren annähernd in Höhe des Stirnwiderstandsschwerpunktes bei Reisegeschwindigkeit des Schiffes angeordnet sind, bzw. derart angeordnet werden, daß ein Ausgleich in Längsrichtung des Schiffes unter Berücksichtigung der Einwirkung der Widerstandskräfte und des Schubs der Schiffsschraube (7) ermöglicht wird.
4. 4. Hochseeschiff nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch ge kennzeichnet , daß die die Rümpfe (1 und 2) verbindenden .Randsäulen (3) mit Seitenrudern (5) ausgestattet sind, wobei die Seitenruder (5) und die Stabilisierungsflossen (17) vorteilhaft mittels drehbarer hydraulischer Steuermaschinen (18) schwenkbar sind.
5. 5. Hochseeschiff nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß der ein- oder mehrstöckige tJberwasserkörper (1) vorzugsweise den Container-Modularabmessungen entsprechende Ladedecks (23) enthält.

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