DE3536408A1 - Schnellaufendes boot - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schnellaufendes Boot gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zweck der Erfindung ist, den dynamischen Trimm insbeson­ dere des aus der DE-OS 31 36 715 bekannten schnellaufen­ den Bootes zu beeinflussen.

Dieses schnellaufende Boot besteht im wesentlichen aus einem Bootskörper üblicher Bauart mit einer Bootswandung, einem Vordersteven, einem Heck und einem Boden, wobei die zum Wasser weisende Fläche des Bodens, der sogenannte Bodenhimmel, ebenflächig ist. Von dieser wasserseitigen Bodenfläche erstreckt sich nach unten im seitlichen Ab­ stand von und symmetrisch zur vertikalen Mittschiffsebene je eine im Bereich der Vorderkante des Bodens beginnende, sich bis zum Heck erstreckende Gleitkufe mit mehreren treppenförmig zur Außenseite hin abfallenden Gleitstufen mit vertikalen Stufenseitenwandungen und senkrecht dazu angeordneten Stufengleitflächen. Jede Gleitstufe ent­ springt mit einer quer zur Mitschiffsebene angeordneten Vorderkante und bildet mit einem flachen Bogen eine nach unten und hinten gerichtete Anlaufgleitfläche, die in eine etwas aufwärtssteigende Tragfläche übergeht. Die Vorderkanten der Gleitstufen sind nach hinten versetzt zueinander angeordnet dergestalt, daß die zur Mittschiffs­ ebene benachbarte Gleitstufe am weitesten vorne entspringt.

Im Bereich der Mittschiffsebene ist unter der Bodenhimmel­ fläche eine vertikal nach unten ragende Kielkufe vorgese­ hen, die seitlich beiderseits ebenfalls treppenförmig ab­ fallende Kielstufen mit quer zur Mittschiffsebene angeord­ neten Vorderkanten, vertikalen Seitenwandungen und senk­ recht dazu angeordneten Gleitflächen aufweist. Die mitt­ lere Kielstufe beginnt im Vorderstevenbereich; die seit­ lichen Kielstufen beginnen nach hinten versetzt dazu. Die Kielstufen entspringen vorne ebenfalls mit einem flachen Bogen und gehen in eine nach oben flach anstei­ gende und spitzwinklig bzw. schräg in die Bodenhimmel­ fläche einlaufende Stufenfläche über, wobei die Kielkufe ein Stück vor dem Heck endet und die Kielstufen sich unterschiedlich weit nach unten erstrecken derart, daß die mittlere Kielstufe sich am weitesten nach hinten erstreckt. Die Kielstufen sind schmaler ausgebildet als die Gleitstufen der Gleitkufen.

Am Übergang zwischen den Bootsseitenwandungen und der Bodenhimmelfläche oder gegebenenfalls kurz darüber oder darunter ist eine seitlich von den Seitenwandungen ab­ stehende, gegebenenfalls auch nach vorne den Steven überragende Bugflosse in Form einer brettartigen Leiste angeordnet, deren Form - in der Draufsicht betrachtet - etwa schiffrumpfartig ist. Die Bugflosse beginnt bogen- oder spitzbogenartig entweder vor dem Vordersteven oder entspringt in dem Bereich des Vorderstevens, steht seit­ lich beiderseits über und läuft spitzwinklig oder flachbogenartig in die Bootsseitenwandungen ein. Die Unterfläche der Bugflosse liegt vorzugsweise in der Ebene der Bodenhimmelfläche. Durch die Bugflosse soll insbesondere bewirkt werden, daß die Stampfbewegung des Schiffes beim Einlaufen in anrollende Wellen gemindert wird.

Die Anordnung der Gleitkufen und der Kielkufe in Kombi­ nation mit der Lage der Bodenhimmelfläche ergibt zwei nebeneinander angeordnete, durch die Kielkufe vonein­ ander getrennte, sich nach hinten keilförmig verjüngende Lüftungskanäle, die dem in der DE-PS 20 59 087 beschrie­ benen Lüftungskanal form- und wirkungsmäßig entsprechen.

Aus der GB-PS 11 99 658 ist zudem ein Bootskörper mit seitlichen Gleitkufen mit treppenförmig nach außen ab­ gesetzten Gleitstufen bekannt, bei dem die Bodenhimmel­ fläche,von der Seite betrachtet, am Vordersteven keil­ förmig nach hinten verlaufend beginnt und in eine zur Wasserlinie parallele ebenflächige, bis zum Heck rei­ chende Himmelfläche übergeht. Die Gleitstufen entsprin­ gen wie beim Gegenstand der DE-OS 31 36 715 mit gerader, rechtwinklig zur Mitschiffsebene verlaufender Kante zu­ nächst bogenförmig, gehen aber dann in eine nach unten ansteigende Keilfläche über. Die Gleitstufen beginnen ebenfalls nach hinten versetzt zueinander, enden aber mit einer vertikalen Hinterkantenstufe ebenfalls ver­ setzt zueinander, wobei die jeweils weiter innenliegende, d.h. zur Mittschiffsebene benachbarte Kante weiter vorne endet. Somit ist die am weitesten innenliegende Gleit­ stufe am kürzesten, während die am weitesten außenlie­ gende Gleitstufe am längsten ist und bis zum Heck reicht.

Diese Ausbildung der Gleitkufen ist nicht geeignet, den dynamischen Trimm wesentlich zu beeinflussen, weil die wirksame Gleitstufenfläche jeder Gleitkufe zum Heck hin reduziert wird.

Das aus der DE-OS 31 36 715 bekannte schnellaufende Boot hat sich bewährt. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten er­ gibt sich aber noch eine Schräglage des Bootskörpers derart, daß das Heck tiefer liegt als der Bug, was ge­ gebenenfalls durch die Bugflosse bewirkt wird. Man ist jedoch bestrebt, den Bootskörper auch bei Höchstgeschwin­ digkeiten möglichst horizontal zu halten, weil dabei geringere Antriebskräfte erforderlich sind. Dieser so­ genannte hydrodynamische Trimm ist bei den bekannten Booten aufgrund der Raumform des Unterwasserschiffes nur bis zu einer bestimmten, meist noch weit von der Höchstgeschwindigkeit entfernten Geschwindigkeit zu er­ reichen.

Aufgabe der Erfindung ist, bei einem schnellaufenden Boot der eingangs beschriebenen Art den hydrodynamischen Trimm bis zur Höchstgeschwindigkeit zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem schnellaufenden Boot gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst. Vor­ teilhafte Ausbildungen der Erfindung werden in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Bootskörpers,

Fig. 2a, b, c Seitenansichten der Bodenplatte mit Varianten der Keilflächen in der Bodenhimmel­ fläche und in den Gleitkufen,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Bootskörpers mit weite­ ren Varianten von Keilflächen in der Kiel­ kufe,

Fig. 4 eine Unteransicht der Bodenplatte,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Bootskörpers mit einem Pump-Jet-Antrieb,

Fig. 6 eine Unteransicht einer bevorzugten Bodenplatte für einen Pump-Jet-Antrieb,

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Bootskörpers.

Das abgebildete, schnellaufende Boot weist einen Boots­ körper mit einem Vordersteven 1, einem Heck 2, den bei­ den Bootsseitenwandungen 3 sowie der Bodenplatte 4 mit der Bodenhimmelfläche 5 auf. Seitlich jeweils neben und im Abstand von der Mittschiffsebene (nicht dargestellt) befindet sich eine Gleitkufe 6. Die beiden Gleitkufen 6 sind zueinander spiegelsymmetrisch zur Mittschiffs­ ebene angeordnet und weisen jeweils mehrere z.B. vier Gleitstufen 6 a, b, c, d auf (Fig. 1, 3, 4). Die Gleit­ stufen 6 a, b, c, d entspringen im Bugbereich aus der Bodenhimmelfläche 5 in einer quer zur Mittschiffsebene angeordneten Kante 7 und mit einem schräg, vorzugsweise flachbogenförmig, nach unten ragenden Bogen 7 a und gehen in einen horizontalen Teil 7 b über. Die Gleitstufen weisen mindestens eine vertikale Seitenfläche 8 und eine senk­ recht dazu angeordnete Gleitfläche 9 auf. Die Gleitstufen sind im Querschnitt betrachtet untereinander treppenför­ mig nach außen voneinander abgesetzt, wobei jeweils die weiter innenliegende Stufe tiefer ragt. Die Ursprungs­ kanten 7 sind nach hinten gestaffelt, indem die jeweils weiter innenliegende Gleitstufe weiter vorne entspringt. Die Gleitstufen laufen vorzugsweise bis zum Heck 2.

Im Bereich der Mittschiffsebene ist unter der Bodenhim­ melfläche 5 eine Kielkufe 10 mit Kielstufen 11 vorgesehen. Die Vorderkanten 12 aller Kielstufen 11 entspringen vor­ zugsweise nebeneinander, wobei die mittlere Kielstufe 11 a mit einem tieferreichenden, konvexen Bogen 13 a und die daneben angeordnete Kielstufe 11 b mit einem flacheren Bogen 13 b beginnt. Die Kielstufen weisen, wie die Gleitstufen, mindestens eine vertikale Seitenfläche 14 und jeweils eine quer dazu angeordnete Gleitfläche 15 auf. Die Kiel­ stufe 11 a läuft rückwärtig keilförmig in die beiden Kiel­ stufen 13 b ein, so daß sich im Anschluß daran eine brei­ tere Kielstufenfläche 16 ergibt, wobei diese breitere Kielstufe wiederum keilförmig in die Bodenhimmelfläche 5 einmündet. In gleicher Weise kann z.B. auch die Gleit­ stufe 6 a rückwärtig in die Gleitstufe 6 b einlaufen, woraus die breitere Fläche 17 resultiert. Vorzugsweise ist die äußerste Gleitstufe 6 d etwa vertikal fluchtend mit der Bootsseitenwandung 3 a bzw. 3 b angeordnet.

Zwischen jeweils einer Gleitkufe 6 und der Kielkufe 10 wird ein Lüftungskanal 20 gebildet, der beispielsweise in der DE-PS 20 59 087 beschrieben wird.

Am Bootskörper ist im Bereich des Vorderstevens 1 und der Seitenwandungen 3 a, b eine von den Seitenwandungen abstehende Bugflosse 18 der in der DE-OS 31 36 715 be­ schriebenen Art vorgesehen. Die Bugflosse 18 kann am Vordersteven 1 entspringen und spitz- oder rundbogen­ förmig sich seitwärts nach hinten erstrecken und keil­ förmig in die Bootswandung 3 a, b einlaufen (Fig. 8). Sie kann aber auch vom Vordersteven vorspringend be­ ginnen (Fig. 1, 3, 5). Ferner kann sie als Verlängerung bzw. Verbreiterung der Bodenplatte 4 im vorderen Bereich ausgebildet sein, wobei die Kielkufe und die Gleitkufen sich auf die Unterfläche der Bugflosse 18 erstrecken können.

Wesentlich ist, daß die freie Bodenhimmelfläche im Be­ reich zwischen Bootslängsmitte und Heck eine bis zum Heck abfallende Schräge 19 aufweist, die vorzugsweise kantenlos in der Bodenhimmelfläche entspringt und eben­ flächig abfallend oder konkavbogenförmig abfallend aus­ gebildet ist. Bei gegen die Schräge 19 anlaufender Strömung wird eine Auftriebskraft erzeugt, die mit der Geschwindigkeit der Strömung wächst und das Heck aus dem Wasser hebelt. Die Länge und Flächengröße der Schräge 19 und ihr Keilwinkel β (Fig. 2a) sind dabei auf den Keilwinkel α sowie die Länge und Flächengröße der An­ laufschrägen 7 a, 13 a, 13 b der Gleitstufen 6 a, b, c, d und der Kielstufen 11 a, 11 b sowie auf die keilförmige Ausbildung der Lüftungskanäle 20, insbesondere aber auch auf die Größe der Fläche der Bugflosse 18 derart abgestimmt, daß bei nahezu allen Geschwindigkeiten eine selbsttätige Austarierung des Bootes erfolgt, d.h. das Boot nimmt immer eine horizontale Schwimmlage oder eine vorbestimmte, davon geringfügig abweichende Schwimmlage ein. Die Auftriebskraft, die durch die gegen die Anlauf­ schrägen der Kufen und der Lüftungskanäle drückende Strömung erzeugt wird, wirkt im wesentlichen auf das Vorschiff, während die von der gegen die Schräge 19 drückende Strömung erzeugte Auftriebskraft auf den Heckbereich des Bootes wirkt und die erstere Auftriebs­ kraft kompensiert. Der dynamische Auftriebskraftschwer­ punkt bleibt dabei automatisch an der Stelle, wo der Angriffspunkt für eine horizontale Schwimmlage des Bootes liegt. Das Boot wird bei horizontaler Schwimmlage mit steigender Geschwindigkeit bzw. mit steigender Strömungs­ kraft weiter aus dem Wasser gehoben. Überraschend ist, daß das Boot sich bei hohen Geschwindigkeiten nicht mit dem Heck "festsaugt".

Zur Unterstützung der Wirkung der Schräge 19 kann im Heckbereich der Gleitstufen ebenfalls eine Schräge 21 vorgesehen sein (Fig. 1, 2c). Die Fig. 2a und 2b zeigen dagegen aufsteigenden (Fig. 2a) bzw. horizontalen (Fig. 2b) Kufenverlauf im Heckbereich. Besonders wirksam sind die Schrägen 21, wenn zwei oder mehrere Gleitkufen 6 a, b, c, d im Heckbereich ineinander übergehen und z.B. die größere Fläche 17 bilden (Fig. 4).

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung geht auch die Kielkufe in eine abfallende Schräge 22 in ihrem hinteren Bereich über, so daß sich eine nach oben sprin­ gende Hinterkante 23 ergibt (Fig. 3, 4).

Hauptsächlich jedoch bewirkt die erfindungsgemäße Schräge 19 eine Kompensation des von der Bugflosse bei Einwirkung einer Strömung zusätzlich erzeugten Auftriebs.

Die Schrägen 21 vermitteln zu der gewünschten Auftriebskraft noch einen synergistischen Effekt; denn diese Schrägen unterstützen ganz beachtlich die Wirkung des Ruders des Bootes. Die Gleitstufen erzeugen eine Wasserverdrängung quer zur Fahrtrichtung nach außen nach Art eines Kas­ kadenwasserfalls. Dieser Kaskadeneffekt ist besonders stark im Bereich der Schrägen 21. Demgemäß ist dort auch die von der Seite auf das Boot wirkende Gegenkraft größer als weiter vorne. Wenn das Ruder gelegt wird, legt sich bekanntlich das Boot zunächst in die Kurve, d.h. dorthin, wohin es fahren soll. Erst danach wirkt die Fliehkraft und neigt das Boot in die Gegenrichtung aus der Kurve heraus. In der ersten Neigungsphase, wenn sich das Boot in die Kurve legt, wird kurvenseitig ein höherer Kaskaden­ effekt bewirkt und damit verbunden eine höhere, von der Außenseite quer zur Fahrtrichtung auf das Boot wirkende Kraft erzeugt, die das Boot im Heckbereich zur Seite drückt und damit die Ruderwirkung unterstützt. Das Boot dreht schneller und mit einem kleineren Radius.

Nach einer besonderen, nicht dargestellten,weil leicht vorstellbaren Ausführungsform der Erfindung, ist eine Vorrichtung vorgesehen, die die Schräge 19 trägt, wobei diese Vorrichtung um eine horizontale, quer zur Mitt­ schiffsebene angeordnete, vorzugsweise am Anfang der Schräge 19 liegende Achse nach unten schwenkbar am Boden des Bootes angeordnet ist z.B. als keilförmiges Zusatzteil, das mit mechanischen oder motorischen Mit­ teln verstellt werden kann derart, daß die Schräge 19 tiefer nach unten schwenkbar ist. Dadurch wird eine Angleichung der Auftriebskraft an z.B. andere Belastungs­ situationen des Bootes ermöglicht.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht eine gleiche Ausgestaltung für die Gleitstufen und gegebenenfalls auch für die Kielstufen vor.

Das erfindungsgemäße schnellaufende Boot eignet sich insbesondere auch zur Ausrüstung mit einem an sich be­ kannten Pump-Jet-Antrieb. Ein Pump-Jet-Antrieb saugt das Wasser über ein Laufrad unter dem Schiffsboden an. In einem Krümmer wird das Wasser mit Energie beaufschlagt, um dann in einem Winkel von etwa 15° unter dem Fahrzeug­ boden wieder ausgestoßen zu werden. Der Pump-Jet-Antrieb ist in einen sogenannten Brunnen eingebaut, dessen Unter­ kante mit dem Schiffsboden abschließt. Die Motorleistung wird in Schub umgewandelt, der gleichzeitig zum Vortrieb und zur Steuerung in jede beliebige Richtung verfügbar ist. Fahrzeuge, die mit einem Pump-Jet-Antrieb ausgerüstet sind, besitzen eine hohe Wendigkeit. Die Ausrüstung schnellaufender Boote mit einem Pump-Jet-Antrieb war bisher problematisch, weil bei diesen Booten nicht ge­ nügend Wasserdruck am Fahrzeugboden erzeugt wird. Durch die Schräge 19, insbesondere durch die verstellbare Schräge, wird jedoch der Druck erhöht, so daß optimale Bedingungen für den Betrieb eines Pump-Jet-Antriebs ge­ schaffen werden. Fig. 5 zeigt beispielhaft die Anordnung eines Pump-Jet-Antriebs 24 bei dem erfindungsgemäßen schnellaufenden Boot.

Eine besondere Ausbildung der Kielstufen 6 zeigen die Fig. 6 und 7, die insbesondere bei Verwendung von zwei im Heckbereich der Gleitstufen angeordneten Pump-Jet- Antrieben geeignet ist. Es handelt sich um eine relativ zu den anderen Kielstufen breitere Kielstufe 6 b, in derem Heckbereich ein Pump-Jet-Antrieb 24 angeordnet ist. Die Kielstufe 6 b weist die beschriebene Schräge 21 auf. An den beiden Außenkanten der Kielstufe sind senkrecht nach unten weisende, etwa in der Längsmitte beginnende, sich nach hinten erstreckende, keilförmig ausgebildete Wasser­ leitstege 25 angeordnet, die eine höhere Strömungsge­ schwindigkeit bewirken, so daß der Wasserdruck im Bereich der Antriebe 24 dadurch zusätzlich erhöht wird. Die Stege 25 enden kurz vor den Pump-Jet-Antrieben 24. Besonders vorteilhaft ist, wenn im Anschluß an die Stege 25 die Schräge 21 noch steiler als vorher nach unten verlaufend ausgebildet ist (nicht dargestellt).

Wesentlich im Rahmen der Erfindung ist, daß die Schrägen 19 bzw. 21, 22 nicht aus einer Schräge im vorderen Be­ reich des Bootes resultieren, sondern aus einer mehr oder weniger waagerechten Fläche im Längsmittenbereich des Bootes entspringen. Es ergibt sich - von der Seite betrachtet - vorzugsweise eine Sinuskurve, zumindest aber eine Kurve mit einem Wendepunkt.

Claims (13)

1. Schnellaufendes Boot, das einen Bootskörper mit einem Vordersteven, einem Heck, zwei Seitenwandungen sowie einer Bodenplatte mit einer Bodenhimmelfläche auf­ weist, wobei auf der Bodenhimmelfläche seitlich je eine Gleitkufe mit Gleitstufen und vorzugsweise in der Mittschiffsebene eine Kielkufe mit Kielstufen angeordnet sind, und zwischen den Gleitkufen mindestens ein Lüftungskanal gebildet wird, und wobei der Bootskörper vor­ zugsweise mit einer Bugflosse ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Bodenhimmelfläche (5) vornehmlich im Bereich zwischen Bootslängsmitte und Heck eine vorzugsweise bis zum Heck abfallende Schräge (19) aufweist.

2. Schnellaufendes Boot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge (19) kantenlos in der Bodenhimmelfläche (5) entspringt.

3. Schnellaufendes Boot nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge (19) sich aus mehreren aneinandergereihten Schrägen zusammen­ setzt, wobei jede folgende Schräge einen größeren Winkel β aufweist als die vorangehende.

4. Schnellaufendes Boot nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge (19) konkav bogenförmig ausgebildet ist.

5. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Keilwinkel β der Schräge (19) etwa dem Keilwinkel α der Gleitstufen (6 a, b, c, d) entspricht.

6. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Heckbereich mindestens einer Gleitstufe (6 a, b, c, d) eine Schräge (21) angeordnet ist.

7. Schnellaufendes Boot nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Gleitstufen (6 a, b, c, d) im Heckbereich kantenlos ineinander übergehen und eine größere Fläche (17) bilden.

8. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kielkufe (10) eine abfallende Schräge (22) mit einer nach oben springenden Hinterkante (23) im hinteren Bereich aufweist.

9. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schräge (19) an einer Vor­ richtung angeordnet ist, die um eine horizontale, quer zur Mittschiffsebene angeordnete, vorzugsweise am Anfang der Schräge liegende Achse,nach unten schwenkbar am Boden des Bootes angeordnet ist.

10. Schnellaufendes Boot nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge an einem keilförmigen Zusatzteil angeordnet ist, das mechanisch oder motorisch verschwenkt werden kann.

11. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es im Heckbereich mit minde­ stens einem Pump-Jet-Antrieb (24) ausgerüstet ist.

12. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine Kielstufe (6 a, b, c, d) an ihren beiden Außenkanten einen sich senkrecht nach unten erstreckenden, etwa in der Längsmitte beginnenden, nach hinten laufenden, keil­ förmig ausgebildeten Wasserleitsteg (25) aufweist.

13. Schnellaufendes Boot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägen (19, 21 und 22) in Kombination mit den Schrägen im Bugteil des Bootes - von der Seite betrachtet - eine Sinuskurve, zumin­ dest aber eine Kurve mit einem Wendepunkt, ergeben.