DE3642914A1 - Wasserfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Beim Fahren eines Wasserfahrzeuges durch das Wasser wird eine Kraft erzeugt, die als Schiffswiderstand bezeichnet wird. Hierbei setzt sich der Schiffswiderstand aus einer Kraftkomponente, die die Luft bezüglich des Überwasser­ schiffes dem fahrenden Schiff entgegensetzt, und einer Kraftkomponente, die das Wasser bezüglich des Unterwas­ serschiffes dem fahrenden Schiff entgegensetzt, zusam­ men, wobei letztere als Wasserwiderstand bezeichnet wird. Den Wasserwiderstand, den ein sich an der Ober­ fläche einer zähigkeitsbehafteten Flüssigkeit gleich­ förmig fortbewegendes Wasserfahrzeug überwinden muß, teilt man in den Reibungs-, den Wellen- und Druck- oder Ablösewiderstand auf. Insbesondere der Druck- und Wellen­ widerstand hängen stark von der Form des jeweiligen Was­ serfahrzeuges ab und werden daher häufig auch unter dem Begriff Form- oder Restwiderstand zusammengefaßt.

Um bei angetriebenen Wasserfahrzeuge, wie beispielswei­ se Tankern, Massengutschiffen, Passagierschiffen o. dgl., den insbesondere sich bei höheren Geschwindigkei­ ten stärker bemerkbar machenden Wellenwiderstand zu re­ duzieren und dadurch bei gleicher Fahrtgeschwindigkeit die benötigte Antriebsenergie zu verringern, ist es be­ kannt, die Wasserfahrzeuge an ihrem Bug mit einem Bug­ wulst, der auch als Taylor-Wulst bezeichnet wird, zu versehen. Hierbei bewirkt ein derartiger Bugwulst eine Widerstandsminderung, die darauf zurückgeführt wird, daß infolge von Interferenz eine möglichst weitgehende Auslöschung der vom vorderen und hinteren Staupunkt aus­ gehenden Wellensysteme erreicht wird, wobei in der Regel der vordere und hintere Staupunkt dem Bug- und Heckbe­ reich des Wasserfahrzeuges zugeordnet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasser­ fahrzeug der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, das einen besonders geringen Wasserwiderstand aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Wasserfahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Wasserfahrzeug, bei dem es sich beispielsweise um ein angetriebenes Passa­ gier-, Massengut-, Küstenmotor-, Kriegschiff, einen an­ getriebenen Tanker o. dgl. handelt, weist eine Einrich­ tung auf, die den Wasserwiderstand im Fahrbetrieb des Wasserfahrzeuges reduziert. Hierbei ist diese Einrich­ tung nicht, wie beim vorstehend aufgeführten Stand der Technik, als Bugwulst ausgebildet, sondern umfaßt viel­ mehr einen Strömungskanal, der mindestens teilweise über seine Länge in Kielrichtung des Rumpfes des Was­ serfahrzeuges verläuft. Der Strömungskanal ist mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung versehen, wobei die Ein­ laßöffnung im Bereich des Bugs angeordnet ist. Innerhalb des Strömungskanal ist mindestens eine angetriebene Schraube angeordnet, die Wasser aus dem Bugbereich des Wasserfahrzeuges durch den Strömungskanal absaugt und so einen Druckanstieg im Bugbereich des fahrenden Was­ serfahrzeuges verringert oder diesen verhindert. Dies wiederum führt dazu, daß der Druckausgleich, der bei herkömmlich ausgebildeten Wasserfahrzeugen zwischen den Unterdruckgebieten, die sich beim Fahren derselben im Bereich der Wasserfahrzeugmitte ausbilden, und den Über­ druckgebieten, die im Bereich des Bugs entstehen, bei dem erfindungsgemäßen Wasserfahrzeug nicht oder nur in wesentlich geringerem Maße stattfindet. Folglich ent­ stehen auch keine oder nur sehr geringe Querwellen, die sich relativ zur Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges schräg nach hinten ausbreiten und zu deren Erzeugung und Aufrechterhaltung Energie benötigt wird, die zu Lasten der Antriebsenergie geht. Hieraus wird erklär­ lich, daß das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug wegen des vorstehend beschriebenen verringerten Wellenwiderstan­ des im Bugbereich im Vergleich zu einem herkömmlich aus­ gebildeten Wasserfahrzeug bei gleichen Antriebsener­ gien eine wesentlich höhere Fahrtgeschwindigkeit auf­ weist, die im Vergleich zu Wasserfahrzeugen, die mit einem Bugwulst versehen sind, noch beträchtlich grö­ ßer ist. Andererseits ist bei dem erfindungsgemäß aus­ gebildeten Wasserfahrzeug im Vergleich zu den zuvor benannten Wasserfahrzeugen bei gleicher Fahrtgeschwin­ digkeit eine wesentlich geringere Antriebsenergie erfor­ derlich, die sich in entsprechend kleiner dimensionier­ ten Antriebsaggregaten ausdrückt. Hierdurch wird die Nutz­ last vergrößert, zumal bei dem erfindungsgemäßen Was­ serfahrzeug nur entsprechend kleinere Vorratstanks für Brennstoff erforderlich sind.

Darüberhinaus bietet das erfindungsgemäße Wasserfahr­ zeug noch eine Reihe von weiteren Vorteilen. Bedingt durch die Anordnung des Strömungskanales wird die Sta­ bilität des Wasserfahrzeuges verbessert, da der mit Wasser gefüllte Strömungskanal als weiterer Ballast dient und den Schwerpunkt des Wasserfahrzeuges weiter zum Kiel hin verlegt. Dies wiederum verringert das Kenterrisiko und verbessert die Stabilität des Wasserfahrzeuges, so daß auch bei hohem Seegang das erfindungsgemäße Wasser­ fahrzeug wesentlich weniger rollt, stampft und giert. Auch tritt bei dem erfindungsgemäßen Wasserfahrzeug bei hohem Wellengang während des Stampfens ein Slamming, d. h. ein Aufschlagen des aus dem Wasser getauchten Vor­ schiffs auf das Wasser, und beim Gieren ein Querschlagen nur im wesentlich geringeren Maße auf, wie dies anhand von Modellversuchen festgestellt werden konnte. Da bei dem erfindungsgemäßen Wasserfahrzeug der Wellenwider­ stand reduziert ist, findet auch bei beschränktem Fahr­ wasser, d. h. beim Fahren in Wasser mit einer begrenzten Tiefe, kein nennenwerter Widerstandszuwachs statt, wie dies bei herkömmlichen Schiffen beispielsweise durch den Flachwasser- oder Kanalwiderstand der Fall ist. Auch wird bei dem erfindungsgemäßen Wasserfahrzeug wegen des Fehlens bzw. Unterdrückens der Querwellen bei Flachwas­ serfahrt die Beschädigung der Uferböschung bzw. -befe­ stigung auf ein Minium reduziert, so daß die mit dem Strömungskanal versehenen Schiffe wesentlich höhere Ge­ schwindigkeiten bei der Fluß- und Kanalfahrt erlauben.

Bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeuges erstreckt sich der Strömungskanal über seine gesamte Länge in Kielrichtung des Rumpfes. Vorteil­ hafterweise ist hierbei der Strömungskanal mittig unter dem Kiel angeordnet und weist eine Länge auf, die gering­ fügig, etwa 10% bis etwa 20%, kleiner ist als der Ab­ stand zwischen dem Bug und der breitesten Stelle des Wasserfahrzeuges, die sich in der Regel im Bereich des Mittschiffes befindet. Hierdurch wird erreicht, daß das aus dem Bugbereich abgesaugte Wasser durch den Strömungs­ kanal zu dem im Fahrbetrieb ausgebildeten Unterdruckge­ biet im Bereich der breitesten Stelle des Wasserfahr­ zeuges gleitet und so der erwünschte Druckausgleich hierzwischen hergestellt wird, so daß außen am Wasser­ fahrzeug ein derartiger Druckausgleich nicht oder nur im sehr untergeordneten Maße stattfindet und damit der Wellenwiderstand zwischen dem Bug und der breitesten Stelle des Fahrzeuges auf ein Minimum reduziert wird.

Gleiches kann dadurch erreicht werden, daß man einen verzweigten Strömungskanal vorsieht, der eine dem Bug zugeordnete Einlaßöffnung und zwei Auslaßöffnungen auf­ weist, von denen eine an Backbord und die andere an Steuerbord im Bereich des Vorschiffes angeordnet ist. Hierbei hängt der Winkel, unter dem der Strömungskanal relativ zur Kielrichtung zur Backbord- bzw. Steuerbord­ seite verzweigt ist, von der jeweiligen Rumpfform des Wasserfahrzeuges und der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers, die durch die als Pumpe wirkende Schraube, die in dem Strömungsrohr angeordnet ist, variierbar ist, ab. Allgemein gilt, daß die beiden Auslaßöffnungen der­ art angeordnet sind, daß genügend Wasser aus dem Über­ druckgebiet im Bugbereich dem sich an der breitesten Stelle des Wasserfahrzeuges ausbildenden Unterdruckge­ biet zugeführt wird, so daß außen am Rumpf kein nennens­ werter Druckausgleich zwischen diesen beiden Gebieten stattfindet. Werden bei einer derartigen Ausführungs­ form die Auslaßöffnungen verschließbar ausgestaltet, so weist dies den Vorteil auf, daß dadurch die Manövrier­ fähigkeit des Wasserfahrzeuges erhöht wird, da durch Ver­ schließen einer Auslaßöffnung das Wasserfahrzeug quer zur Fahrtrichtung bewegbar ist.

Die vorstehend beschriebenen Strömungskanäle werden aus­ schließlich bei Wasserfahrzeugen verwendet, die neben der zweiten, im Strömungskanal angeordneten angetriebe­ nen Schraube noch mindestens eine weitere Schraube be­ sitzen, die vorzugsweise im Heckbereich des Wasserfahr­ zeuges angeordnet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Wasserfahrzeuges erstreckt sich der Strömungskanal etwa über die gesamte Länge des Rumpfes. Hierbei be­ steht vorzugsweise der Antrieb des Fahrzeuges aus zwei im Strömungskanal vorgesehenen Schrauben, wobei insbe­ sondere die erste angetriebene Schraube der Auslaßöff­ nung zugeordnet ist und die zweite angetriebene Schraube im vorderen Bereich des Strömungskanals vorgesehen ist. Eine derartige Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß sie besonders gut den Wasserwiderstand des Wasser­ fahrzeuges verringert. Dies wird darauf zurückgeführt, daß einerseits durch das Absaugen des Wassers durch den Strömungskanal aus dem Bugbereich dort keine nennenswer­ ten Überdruckgebiete im Fahrbetrieb ausgebildet werden und somit der Wellenwiderstand entsprechend reduziert wird und andererseits durch das aus dem Strömungskanal im Bereich des Hecks ausgestoßene Wasser die an sonsten an der Grenzschicht zwischen dem Schiff und dem umgeben­ den Wasser entstehenden Wirbel, die die Größe des Ablö­ sewiderstandes bestimmen, nicht oder nur im sehr gerin­ gen Maße gebildet werden und somit der Ablösewiderstand und folglich insgesamt der Formwiderstand einer derarti­ gen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeu­ ges entsprechend reduziert sind. Eine solche Ausfüh­ rungsform weist im verstärkten Maße die bereits ein­ gangs genannten weiteren Vorteile auf.

Vorzugsweise ist die zweite Schraube im ersten Drittel des Strömungskanales angeordnet, da hierdurch ein be­ sonders gutes Absaugen des Wassers aus dem Bugbereich sichergestellt wird. Die der Auslaßöffnung zugeordnete erste Schraube ist insbesondere derart am Ende des Strömungskanales angeordnet, daß die Flügel des Pro­ pellers bündig mit der Auslaßöffnung abschließen oder geringfügig relativ zur Auslaßöffnung nach innen zu­ rückspringen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Schiffsschraube bzw. der Schiffspropeller wirksam gegen Beschädigungen geschützt ist, ohne daß unerwünschte Vi­ brationen oder Schwingungen durch die Propeller hervor­ gerufen werden oder Kavitation auftritt. Selbstverständ­ lich ist es auch möglich, ein mit einem derartigen Strö­ mungskanal versehenes Wasserfahrzeug zusätzlich noch mit weiteren Antriebsschrauben zu versehen, die an den üblichen Stellen am Rumpf angeordnet sind.

Als Schiffsschraube bzw. Schiffspropeller werden bei dem erfindungsgemäßen Wasserfahrzeug die dem Fachmann geläufigen Typen, wie z. B. die Wageninger B-, Taylor-, Schaffran- oder Gawn-Serie verwendet, wobei Schrauben mit drei oder vier Flügeln bevorzugt sind.

Bezüglich der Anordnung des Strömungskanals ist festzu­ halten, daß dieser an jeder geeigneten Stelle des Rump­ fes im Bereich des Unterwasserschiffes angebracht sein kann. Vorzugsweise ist der Strömungskanal im Bereich des Kieles vorgesehen und in den Rumpf des Wasserfahr­ zeuges integriert, da hierdurch besonders der Schwer­ punkt des Rumpfes in den Kielbereich verlegt wird. Auch ist es möglich, den Strömungskanal als mehrteiligen Strö­ mungskanal derart auszubilden, daß er sich entlang der beiden Seiten des Rumpfes erstreckt, wobei ein derarti­ ger mehrteiliger Strömungskanal den Tiefgang des Was­ sefahrzeuges nicht nennenswert vergrößert, so daß er insbesondere für solche Schiffe geeignet ist, die auf flachen Gewässern verkehren, was beispielsweise für Küstenmotorschiffe, Flußschiffe oder Fähren zutrifft.

Die im Bugbereich des Wasserfahrzeuges vorgesehene Ein­ laßöffnung des Strömungskanals ist vorzugsweise derart angeordnet, daß sie auf das Gebiet ausgerichtet ist, in dem beim Fahren des Fahrzeuges der größte Überdruck aufgebaut wird. Dies ist abhängig von der jeweiligen Bugform, wobei allgemein gilt, daß sich dieses Gebiet unmittelbar unterhalb der Wasseroberfläche befindet. Um ein unerwünschtes Ansaugen von Luft, die zu Kavita­ tion an der Schraube führen würde, durch den Strömungs­ kanal zu verhindern, empfiehlt es sich, die Einlaßöff­ nung derart auszugestalten, daß ihre Lage relativ zur Wasseroberfläche verstellbar ist. Dies beinhaltet fer­ ner den Vorteil, daß abhängig von der jeweiligen Bela­ dung des Wasserfahrzeuges und damit von der Eintauch­ tiefe des Rumpfes ins Wasser die Einlaßöffnung auf das Gebiet mit dem höchsten Überdruck ausrichtbar ist. Um dies beispielsweise in einfacher Weise zu erreichen, ist ein Vorderabschnitt des Strömungskanals relativ ver­ schwenkbar zu dem übrigen Strömungskanal am Rumpf oder am Bug des Wasserfahrzeuges befestigt.

Um die Bildung der Wirbel an der Grenzschicht zwischen Schiffsrumpf und Wasser im Bereich des Hecks besonders wirksam zu verhindern, sieht eine weitere Ausführungs­ form des Strömungsrohres vor, daß der Querschnitt der Auslaßöffnung relativ zum Querschnitt des Strömungs­ rohres verengt ist. Eine derartig im Durchmesser redu­ zierte Auslaßöffnung wird inbesondere bei den Wasser­ fahrzeugen verwendet, bei denen der Antrieb allein durch im Strömungskanal angeordnete Schrauben bewirkt wird, da hierdurch der Wirkungsgrad eines derartigen Antrie­ bes verbessert wird. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Auslaßöffnung um etwa 5% bis etwa 10% relativ zum Durchmesser des Strömungskanales reduziert, wobei ins­ besondere bei einer Verringerung um etwa 5% wirksam Kavitation verhindert wird.

Um Reparatur- oder Wartungsarbeiten an der bzw. an den in dem Strömungskanal angeordneten angetriebenen Schrau­ ben zu ermöglichen, ohne daß hierfür das Wasserfahrzeug in ein Dock überführt werden muß, weist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeuges einen Strömungskanal auf, der mit Schotten versehen ist. Vorzugsweise sind diese unmittelbar vor und hinter der bzw. den angetriebenen Schrauben angeordnet, so daß nach Schließen der Schotten ein Raum entsteht, der nach Leer­ pumpen, beispielsweise vom Schiffsboden über einen dort vorgesehenen Turmdeckel frei zugänglich ist. Zusätzlich können die Einlaß- und Auslaßöffnungen des Strömungska­ nals mit Schotten versehen sein, so daß der Strömungs­ kanal abgeschottet und entsprechend leergepumpt werden kann, um so den Tiefgang des Wasserfahrzeuges, beispiels­ weise für eine Kanal- oder Flußfahrt, zu reduzieren. Ein mit einem derartig abgeschotteten Strömungskanal betrie­ benes Wasserfahrzeug weist dann einen Wasserwiderstand auf, der mit einem konventionellen Wasserfahrzeug ver­ gleichbar ist. Dies spielt bei sehr großen Wasserfahr­ zeugen für die relativ selten auftretende Kanal- oder Flußfahrt nur eine untergeordnete Rolle, zumal diese Wasserwege in der Regel nur von großen Wasserfahrzeugen mit einer entsprechend reduzierten Geschwindigkeit be­ fahren werden können.

Zur Erleichterung der Montage bzw. Demontage bei War­ tungs- oder Reparaturarbeiten kann der Strömungskanal einzelne Segmente umfassen, die lösbar miteinander ver­ bunden sind. Dies bietet sich insbesondere für solche Ausführungsformen an, bei denen der Strömungskanal au­ ßen am Rumpf des Wasserfahrzeuges befestigt ist.

Bezüglich der Querschnittsform des Strömungskanales ist festzuhalten, daß grundsätzlich jede Querschnittsform, wie beispielsweise eine ovale oder rechteckige, geeignet ist. Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit einem Strömungskanal erzielen, der einen kreisförmigen Quer­ schnitt aufweist, da in einem derartigen kreisförmigen Strömungskanal optimale Strömungsverhältnisse herrschen.

Um bestehende Wasserfahrzeuge umzubauen, besteht die Möglichkeit, einen oder mehrere der vorhandenen Boden- oder Seitentanks miteinander zu verbinden und mit Ein­ laß- und Auslaßöffnungen sowie mindestens einer ange­ triebenen Schraube zu versehen, so daß der jeweils er­ forderliche Strömungskanal entsteht. Hierfür gelten dann die vorstehenden Ausführungen bezüglich der Ausgestal­ tung und der Anordnung der Einlaß- und Auslaßöffnungen.

Das beim Betreiben des Strömungskanals auftretende grö­ ßere Eintauchen des Bugbereiches des Wasserfahrzeuges kann entweder durch Verlagerung des Schwerpunktes des Wasserfahrzeuges in Richtung auf den Heckbereich oder durch Anordnung von tragflächenartigen Schwimmkörpern im Bereich des Bugs ausgeglichen werden. Besonders ge­ eignet erweisen sich hierfür tragflächenartige Schwimm­ körper, die an beiden Seiten des Rumpfes im Bugbereich angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Schwimmkörper relativ zum Rumpf verstellbar, so daß abhängig von der aus dem Bugbereich abgezogenen Wassermenge die damit verbundene Absenkung des Bugbereiches durch Verstellen der Neigung der Schwimmkörper, wodurch der Auftrieb ver­ größert wird, kompensiert werden kann. Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit Schwimmkörpern erzielen, die tragflügelartig ausgebildet sind und deren Anströmwin­ kel durch Verdrehen der Tragflügel relativ zum Rumpf veränderbar sind. Zwar wird hierdurch der Wasserwider­ stand des Rumpfes vergrößert, jedoch bewirken derartige Schwimmkörper gleichzeitig eine Verbesserung der Strö­ mungsverhältnisse entlang des Rumpfes, so daß die hier­ durch hervorgerufene Vergrößerung des Wasserwiderstan­ des kompensiert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Was­ serfahrzeuges sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Strömungs­ verhältnisse bei einem konventionellen Was­ serfahrzeug im Fahrbetrieb in der Draufsicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strömungs­ verhältnisse bei einer ersten Ausführungs­ form des Wasserfahrzeuges bei Fahrbetrieb in der Draufsicht;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Strömungs­ verhältnisse bei einer zweiten Ausführungs­ form des Wasserfahrzeuges bei Fahrbetrieb in der Draufsicht; und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Rumpfes des Wasserfahr­ zeuges.

Die Fig. 1 bis 3 stellen schematisch und vereinfacht die Strömungsverhältnisse eines fahrenden Wasserfahr­ zeuges bei Tiefwasserfahrt dar. Bei der nachfolgenden Beschreibung bezüglich des Wasserwiderstandes wird der Schwerpunkt auf die Betrachtung des Wellen- und Druck­ widerstandes gerichtet, da der Reibungswiderstand durch Anordnung eines Strömungskanales im wesentlichen unver­ ändert bleibt.

Die Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit 1 bezeichneten konventionell ausgebildeten Schiffskörper in der Drauf­ sicht. Hierbei bewegt sich der Schiffskörper 1 in Pfeil­ richtung 2. Aufgrund dieser Bewegung in Pfeilrichtung 2 entstehen im Bereich des Buges 3 ein Wasserüberdruck- oder Wasserstaugebiet 4, in den Bereichen 5 an der brei­ testen Stelle des Schiffskörpers jeweils ein Wasserun­ terdruckgebiet 6 und in dem Bereich des Hecks 7 des Schiffskörpers 1 wiederum ein Wasserüberdruckgebiet 8, das durch Wirbelbildung zustande kommt und dessen Grö­ ße abhängig von der jeweiligen Heckform des Schiffes ist. Bedingt durch den zwischen den Überdruckgebieten 4 und 8 und den Unterdruckgebieten 6 stattfindenden Druck­ ausgleich bilden sich schräg nach hinten verlaufende Quer­ wellen, die den Wasserwiderstand des Schiffskörpers 1 bei seiner Fahrt in Pfeilrichtung 2 vergrößern. Die Größe des Wellenwiderstandes hängt von der Größe des ausgebil­ deten Überdruckgebietes 4 und die Größe des Druckwider­ standes hängt von der Größe des Überdruckgebietes 8 ab.

Die Fig. 2 zeigt schematisch und vereinfacht die Strö­ mungsverhältnisse bei einer ersten Ausführungsform des Wasserfahrzeuges. Hierbei weist dieses einen Schiffs­ körper 1′ auf, der in Fahrtrichtung 2′ während der Tief­ wasserfahrt bewegt wird. Hierbei ist dieser Schiffskör­ per 1′ mit einem Strömungskanal 9 auf seiner Unterseite versehen, wie dies in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist. Der Strömungskanal 9 erstreckt sich vom Bug 3′ des Schiffskörpers 1′ bis etwa Mittschiffs und verzweigt sich von dort aus unter einem Winkel von etwa 120° je­ weils in Richtung Backbord und Steuerbord. Innerhalb des Strömungskanals 10 ist an der mit 10 bezeichneten Stelle eine angetriebene Schraube vorgesehen, die als vierflügliger Propeller ausgebildet ist. An seinem Heck 7′ weist der Schiffskörper 1′ eine zweite Schiffsschraube auf, die eine konventionalle Bauweise besitzt. Durch die im Strömungskanal angeordnete Schraube wird Wasser durch die am Bug angeordnete Einlaßöffnung aus dem Überdruck­ gebiet 4′ abgesaugt und gelangt über den Strömungska­ nal 9 zu den beiden Unterdruckgebieten 6′, die, wie bei dem vorstehend beschriebenen konventionell ausgebilde­ ten Schiffskörper, an der breitesten Stelle desselben ausgebildet werden würden. Hierdurch wird erreicht, daß das am Bug 3′ des Schiffskörpers 1′ entstehende Was­ serstaugebiet sowie die sich seitlich ausbildenden Un­ terdruckgebiete erheblich verkleinert werden, was zu einer beträchtlichen Verringerung des Wellenwiderstandes führt. Darüberhinaus findet bei dem in Fig. 2 abgebil­ deten Schiffskörper 1′ keine nennenswerte Wasserströmung von den Gebieten 6′ zu dem Gebiet 4′ statt, so daß auch hierdurch keine quer nach hinten verlaufenden Wellen erzeugt werden. Dies wiederum bewirkt eine Verringerung des Formwiderstandes. Bei dem in der Fig. 2 abgebilde­ ten Schiffskörper 1′ wird die Größe des am Heck ausge­ bildeten Wasserüberdruckgebietes 8′ nicht nennenswert verändert.

Die Fig. 3 zeigt schematisch die Strömungsverhältnisse bei einer zweiten Ausführungsform des Wasserfahrzeuges für Tiefwasserfahrt. Hierbei wird ein Schiffskörper 1′′ in Pfeilrichtung 2′′ bewegt. Der Schiffskörper 1′′ ist an seiner Unterseite mit einem Strömungskanal 9′ verse­ hen, der sich über seine gesamte Länge in Kielrichtung des Schiffsrumpfes erstreckt, wie dies der Fig. 4 bes­ ser zu entnehmen ist. Der bei einem konventionellen Schiffskörper am Bug desselben entstehende Stauwasser­ bereich 4′′ wird bei dem in Fig. 3 gezeigten Schiffs­ körper 1′′ nicht ausgebildet, da der Strömungskanal 9′ das Stauwasser aus dem Bugbereich absaugt. Hierzu weist der Strömungskanal 9′ zwei Schrauben auf, wobei die er­ ste Schraube unmittelbar an der Auslaßöffnung des Strö­ mungskanals, d. h. im Heckbereich, und die zweite Schrau­ be im ersten Drittel des Strömungskanales 9′, d. h. im Bereich des Vorschiffes, angeordnet sind. Die beiden Schrauben dienen neben dem zuvor beschriebenen Absaugen des Wassers aus dem Staugebiet 4′′ gleichzeitig auch als alleiniger Antrieb des Schiffskörpers 1′′. Durch das aus der Auslaßöffnung turbinenartig ausgestoßene Wasser ver­ ringert sich die Größe des hinteren Staubereiches 8′′. Da weder ein vorderer Staubereich 4′′ noch ein hinterer Stau­ bereich 8′′ im Fahrbetrieb des Schiffskörpers 1′′ in nen­ nenswerter Größe ausgebildet werden, entstehen somit auch keine nennenswerten Unterdruckgebiete 6′′ an den breitesten Stellen 5′′ des Schiffskörpers. Dies wiederum hat zur Folge, daß durch den Strömungskanal 9′ sowohl der Wellen- als auch der Druckwiderstand und somit ins­ gesamt der Formwiderstand des Schiffskörpers 1′′ verrin­ gert werden.

Wie der schematischen Seitenansicht der Fig. 4 zu ent­ nehmen ist, erstreckt sich der Strömungskanal 9′ über seine gesamte Länge in Kielrichtung des Schiffskörpers 1′′. An seinem vorderen Ende ist der Strömungskanal 9′ mit einer Einlaßöffnung 14 und an seinem hinteren Ende mit einer Auslaßöffnung 15 versehen. Innerhalb des Strö­ mungskanals sind zwei angetriebene Schrauben 10 und 11 vorgesehen, wobei die erste angetriebene Schraube 10 derart angeordnet ist, daß ihre Flügel relativ zur Aus­ laßöffnung nur geringfügig nach innen in den Strömungs­ kanal versetzt angeordnet sind. Der Querschnitt der Aus­ laßöffnung des Strömungskanals 9′ ist relativ zum Quer­ schnitt des Strömungskanals geringfügig verengt, wo­ durch das Auftreten von Kavitation an der angetriebe­ nen Schraube 10 verhindert wird. Die zweite angetrie­ bene Schraube 11 ist im ersten Drittel des Strömungs­ kanals 9′ angeordnet und bewirkt, daß Wasser aus dem Bugstaubereich 4′′ durch die Einlaßöffnung 14 des Strö­ mungskanales 9′ abgesaugt wird, wie dies durch die Pfei­ le angedeutet ist. Beidseitig des Buges des Schiffkör­ pers 1′′ ist ein tragflügelartiger Schwimmkörper 16 vor­ gesehen, der in Pfeilrichtung 17 drehbar ist, so daß der Anströmwinkel des Wassers verändert werden kann. Im Fahrbetrieb strömt das Wasser den auf der Wasser­ oberfläche 12 aufliegenden oder in das Wasser eintau­ chenden Schwimmkörper 16 an, wodurch der Auftrieb im Bugbereich derart vergrößert wird, daß der durch das Absaugen des Wassers durch den Strömungskanal hervorge­ rufene Abtrieb kompensiert wird. Der Schwimmkörper 16 ist zwischen einer ersten Stellung, in der er am Rumpf anliegt oder in den Rumpf eingezogen ist, und einer zwei­ ten Stellung, in der er auf der Wasseroberfläche 12 auf­ liegt oder in das Wasser eintaucht, bewegbar. Ebenso ist die Neigung des Schwimmkörpers 16 relativ zum Rumpf des Schiffkörpers 1′′ veränderbar. Innerhalb des Strö­ mungskanals 9′ sind nicht gezeigte weitere Schrauben oder Tur­ binen angeordnet, die die Energie des durch den Strö­ mungskanal strömenden Wassers zur Erzeugung von elek­ trischer Energie ausnutzen.

Claims (19)

1. Wasserfahrzeug mit einem Rumpf, der einen Kiel, einen Bug und ein Heck aufweist, mindestens einer an­ getriebenen Schraube zum Antreiben des Wasserfahrzeu­ ges und einer dem Bug zugeordneten Einrichtung, die den Wasserwiderstand, insbesondere den Wellen- und/oder Druckwiderstand, des fahrenden Wasserfahrzeuges redu­ ziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Strömungskanal (9, 9′) ausgebildet ist, der mindestens teilweise über seine Länge in Kielrichtung des Rumpfes verläuft und eine Einlaß- (14) und eine Auslaßöffnung (15) aufweist, daß die Einlaßöffnung (14) des Strömungs­ kanales (9, 9′) im Bereich des Bugs (3′, 3′′) angeord­ net ist und daß der Strömungskanal (9, 9′) mit minde­ stens einer zweiten angetriebenen Schraube (11) ver­ sehen ist, die Wasser aus dem Bugbereich (4′, 4′′) durch den Strömungskanal (9, 9′) absaugt.

2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Strömungskanal (9′) über seine ge­ samte Länge in Kielrichtung erstreckt.

3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strömungskanal (9′) etwa die Länge des Rumpfes aufweist.

4. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (9′) in den Rumpf eingebaut ist.

5. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (14) des Strömungskanales (9, 9′) im unteren Bereich des Bugs angeordnet ist.

6. Wasserfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einlaßöffnung (14) des Strömungskanales (9, 9′) unmittelbar unter der Wasserlinie (12) angeord­ net ist.

7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungska­ nal (9) im Bereich des Vorschiffes angeordnet ist.

8. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Strömungskanal (9) verzweigt und eine an Backbord vorgesehene erste Auslaßöffnung und eine an Steuerbord angeordnete zweite Auslaßöffnung aufweist.

9. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Strömungskanales im Bereich der Auslaßöffnung verengt ausgebildet ist.

10. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sein Antrieb aus zwei im Strömungskanal (9′) vorgesehene Schrauben (10, 11) besteht.

11. Wasserfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste angetriebene Schraube (10) der Auslaßöffnung (15) zugeordnet ist und daß die zweite angetriebene Schraube (11) im vorderen Bereich des Strö­ mungskanals vorgesehen ist.

12. Wasserfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Schraube (10) unmittelbar an der Auslaßöffnung (15) vorgesehen ist und daß die zwei­ te Schraube (11) im ersten Drittel des Strömungskanals (9′) vorgesehen ist.

13. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (9, 9′) Schotten aufweist, die jeweils vor und hinter den Schrauben (10, 11) angeordnet sind.

14. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal ein­ zelne Segmente umfaßt, die lösbar miteinander verbunden sind.

15. Wasserfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es im Bereich des Bugs (3′) tragflächenartige Schwimmkörper (16) aufweist, die an beiden Seiten des Rumpfes angeordnet sind.

16. Wasserfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwimmkörper (16) relativ zum Rumpf verstellbar sind.

17. Wasserfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Neigung der Schwimmkörper (16) rela­ tiv zum Rumpf verstellbar ist.

18. Wasserfahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (16) verdrehbar am Rumpf angeordnet sind.

19. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (16) zwi­ schen einer ersten Stellung, in der sie am Rumpf anlie­ gen oder in den Rumpf eingezogen sind, und einer zwei­ ten Stellung, in der sie vom Rumpf abstehen und auf der Wasseroberfläche (12) aufliegen und/oder in das Wasser eintauchen, bewegbar sind.