DE3886256T2 - Ship with improved hydrodynamic performance. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft seetüchtige Schiffe, und eines der Hauptziele der Erfindung ist die Entwicklung eines Schiffs mit verbessertem Betriebsverhalten, insbesondere eines Schiffs, das geringere Turbulenz hervorruft, geringeren Reibungswiderstand hat und sich besser in unruhigem Wasser und schwerer See verhält, wobei Stabilität und Betriebsfähigkeit erhalten bleiben. Das Ergebnis dieser Verbesserungen ist erhöhte Brennstoffeinsparung und/oder höhere Geschwindigkeit, ruhigerer Lauf, geringere Beanspruchung des Bootes und besseres Verhalten in unruhigem Wasser.The invention relates to seaworthy vessels and one of the main objects of the invention is to develop a vessel with improved performance, in particular a vessel which causes less turbulence, has less frictional resistance and behaves better in rough water and heavy seas, while maintaining stability and operability. The result of these improvements is increased fuel economy and/or higher speed, smoother running, less stress on the boat and better performance in rough water.

Ein durch das Wasser fahrendes Boot erfährt einen Reibungswiderstand an der benetzten Oberfläche unter der Wasserlinie. Wenn die Geschwindigkeit des Boots zunimmt, erhöht sich die durch den sich durch das Wasser bewegenden Rumpf erzeugte Turbulenz schnell, bis die Reibungskräfte eine weitere Geschwindigkeitszunahme praktisch unmöglich machen. Entsprechend nimmt die für die Vorwärtsbewegung des Boots erforderliche Leistung zu. Die Erhöhung von Geschwindigkeit und Wirkungsgrad sind die wesentlichen Ziele und Bestrebungen im Schiffbau, und die Herabsetzung des Reibungswiderstands stellt die Losung für das Erreichen dieser Ziele dar. Als weiteres Ziel ist die Verbesserung der Möglichkeit, in unruhigem Wasser und sogar in schwerer See zu operieren, wobei Stampfen und Schlagen, Gischt, Gieren und Schlingern die Schiffsführung erheblich erschweren.A boat moving through the water experiences frictional drag on the wetted surface below the waterline. As the speed of the boat increases, the turbulence created by the hull moving through the water increases rapidly until the frictional forces make further speed increases practically impossible. Accordingly, the power required to move the boat forward increases. Increasing speed and efficiency are the main goals and aspirations in shipbuilding, and reducing frictional drag is the solution to achieving these goals. Another goal is to improve the ability to operate in choppy water and even heavy seas, where pitching and slapping, spray, yawing and rolling make ship handling significantly more difficult.

Neben der Geschwindigkeit ist ein anderer wichtiger Faktor, der die Leistungsfähigkeit eines Boots beeinflußt, die Möglichkeit, den Trimm aufrechtzuerhalten. Trimm ist die Schwimmlage, die das Boot in Ruhe dem Entwurf entsprechend einnimmt. Bei Verdrängerschiffen ist das gewöhnlich die gleiche Lage, die das Schiff in Fahrt hat. Zur Vereinfachung der Schiffsführung und für den praktischen Betrieb ist es wichtig, daß die Decks, Arbeitsbereiche, Ausrüstung usw. in immer gleicher Beziehung zu der Horizontalen stehen (d. h. horizontal sind), gleichgültig, ob das Schiff in Ruhe oder in Fahrt ist.Besides speed, another important factor affecting the performance of a boat is the ability to maintain trim. Trim is the position the boat assumes at rest according to its design. For displacement vessels, this is usually the same position that the vessel is underway. To facilitate navigation and for practical operation, it is important that the decks, working areas, equipment, etc. are always in the same relationship to the horizontal (ie are horizontal), regardless of whether the vessel is at rest or underway.

Jedoch werden Gleitboote normalerweise so entworfen, daß sie (unvermeidbar) mit einem positiven Trimmwinkel von üblicherweise 2 bis 10º fahren, so daß das Heck ausreichend tief im Wasser bleibt, um dem Boot weiterhin Stabilität nicht nur gegenüber Roll- und Gierkräften sondern auch gegen Stampfkräfte zu verleihen, die den Bug eintauchen lassen könnten, und um die Antriebsschraube unter Wasser zu halten. (Die Verschlechterung der Trimmlage wird gewöhnlich gemessen als Winkelabweichung der horizontalen Schwerpunktslinie von der wahren Horizontalen, wobei 0º den perfekten Trimm darstellt. Eine solche Trimmabweichung bedeutet eine wesentliche Einbuße infolge erhöhter Reibungs- und Widerstandskräfte wegen Absinkens des Hecks, zunehmenden Stampfens, Schlagens und Gierwindwirkung gegen und Luftmitreißens unter den aufgerichteten Bug und einer erheblichen Bugwelle an der Bugschärfe des Vorschiffs und in den meisten Fällen einer Leistungseinbuße des Antriebssystems. Die Aufrechterhaltung der Trimmlage ist somit ein zusätzliches technisches Ziel, um das Erreichen des Hauptziels, der Verbesserung von Geschwindigkeit und Leistung, zu fördern.However, planing boats are normally designed to run (inevitably) with a positive trim angle of typically 2 to 10º, so that the stern remains sufficiently low in the water to continue to give the boat stability not only against roll and yaw forces but also against pitch forces that could submerge the bow, and to keep the propeller submerged. (The deterioration of the trim attitude is usually measured as the angular deviation of the horizontal center of gravity line from the true horizontal, with 0º representing perfect trim. Such a trim deviation represents a significant penalty due to increased friction and drag forces due to stern sinking, increased pitching, slapping and yawing against and air entrainment under the upright bow and a significant bow wave at the bow sharpness of the foredeck and in most cases a loss of power of the propulsion system. Maintaining the trim attitude is thus an additional technical goal to promote the achievement of the main goal of improving speed and performance.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

Es sind schon zahlreiche Schiffskonstruktionen zur Herabsetzung des Widerstands beschrieben worden. Gleitrümpfe für mittelgroße und kleinere Schiffe werden in großem Umfang eingesetzt. Die Gleitflächen am Rumpf bringen das Boot dazu, sich bei zunehmender Geschwindigkeit aus dem Wasser zu heben, wodurch die Größe der benetzten Oberfläche und damit der Reibungswiderstand abnimmt. Diese Abnahme kann einen erheblichen Betrag erreichen. Nichtsdestoweniger verbleibt eine benetzte Oberfläche erheblicher Größe und damit der zugehörige Reibungswiderstand, und die Einschränkungen beim Trimm ergeben die obenerwähnten Leistungsnachteile. Neben dem mit dem Trimm einhergehenden Leistungsproblem wird bei zunehmender Geschwindigkeit der Wasserstrom längs noch so weitgehend strömungsgünstig geformter Gleitflächen turbulent. Diese Turbulenz stellt jedoch eine weitere Grenze für höhere Geschwindigkeit und Leistung dar; eine Lösung hierfür wird seit langem gesucht.Many ship designs have been described to reduce drag. Planing hulls for medium and small vessels are widely used. The planing surfaces on the hull cause the boat to lift out of the water as speed increases, thereby reducing the wetted surface area and hence the frictional drag. This reduction can be significant. Nevertheless, a significant wetted surface area and hence the associated frictional drag remain, and the limitations on trim result in the performance disadvantages mentioned above. In addition to the performance problem associated with trim, the water flow along even the most streamlined planing surfaces becomes turbulent as speed increases. However, this turbulence represents a further limit to higher speed and performance; a solution to this has long been sought.

Tragflächen, den Tragflügeln (z. B. Flügeln) in der Flugzeugtechnik entsprechend, sind stromlinienförmig ausgebildete Körper, die eine zweckmäßige Reaktion ("Auftriebskraft") aus einem relativ zu ihnen sich bewegenden Fluidstrom erzeugen. In der praktischen Ausführung erhalten Tragflächen an den entgegengesetzten Flächen unterschiedliche Krümmung (Wölbung). Das daraus sich ergebende unsymmetrische Profil soll eine wirksame Auftriebskraft im Wasser unter dem gewählten Anstellwinkel, d. h. dem Winkel zwischen der Sehne (Gerade, die die vordere und die hintere Kante verbindet) der Tragfläche und der Bewegungsrichtung des Boots erzeugen. Die Tragflächen sind an dem Bootsrumpf befestigt und verlaufen im allgemeinen mittschiffs an und/oder unter dem Boden des Schiffsrumpfs.Wings, similar to hydrofoils (e.g. wings) in aircraft, are streamlined bodies that generate an appropriate reaction ("lift force") from a fluid flow moving relative to them. In practice, wings are given different curvatures (cambers) on the opposite surfaces. The resulting asymmetrical profile is intended to generate an effective lift force in the water at the selected angle of attack, i.e. the angle between the chord (straight line connecting the front and rear edges) of the wing and the direction of movement of the boat. The wings are attached to the boat's hull and generally run amidships on and/or under the bottom of the hull.

Tragflächen vermögen das Boot fast vollständig aus dem Wasser zu heben, wodurch Reibungs- und Widerstandskräfte herabgesetzt werden bis auf den Betrag, der durch die vergleichsweise geringe Größe der benetzten Oberfläche hervorgerufen wird (im Prinzip Teile des Antriebssystems und das im wesentlichen hydrodynamisch wirksame Ruder und die Tragflächen). Jedoch beschränken die erheblichen baulichen und sonstigen Konstruktionsschwierigkeiten, die mit dem Anheben eines vollständigen Boots auf Tragflächen und der Aufrechterhaltung seines Antriebs einhergehen, ihre Anwendung auf kleinere Boote. Diese Boote haben weitere schwerwiegende Nachteile. Ihre Stabilität ist mangelhaft, und sie lassen sich nur schwer manövrieren. Sie haben begrenzte Dienstgeschwindigkeit. Tragflächen werden durch schwimmende Abfälle leicht beschädigt. Darüber hinaus können in der bisherigen Weise ausgeführte und angeordnete Tragflächen nur eine Hubwirkung ausüben und haben keine erkennbare Funktion bei der Regelung von Auf- und Abbewegung und Trimmlage, der Gegenwirkung gegen Gier- oder Stampfbewegungen oder der Verminderung von Reibung oder Turbulenz des Wassers an dem Schiffsrumpf, wenn bei geringerer Fahrt ein Teil des Rumpfs unter Wasser ist. Vielmehr erhöhen die Tragflächen bei im Wasser liegenden Rumpf Turbulenz und Widerstand.Wings are capable of lifting the boat almost completely out of the water, thereby reducing friction and drag forces to the amount caused by the comparatively small size of the wetted surface (in principle parts of the propulsion system and the essentially hydrodynamically effective rudder and wings). However, the considerable structural and other design difficulties associated with lifting a complete boat on wings and maintaining its propulsion limit their application to smaller boats. These boats have other serious disadvantages. They are poorly stable and difficult to manoeuvre. They have a limited service speed. Wings are easily damaged by floating debris. In addition, wings designed and arranged in the previous way can only exert a lifting effect and have no discernible function in controlling up and down movement and trim, counteraction against yawing or pitching movements or the reduction of friction or turbulence of the water on the ship's hull when part of the hull is under water at slow speeds. In fact, the wings increase turbulence and drag when the hull is in the water.

Versuche zur Verbesserung von Rumpfkonstruktionen waren gerichtet auf die Anwendung dynamischer Kräfte, die erzeugt werden, wenn ein Gleitboot sich durch das Wasser bewegt, um das Absinken des Hecks infolge Aufwärtsneigung des Bugs beim Gleiten zu vermindern. Insbesondere wurden Folien (dieser Ausdruck wird im folgenden anstelle des Ausdrucks "Tragfläche" oder "Leitfläche" verwendet) vorgeschlagen, um auf ein Boot zur Beeinflussung seiner Trimmlage eine Hubkraft auszuüben. Nach dem US-Patent 4.569.302 wird an der Heck-Kielhacke eines Schleppkahns eine Auftriebsfolie befestigt, die in dieser Position bestrebt sein würde, das Heck zu heben. Dadurch könnte das Anheben des Bugs des Schleppkahns durch ein Schlepptau ausgeglichen und damit die Aufrechterhaltung des Trimms unterstützt werden.Attempts to improve hull designs have been directed at using dynamic forces generated as a planing boat moves through the water to reduce the sinking of the stern due to the upward inclination of the bow during planing. In particular, foils (this term is used hereinafter instead of the term "wing" or "control surface") have been proposed to apply a lifting force to a boat to influence its trim. According to US Patent 4,569,302, a buoyancy foil is attached to the stern keel of a barge, which in this position would tend to lift the stern. This could compensate for the lifting of the barge's bow by a tow rope and thus help to maintain trim.

Hydrodynamics of Ship Design, eine dreibändige Monographie von Harold E. Sauders, erschienen bei The Society of Naval Architects and Marine Engineers, 74 Trinity Place, New York 6, N.Y. 1957 (nachstehend in dieser Übersicht bezeichnet als "Hydrodynamics") beschreibt in Band 1, S. 428-431 und 563-564, Mittel zum Trimmen eines Boots durch Heben des Hecks. Dazu gehören das Heck hebende, gewinkelte Antriebsschrauben, Hubflächen im Schraubenwasser, Spritzwasser nach unten lenkende Ablenkteile am Heck, die eine Hubkraft ausüben, indem Schraubenspritzwasser abgelenkt wird, breite Heck-Wasserlinienebenen und Stabilisatoren oder getauchte Folien am Heck, die ebenfalls eine Hubkraft hervorrufen, um einem Gleitboot zu einer eher horizontalen Lauflage zu verhelfen. Ein weiterer Vorschlag nach dem US- Patent 3.138.130 sieht vor, das vom Bug abfließende Wasser durch eine zentrale Hohlrinne an das Bootsheck zu leiten, wodurch ein Hubkraft hervorgerufen wird. Jedoch soweit eines dieser Mittel eine Hubkraft (Anhebung) erzeugt, die das Heck zur Verbesserung der Trimmlage anhebt, entsteht andererseits der nachteilige Effekt verringerter Stabilität und Steuerbarkeit.Hydrodynamics of Ship Design, a three-volume monograph by Harold E. Sauders, published by The Society of Naval Architects and Marine Engineers, 74 Trinity Place, New York 6, NY 1957 (hereinafter referred to in this review as "Hydrodynamics") describes in Volume 1, pp. 428-431 and 563-564, means of trimming a boat by lifting the stern. These include stern-lifting angled propellers, lifting surfaces in the propeller water, down-directing spray deflectors at the stern which exert a lifting force by deflecting propeller spray, wide stern waterline planes, and stabilizers or submerged foils at the stern which also exert a lifting force to help a planing boat to run in a more horizontal position. Another proposal according to US Patent 3,138,130 provides for the water flowing from the bow to be directed through a central hollow channel to the stern of the boat, thereby creating a lifting force. However, to the extent that one of these means creates a lifting force (lifting) that to improve the trim, it has the adverse effect of reducing stability and controllability.

Getauchte Gleitflächen oder Folien werden sowohl am Bug als auch am Heck von U-Booten verwendet. Durch Verändern des Anstellwinkels dieser Flächen wird eine aufwärts oder abwärts gerichtete Kraft an Bug und Heck erzeugt, wenn das U-Boot sich im Wasser bewegt, um die Lage des Bootes aus der Horizontalen zum Tauchen oder zum Aufsteigen zur Oberfläche zu verändern (Hydrodynamics Band 1, S. 569). Zur Überwasserfahrt bleiben diese Folien aber in neutraler oder eine Auftriebsbewegung verhindernder Position.Submerged planing surfaces or foils are used on both the bow and stern of submarines. By changing the angle of attack of these surfaces, an upward or downward force is generated at the bow and stern as the submarine moves in the water to change the boat's attitude from horizontal to diving or to rising to the surface (Hydrodynamics Volume 1, p. 569). However, for surface travel, these foils remain in a neutral or anti-buoyancy position.

Abwärts und seitwärts gerichtete Kräfte wurden zum Ausgleich von auf Segelschiffe wirkende Gier- und Krängungskräfte ausgeübt durch unter dem Rumpf angebrachte Folien, wie in den US- Patenten 4.193.366 und 4.058.076 beschrieben. Zwar wurde das nicht angemerkt, jedoch kann die abwärts gerichtete Kraft auch in gewissem Umfang die Längstrimmlage des Boots aufrechterhalten im Sinne einer Dämpfung von durch das Wasser und den Wind hervorgerufenen Stampfbewegungskräften. Jedoch würde die Höhe der möglicherweise ausgeübten abwärts gerichteten Kraft und der dadurch erbrachte Nutzen nur sehr begrenzt sein. Eine abwärts gerichtete Kraft wesentlicher Größe auf ein Verdrängungsschiff liegt deutlich unterhalb des Konstruktionstrimms, weshalb sowohl die Konstruktionsgrundlage beeinträchtigt als auch Untergangsgefahr hervorgerufen würde. Außerdem behält, im Gegensatz zu einem Gleitboot, der Rumpf eines Verdrängungsschiffes normalerweise seine Trimmlage bei Geschwindigkeit bei, so daß ein zugeführte zusätzliche Kraft nur geringen Nutzen brächte, insbesondere bei Berücksichtigung der zusätzlichen Reibungs- und Widerstandskräfte.Downward and sideways forces have been applied to compensate for yaw and heel forces on sailing vessels by foils placed under the hull as described in U.S. Patents 4,193,366 and 4,058,076. Although not noted, the downward force may also maintain the fore and aft trim of the boat to some extent by dampening pitching forces caused by the water and wind. However, the amount of downward force that could be applied and the benefit that could be provided would be very limited. A downward force of any significant magnitude on a displacement vessel would be well below the design trim and would therefore both compromise the design and create a risk of sinking. Furthermore, unlike a planing boat, the hull of a displacement vessel normally maintains its trim at speed, so that any additional power would be of little benefit, especially when the additional friction and drag forces are taken into account.

Höhere Geschwindigkeit entwickelnde Verdrängerschiffe wie z. B. Zerstörer, Kreuzer, Schlachtschiffe und sonstige Kriegsschiffe sind mit scharfen oder "dünnen" Tiefgangsbugabschnitten, gewöhnlich mit von konkav nach gestreckt übergehenden geraden Wölbungen an der Vorschiffsschärfe und einem vollen Stevenanlauf (Verbindung von Vordersteven und Kiel) versehen. Die Profile dieser und vergleichbarer Bugabschnitte sind wiedergegeben in Hydrodynamics in Abschnitt 26.10 (S. 394-395, Band 1). Vorschiffsschärfen mit so geringem Volumen und somit geringem Auftrieb sind sehr wirkungsvoll, aber ihre Oberflächenform neigt zum Entstehen von Saugkräften an Wölbungen und Boden und erteilt damit dem Bug erheblichen Negativauftrieb. Wegen des eingeschränkten Auftriebs und des Fehlens von Oberfläche, um ausgleichende aufwärtsgerichtete Kraft zu erzeugen, kann diese Form der Vorschriftsschärfe eine gewisse Instabilität hervorrufen, durch die ein Boot gefährdet werden kann. Bei so konstruierten Verdrängungsschiffen ist dagegen die Längsstabilität gegen Stampf- und Gierbewegung kein bedeutendes Problem, einerseits wegen ihrer gewöhnlich niedrigeren Geschwindigkeit im Vergleich zu Gleitbooten und wegen der Stabilität, die durch ihre viel größere benetzte Oberfläche geboten wird, die über ihre gesamte Länge durch Auftrieb getragen wird. Wegen der angegebenen Stabilitätsprobleme ist es jedoch üblich, den Stevenanlauf eines Gleitboots erheblich zu kürzen, so daß die Bugwelle unter den Rumpf gelangt, um Gieren und Stampfen zu vermindern, das den Bug zum Eintauchen und das Boot zum Kentern bringen kann (vgl. Abschnitt 30.4 in Hydrodynamics, S.426 in Band 1).Higher speed displacement vessels such as destroyers, cruisers, battleships and other warships are designed with sharp or "thin" draft bow sections, usually with straight curves that transition from concave to straight at the foredeck and a full stem run (connection of stem and keel). The profiles of these and similar bow sections are given in Hydrodynamics, Section 26.10 (pp. 394-395, Volume 1). Such small volume, and hence low buoyancy, forecastle sections are very effective, but their surface shape tends to create suction forces on the cambers and bottom, thereby imparting significant negative buoyancy to the bow. Because of the limited buoyancy and the lack of surface to generate counterbalancing upward force, this form of forecastle can create a certain instability which can endanger a boat. In contrast, for displacement vessels so designed, longitudinal stability against pitch and yaw is not a significant problem, partly because of their usually lower speed compared to planing boats and partly because of the stability offered by their much larger wetted surface, which is supported by buoyancy along their entire length. However, because of the stability problems mentioned, it is common practice to shorten the stem run-up of a planing boat considerably so that the bow wave passes under the hull to reduce yawing and pitching which can cause the bow to dip and the boat to capsize (see Section 30.4 in Hydrodynamics, p.426 in Volume 1).

Wie in den Abschnitten 77.15 und 77.16 (S.835-837 in Band 2 von Hydrodynamics angegeben, sind Bugformen mit stärkerer vorderer Aufkimmung (d. h. schmalerer oder dünnerer Bug) und von konkav nach gestreckt übergehenden Wölbungen an der Vorschiffsschärfe für Gleitboote vorgeschlagen worden. Die Einschränkungen, die diese Konstruktion für die Schiffahrt in unruhigem Wasser hinsichtlich Stampfen und Gieren bedeutet, werden jedoch nicht verschwiegen. Darüber hinaus sind die vorgeschlagenen Bugkonstruktionen tatsächlich verhältnismäßig breit am Vorschiff und verhältnismäßig flach (d. h. in der Vertikalen kurz unter der Wasserlinie). Das stimmt überein mit der verbreiteten Ansicht, daß ein Gleitboot sorgfältig die Erzeugung von Kräften vermeiden muß, die das Boot veranlassen würden, "nach dem Heck zu trimmen" (einen negativen Trimmwinkel anzunehmen) und damit in Gefahr zu geraten, daß der Bug bei unruhigem Wasser eintaucht und Kentergefahr herbeiführt. Aus diesem Grunde haben Gleitboote gewöhnlich am Bug erhebliches Volumen und Lateralfläche für Auftrieb und Aufwärtsgleitkraft.As indicated in sections 77.15 and 77.16 (pp.835-837 in Volume 2 of Hydrodynamics, bow shapes with a greater forward deadrise (i.e. narrower or thinner bow) and concave-to-straight curves at the fore-end have been proposed for planing boats. However, the limitations that this design imposes on navigation in rough water in terms of pitch and yaw are not concealed. Moreover, the proposed bow designs are in fact relatively wide at the fore-end and relatively flat (i.e. in the vertical just below the waterline). This is consistent with the widespread view that a planing boat must carefully avoid generating forces that would cause the boat to "trim astern" (assume a negative trim angle) and thus run the risk of the bow diving in rough water. and risk of capsizing. For this reason, planing boats usually have considerable volume and lateral area at the bow for buoyancy and upward planing force.

Von der Wirkung der See herrührendes Stampfen, Gieren, Schlagen und Spritzwasser ist ein weiteres Hindernis für die Leistung des Bootes, was zu starker Reibung und Turbulenz führt und die Schiffsführung behindert. Um diesen Einflüssen der See zu begegnen, sind verschiedene Mittel vorgeschlagen worden. Veränderungen des Bugquerschnitts eines Boots unter seiner Wasserlinie sind vorgeschlagen worden, um das Schlagen von Wellen an den Rumpfboden infolge Stampfen des Schiffs in schwerer See herabzusetzen, z. B. der torpedoartige Körper unter der Kiellinie gemäß US-Patent 3.885.514. Veränderungen dieser Art führen aber zum Entstehen erheblich höherer Reibungs- und Widerstandskräfte, und ihre Anwendung ist nicht geeignet, das Stampfen des Bootes wirkungsvoll zu dämpfen.Pitching, yawing, slapping and spraying due to the action of the sea is another hindrance to the performance of the boat, causing high friction and turbulence and hindering the handling of the boat. Various means have been proposed to counteract these sea effects. Modifications to the bow section of a boat below its waterline have been proposed to reduce the impact of waves on the hull bottom due to pitching of the boat in heavy seas, e.g. the torpedo-like body below the keel line of US Patent 3,885,514. However, modifications of this kind lead to the creation of significantly higher friction and drag forces and their application is not suitable for effectively dampening the pitching of the boat.

Kielhacken, bei denen es sich um Vorsprünge oder angehängte Bauteile am Unterwasserteil des Rumpfes handelt, sind lange Zeit am Hinterschiff von Booten zu verschiedenen Zwecken angewandt worden, darunter zur Schwingungsdämpfung, um Kursstabilität zu erreichen. Hydrodynamics schlägt in Abschnitt 25.15 (S.379 f) ebenfalls vor, daß "eine Kielhacke an der Vorschiffsschärfe vorgesehen oder eingearbeitet werden kann . . . .", wenn auch über den gemeinten Schiffstyp und den besonderen Zweck nichts mitgeteilt wird. Soweit bekannt, ist die Verwendung von Kielhacken am Vorschiff eines Gleitboots und insbesondere eines Gleitboots, das nahe der Trimmlage oder bei Trimmlage eingesetzt werden soll, bisher nicht angesprochen worden.Keel hooks, which are projections or attached components on the underwater part of the hull, have long been used on the stern of boats for various purposes, including vibration damping to achieve course stability. Hydrodynamics also suggests in section 25.15 (p.379 f) that "a keel hook may be provided or incorporated on the fore-tail . . . .", although nothing is said about the type of vessel in question and the specific purpose. As far as is known, the use of keel hooks on the fore-tail of a planing boat, and in particular a planing boat intended to operate near or at trim, has not been addressed.

Stufen an den Gleitflächen eines Gleitboots gehören seit langem zum Stande der Technik. Eine Stufe ist eine vertikal gerichtete, im allgemeinen scharfe Unstetigkeit quer über den Boden des Boots. Typischerweise verlaufen Stufen geradlinig oder V-förmig in der Fläche. Jedoch haben wegen der größeren Komplexität, die mit der Einbeziehung von Stufen in die Konstruktion von Schiffen verbunden ist, und wegen der Unsicherheit der Wirkung von Stufen bei einer bestimmten Konstruktion praktisch alle Schiffe, abgesehen von Rennbooten, jetzt Rümpfe ohne Stufen.Steps on the planing surfaces of a planing boat have long been part of the state of the art. A step is a vertically directed, generally sharp discontinuity across the bottom of the boat. Typically, steps run straight or in a V-shape across the surface. However, due to the greater complexity associated with the inclusion of steps in the design of vessels and the uncertainty of the effect of steps in a certain design, practically all ships, apart from racing boats, now have hulls without steps.

Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Boot mit verbesserter Leistungsfähigkeit vorgesehen, das wenigstens einen Rumpf mit Gleitflächen hinter dem Vorschiff vorsieht, die geeignet sind zur Erzeugung einer im wesentlichen dynamischen Hubkraft am Rumpf, wobei das Boot gekennzeichnet ist durch:According to one aspect of the invention there is provided a boat with improved performance, which provides at least one hull with planing surfaces behind the foredeck, which are suitable for generating a substantially dynamic lifting force on the hull, the boat being characterized by:

ein scharfes, tiefes Vorschiff mit steil geneigten Flächen, geeignet zur Erzeugung von strömungsdynamischen Abwärtskräften im Wasser am Bug, und mit Flächen zur Erzeugung von Hubkräften im Wasserstrom, die in Umfang und Konfiguration begrenzt sind, wodurch die genannten dynamischen Abwärtskräfte bei Gleitgeschwindigkeit vorherrschen, um dem Rumpf einen kleinen Trimmwinkel zu verleihen, unda sharp, deep forecastle with steeply inclined surfaces, suitable for generating downward dynamic forces in the water at the bow, and with surfaces for generating lifting forces in the water stream, limited in extent and configuration, whereby the said downward dynamic forces predominate at planing speed, so as to give the hull a small trim angle, and

Mittel, die in einem Abstand von dem genannten Rumpf angeordnet sind und auf die den Rumpf passierende Strömung reagieren, um auf den Rumpf eine nach hinten gerichtete Abwärtskraft auszuüben, mit einer Ortskurve in Querrichtung des Boots, die sich im wesentlichen in der Längsmittenebene und in Längsrichtung achtern mittschiffs befindet.Means spaced from said hull and responsive to the flow passing the hull for exerting a rearward downward force on the hull, having a locus transverse to the boat located substantially in the longitudinal median plane and longitudinally aft amidships.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Verbessern der Leistungsfähigkeit eines Boots vor, das einen Rumpf mit Gleitflächen hinter dem Vorschiff aufweist, geeignet zur Erzeugung einer im wesentlichen dynamischen Hubkraft, sowie ein scharfes, tiefes Vorschiff mit steil geneigten Flächen, geeignet zur Erzeugung von strömungsdynamischen Abwärtskräften im Wasser am Bug und mit Flächen zur Erzeugung von Hubkräften im Wasserstrom, die in Umfang und Konfiguration begrenzt sind, wodurch die genannten dynamischen Abwärtskräfte bei Geschwindigkeit vorherrschen, um dem Rumpf einen kleinen Trimmwinkel zu verleihen, weiches Verfahren umfaßt:The invention further provides a method of improving the performance of a boat having a hull with planing surfaces aft of the bow suitable for generating a substantially dynamic lifting force, and a sharp, deep bow with steeply inclined surfaces suitable for generating fluid dynamic downward forces in the water at the bow and with surfaces for generating lifting forces in the water stream which are limited in extent and configuration, whereby said dynamic downward forces predominate at speed to give the hull a small trim angle, which method comprises:

auf den genannten Rumpf eine auf die passierende Strömung ansprechende, bei Gleitgeschwindigkeit mehr als 1% des Verdrängungsgewichts des Boots ausmachende Abwärtskraft ausüben an einer Ortskurve in Querrichtung des Boots, die sich im wesentlichen in dessen Längsmittelebene und in Längsrichtung achtern mittschiffs befindet.on the said hull a current-responsive force, at planing speed more than 1% of the displacement weight of the boat at a locus transverse to the boat located substantially in its longitudinal median plane and longitudinally aft amidships.

Die Erfindung kann die Leistung von Gleitbooten sowohl hinsichtlich Nutzeffekt und Geschwindigkeit als auch hinsichtlich Stabilität und Manövrierbarkeit verbessern, insbesondere in unruhigem Wasser, und kann Methoden zur Führung von Schiffen angeben, mit denen das Betriebsverhalten verbessert wird. Durch die Erfindung kann das Betriebsverhalten des Boots erheblich verbessert werden, indem auf das Boot bei seiner Bewegung eine dynamische Abwärtskraft ausgeübt wird, die allgemein mit der vertikalen Längsmittellinie an einer Stelle oder an Stellen in Längsrichtung des Boots fluchtet. Unter dynamischer Kraft soll Kraft verstanden werden, die erzeugt wird, wenn das Boot sich durch das Wasser bewegt, im Gegensatz zu statischer Kraft wie etwa Gravitationskräften, hervorgerufen durch das Gewicht von Boot, Ladung, Ballast usw., die das Betriebsverhalten bei der Fahrt erheblich beeinträchtigen und die Schwierigkeiten bei der Herstellung und Aufrechterhaltung einer befriedigenden Trimmlage sowohl bei ruhendem als auch bei fahrendem Schiff hervorrufen.The invention can improve the performance of planing boats both in terms of efficiency and speed and in terms of stability and maneuverability, particularly in choppy water, and can provide methods of guiding vessels which improve performance. The invention can significantly improve the performance of the boat by applying to the boat as it moves a dynamic downward force which is generally aligned with the vertical longitudinal centerline at a location or locations along the length of the boat. By dynamic force is meant force which is generated as the boat moves through the water, as opposed to static force such as gravitational forces caused by the weight of the boat, cargo, ballast, etc. which significantly affect performance when underway and cause difficulties in establishing and maintaining a satisfactory trim attitude both when the boat is at rest and when underway.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die dynamische Abwärtskraft so angebracht wird, daß der Neigung der Gleitflächen zur Vergrößerung des Trimmwinkels und zum Anheben des Boots in eine unstabile Lage bei zunehmender Geschwindigkeit und auch den Gieren und Stampfen hervorrufenden Kräften entgegengewirkt wird, wodurch die Trimmlage des Boots im Betrieb insgesamt verbessert wird. Durch geeignetes Anbringen der dynamischen Kraft kann während des Betriebs des Boots diejenige Trimmlage aufrechterhalten werden, die der Trimmlage in Ruhe nahekommt oder gleichkommt, besonders im Falle von Booten, die für das Anbringen einer solchen Kraft besonders ausgebildet sind.Another essential feature of the invention is that the dynamic downward force is applied so as to counteract the tendency of the planing surfaces to increase the trim angle and lift the boat into an unstable attitude as speed increases and also counteract the forces causing yaw and pitch, thereby improving the overall trim attitude of the boat during operation. By appropriately applying the dynamic force, a trim attitude close to or equal to the trim attitude at rest can be maintained during operation of the boat, particularly in the case of boats specially designed to apply such a force.

Insbesondere werden Ort und Größe der dynamischen Abwärtskraft und/oder anderer Aufwärts- und Abwärtskräfte, die vorn und achtern, statisch und dynamisch auf das Boot einwirken, einander angepaßt, um den Angriffspunkt aller dieser Aufwärtskräfte und den Angriffspunkt aller dieser Abwärtskräfte einander zu nähern, wobei im Idealfall alle diese Orte bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit zusammenfallen, insbesondere wenn die Geschwindigkeit sich von Verdrängungsfahrt bei 10 bis 20 kn auf Gleitfahrt erhöht. In der Praxis kann das bedeuten, daß nicht nur der Angriffspunkt oder die Angriffspunkte der dynamischen Abwärtskraft positioniert wird sondern auch eine Schiffskonstruktion, die Gewicht, Auftrieb, Gleit- und sonstige Hubflächen, Schraubenabwärtszug oder Saugwirkung an der Bill und am Boden usw. berücksichtigt, die am effektivsten mit der dynamischen Abwärtskraft zusammenwirkt, um die Trimmlage über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Boots aufrechtzuerhalten. Zweckmäßigerweise beträgt die angewandte Abwärtskraft 1% bis über 50% und vorzugsweise 5 bis 25% des Verdrängungsgewichts des Boots.In particular, the location and magnitude of the dynamic downward force and/or other upward and downward forces acting forward and aft, statically and dynamically acting on the boat, are matched to bring the point of application of all such upward forces and the point of application of all such downward forces closer together, ideally all these locations coinciding at a given speed, particularly as the speed increases from displacement at 10 to 20 knots to planing. In practice this may mean not only positioning the point or points of application of the dynamic downward force but also a ship design taking into account weight, buoyancy, planing and other lifting surfaces, screw downward pull or suction on the bill and bottom, etc. which will interact most effectively with the dynamic downward force to maintain trim throughout the boat's speed range. Conveniently the downward force applied will be from 1% to over 50%, and preferably 5 to 25% of the boat's displacement weight.

Ein weiterer Teil der Erfindung beschäftigt sich mit der Konfiguration der benetzten Fläche auf spezielle Weise, die in neuartiger Weise mit der erfindungsgemäßen Abwärtskraft zusammenwirkt und die zusätzlich unabhängig nutzbringend eingesetzt werden kann. Dazu gehören ein großer Tiefgang, scharfer Bug, Kielhacke am Bug, ein Bugflügel, eine Längsgleitflächen- und Kielausbildung, eine achterliche Strömungsabrißzone und eine Anordnung von achterlichen Kielkimmflossen und Doppelheck.Another part of the invention deals with the configuration of the wetted surface in a special way, which interacts in a novel way with the downward force according to the invention and which can also be used independently. This includes a large draft, sharp bow, keel hook at the bow, a bow wing, a longitudinal planing surface and keel formation, an aft flow separation zone and an arrangement of aft keel fins and double stern.

Der erfindungsgemäße Bug für ein Gleitboot ist sowohl tief als auch scharf im Vergleich zu dem Bug eines üblichen Gleitboots und ist an der Vorschiffsschärfe insgesamt flach bis konkav. Zweckmäßigerweise ist bei Booten mit V-förmiger Gleitfläche der Vorschiffsbug an den Punkten in 10% und 20% Abstand von dem vorderen Lot bis zum achteren Lot ein Entwurfsverhältnis Tiefgang Kimmbalken zu Kiellinie von 3 bzw. 4 vorzusehen. Entsprechend beträgt die mittlere Strecke über den Abstand von dem vorderen Lot zu Punkten in 10% und 20% des Abstands zu dem achteren Lot zweckmäßigerweise mindestens 80% des tiefsten Tiefgangs des Vorschiffs und kann gleich oder größer sein als der hintere Tiefgang.The bow according to the invention for a planing boat is both deep and sharp compared to the bow of a conventional planing boat and is flat to concave overall at the foreship sharpness. For boats with a V-shaped planing surface, the foreship bow should have a draft ratio of bilge beam to keel line of 3 or 4 at the points 10% and 20% of the distance from the forward perpendicular to the aft perpendicular. Accordingly, the average distance over the distance from the forward perpendicular to points 10% and 20% of the distance from the aft perpendicular is preferably at least 80% of the deepest draft of the foreship and can be equal to or greater than the aft draft.

Im Gegensatz zu der Bugausführung üblicher Gleitboote erzeugt das erfindungsgemäße Vorschiff wegen seiner Form nur eine begrenzte Aufwärtskraft. Die Form erzeugt vielmehr bei zunehmender Geschwindigkeit vorzugsweise Saugkräfte, die den Bug abwärtsdrücken, so daß der Bug am "Aufgleiten" zu einem positiven Trimmwinkel, wie es beim Bug üblicher Gleitboote eintritt, gehindert wird. Diese Abwärtskraft wirkt zusammen mit einer dynamischen Abwärtskraft, die hinter dem Druckpunkt der Gleitflächen des Boots angewandt wird, um den dynamischen Trimm nach der Erfindung zu begünstigen. Die Abwärtskräfte an dem Vorschiff und achtern "balancieren" das Boot zu einer Trimmlage um den "Drehpunkt" von dazwischen angreifender Aufwärts-Gleitkraft. Die achterliche dynamische Kraft hat eine zusätzliche Zwangswirkung gegen das Abwärtsstampfen am Bug, wirkend wiederum durch den "Drehpunkt" der dazwischen angreifenden Aufwärts-Gleitkraft, wodurch Stabilität für einen Bug hergestellt wird, der in unruhigem Wasser bei Trimmlage Null Gefahr bringen könnte.In contrast to the bow design of conventional planing boats, the foredeck of the invention generates only a limited upward force due to its shape. Rather, as speed increases, the shape preferentially generates suction forces that push the bow downward, preventing the bow from "planing up" to a positive trim angle as occurs with the bow of conventional planing boats. This downward force works together with a dynamic downward force applied behind the pressure point of the planing surfaces of the boat to promote the dynamic trim according to the invention. The downward forces at the foredeck and aft "balance" the boat to a trim position about the "pivot point" of upward planing force acting therebetween. The aft dynamic force has an additional constraining effect against the downward pitching of the bow, again acting through the "pivot" of the upward sliding force acting between them, thus creating stability for a bow that could pose zero danger in choppy water at trim.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung umfaßt ein Schiff mit einer vorderen Kielhacke und einem vorderen Flügel für weiter unten angegebene Zwecke. Die Kielhacke und der Flügel befinden sich vor mittschiffs, vorzugsweise achtern von dem Bug, zentriert auf der Längsmittellinie des Boots. Die Kielhacke ist an der Rumpflinie am Bootsboden befestigt und erstreckt sich von dort abwärts. Im Vergleich zu üblichen achterlichen Kielhacken bringt die Anordnung der Kielhacke am Bug eine bessere Wirkung zum Aufkurshalten des Bootes (Richtungsstabilität) und Verringern des Gierens in schwerer See. Im Zusammenhang mit der Erfindung, bei der das Boot bei Trimmlage Null arbeiten kann, übt die vordere Kielhacke die wichtige Funktion des Aufteilens der ankommenden Strömung aus, die sich besser verteilt und teilweise den Druck der Strömung auf die achtere benetzte Oberfläche aufnimmt, wodurch die Aufrechterhaltung einer laminaren Strömung erleichtert und Turbulenz und Reibung herabgesetzt werden. Das ist eine neuartige Funktion, die bei Gleitbooten nach dem Stande der Technik, die am Bug aufgleiten um im wesentlichen auf der Wasseroberseite zu "reiten", nur geringen oder gar keinen Einfluß haben würde.A further feature of the invention includes a vessel having a forward keel and a forward wing for purposes specified below. The keel and wing are located forward amidships, preferably aft of the bow, centered on the longitudinal centerline of the boat. The keel is attached to the hull line at the bottom of the boat and extends downwards from there. Compared to conventional aft keels, the location of the keel at the bow provides a better effect in keeping the boat on course (directional stability) and reducing yaw in heavy seas. In the context of the invention, where the boat can operate at zero trim, the forward keel performs the important function of dividing the incoming flow, which is better distributed and partially takes up the pressure of the flow on the aft wetted surface, thereby facilitating the maintenance of laminar flow and reducing turbulence and friction. This is a novel feature that would have little or no impact on current planing boats that plane at the bow to essentially "ride" on the top of the water.

Vorteilhafterweise kann der vordere Flügel an dem Unterseitenrand der vorderen Kielhacke angebracht und auf diese Weise getragen werden. Der vordere Flügel ist insgesamt so ausgebildet, daß er ein stromlinienförmiges Profil geringen Widerstands in Bootsrichtung und ein verhältnismäßig hohe Reibung und hohen Widerstand bietendes Profil in Hubrichtung (Vertikale) aufweist. Dadurch kann er dynamisch eine Hubkraft ausüben und das Stampfen dämpfen bei geringstem zusätzlichen Reibungswiderstand, insbesondere im Vergleich zu statischen Dämpfungsmitteln wie Ballasttanks. Vorteilhafterweise wird ein Pfeilflügel oder "Deltaflügel" verwendet, der sich am Vorschiff von seinem vorderen Scheitel um 5 bis 30% der Wasserlinienlänge des Boots längs der Kielhacke nach achtern erstreckt. Dieser Flügel hat zweckmäßigerweise einen Winkel zwischen den vorderen Flächen nach beiden Seiten von 1 bis 15º.Advantageously, the forward wing can be attached to and supported by the underside edge of the forward keel. The forward wing as a whole is designed to have a streamlined profile of low drag in the boat's direction and a relatively high friction and high drag profile in the lift (vertical) direction. This enables it to dynamically exert a lifting force and dampen pitching with the least additional frictional resistance, particularly compared to static damping means such as ballast tanks. Advantageously, a swept wing or "delta wing" is used, extending aft of the keel from its forward apex along the foredeck for 5 to 30% of the boat's waterline length. This wing conveniently has an angle between the forward surfaces on both sides of 1 to 15º.

Bei geeigneter Ausführung und Anbringung gegenüber der Wasserströmung kann der Flügel vorteilhafterweise auch zur Erzeugung einer dynamischen Hub- oder Senkkraft benutzt werden, die auf das Schiff vormittschiffs einwirkt, um Heben oder Trimm des Boots entweder unabhängig oder im Zusammenwirken mit anderen, Trimm- und Hubregelung umfassenden erfindungsgemäßen Merkmalen einzustellen.When suitably designed and positioned relative to the water flow, the wing can also advantageously be used to generate a dynamic lifting or lowering force acting on the vessel forward of midships in order to adjust the lift or trim of the vessel either independently or in conjunction with other features of the invention comprising trim and lift control.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Ausführung des Gleitbodens achtern mittschiffs, um die Stabilität des Boots bei Trimmlage Null zu erhöhen. Übliche Gleitboote, die "heck lastig getrimmt" sind, d. h. mit einem merklichen Trimmwinkel gefahren werden, sind so ausgeführt, daß sie einen Tiefgang achtern mittschiffs von annähernd gleicher Größe haben wie der Tiefgang mittschiffs, häufig sogar einen größeren Tiefgang. Im Gegensatz zu dieser Technik hebt sich erfindungsgemäß der Boden von mittschiffs zum Heck um mindestens 25% des Mittschiffstiefgangs und kann bis zu 50 bis 100% oder mehr des Mittschiffstiefgangs ansteigen.Another feature of the invention is the design of the planing floor aft amidships to increase the stability of the boat at zero trim. Conventional planing boats that are "stern-heavy trimmed", i.e. driven with a noticeable trim angle, are designed so that they have a draft aft amidships of approximately the same size as the draft amidships, often even a greater draft. In contrast to this technique, according to the invention the floor rises from amidships to stern by at least 25% of the midship draft and can rise up to 50 to 100% or more of the midship draft.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Entwurf für ein erfindungsgemäß getrimmtes Boot, das den normalerweise am Heck von Gleitbooten auftretenden Widerstand auf einen Kleinstwert bringt. Eine Druckentlastungszone oder ein Druckentlastungsboden ist an der benetzten Oberfläche des Rumpfs am Heck vorgesehen, bis zum Heckwerk reichend, so ausgebildet und angebracht, daß der Druck auf die Strömung längs der Rumpfgleitfläche allmählich reduziert wird, ohne seinerseits gleichzeitig unnötige Turbulenz und Reibung hervorzurufen. Der Druckentlastungsboden bildet einen ebenen oder konkav aufwärts gerichteten Endteil der Gleitfläche am Rumpfboden, der danach das Heck schneidet und eine Querablaufkante bildet. Der längslaufende Druckentlastungsboden erstreckt sich zweckmäßigerweise über 5% bis 25% der Wasserlinienlänge des Boots und hebt sich zwischen 10% und 50% des Mittschiffs-Tiefgangs des Boots. Eine Querstufe kann achtern mittschiffs nahe der Entlastungszone angeordnet sein und kann vorteilhafterweise den vorderen Teil oder die Kante der Entlastungszone bilden, um deren Wirkung zu erhöhen. Die Ablaufkante des Druckentlastungsbodens ist geradlinig, erstreckt sich über das Heck parallel zu der Grundlinienebene und senkrecht zu der vertikalen Längsmittellinienebene des Boots, ist gegenüber der Stufe angehoben und befindet sich nahe der Konstruktionswasserlinie des Boots, zweckmäßigerweise in einem Abstand von weniger als 15% des Mittschiffstiefgangs über oder unter der Konstruktionswasserlinie.Another feature of the invention is a design for a boat trimmed according to the invention, which normally of planing boats to a minimum. A pressure relief zone or pressure relief floor is provided on the wetted surface of the hull at the stern, extending to the sternwork, designed and positioned so as to gradually reduce the pressure on the flow along the hull planing surface without itself causing unnecessary turbulence and friction. The pressure relief floor forms a flat or concave upwardly directed end part of the planing surface at the hull bottom which then intersects the stern and forms a transverse drain edge. The longitudinal pressure relief floor conveniently extends over 5% to 25% of the waterline length of the boat and rises between 10% and 50% of the boat's midships draft. A transverse step may be arranged aft amidships close to the relief zone and may advantageously form the forward part or edge of the relief zone to increase its effectiveness. The drainage edge of the pressure relief floor shall be straight, extending across the stern parallel to the baseline plane and perpendicular to the vertical longitudinal centreline plane of the boat, raised relative to the step and located close to the boat's design waterline, conveniently at a distance of less than 15% of the midships draught above or below the design waterline.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung ist eine Doppelheck- Anordnung vorgesehen, die einen rückwärts und aufwärts gerichteten Flossenfortsatz der Kimm an jeder Seite des Boots darstellt, wodurch eine glatte und allmähliche Strömungsteilung an ihrem hinteren Ende hervorgebracht und dadurch sonst auftretenden Hemmkräfte vermieden werden.In another embodiment of the invention, a double tail arrangement is provided which presents a rearward and upward fin extension of the chine on each side of the boat, thereby producing a smooth and gradual flow division at its rear end and thereby avoiding drag forces which otherwise occur.

Durch Anwendung des Erfindungsprinzips können Boote eine größere Gleitfläche erhalten, und es kann eine größere Decksbreite und ein breiteres Heckteil vorgesehen werden, ohne daß sich Stabilitätsprobleme (vor allem hinsichtlich Stampfen und Schlingern) oder Probleme der Schiffsführung oder eine unzulässige Zunahme von Reibungs- und Hemmkräften ergäben, woraus höhere Nutzlast und bessere Ausnutzung resultiert. Ein weiteres Merkmal der Erfindung sind somit Boote, die eine Gleitflächenkonfiguration besitzen, die übliche Gleitboote unstabil machen würde, sowie Boote mit einer Gleitflächenkonfiguration, die neuartig ist hinsichtlich der Größe dieser Fläche und/oder ihrer Verteilung über den Schiffsrumpf.By applying the principle of the invention, boats can be given a larger planing surface, and a larger deck width and a wider stern can be provided without causing stability problems (especially with regard to pitching and rolling) or problems with the ship's handling or an unacceptable increase in friction and drag forces, resulting in higher payload and better utilization. A further feature of the invention are therefore boats which have a planing surface configuration which would render conventional planing boats unstable, as well as boats with a planing surface configuration which is novel in terms of the size of this surface and/or its distribution over the hull.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist die Anwendung von Folien (Tragflächen) unter oder neben dem Rumpf an einer Stelle oder an Stellen längs des Rumpfs, um die passende dynamische Abwärtskraft zu erzeugen. Die Folien sind mit ihren vorderen Kanten in Fahrtrichtung des Boots angeordnet und sind so ausgerichtet, daß sie zu der Strömung des Wassers unter einem derartigen Anstellwinkel stehen, daß bei in Fahrt befindlichem Schiff die geforderte Abwärtskraft erzeugt wird. Übliche Folien, entweder mit symmetrischem Profil oder mit überwiegender Wölbung auf der Seite der Hubrichtung, können angewandt werden. Jedoch werden Folien angegeben, die besonders für den vorliegenden Zweck geeignet sind, um die Vorzüge der Erfindung auszunützen und weitere Merkmale zu verwirklichen.An essential aspect of the invention is the application of foils (airfoils) under or beside the hull at a location or locations along the hull to produce the appropriate dynamic downward force. The foils are arranged with their leading edges in the direction of travel of the boat and are oriented so that they are at an angle to the flow of water such that the required downward force is produced when the boat is underway. Conventional foils, either with a symmetrical profile or with a predominant curvature on the side of the lift direction, can be used. However, foils are provided which are particularly suitable for the present purpose in order to exploit the advantages of the invention and to implement further features.

Die obenerwähnten konventionellen Folien haben eine kaum oder gar nicht beachtete Eigenschaft bei dem gewöhnlichen Einsatz, sie lenken nämlich die Strömung, wenn sie die Vorderkante passiert, in Richtung entgegen derjenigen der übertragenen Hubkraft ab. Da sie jedoch im Rahmen der Erfindung "mit der Oberseite nach unten" benutzt werden, um eine Abwärtskraft, d. h. einen negativen Hub, zu erzeugen, lenken diese üblichen Folien die Strömung nach oben ab.The above-mentioned conventional foils have a property that is rarely or even not taken into account in normal use, namely, they deflect the flow as it passes the leading edge in the direction opposite to that of the transmitted lift force. However, since they are used "upside down" in the context of the invention to generate a downward force, i.e. a negative lift, these conventional foils deflect the flow upwards.

Das kann zu Turbulenzen entlang der Längsseite des Schiffsrumpfs und am Heck führen, wodurch in gewissem Umfang die Vorteile eingeschränkt werden, die sonst durch die Anwendung der Erfindung erreichbar wären. Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, indem eine Folie angewandt wird, die im vorderen Abschnitt so gewölbt ist, daß eine Abwärtskraft erzeugt wird, die aber außerdem eine spezielle Form im hinteren Abschnitt aufweist, so daß die Strömung an der Hinterkante in genau diejenige Richtung abgelenkt wird, die mit der Richtung der durch die Folie ausgeübten Kraft übereinstimmt. Eine Folie mit einer Oberseite an dem hinteren Abschnitt, die nach unten konvex gegen die Vorderkante gekrümmt ist. Die abwärts gerichtete Strömung, die sich aus dieser Konstruktion ergibt, führt außerdem dazu, daß der Druck auf die Strömung an der Vorderkante in gewissem Umfang neutralisiert wird, wodurch der Widerstand weiter reduziert wird.This can lead to turbulence along the length of the hull and at the stern, which to some extent limits the advantages that could otherwise be achieved by applying the invention. This disadvantage can be avoided by using a foil which is curved in the front section so as to generate a downward force, but which also has a special shape in the rear section so that the flow at the trailing edge is deflected in exactly the direction that corresponds to the direction of the force exerted by the foil. A foil with an upper side at the rear section which is curved downwards in a convex manner towards the leading edge. The downward flow resulting from this design also results in the pressure on the flow at the leading edge being neutralised to a certain extent, thereby further reducing drag.

Ferner sind neuartige Folien mit niedrigem induziertem Widerstand, vor allem bei höheren Geschwindigkeiten, vorgesehen, die eine Unterseite von dem Mittelschnitt der Folie zu der Vorderkante besitzen, die ein wesentliches Stück aufwärts gegen die Sehne der Folie gekrümmt ist. Für die Anwendung bei sehr hoher Geschwindigkeit besitzt die Folie eine verhältnismäßig flache Oberseite, die sich von dem Bereich der Vorderkante zum Mittelpunkt der Folie erstreckt. Um eine nichtlinear mit der Geschwindigkeit sich ändernde Kraft zu erzeugen, kann eine in Spannrichtung verlaufende Stufe sowohl an der Oberseite zur Verminderung des Kraftanstiegs bei höheren Geschwindigkeiten als auch an der Unterseite zur Verstärkung des Kraftanstiegs vorgesehen werden.Furthermore, novel foils with low induced drag, especially at higher speeds, are provided which have a bottom surface from the center section of the foil to the leading edge which is curved a substantial distance upwards against the chord of the foil. For very high speed applications, the foil has a relatively flat top surface which extends from the leading edge region to the center of the foil. To produce a force which varies non-linearly with speed, a step running in the tension direction can be provided both on the top surface to reduce the force increase at higher speeds and on the bottom surface to increase the force increase.

Es zeigt sich, daß die Erfindung, wenn sie weitestgehend genutzt wird, ein Gleitboot teilweise in ein Verdrängungsboot in dem Sinne umzuwandeln scheint, daß beim Gleiten die Abnahme der benetzten Oberfläche deutlich geringer und proportional vielleicht nur zu einem geringen Bruchteil der Abnahme der benetzten Oberfläche bei einem üblichen Gleitboot ist. Das erscheint ungewöhnlich und scheint dem eigentlichen Zweck von Gleitflächen, d. h. der Abnahme der benetzten Oberfläche in einem sinnvollen Ausmaß, zu widersprechen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der praktischen Ausübung der Erfindung die Leistung des Boots gegenüber üblichen Gleitbooten besser geworden ist, und diese Verbesserung ist noch deutlich größer als durch die erhöhte Leistung zu erwarten war, die auf die Beibehaltung des Ruhelage-Trimms mit dadurch verursachten niedrigeren Reibungs- und Widerstandskräften am Heck und an den Gleitflächen zurückzuführen ist. Ohne durch irgendeine spezielle Theorie an diese Ergebnisse gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, daß bei Trimmwinkel Null die schmalen, tiefen Bugflächen mit den allmählich sich erweiternden, nach achtern sich erstreckenden Gleitflächen zusammenwirken und die Stromung allmählich prinzipiell in eine Längsströmungsbahn in einer Weise überführen, die nur minimale Turbulenzen entstehen läßt und vor allem das Einschließen oder Mitreißen von Luftblasen unter den Rumpf vermeidet und in hohem Maße oder möglicherweise vollständig den Spritzwasserschwall unterdrückt, der normalerweise bei einem üblichen Gleitboot auftritt. Im hinteren Abschnitt setzt der auf die beschriebene Anordnung von Gleitflächen zurückzuführende allmähliche und gleichförmige Druckabfall zusätzlich die gewöhnlich am Heck zu beobachtenden Reibungs- und Hemmkräfte auf einen äußerst niedrigen Wert herab.It will be seen that the invention, when widely used, appears to partially convert a planing boat into a displacement boat in the sense that when planing the decrease in wetted surface area is considerably less and proportional to perhaps only a small fraction of the decrease in wetted surface area in a conventional planing boat. This seems unusual and seems to contradict the very purpose of planing surfaces, i.e. to decrease the wetted surface area to a reasonable extent. It has, however, been found that in the practical operation of the invention the performance of the boat has improved over conventional planing boats and this improvement is still considerably greater than could be expected from the increased performance due to the maintenance of the rest trim with the resulting lower friction and drag forces at the stern and planing surfaces. Without wishing to be bound by any particular theory to these results, it is assumed that at zero trim angle the narrow, deep bow surfaces with the gradually widening, aft-extending planing surfaces cooperate to gradually transform the flow into a longitudinal flow path in a manner which creates only minimal turbulence and, above all, avoids the entrapment or entrainment of air bubbles under the hull and suppresses to a large extent, or possibly completely, the spray normally experienced by a conventional planing boat. In the aft section, the gradual and uniform pressure drop resulting from the described arrangement of planing surfaces also reduces to an extremely low level the friction and drag forces normally observed at the stern.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Fig. 1 ist eine Umrißskizze eines Boots mit überlagertem Kraftdiagram, um den Angriff von Kräften über die Längserstreckung eines Boots zu zeigen, soweit sie die Erfindung betreffen.Fig. 1 is an outline sketch of a boat with a superimposed force diagram to show the application of forces along the length of a boat as they relate to the invention.

Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht eines die Erfindung anwendenden Boots von der Steuerbordseite aus.Fig. 2 is an isometric view of a boat embodying the invention from the starboard side.

Fig. 3 ist ein Aufriß des Boots nach Fig. 2 von der Steuerbordseite aus.Fig. 3 is an elevation of the boat of Fig. 2 from the starboard side.

Fig. 4 ist eine Druntersicht unter das Boot von Fig. 2.Fig. 4 is a bottom view of the boat of Fig. 2.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch das Achterschiff des Boots nach Fig. 3, gesehen nach achtern längs der Linie 5-5.Fig. 5 is a cross-section through the stern of the boat of Fig. 3, looking aft along the line 5-5.

Fig. 6 ist ein Querschnitt durch das Achterschiff des Boots nach Fig. 3, gesehen nach achtern längs der Linie 6-6.Fig. 6 is a cross-section through the stern of the boat of Fig. 3, looking aft along the line 6-6.

Fig. 7 ist ein Querschnitt durch das Vorschiff des Boots nach Fig. 3, gesehen nach achtern längs der Linie 7-7.Fig. 7 is a cross-section through the forecastle of the boat of Fig. 3, looking aft along the line 7-7.

Fig. 8 ist ein Querschnitt durch das Vorschiff des Boots nach Fig. 3, gesehen nach vorn längs der Linie 8-8. Darin gestrichelt ein Querschnitt des Vorschiffs vor den Linien 8-8 an einer Stelle (auf halbem Wege zwischen den Stationen 1 und 2, die an dem Boot nach Fig. 3 in Längsrichtung angezeichnet sind).Fig. 8 is a cross-section through the bow of the boat of Fig. 3, looking forward along the line 8-8. Therein dashed a cross-section of the forecastle forward of lines 8-8 at a point (halfway between stations 1 and 2 marked longitudinally on the boat of Fig. 3).

Fig. 9 ist eine isometrische Ansicht des Bugs vor den Schnittlinien 8-8 in den Fig. 1 bis 3, gesehen von unten und mit der Darstellung der Kielhacke und des vorderen Flügels, der an deren unterem Ende angebracht ist.Fig. 9 is an isometric view of the bow forward of section lines 8-8 in Figs. 1 to 3, seen from below and showing the keel and the forward wing attached to the lower end thereof.

Fig. 10 ist eine Teilansicht des unteren Abschnitts der Querschnittsansicht nach Fig. 8 in größerem Maßstab.Fig. 10 is a partial view of the lower portion of the cross-sectional view of Fig. 8 on a larger scale.

Fig. 11 ist die isometrische Ansicht nach Fig. 9, jedoch mit einer anderen Form eines vorderen Flügels an dem Bug.Fig. 11 is the isometric view of Fig. 9, but with a different shape of front wing at the bow.

Fig. 12 ist eine Teilansicht des Bugs aus Fig. 2, jedoch mit einer abgeänderten Form des daran angebrachten vorderen Flügels.Fig. 12 is a partial view of the bow of Fig. 2, but with a modified form of the front wing attached to it.

Fig. 13 ist ein Querschnitt längs der Linien 13-13 in Fig. 11 mit dem Querschnitt des vorderen Flügels in größerem Maßstab.Fig. 13 is a cross-section taken along lines 13-13 in Fig. 11 with the cross-section of the front wing on a larger scale.

Fig. 14 ist eine Heckansicht des Boots nach den Fig. 2 bis 4.Fig. 14 is a stern view of the boat according to Figs. 2 to 4.

Fig. 15 ist ein Teilschnitt längs der Linien 15-15 außerhalb des Hecks von Fig. 14, eine Folie und deren Verbindung mit dem Boot darstellend.Fig. 15 is a partial section taken along lines 15-15 outboard of the stern of Fig. 14, showing a foil and its connection to the boat.

Fig. 16 ist ein Querschnitt der Folie längs der Linie 16-16 in Fig. 15 in größerem Maßstab.Fig. 16 is a larger scale cross-section of the film taken along line 16-16 in Fig. 15.

Fig. 17 ist ein Querschnitt einer zu der Erfindung gehörigen abgeänderten Folienkonfiguration in größerem Maßstab.Fig. 17 is a larger scale cross-section of a modified foil configuration according to the invention.

Fig. 18 ist eine Ansicht der Umrißlinie eines Boots mit dessen Ausbildung der Gleitfläche sowie die zugehörige Positionierung von Abwärtskraft erzeugenden Mitteln.Fig. 18 is a view of the outline of a boat with its formation of the planing surface and the associated positioning of downward force generating means.

Fig. 19 ist eine Ansicht der Umrißlinie eines Boots mit einer weiteren Ausbildung der Gleitfläche sowie der zugehörigen Positionierung von Abwärtskraft erzeugenden Mitteln.Fig. 19 is a view of the outline of a boat with further development of the planing surface and the associated positioning of downward force generating means.

Fig. 20 ist eine Ansicht der Umrißlinie eines Boots mit einer weiteren Ausbildung der Gleitfläche sowie der zugehörigen Positionierung von Abwärtskraft erzeugenden Mitteln.Fig. 20 is a view of the outline of a boat with a further development of the planing surface and the associated positioning of downward force generating means.

Fig. 21 ist eine Ansicht der Umrißlinie des Hecks eines Boots mit einer abgeänderten Ausbildung der Folie und der Anbringungsmittel.Fig. 21 is a view of the outline of the stern of a boat with a modified design of the foil and the attachment means.

Fig. 22 ist eine isometrische Druntersicht unter das Heck des Boots nach den Fig. 2 bis 4 (wobei Folie und Streben nicht gezeichnet sind), darstellend jedoch eine abgeänderte Konfiguration von Boden, Stufe und Kimmflosse am Endabschnitt des Bootsbodens.Fig. 22 is an isometric bottom view under the stern of the boat of Figs. 2 to 4 (with the foil and struts not shown) but showing a modified configuration of the floor, step and fin at the end section of the boat bottom.

Zweckmäßigste Art der Durchführung der ErfindungMost expedient manner of carrying out the invention

Die im Rahmen der Erfindung behandelten Gleitboote stellen Boote dar, für die der dynamische Auftrieb bei Entwurfsgeschwindigkeit merklich ist und mindestens 5% des Bootsgewichts ausmacht und deren Schwerpunkt bei konventioneller Benutzung mindestens so hoch liegt wie bei ruhendem Boot. Dazu gehören sogenannte Halbgleitboote, die eine Auftriebskraft erzeugen, die im Verhältnis zum Verdrängungsgewicht um etwa 10%, oder häufiger möglicherweise 20 oder 40% niedriger ist als das Verdrängungsgewicht, und Vollgleitboote, für die der dynamische Auftrieb in Fahrt 1/2 bis 2/3 des Gewichts oder sogar 90% des Gewichts ausmachen kann. Bei konventionellem Betrieb liegt bei einem Vollgleitboot der Schwerpunkt bei Entwurfsgeschwindigkeit höher als im Ruhezustand, und die benetzte Oberfläche kann beispielsweise lediglich ein Drittel des Ruhewertes oder sogar noch weniger betragen. Natürlich können die erfindungsgemäßen Fortschritte für Halbgleitboote ausgenutzt werden, und sie können dort ebenso groß sein wie für Boote mit im Verhältnis zum Bootsgewicht größerem Gleitkraftpotential.The planing boats covered by the invention are boats for which the dynamic lift at design speed is appreciable and amounts to at least 5% of the boat's weight and whose centre of gravity in conventional use is at least as high as when the boat is at rest. These include so-called semi-planing boats, which generate a lift force that is about 10%, or more frequently possibly 20 or 40%, lower than the displacement weight, and full planing boats for which the dynamic lift when underway can amount to 1/2 to 2/3 of the weight or even 90% of the weight. In conventional operation, the centre of gravity of a full planing boat is higher at design speed than at rest and the wetted surface can be, for example, only a third of the rest value or even less. Of course, the inventive advances can be used for semi-planing boats, and they can be just as great there as for boats with a greater planing force potential in relation to the boat's weight.

Zum genaueren Verständnis der Erfindung sollen zunächst die Kräfte beschrieben werden, die normalerweise auf ein in Bewegung befindliches Gleitboot einwirken, und dann die Wechselwirkungen der erfindungsgemäß angewandten Kräfte. Fig. 1 zeigt die Art und Bündelung der auf ein Gleitboot 1a wirkenden Kräfte. Dazu gehören das Gewicht W des Boots und seines Inhalts, das durch den Schwerpunkt wirksam wird, und die Auftriebskraft B des Wassers auf die benetzte Oberfläche des Boots, die gemeinsam durch das Auftriebszentrum wirksam werden. In Ruhelage des Boots fallen Schwerpunkt und Auftriebszentrum normalerweise zusammen.To better understand the invention, the forces that normally act on a planing boat in motion will first be described, and then the interactions of the forces applied according to the invention. Fig. 1 shows the type and concentration of the forces acting on a planing boat 1a. These include the weight W of the boat and its contents, which is effective through the center of gravity, and the buoyancy force B of the water on the wetted surface of the boat, which are jointly effective through the center of buoyancy. When the boat is at rest, the center of gravity and the center of buoyancy normally coincide.

Wenn das Boot in Fahrt ist, wirkt die Gleitkraft P.F. längs der Gleitflächen 2a nach oben, und zusammen wirkt diese Kraft durch einen als Druckpunkt bezeichneten Ort. Ferner hebt sich im Falle eines üblichen Gleitboots das Boot im Wasser, bis die Gleitkraft durch den Verlust von Auftriebskraft wegen der Abnahme der benetzten Oberfläche (oder Senkung der Wasserlinie) infolge des Anhebens ausgeglichen ist. Typischerweise hebt sich ein konventionelles Gleitboot, bis die benetzte Oberfläche auf ein Drittel oder weniger der in Ruhelage benetzten Oberfläche (wenn das gesamte Bootsgewicht von dem Auftrieb des Boots getragen wird) zurückgegangen ist. Die Auftriebskraft nimmt somit im Gleitzustand ab und wird ersetzt durch Gleitkraft. Der Ort dieser Gleitkräfte sowie deren Größe lassen sich in Längsrichtung einstellen durch Verteilen von mehr oder weniger Vorschiffs- oder Achterschiffsfläche durch Verändern der Neigung oder des Anstellwinkels dieser Flächen in Längsrichtung und/oder im Falle von Booten mit V-Boden durch Ändern ihrer Querneigung (als "Heben oder Senken des Bodens" bezeichnet).When the boat is underway, the planing force P.F. acts upwards along the planing surfaces 2a, and together these forces act through a location called the pressure point. Furthermore, in the case of a conventional planing boat, the boat will lift in the water until the planing force is balanced by the loss of buoyancy due to the decrease in the wetted surface (or lowering of the waterline) as a result of the lifting. Typically, a conventional planing boat will lift until the wetted surface has decreased to one-third or less of the wetted surface at rest (when the entire weight of the boat is supported by the buoyancy of the boat). The buoyancy force thus decreases in the planing state and is replaced by planing force. The location of these sliding forces and their magnitude can be adjusted longitudinally by distributing more or less fore or aft area, by changing the inclination or angle of attack of these surfaces longitudinally and/or in the case of V-bottomed boats, by changing their transverse inclination (referred to as "raising or lowering the bottom").

Je nach der Konstruktion des Boots wirken andere Kräfte in unterschiedlichem Ausmaß auf Vor- und Achterschiff ein und beeinflussen Trimm und Hub. Eine starke Kraft ist die abwärts gerichtete Saugkraft, hervorgerufen durch negativen Druckunterschied (Negativauftrieb) D.P., der längs des Bodens und der Seiten des Boots unter der Wasserlinie (Wölbungen) durch Strömung längs dieser Flächen erzeugt wird. Allgemein gilt: je größer die benetzte Oberfläche, insbesondere in vertikaler Richtung, umso größer der Negativauftrieb durch Abwärtssog am Boden und an den Wölbungen. Zu hoher Negativauftrieb von vorderen Oberflächen kann zum Neigen des Boots in Richtung auf den Bug führen, d. h. das Boot erreicht einen negativen Trimmwinkel. Ein in diesem, als "auf den Bug getrimmt" bezeichneten Zustand befindliches Boot kann mit dem Bug eintauchen und kentern.Depending on the design of the boat, other forces act to varying degrees on the fore and aft of the boat and affect trim and lift. A strong force is the downward suction force caused by the negative pressure difference (negative buoyancy) DP, which is generated along the bottom and sides of the boat below the waterline (bulges) by currents along these surfaces. In general, the following applies: The larger the wetted surface, especially in the vertical direction, the greater the negative lift due to downward suction on the bottom and the cambers. Too much negative lift from forward surfaces can cause the boat to lean towards the bow, ie the boat reaches a negative trim angle. A boat in this condition, known as "trim to the bow", can dive with the bow and capsize.

Die Trimmlage des im Gleitzustand befindlichen Boots ändert sich nach Maßgabe der vorn/achtern-Verteilung der verschiedenen, insbesondere der dynamischen Kräfte, die sich mit der Bootsgeschwindigkeit ändern kann. Wenn beispielsweise die Konfiguration der Gleitkräfte verändert wird, um verhältnismäßig mehr Gleitkraft im vorderen Abschnitt (Vorschiff) des Boots zu erzeugen, hebt die erhöhte Vortriebskraft im Gleitzustand den Bug im Vergleich zum Heck und vergrößert damit den Trimmwinkel des Boots. Durch Erhöhung der Schärfe und vertikalen benetzten Oberfläche am Bug (Tiefe) werden die Saugkräfte und der dadurch hervorgerufene Abtrieb längs dieser Flächen erhöht und damit der Bug gegenüber dem Heck gesenkt.The trim position of the boat in planing condition changes according to the fore/aft distribution of the various, particularly dynamic, forces, which can change with the boat speed. For example, if the configuration of the planing forces is changed to generate proportionally more planing force in the forward section (foredeck) of the boat, the increased propulsive force in planing condition raises the bow relative to the stern and thus increases the trim angle of the boat. By increasing the sharpness and vertical wetted surface at the bow (depth), the suction forces and the resulting downforce along these surfaces are increased and thus the bow is lowered relative to the stern.

Gemäß der Erfindung werden zusätzliche Kräfte über die Längserstreckung auf das Boot ausgeübt, um die Trimmlage zu beeinflussen, sowie zu weiteren, noch zu erörternden Zwecken. Zu den Kräften rechnen die Kraft des dynamischen Abtriebs N.L. (Negativauftrieb), die durch eine am Heck des Boots in Fig. 1 dargestellte Folie 3a ausgeübt wird, und die Auftriebskraft L. des vorderen Flügels 35a, die am Schiffsbug angedeutet ist. Diese Kräfte können gemäß der Erfindung längsschiffs eingestellt werden, wie im folgenden beschrieben.According to the invention, additional forces are applied to the boat along its length to influence the trim attitude and for other purposes to be discussed. The forces include the force of the dynamic downforce N.L. (negative lift) exerted by a foil 3a shown at the stern of the boat in Fig. 1 and the lift force L. of the front wing 35a indicated at the bow of the boat. These forces can be adjusted along the length of the boat according to the invention as described below.

Beim Entwerfen von Gleitbooten müssen die wesentlichen Überlegungen zur Richtungsstabilität, Längsstabilität und zur Fähigkeit, den Schlinger-, Stampf-, Gier- und Brandungskräften in unruhigem Wasser gewachsen zu sein, in Betracht gezogen werden. Infolgedessen werden die Bootskräfte gewöhnlich so angeordnet, daß das Boot beim Gleiten eine "Hecktrimmlage" von typischerweise zwischen 2º und 6º erhält, um die Stabilität in unruhigem Wasser gegen Eintauchen des Bugs und Richtungs- und Querstabilität beizubehalten. Wie bereits erwähnt, ist das Ergebnis eine starke Benachteiligung durch Reibungs- und Widerstandskräfte.When designing planing boats, the key considerations must be taken into account: directional stability, longitudinal stability and the ability to cope with roll, pitch, yaw and surge forces in choppy water. As a result, the boat's forces are usually arranged to give the boat a "stern trim" of typically between 2º and 6º when planing to ensure stability in choppy water. against bow immersion and to maintain directional and transverse stability. As already mentioned, the result is a strong disadvantage due to friction and drag forces.

Demgegenüber kann der Trimmwinkel bei Ausübung der Erfindung bei weniger als 2º und vorteilhafterweise 0º oder sogar einem geringen negativen Winkel, etwa bis -5º, gehalten werden, wenn beispielsweise das Stampfen in schwerer See reduziert werden soll, wobei die Stabilität des Boots weiterhin aufrechterhalten bleibt. Im Gegensatz zu der üblichen Praxis, bei der das Boot durch Aufwärtskräfte maximal angehoben wird, wird im Rahmen der Erfindung dem Boot eine Abwärtskraft zugeführt, um es einerseits näher an die Trimmlage zu bringen und andererseits seine Stabilität zu verbessern. Bei richtigem Entwurf ist das Boot in der Lage, in unruhigem Wasser stabil gegen Eintauchen des Bugs und richtungs- und querstabil zu laufen. Konventioneller gebaute Gleitboote können aus der Anwendung der Erfindung, wenn auch manchmal in geringerem Umfang, Nutzen ziehen.In contrast, when practicing the invention, the trim angle can be kept at less than 2º and advantageously 0º or even a small negative angle, such as down to -5º, if, for example, pitching in heavy seas is to be reduced, while still maintaining the stability of the boat. In contrast to the usual practice in which the boat is lifted to the maximum by upward forces, the invention applies a downward force to the boat in order to bring it closer to the trim position on the one hand and to improve its stability on the other. If properly designed, the boat is able to run in choppy water with stability against bow immersion and with direction and transverse stability. More conventionally built planing boats can benefit from the application of the invention, although sometimes to a lesser extent.

Für alle Gleitboote, ob nach speziellem oder normalem Entwurf gebaut, gilt, daß die dynamische Abtriebskraft strategisch längsschiffs längs der vertikalen Längsmittelsebene in Beziehung zu den anderen, auf das Boot wirkenden Kräften, speziell den Gleitkräften, eingesetzt wird, um das Boot nahe an die Trimmlage Null zu bringen.For all planing boats, whether built to a special or standard design, the dynamic downforce is strategically applied along the vertical longitudinal centerline in relation to the other forces acting on the boat, especially the planing forces, in order to bring the boat close to zero trim.

Die Fig. 18 und 19 verdeutlichen dieses Prinzip, wobei nur die aufwärts gerichteten Gleitkräfte in Betracht gezogen werden sollen. In Fig. 18 haben die Gleitflächen 2b am Vorschiff des Boots 1b, in Trimmlage gezeichnet, eine ausgesprochene Konvexwölbung und bieten der entgegenkommenden Strömung am Bug einen wesentlichen Anstieg, wodurch starke Gleitkräfte vor und nur geringere Kräfte hinter der Konvexwölbung hervorgerufen werden. Der Ort der Gleitkräfte liegt daher vorn, etwa bei F-1. Um diese Kräfte auszugleichen und die Trimmlage aufrechtzuerhalten, wird eine dynamische Abwärtskraft, vorzugsweise durch eine Folie 3b erzeugt, weiter vorn, mittschiffs oder etwas vor mittschiffs, angebracht. Im Gegensatz dazu hat die Gleitfläche 2c des Boots 1c in Fig. 19 eine viel weniger ausgeprägte Konvexwölbung und einen geringeren Anstieg am Bug, so daß der Ort der Gleitkräfte weiter achtern liegt, z. B. bei F-2. Dementsprechend greift die durch die Folie 3c erzeugte Abwärtskraft mehr achtern an, d. h. achteraus von mittschiffs.Figs. 18 and 19 illustrate this principle, taking only the upward sliding forces into account. In Fig. 18, the sliding surfaces 2b at the bow of the boat 1b, drawn in trim position, have a pronounced convex curvature and offer the oncoming flow at the bow a significant rise, causing strong sliding forces in front of and only smaller forces behind the convex curvature. The location of the sliding forces is therefore forward, approximately at F-1. To balance these forces and maintain the trim position, a dynamic downward force, preferably generated by a foil 3b, is placed further forward, amidships or slightly forward of amidships. In contrast, the sliding surface 2c of the Boat 1c in Fig. 19 has a much less pronounced convex curvature and a smaller rise at the bow, so that the location of the planing forces is further aft, eg at F-2. Accordingly, the downward force generated by the foil 3c acts more aft, ie astern from amidships.

Ein komplizierterer Ausgleich ist in Fig. 20 dargestellt, wobei wieder nur die Gleitkräfte berücksichtigt sind. Das Boot 1d weist eine vordere Gleitfläche 2d auf, die mit der von Fig. 18 vergleichbar ist und die eine Gleitkraft erzeugt, deren Ortspunkt oder Druckpunkt weiter vorn liegt, sowie eine Stufe, die zusammenwirkt mit einer Druckentlastungszone am Heck (genauere Erklärung weiter unten), die ebenfalls bestrebt ist, die Gleitkraft vor der Stufe 4d zu konzentrieren. Um die aufwärts gerichteten Gleitkräfte auszugleichen, damit die Trimmlage beim Gleiten aufrechterhalten wird, können die dynamischen Abwärtskräfte in zwei Komponenten aufgeteilt werden: eine durch die Folie 3d-1 erzeugte vordere Komponente vor mittschiffs und eine achtern angreifende, durch eine am Heck angeordnete Folie 3d-2 erzeugte Komponente. Die Kraft und der genaue Angriffspunkt jeder Komponente können zueinander und zusammen reguliert werden in Bezug auf die Gleitkräfte und sonstigen auf das Boot wirkenden Kräfte, um Trimmlage und Stabilität beim Gleiten aufrechtzuerhalten.A more complicated balancing is shown in Fig. 20, again taking only the planing forces into account. The boat 1d has a forward planing surface 2d, comparable to that of Fig. 18, which generates a planing force whose location or pressure point is further forward, and a step which cooperates with a pressure relief zone at the stern (more detailed explanation below) which also tends to concentrate the planing force forward of the step 4d. In order to balance the upward planing forces so that the trim attitude is maintained during planing, the dynamic downward forces can be divided into two components: a forward component generated by the foil 3d-1 forward amidships and an aft component generated by a foil 3d-2 located at the stern. The force and precise point of action of each component can be adjusted relative to each other and together in relation to the planing forces and other forces acting on the boat in order to maintain trim and stability when planing.

Die Größe der zuzuführenden Abwärtskräfte variiert mit dem Gewicht, Volumen (Auftrieb) und der benetzten Oberfläche des Boots und dem Betrag der von dem Boot bei Gleitgeschwindigkeit erzeugten Gleitkraft. Gemäß der Erfindung ist es bei Gleitgeschwindigkeit zweckmäßig, die aktuelle Verminderung der benetzten Oberfläche auf weniger als 2/3 der Abnahme (von dem Betrag der in Ruhe benetzten Oberfläche) zu halten, die das Boot beim Fehlen von Abwärtskraft erfahren würde. Stabilität und Trimmlage sollten sich weiter mit größerer Abwärtskraft verbessern, die die Zunahme der benetzten Oberfläche auf weniger als 50% und vorzugsweise bei einem Betrag zwischen 5% und 25% der normalen Verminderung der benetzten Oberfläche (wenn die Kraft nicht zugeführt wird) hält. Falls gewünscht, kann eine so große Abwärtskraft angebracht werden, daß die benetzte Oberfläche auf 150% oder 175% über den Ruhelage-Betrag ansteigt, was für Boote bei hohen Geschwindigkeiten oder in schwerer See einen Vorteil bedeuten kann.The magnitude of the downward forces to be applied varies with the weight, volume (buoyancy) and wetted surface area of the boat and the amount of planing force generated by the boat at planing speed. According to the invention, at planing speed, it is desirable to keep the actual reduction in wetted surface area to less than 2/3 of the reduction (from the amount of wetted surface area at rest) that the boat would experience in the absence of downward force. Stability and trim attitude should improve further with greater downward force which keeps the increase in wetted surface area to less than 50% and preferably at an amount between 5% and 25% of the normal reduction in wetted surface area (when the force is not applied). If desired, such a large downward force can be applied so that the wetted surface increases to 150% or 175% above the resting level, which can be an advantage for boats at high speeds or in heavy seas.

Als geeigneter Richtwert für Vollgleitboote kann die Kraft in Beziehung gesetzt werden zu dem Verdrängungsgewicht des Bootes, d. h. zu dem tatsächlichen Gewicht des aus dem Wasser genommenen Bootes. Zweckmäßigerweise hat die Abwärtskraft die Größe von 1% bis 50% oder mehr und vorzugsweise zwischen 5% und 25% des Verdrängungsgewichts. Für Halbgleitboote würde die Abwärtskraft generell geringer sein, zweckmäßigerweise mindestens 5% des Verdrängungsgewichts des Boots und vorzugsweise zwischen 8% und 20%.As a suitable guide for fully planing boats, the force can be related to the displacement weight of the boat, i.e. the actual weight of the boat taken out of the water. Conveniently, the downward force is of the magnitude of 1% to 50% or more and preferably between 5% and 25% of the displacement weight. For semi-planing boats, the downward force would generally be less, conveniently at least 5% of the displacement weight of the boat and preferably between 8% and 20%.

Die obenstehende allgemeine Behandlung von Booten mit unterschiedlicher Ausbildung von Gleitfläche, Kiellinien usw. zeigt, wie das erfindungsgemäße Konzept der dynamischen Abwärtskraft auf konventionelle Boote eingesetzt werden kann, um die Erfindung in wechselndem Umfang nutzbringend anzuwenden. Bei neuen Booten kann es aber zweckmäßig sein, das Fahrzeug in spezieller Weise zu konstruieren oder zu "schneidern", um die Vorteile der Erfindung voll auszunutzen, insbesondere indem mindestens eines der Merkmale verwirklicht wird, die Teil der Erfindung bilden.The above general treatment of boats with different configurations of planing surface, keel lines, etc. shows how the inventive concept of dynamic downward force can be applied to conventional boats to apply the invention to varying degrees of benefit. However, with new boats it may be appropriate to construct or "tailor" the craft in a special way to take full advantage of the invention, in particular by implementing at least one of the features forming part of the invention.

Ein Beispiel für einen speziellen Entwurf eines Boots ist in den Fig. 2, 3 und 4 wiedergegeben, worin eine am Heck lokalisierte Einzelkomponente der dynamischen Abwärtskraft vorgesehen ist, um spezielle Vorteile von Effektivität und Konstruktion zu erzielen, wie im folgenden beschrieben wird. Das Boot 1 besitzt einen Rumpf 5 mit einem Vorschiffslot 6 am Bug, das den Punkt an der Spitze des Bugs markiert, der gemäß dem Entwurf des Schiffes im beladenen Zustand an der Wasserlinie liegt, und einem Achterschiffslot 7 ganz achtern, wo das Heck auf die Entwurfswasserlinie trifft. Der Abstand zwischen diesen Loten stellt die Länge des Boots an der Wasserlinie dar. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Wasserlinienlänge des Boots 30,5 m (150 ft.). Zur Vereinfachung der Beschreibung des Rumpfs wird dieser Abstand, wie gezeichnet, in zehn Abschnitte gleicher Länge unterteilt, die jeweils 10% der Schiffslänge ausmachen (jedes Lot wird als "Station" mitgezählt).An example of a special design of a boat is shown in Figs. 2, 3 and 4 in which a single component of the dynamic downward force is provided localized at the stern to achieve special advantages of efficiency and design as will be described below. The boat 1 has a hull 5 with a foreship perpendicular 6 at the bow marking the point at the tip of the bow which, according to the design of the vessel, lies at the waterline when loaded, and a stern perpendicular 7 at the very aft where the stern meets the design waterline. The distance between these perpendiculars represents the length of the boat at the waterline. In the present example, the waterline length of the boat is 30.5 m (150 ft.). To simplify the description of the hull, this distance is divided into ten sections of equal length as shown. length, each accounting for 10% of the ship's length (each lot is counted as a "station").

Die Seitenwände 8 des Rumpfs 5, die über die Wasserlinie hinausragen, treffen am Bug 9 zusammen und entfernen sich dann maximal voneinander etwa an der Station 6. Die Seitenwände verlaufen parallel bis zum Heck 10. Jede Seitenwand trifft an ihrem unteren Rand auf den Gleitboden 11 am Boden des Rumpfs und bildet eine Kimmlinie 12, die zweckmäßigerweise angehoben wird, indem ein kleiner Ansatz oder eine kleine Flosse 13 vorgesehen wird (deutlicher zu erkennen in den Fig. 14 und 22), um die Strömung längs des Gleitbodens 11 zu kanalisieren. Die Tiefe des Ansatzes 13 beträgt zweckmäßigerweise weniger als 30,5 cm (1 ft.) und vorzugsweise zwischen 3 mm (1/8'') und 75 mm (3''). Die obere Kimmlinie 12 erstreckt sich über die Länge des Boots 1 etwa von der Station 1 aus zum Heck, und vor etwa Station 2 dient die angehobene Kimmlinie vor allem als Spritzwasserleiste, um das hochschlagende Spritzwasser abzulenken. Ein Knick 14 oberhalb der Wasserlinie erstreckt sich ebenfalls über jede Seitenwand 8 etwa von Station 1 aus bis an das Heck.The side walls 8 of the hull 5 which project above the waterline meet at the bow 9 and then diverge to a maximum at about the station 6. The side walls are parallel to the stern 10. Each side wall meets the planing bottom 11 at its lower edge at the bottom of the hull and forms a chine line 12 which is conveniently raised by providing a small projection or fin 13 (more clearly seen in Figs. 14 and 22) to channel the flow along the planing bottom 11. The depth of the projection 13 is conveniently less than 30.5 cm (1 ft.) and preferably between 3 mm (1/8'') and 75 mm (3''). The upper chine line 12 extends over the length of the boat 1 approximately from station 1 to the stern, and in front of approximately station 2 the raised chine line serves primarily as a spray bar to deflect the spray that hits the surface. A kink 14 above the waterline also extends over each side wall 8 approximately from station 1 to the stern.

Der Gleitboden 11, der sich im wesentlichen über die Gesamtlänge der Wasserlinie des Boots erstreckt, hat insgesamt V-Form mit in der Kiellinie liegendem Scheitel. Wie insbesondere die Fig. 5 bis 8 zeigen, fällt der Gleitboden, mit einem sehr scharfen V bei dem Vorschiffslot 6 beginnend, allmählich aus, bis er bei Station 6 einen Anstieg des Bodenwinkels von 15,25º erreicht. Der Anstieg der Bodenwinkel an den Stationen 7 bis 9 beträgt 13,5º bzw. 9,75º bzw. 5,25º. Achtern ungefähr von Station 6 hat die Kiellinie 15 einen Konstruktionstiefgang von 132 cm (51,7 inches) und ist im wesentlichen horizontal, d. h. parallel zu der Grundebene des Boots, sie kann aber nötigenfalls auch etwas konkav verlaufen.The planing bottom 11, which extends essentially over the entire length of the boat's waterline, has an overall V-shape with its apex in the keel line. As shown in particular in Figures 5 to 8, the planing bottom, starting with a very sharp V at the foreship perpendicular 6, gradually tapers off until it reaches an increase in the bottom angle of 15.25º at station 6. The increase in the bottom angles at stations 7 to 9 is 13.5º, 9.75º and 5.25º respectively. Aft of approximately station 6, the keel line 15 has a design draught of 132 cm (51.7 inches) and is essentially horizontal, i.e. parallel to the base plane of the boat, but it can also be slightly concave if necessary.

Von seinem Scheitel etwa bei Station 6 aus erstreckt sich ein dreieckiger und ebener Mittelboden 16 nach achtern mit einem geringen Winkelanstieg gegenüber der Grundebene des Boots. Der Mittelboden 16 ist in Querrichtung annähernd parallel zu der Grundebene des Boots. Die Grundebene des Boots ist die Ebene am äußersten Tiefgang des Boots, die sowohl senkrecht zu der vertikalen Längsmittelebene als auch parallel zu der Konstruktionswasserlinie des Boots verläuft.From its apex at about station 6, a triangular and flat central floor 16 extends aft with a slight angle rise relative to the base plane of the boat. The central floor 16 is transversely approximately parallel to the Base plane of the boat. The base plane of the boat is the plane at the extreme draft of the boat that is both perpendicular to the vertical longitudinal center plane and parallel to the boat's design waterline.

Zweckmäßigerweise liegt die vordere Spitze des Mittelbodens 16 etwas achtern von dem äußersten Tiefgang des Boots. Der Mittelboden 16 schneidet und kürzt die Kammlinie oder den Scheitelabschnitt des Gleitbodens 11, so daß zwei anschließend auseinanderlaufende Fortsatzlinien 17 entstehen. Sowohl der V-förmige Boden 11 als auch der Mittelbodenabschnitt 16 enden bei Station 9 an der Querstufe 4, die sich zwischen den Kimmlinien 12 erstreckt. Durch passende Wahl der gegenseitigen Neigungen von Boden 11 und Boden 16 kann der Boden 16 so angeordnet werden, daß er, falls gewünscht, den Boden 11 an der Querstufe 4 vollständig abschneidet, wie bei 16a in Fig. 22 angedeutet. Bei der Stufe 4 beträgt der Tiefgang des Bodens 11 30 cm (11,8 inches).Conveniently, the forward tip of the center floor 16 is located slightly aft of the extreme draft of the boat. The center floor 16 intersects and shortens the crest line or apex portion of the planing floor 11 to form two subsequently diverging extension lines 17. Both the V-shaped floor 11 and the center floor portion 16 terminate at station 9 at the transverse step 4 which extends between the chine lines 12. By suitably selecting the mutual inclinations of the floor 11 and the floor 16, the floor 16 can be arranged to completely cut off the floor 11 at the transverse step 4 if desired, as indicated at 16a in Fig. 22. At step 4, the draft of the floor 11 is 30 cm (11.8 inches).

Der Boden ist somit von mittschiffs aus in Längsrichtung insgesamt flach gehalten, und er steigt allmählich zum Heck zweckmäßigerweise um mindestens 25% des Tiefgangs mittschiffs und zum Erreichen verbesserter Stabilität beim Laufen mit Trimmwinkel Null um mindestens 50% und vorzugsweise 75% des Tiefgangs mittschiffs. In dem vorliegenden Beispiel beträgt der Anstieg zum Heck von Mittschiffstiefgang 100% und kann, falls erwünscht, sogar etwas größer sein (d. h. über die Wasserlinie). Von mittschiffs nach dem Heck ist der Anstieg des Bodens in Längsrichtung zweckmäßigerweise insgesamt linear oder leicht konkav unter Vermeidung von hochgradig konvexer Wölbung. Falls konvex, hat der Gleitboden achtern von mittschiffs zweckmäßigerweise einen mittleren Tiefgang zwischen den Kimmlinien an der vertikalen Querebenenhälfte vom halben Abstand zwischen mittschiffs und der Heck-Ablaufkante von höchstens 50% mehr als dem Tiefgang bei einer linearen Projektion zwischen dem Punkt größten Tiefgangs mittschiffs (Station 5) und dem Punkt größten Tiefgangs an der Heck-Ablaufkante und ist vorzugsweise um nicht mehr als 25% größer.The bottom is thus kept flat overall in the longitudinal direction from amidships and gradually rises towards the stern, suitably by at least 25% of the amidships draught and, to achieve improved stability when running at zero trim angle, by at least 50% and preferably 75% of the amidships draught. In the present example, the rise to the stern from the amidships draught is 100% and may, if desired, even be somewhat greater (i.e. above the waterline). From amidships to the stern, the rise of the bottom in the longitudinal direction is suitably linear overall or slightly concave, avoiding highly convex camber. If convex, the planing bottom aft of amidships shall suitably have a mean draught between the chines on the vertical transverse plane half the distance between amidships and the stern trailing edge of not more than 50% more than the draught on a linear projection between the point of greatest draught amidships (station 5) and the point of greatest draught on the stern trailing edge, and preferably not more than 25% more.

Quer von Station 5 achtern kann die Kimmbreite für erfindungsgemäße Boote vorteilhafterweise verhältnismäßig groß sein und zweckmäßigerweise so groß oder größer als die Breite mittschiffs. Bei dem Boot nach den Fig. 2 bis 4 mißt die Kimmbreite mittschiffs 818 cm (322 inches) und von Station 7 zu der Heck-Ablaufkante 867 cm (314,4 inches).Astern of station 5, the chine width for boats according to the invention can advantageously be relatively large and conveniently as large as or larger than the width amidships. In the boat according to Figs. 2 to 4, the chine width amidships measures 818 cm (322 inches) and from station 7 to the stern trailing edge 867 cm (314.4 inches).

Wie am deutlichsten in Fig. 2 zu erkennen, ist die Stufe 4 linear abgeschrägt von ihrem höchsten Punkt an der Längsmittellinie des Boots in Richtung auf die beiden Kimmlinien 12 bis sie mit den Flossen 13 fluchtet. Die Stufe kann aber auch von einer Kimmlinie zur anderen horizontal verlaufen, wie in Fig. 22 dargestellt, und in diesem Falle ist eine Überbrückungsflosse 18 vorgesehen, deren Umriß so gewählt ist, daß die Strömung, die längs der Kimmlinien nach hinten lauft, über die Stufe 19 geleitet wird. Die (in der Mittellinie gemessene) Tiefe der Stufe, im vorliegenden Beispiel 8,6 cm (3,4 inches), wird im Hinblick auf die Bootsabmessungen gewählt, kann aber in weiten Grenzen variieren, notfalls zwischen 5 und 500 mm, oder, bezogen auf das Boot, zwischen 0,001% und 15% des Tiefgangs des Boots.As can be seen most clearly in Fig. 2, the step 4 is linearly bevelled from its highest point on the longitudinal centreline of the boat towards the two chines 12 until it is flush with the fins 13. The step may also run horizontally from one chine to the other, as shown in Fig. 22, in which case a bridging fin 18 is provided, the outline of which is chosen so that the current running aft along the chines is directed over the step 19. The depth of the step (measured in the centreline), in the present example 8.6 cm (3.4 inches), is chosen with regard to the boat dimensions, but can vary within wide limits, if necessary between 5 and 500 mm, or, in relation to the boat, between 0.001% and 15% of the boat's draught.

Die Schrauben 20 sind beiderseits der Kiellinie unmittelbar unter dem Gleitboden 11 angeordnet, zweckmäßigerweise im Abstand oder innerhalb eines Abstands von 50% der Kimmbreite vor der Stufe 4. Wenn die Schrauben in dieser Weise angeordnet sind, ist der Abstrom von den Schrauben bestrebt, Wirbelströme und Turbulenz, die leicht an Stufen, insbesondere bei geringer Fahrt entsteht, "wegzuschieben", so daß die Wirkung der Stufe verbessert wird. Die Stufe versucht außerdem, von den Schrauben herrührende turbulente Strömung von den achteren Gleitflächen zu entfernen, wodurch normalerweise mit Schrauben unter einem Gleitboot verbundene Reibung und Turbulenz herabgesetzt wird.The screws 20 are arranged on either side of the keel line immediately below the planing bottom 11, conveniently at or within 50% of the bilge width of the step 4. When the screws are arranged in this way, the downstream flow from the screws tends to "push away" eddy currents and turbulence that easily develops on steps, especially at low speed, thus improving the effect of the step. The step also tends to remove turbulent flow from the screws from the aft planing surfaces, thereby reducing friction and turbulence normally associated with screws under a planing boat.

Hinter der Stufe 4 befindet sich ein Druckentlastungsboden 21. In Querrichtung steht der Druckentlastungsboden 21 senkrecht auf der vertikalen Längsmittelebene und erstreckt sich entweder konvex oder, wie gezeichnet, als flache Ebene bis zu seinem höchsten Punkt, das ist der Endpunkt an der Ablaufkante 22 am Ort des Achterschiffslots 7. Die Ablaufkante 22, die parallel zu der Grundebene und quer zu der Längsmittelebene des Boots verläuft, bildet die Verbindungsstelle von Entlastungsboden 21 und Spiegelwand 23. Für maximale Wirkung befindet sich die Oberfläche des Druckentlastungsbodens 21 in oder oberhalb von einer Ebene, die sich zwischen der Stufe 4 und der Ablaufkante 22 erstreckt, und zwischen der Stufe und der Ablaufkante; diese Fläche bleibt unterhalb der Horizontalhöhe der Ablaufkante 22.Behind step 4 there is a pressure relief floor 21. In the transverse direction, the pressure relief floor 21 is perpendicular to the vertical longitudinal center plane and extends either convexly or, as shown, as a flat plane to its highest point, which is the end point at the discharge edge 22 at the Location of the aft perpendicular 7. The drainage edge 22, which is parallel to the ground plane and transverse to the longitudinal median plane of the boat, forms the junction of the pressure relief floor 21 and the transom wall 23. For maximum effect, the surface of the pressure relief floor 21 is located in or above a plane extending between the step 4 and the drainage edge 22 and between the step and the drainage edge; this surface remains below the horizontal level of the drainage edge 22.

Der Anstieg des Druckentlastungsbodens in Längsrichtung ist zweckmäßigerweise gleich mindestens einem Zehntel des Bootstiefgangs mittschiffs und kann bis zum halben Tiefgang anwachsen. Die Vertikalposition der Ablaufkante 22 sollte in einem Abstand von weniger als 50%, zweckmäßigerweise weniger als 25% des größten Tiefgangs des Boots über oder unter der Konstruktionswasserlinie des Boots, vorzugsweise innerhalb von 10%, liegen. Der Entlastungsboden 21 sollte sich in Längsrichtung ausreichend weit erstrecken, um allmählich und gleichmäßig den auf das Wasser vor der Stufe ausgeübten Gleitdruck zu verringern, wodurch die Turbulenz und der Widerstand, die gewöhnlich am Heck eines Gleitboots auftreten, sehr deutlich herabgesetzt wird. Zweckmäßigerweise handelt es sich um einen Horizontalabstand von wenigstens 5% bis 25% der Wasserlinienlänge des Boots. Bei dem vorliegenden Beispiel erstreckt sich der Entlastungsboden in Längsrichtung über 10% der Wasserlinienlänge und hebt sich von einem Tiefgang von 39,1 cm (15,4 inches) auf 8,6 cm (3,4 inches) unter der Wasserlinie, 23,2% des Mittschiffstiefgangs.The longitudinal rise of the pressure relief floor is suitably equal to at least one tenth of the boat's draught amidships and may increase to half the draught. The vertical position of the trailing edge 22 should be at a distance of less than 50%, suitably less than 25% of the boat's maximum draught above or below the boat's design waterline, preferably within 10%. The relief floor 21 should extend longitudinally sufficiently to gradually and evenly reduce the planing pressure exerted on the water in front of the step, thereby very significantly reducing the turbulence and drag normally encountered at the stern of a planing boat. Suitably this is a horizontal distance of at least 5% to 25% of the boat's waterline length. In the present example, the relief floor extends longitudinally for 10% of the waterline length and rises from a draft of 39.1 cm (15.4 inches) to 8.6 cm (3.4 inches) below the waterline, 23.2% of the midships draft.

Doppelheckplatten 24 verlaufen von dem Achterschiffslot 7 aus auf beiden Seiten des Rumpfs 5 nach hinten, jede versehen mit einer Hacke 25, die hinter der Heckwand 23 oberhalb der Ablaufkante 22 liegt. Jede Hacke 25 ist leicht aufwärts gebogen, sowohl nach achtern als auch in Innenbordrichtung, und befindet sich etwas oberhalb der Konstruktionswasserlinie, um zusätzliche Längsstabilität gegenüber Stampfen durch seinen "Stoß" gegen das Wasser zu bieten, wenn der Bug gehoben wird.Twin stern plates 24 extend aft from the aft port 7 on both sides of the hull 5, each provided with a heel 25 located behind the stern wall 23 above the trailing edge 22. Each heel 25 is slightly curved upwards, both aft and inboard, and is located slightly above the design waterline to provide additional longitudinal stability against pitching from its "bump" against the water when the bow is raised.

Die Kimmlinienflosse 13 an den beiden Seiten reicht achtern über die Ablaufkante 22 hinaus und ist aufwärts gekrümmt längs der Außenränder jeder Hacke bis zu einem Punkt über der Konstruktionswasserlinie, um am Heck die Strömung längs der gehobenen Kimmlinien glatt abzulösen.The bilge line fin 13 on both sides extends aft beyond the trailing edge 22 and is curved upwards along the outer edges of each heel to a point above the design waterline in order to smoothly separate the flow along the raised bilge lines at the stern.

Die Innenwände 26 beider Heckplatten 24 verlaufen parallel zu der Längsmittellinie und jede schließt an die Heckwand 23 an, um eine innenbords liegende Kerbe zur Aufnahme der Montagestreben 27 für die Tragfläche 3 zu bilden. Die Streben 27 können mit (nicht gezeichneten) Schwenklagern ausgestattet sein, die in Innenwänden 26 der Heckplatte 24 angebracht sind, so daß sie um eine Achse schwenken können, die horizontal gegenüber der Basislinienebene ist und quer zu der Längsmittellinie des Boots verläuft. Wie Fig. 16 zeigt, haben die Streben 27 im Querschnitt Folienform (Tragflächenform) mit gleich gewölbten Flächen, wobei die Sehne insgesamt parallel zu der Längsrichtung des Boots verläuft. Die Streben 27 sind mit ihrem unteren Ende mit der Folie 3 als Halterung für diese verbunden. Es können nichtgezeichnete Mittel vorgesehen werden, z. B. Hydraulikzylinder, die die Streben 27 mit der Heckwand 23 verbinden, um die Schwenklage der Streben einzustellen und damit der Folie 3 in unterschiedliche Anstellwinkel zu drehen. Die Folie 3 und ihre Tragstreben können andererseits auch ständig in einer für ein bestimmtes Boot geltenden vorbestimmten Position festgehalten werden.The inner walls 26 of both stern plates 24 run parallel to the longitudinal centerline and each adjoins the stern wall 23 to form an inboard notch for receiving the mounting struts 27 for the wing 3. The struts 27 may be provided with pivot bearings (not shown) mounted in inner walls 26 of the stern plate 24 so that they can pivot about an axis which is horizontal to the baseline plane and transverse to the longitudinal centerline of the boat. As shown in Fig. 16, the struts 27 have a foil shape (wing shape) in cross section with equally curved surfaces, the chord as a whole running parallel to the longitudinal direction of the boat. The struts 27 are connected at their lower end to the foil 3 as a support for the latter. Means not shown may be provided, e.g. B. Hydraulic cylinders that connect the struts 27 to the stern wall 23 in order to adjust the pivoting position of the struts and thus rotate the foil 3 to different angles of attack. The foil 3 and its support struts can also be permanently held in a predetermined position applicable to a specific boat.

Die Folie 3 erstreckt sich quer zur vertikalen Längsmittelebene des Boots und praktisch gleich beiderseits dieser Ebene. Die Längsposition der Folie an dem Boot wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Vorderkante an und ein Stück weit unterhalb der Ablaufkante 22 liegt, um Turbulenz zwischen beiden zu vermeiden, vorzugsweise in einem Abstand von mindestens 15 cm (6''), aber möglichst nicht so weit unterhalb, daß der Tiefgang des Boots vergrößert wird. Wenn eine Stufe vorgesehen ist, wie es bei der Stufe 4 der Fall ist, sollte die Folie horizontal unter der tiefsten Kante der Stufe angeordnet sein. In Längsrichtung befindet sich die Vorderkante der Folie vertikal an der Ablaufkante des Boots, etwa an der Ablaufkante 7.The foil 3 extends transversely to the vertical longitudinal center plane of the boat and practically equally on both sides of this plane. The longitudinal position of the foil on the boat is conveniently chosen so that the leading edge is at and slightly below the trailing edge 22 to avoid turbulence between the two, preferably at a distance of at least 15 cm (6''), but preferably not so far below that the draught of the boat is increased. If a step is provided, as is the case with step 4, the foil should be arranged horizontally below the deepest edge of the step. In the longitudinal direction, the leading edge of the foil is located vertically at the trailing edge of the boat, approximately at the trailing edge 7.

Wie weiter unten im einzelnen zu erörtern ist, verläuft die Sehne der Folie 3 insgesamt parallel zu der Horizontalen oder unter einem geringen Winkel zur Horizontalen. Durch Verändern der Schwenkstellung der Streben 27 kann die Stellung der Folie gegenüber der Horizontalen (und damit gegenüber der Strömungsrichtung) innerhalb eines Bereichs von zweckmäßigerweise ± 10º bis 20º eingestellt werden.As will be discussed in more detail below, the chord of the foil 3 runs parallel to the horizontal or at a slight angle to the horizontal. By changing the pivoting position of the struts 27, the position of the foil relative to the horizontal (and thus relative to the flow direction) can be adjusted within a range of expediently ± 10º to 20º.

Die Folie oder die Folien können nach Bedarf seitlich zu der Längsmittellinie des Boots in unterschiedlicher Weise eingestellt werden, so daß ihre Kräfteresultierende an einer bestimmten Längsposition auf der Mittellinie liegt. Wie in der obigen Zeichnung kann also eine einzige Folie sich so über die Mittellinie erstrecken, daß sie mit jeweils einer Hälfte auf einer Seite der Mittellinie steht. Es kann aber auch jeweils eine einzelne Folie diesseits und jenseits der Mittellinie und in gleichem Abstand von ihr angeordnet werden, wie in Fig. 21 gezeigt. Die Anbringung der Folien ist bei dieser Ausführungsform besonders nützlich für Positionen vor dem Heck. Jede Folie 3e ist an dem Rumpf mit einer hydrodynamisch geformten Strebe 27e in einer vorbestimmten Ausrichtung (Anstellwinkel) zu der Strömung befestigt.The foil or foils can be adjusted laterally to the longitudinal centerline of the boat in different ways as required so that their force resultant is located at a particular longitudinal position on the centerline. Thus, as in the above drawing, a single foil can extend across the centerline so that one half of it is on either side of the centerline. Alternatively, a single foil can be arranged on either side of the centerline and equally spaced from it, as shown in Fig. 21. The attachment of the foils in this embodiment is particularly useful for positions forward of the stern. Each foil 3e is attached to the hull by a hydrodynamically shaped strut 27e in a predetermined orientation (angle of attack) to the flow.

Die Folie ist das bevorzugte Mittel zur Erzeugung von Abwärtskräften gemäß der Erfindung. Die Folie kann zu diesem Zweck symmetrisch geformt sein und somit eine Abwärtskraft erzeugen, indem ein Anstellwinkel gegenüber der Strömung hergestellt wird, wobei die Ablaufkante oberhalb der Vorderkante, wie gezeichnet, quer zur Strömungsrichtung steht. Zur Erzielung stärkerer Wirkung kann die Folie auf der nach unten gerichteten Seite stärker gewölbt sein, um Negativauftrieb (Abwärtskraft) zu erzeugen, und wird dann nach Bedarf unter einem Anstellwinkel angeordnet, um diesen Negativauftrieb zu verstärken. Zweckmäßigerweise ist das Folienprofil so ausgebildet, daß die Abwärtskraft einen Maximalwert erhält, während der hervorgerufene Widerstand minimiert wird über einen großen Bereich von Anstellwinkeln in Negativrichtung (wobei die Vorderkante tiefer steht als die Ablaufkante) von bis zu 10º und über einen großen Geschwindigkeitsbereich. Ferner ist es zweckmäßig, die Folie wirkungsvoll in positiver Richtung (bei erhobener Vorderkante) bis zu mindestens 5º arbeiten zu lassen, um eine Aufwärtskraft zu erzeugen. (Diese Auftriebsmöglichkeit kann in manchen Fällen für erfindungsgemäße Boote nützlich sein, um Stampfkräften in schwerer See entgegenzuwirken.) Für solche Zwecke werden spezielle Folien, die einen weitere Teil der Erfindung bilden, mit Vorteil eingesetzt, um den induzierten Widerstand zu minimieren und gleichzeitig auf neuartige Weise zur Aufrechterhaltung der Trimmlage und Vermeidung von turbulenter Wechselwirkung mit der die Rumpfflächen passierenden und vor allem der an der Heckablaufkante sich ablösenden Strömung beizutragen.The foil is the preferred means of generating downward forces according to the invention. The foil may be symmetrically shaped for this purpose and thus generate a downward force by establishing an angle of attack with respect to the flow, with the trailing edge above the leading edge, as shown, transverse to the direction of flow. For greater effect, the foil may be more curved on the downward facing side to generate negative lift (downward force) and then positioned at an angle of attack as required to enhance this negative lift. Conveniently, the foil profile is designed to give the downward force a maximum value while minimising the drag induced over a wide range of angles of attack in the negative direction (with the leading edge lower than the trailing edge) of up to 10º and over a wide speed range. It is also desirable to make the foil work effectively in the positive direction (with the leading edge raised) up to at least 5º to generate an upward force. (This buoyancy capability may in some cases be useful for boats according to the invention to counteract pitching forces in heavy seas.) For such purposes, special foils, which form a further part of the invention, are advantageously used to minimize the induced drag and at the same time contribute in a novel way to maintaining the trim and avoiding turbulent interaction with the flow passing the hull surfaces and, above all, the flow separating at the stern trailing edge.

Um turbulente Wechselwirkung mit der den Rumpf passierenden Strömung zu vermeiden, erhalten die Folien vorteilhafterweise eine solche Konfiguration, daß die ihre Ablaufkante passierende Strömung (der "Abstrom") nach unten abgelenkt wird, in der gleichen Richtung wie die von der Folie erzeugte Kraft, im Gegensatz zu konventionellen Tragflächen oder Flügeln, für die der Abstrom in der zu der erzeugten Kraft entgegengesetzten Richtung verläuft. Bei geeigneter Ausbildung an ihren ablaufenden Abschnitten können Folien, die vor einem ihrer ablaufenden Abschnitte gewölbt sind (vorzugsweise unterschiedlich gewölbt mit einer insgesamt stärkeren Wölbung an der Unterseite), um eine Abwärtskraft zu erzeugen, wenn die Vorderkante der Strömung mit einem negativen Anstellwinkel entgegengerichtet wird, eine derartige abgelenkte Strömung erzielen. Der ablaufende Teil derartiger Folien, zweckmäßigerweise mindestens die ablaufenden 15%, vorzugsweise mindestens die ablaufenden 20% und bis zu den ablaufenden 40% der Folienlänge, gemessen längs der Sehne, sind so ausgebildet, daß die obere Fläche konvex nach unten zu der Ablaufkante gerichtet ist und die zu der Ablaufkante verlaufende Unterseite mit zumindest deutlich geringerer Konvexwölbung und zweckmäßigerweise im wesentlichen linear und vorzugsweise konkav ausgeführt ist.To avoid turbulent interaction with the flow passing the fuselage, the foils are advantageously configured such that the flow passing their trailing edge (the "downstream") is deflected downwards, in the same direction as the force generated by the foil, in contrast to conventional airfoils or wings for which the downstream is in the opposite direction to the force generated. With suitable design at their trailing sections, foils cambered ahead of one of their trailing sections (preferably differentially cambered with an overall greater camber on the underside) to generate a downward force when the leading edge of the flow is opposed at a negative angle of attack can achieve such deflected flow. The running part of such films, expediently at least the running 15%, preferably at least the running 20% and up to the running 40% of the film length, measured along the chord, are designed such that the upper surface is convexly directed downwards towards the running edge and the underside running towards the running edge is designed with at least significantly less convex curvature and expediently essentially linear and preferably concave.

Um den induzierten Widerstand zu minimieren, sind die erfindungsgemäßen Folien mit einer Unterseite ausgestattet, die an einem Punkt zwischen etwa 25% und 55% des Sehnenabstands von der Vorderkante beginnt, die sich in Richtung auf die Ablaufkante aufwärts zu einem Punkt bei 85% der Sehnenlänge von der Vorderkante krümmt, was einem Abstand von der Sehne von weniger als 50% des Abstands zwischen der Sehne und der Unterseits an dem Anfangspunkt entspricht. Außerdem können die Folien ein verhältnismäßig schmales Profil haben, zweckmäßigerweise mit einem maximalen Dicke/Sehnenlänge-Verhältnis von 0,15 und vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,09.In order to minimize the induced resistance, the films according to the invention are equipped with a bottom side that a point between about 25% and 55% chordwise from the leading edge which curves upwards towards the trailing edge to a point at 85% chordwise from the leading edge, corresponding to a distance from the chord of less than 50% of the distance between the chord and the bottom at the starting point. In addition, the films may have a relatively narrow profile, suitably with a maximum thickness to chord ratio of 0.15 and preferably between 0.03 and 0.09.

Vorteilhafterweise können diese Folien für sehr hohe Fahrgeschwindigkeiten hinsichtlich der Ausbildung der Oberseite und durch Hinzufügen von mindestens einer Stufe auf der Folie weiter abgeändert werden. Die abgeänderte Konfiguration der oberen vorderen Fläche umfaßt eine praktisch abgeflachte oder lineare Fläche, die von einer scharfen Vorderkante zwischen 30% und 50% des Sehnenabstands gegen die Ablaufkante reicht. Stufen können auf der Folie an einem Punkt längs entweder der Oberseite oder der Unterseite an oder in Richtung auf die Ablaufkante vorzugsweise an einer Stelle angebracht werden, wo die Fläche sowohl nach vorn wie nach hinten parallel zu der Sehne oder einwärts zu der Sehne verläuft. Die Stufe kann rechtwinklig gegen die Sehne über ein Stück von 0,1% bis 10% oder mehr als 10% der maximalen Dicke der Folie reichen. Der Zweck der Folie ist die Herstellung eines nichtlinearen Verhaltens. Bei höheren Geschwindigkeiten erfolgt an der Stufe eine Strömungsablösung. Eine Stufe an der Unterseite führt eine Abnahme der Kraft in Abwärtsrichtung herbei und eine Stufe an der Oberseite ergibt eine Zunahme der Kraft in Abwärtsrichtung. Zur Anwendung bei Folien in erfindungsgemäßen Booten ist eine Stufe an der Unterseite besonders vorteilhaft, um bei sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten ein geringeres Anwachsen der Abwärtskraft zu erreichen.Advantageously, these foils can be further modified for very high travel speeds in terms of the top surface configuration and by adding at least one step to the foil. The modified upper front surface configuration comprises a substantially flattened or linear surface extending from a sharp leading edge between 30% and 50% of the chord distance against the trailing edge. Steps can be provided on the foil at a point along either the top or bottom at or towards the trailing edge, preferably at a location where the surface runs parallel to the chord both forwards and aft or inwardly to the chord. The step can extend perpendicular to the chord for a distance of 0.1% to 10% or more than 10% of the maximum thickness of the foil. The purpose of the foil is to produce non-linear behavior. At higher speeds, flow separation occurs at the step. A step on the bottom results in a decrease in the force in the downward direction and a step on the top results in an increase in the force in the downward direction. For use with foils in boats according to the invention, a step on the bottom is particularly advantageous in order to achieve a smaller increase in the downward force at very high travel speeds.

Nach Fig. 16 hat die Folie 3 eine Vorderkante 43, eine Ablaufkante 44, eine Oberseite 45 und eine Unterseite 46. Eine Bezugsgerade 47 verläuft von der Ablaufkante 44 zu der Vorderkante 43 in der Stellung oder bei dem Anstellwinkel, bei dem die Folie 3 weder einen Auftrieb noch einen Abtrieb hervorruft.According to Fig. 16, the foil 3 has a leading edge 43, a trailing edge 44, an upper side 45 and a lower side 46. A reference line 47 runs from the trailing edge 44 to the leading edge 43 in the position or at the angle of attack at which the foil 3 causes neither lift nor downforce.

Die Vorderkante 43 weist eine insgesamt stromlinienförmige Nase auf. Die Oberseite 45 ist von der Nase aus nach hinten konvex mit einer maximalen konvexen Wölbung an einer Stelle zwischen 7% und 20% und vorzugsweise, wie gezeichnet, bei 10% des Sehnenabstands von der Vorderkante. Die Fläche 45 ist konkav von dem angegebenen Punkt maximaler Konvexität zu einem weiteren Knotenpunkt 48 maximaler Konvexität und ist dann abwärts konvex zu der Ablaufkante 44. Die Unterseite 46 ist konvex von der Vorderkante 43 zu dem Punkt größten Abstands von der Sehne bei 49 und kurvt von dort zu der Ablaufkante 44 allmählich aufwärts zu der Sehne und wird schwach konkav. Bei 85% des Sehnenabstands von der Vorderkante 43 beträgt der Abstand von der Unterseite 46 zu der Sehne ungefähr 30% desjenigen am Punkt 49 größten Abstands. Die Länge der Foliensehne beträgt bei diesem Beispiel 125,7 cm (49,5 inches), und das Dicken/Längen-Verhältnis hat den Wert 0,046. Der senkrechte Abstand der Flächen von der Basislinie an jeder der Stationen 1 bis 33 ist in TABELLE I (in Inch) angegeben. Der Abstand zwischen den Stationen beträgt 3,8 cm (1,5 inches). TABELLE I Abstand zwischen Basislinie und Folienseiten in Fig. 16 (in Inch )TABELLE II Abstand zwischen Basislinie und Folienseiten in Fig. 17 (in Inch) STATION MITTELLINIE MITTELLINIE STUFEThe leading edge 43 has an overall streamlined nose. The top surface 45 is convex rearwardly from the nose with a maximum convex curvature at a point between 7% and 20% and preferably, as drawn, at 10% of the chord distance from the leading edge. The surface 45 is concave from the indicated point of maximum convexity to another nodal point 48 of maximum convexity and then is convex downwardly to the trailing edge 44. The bottom surface 46 is convex from the leading edge 43 to the point of greatest distance from the chord at 49 and from there to the trailing edge 44 gradually curves upwards to the chord and becomes slightly concave. At 85% of the chord distance from the leading edge 43 the distance from the bottom surface 46 to the chord is approximately 30% of that at the point of greatest distance 49. The length of the foil chord in this example is 125.7 cm (49.5 inches) and the thickness-to-length ratio is 0.046. The vertical distance of the surfaces from the baseline at each of the stations 1 through 33 is given in TABLE I (in inches). The spacing between stations is 3.8 cm (1.5 inches). TABLE I Distance between baseline and foil sides in Fig. 16 (in inches) TABLE II Distance between baseline and foil sides in Fig. 17 (in inches) STATION CENTERLINE CENTERLINE STEP

In Fig. 17 ist die Folie 3 mit der oben angegebenen Abänderung für Hochgeschwindigkeitsfahrt gezeichnet; sie entspricht im übrigen genau der Folie nach Fig. 16. Insbesondere verläuft der vordere Abschnitt 50 der Oberseite von der Vorderkante 43 aus praktisch geradlinig über eine 45% der Sehnenlänge betragende Strecke in Richtung auf die Ablaufkante 44. Die Nase an der Vorderkante 43 ist erheblich schärfer als die in der Ausführung nach Fig. 16. Der vordere Abschnitt 51 der Unterseite 46 hat insgesamt die gleiche Krümmung, ist aber in Richtung auf und bis zu dem Mittelpunkt der Folie enger an die Sehne angelehnt. Eine Stufe 52 befindet sich am Mittelpunkt; er hat eine Höhe von 5% der maximalen Dicke der Folie. Die Abstände der Flächen von der Basislinie an den Stationen 1 bis 33 ist in TABELLE II entsprechend denen für die Ausbildung nach Fig 16 angegeben. Das Verhältnis von Dicke zu Sehnenlänge beträgt 0,045.In Fig. 17, foil 3 is drawn with the above modification for high speed travel; it otherwise corresponds exactly to the foil of Fig. 16. In particular, the front section 50 of the top surface runs from the front edge 43 in a practically straight line over a distance of 45% of the chord length towards the trailing edge 44. The nose on the front edge 43 is considerably sharper than that in the design of Fig. 16. The front section 51 of the bottom surface 46 has the same overall curvature, but is more closely aligned with the chord towards and up to the center of the foil. A step 52 is located at the center; it has a height of 5% of the maximum thickness of the foil. The distances of the surfaces from the base line at stations 1 to 33 are given in TABLE II corresponding to those for the design of Fig. 16. The ratio of thickness to chord length is 0.045.

Am deutlichsten ist in Fig. 9 zu erkennen, daß am Bug 28 von einem Punkt oberhalb der Wasserlinie aus zu einem geschwungenen und stromlinienförmigen vorderen Punkt des Stevenanlaufs 29 vor dem Scheitelpunkt (vordere Kante) 30 des Bugs sich eine Bugfolie 31 erstreckt, die Reibung und Turbulenz am Bug herabsetzen soll. Die Bugfolie 31 ist eine Folie, deren Oberflächen gleiche Wölbung aufweisen und ein größtes Dicken/Sehnen-Verhältnis von 0,063 haben, wobei die größte Dicke an einem Punkt in 45% der Sehnenlänge von der Vorderkante aus zu finden ist. Die Sehnenlänge (53,3 cm oder 21 inches) beträgt 6,4% der mittleren Kimmbreite des Boots.It can be seen most clearly in Fig. 9 that a bow foil 31 extends from the bow 28 from a point above the waterline to a curved and streamlined forward point of the stem run-up 29 in front of the apex (front edge) 30 of the bow, which is intended to reduce friction and turbulence at the bow. The bow foil 31 is a foil whose surfaces have the same curvature and have a maximum thickness/chord ratio of 0.063, with the greatest thickness being found at a point 45% of the chord length from the front edge. The chord length (53.3 cm or 21 inches) is 6.4% of the average chine width of the boat.

Die Bugfolie wird im Rahmen der Erfindung ausschließlich im Zusammenwirken mit dem scharfen Tiefbug-Vorschiff verwendet. Die Bugfolie "spaltet" das auf den Bug zulaufende Wasser (d. h. übt darauf ein nach außen gerichtetes Moment aus) und hält die Laminarität der Strömung beim Passieren des Bugs aufrecht, wodurch in hohem Maße die Fähigkeit des Vorschiffs verbessert wird, die Strömung weiter aufzuteilen und sie mit minimaler Turbulenz nach achtern längs des Gleitbodens zu leiten.The bow foil is used in the invention exclusively in cooperation with the sharp deep bow foredeck. The bow foil "splits" the water approaching the bow (i.e. exerts an outward moment on it) and maintains the laminarity of the flow as it passes the bow, thus greatly improving the ability of the foredeck to further split the flow and direct it aft along the planing bottom with minimal turbulence.

Die erfindungsgemäß eingesetzte Bugfolie hat eine Konfiguration, die Turbulenz und Reibung sowohl durch Stromlinienform als auch durch Ausbildung einer glatten und polierten Oberfläche auf einen geringstmöglichen Wert bringen soll. Zweckmäßigerweise ist die Folie neutral, d. h. so ausgebildet, daß keine wesentliche Nutzkraft in einer der beiden Richtungen senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Folie in Wasser ausgeübt wird, wenn die Foliensehne in Bewegungsrichtung verläuft. Die Wölbung oder der Umriß der Folie auf der einen Seite der Sehne ist im wesentlichen ein Spiegelbild derjenigen auf der anderen Seite, so daß die Folie im Gleichgewicht oder symmetrisch zu ihrer Sehne ist. In ihrer einfachsten Form für kleine Boote kann die Folie als dünne ebene Platte mit Abrundungen an der vorderen und hinteren Kante ausgeführt sein. Im allgemeinen ändert sich die Dicke der Folie jedoch in Sehnenrichtung in stromlinienartiger Weise. Der vordere Abschnitt der Folie erstreckt sich nach vorn längs der Sehne von ihrer dicksten Folienstelle zu der Vorderkante. Der hintere Abschnitt der Folie erstreckt sich längs der Sehne vom dicksten Punkt der Folie zur Ablaufkante.The bow foil used in the invention has a configuration designed to minimize turbulence and friction both by streamlining and by providing a smooth and polished surface. Conveniently, the foil is neutral, i.e. designed so that no significant effective force is exerted in either direction perpendicular to the direction of travel of the foil in water when the foil chord is in the direction of travel. The curvature or contour of the foil on one side of the chord is essentially a mirror image of that on the other side so that the foil is in balance or symmetrical about its chord. In its simplest form for small boats, the foil may be a thin flat plate with roundings at the front and rear edges. Generally, however, the thickness of the foil varies in the chord direction in a streamlined manner. The front portion of the foil extends forward along the chord from its thickest foil point to the front edge. The rear section of the foil extends along the chord from the thickest point of the foil to the run-off edge.

Insgesamt hat die Folie zweckmäßigerweise ausreichende Sehnenlänge und Dicke im Hinblick auf die Größe des Boots, um dem Wasser bei Dienstgeschwindigkeit ein ausreichend hohes, nach außen gerichtetes Moment zu erteilen, so daß die Reibung am Bootsrumpf deutlich vermindert wird. Die Dicke der Folie (an ihrer dicksten Stelle) im Vergleich zu ihrer Länge beträgt zweckmäßigerweise 1% bis 40% der Sehnenlänge, wobei die dickste Stelle hinter der Vorderkante in einem Abstand von 20% bis 80% der Sehnenlänge liegt, vorzugsweise von 20% bis 60%. Im Hinblick auf das Boot sind die Hauptvariablen, die die Wahl der Dicke der Folie beeinflussen, die Entwurfsgeschwindigkeit des Boots, die Schiffsbreite und der Tiefgang und der Abstand zwischen dem Bug und der Folie. Insgesamt ist für schnellere Boote der "Anstellwinkel" der Folie (die relative Scharfheit ihrer Vorderkante) zweckmäßigerweise kleiner.Overall, the foil is suitably of sufficient chord length and thickness in relation to the size of the boat to impart a sufficiently high outward moment to the water at service speed so that friction on the hull is significantly reduced. The thickness of the foil (at its thickest point) relative to its length is suitably 1% to 40% of the chord length, with the thickest point aft of the leading edge at a distance of 20% to 80% of the chord length, preferably 20% to 60%. In relation to the boat, the main variables affecting the choice of foil thickness are the boat's design speed, the beam and draft, and the distance between the bow and the foil. Overall, for faster boats, the foil's "angle of attack" (the relative sharpness of its leading edge) is suitably smaller.

Die Folie befindet sich zweckmäßigerweise auf der vertikalen Mittellängsebene des Bootsrumpfs, wobei ihre Sehne in dieser vertikalen Mittellängsebene liegt. Die Spannweite der Folie reicht ein beträchtliches Stück unter die Wasserlinie des Boots und vorzugsweise von der Wasserlinie abwärts zu der Kiellinie. Längs ihrer Erstreckung unter der Wasserlinie steht die Ablaufkante der Folie der Bugspitze gegenüber und hat an jedem horizontal benachbarten Punkt Abstand von ihr. Der Ausdruck "Bugspitze" soll den am weitesten vorn liegenden Punkt des Boots bei jeder gegebenen Erhebung über oder unter die Wasserlinie bezeichnen. In den meisten Fällen wird das bei den meisten oder bei allen Erhebungen die Vorderkante des Bugs sein, es kann aber auch ein anderes Bauteil sein, beispielsweise ein Wulst, Kiel oder dergleichen.The foil is conveniently located on the vertical mid-longitudinal plane of the hull with its chord lying in that vertical mid-longitudinal plane. The foil spans a considerable distance below the waterline of the boat and preferably from the waterline down to the keel line. Along its extension below the waterline the trailing edge of the foil faces the bow and is spaced from it at any horizontally adjacent point. The term "bow" is intended to mean the most forward point of the boat at any given elevation above or below the waterline. In most cases this will be the leading edge of the bow at most or all elevations, but it may be another component such as a bulb, keel or the like.

Zum Erreichen bester Leistungsverhältnisse wird die Folie so angeordnet, daß ihre Ablaufkante über ihre Gesamtlänge parallel zu der Bugspitze unter der Wasserlinie verläuft. Nötigenfalls kann die Folie aber auch unter einem anderen Winkel zur Bugspitze, beispielsweise vertikal angeordnet sein. Gegebenenfalls wird die Folie auch mit Vorwärtsneigung angeordnet, d. h. in Aufwärtsrichtung nach vorn geneigt.To achieve the best performance ratio, the foil is arranged so that its trailing edge runs parallel to the bow tip under the waterline over its entire length. If necessary, the foil can also be arranged at a different angle to the bow tip, for example vertically. If necessary, the foil is also arranged with a forward inclination, i.e. inclined forward in an upward direction.

Der Abstand der Folie von der Bugspitze ist wichtig, um die Erfindung optimal zu nutzen. Der günstigste Abstand ist von einer Reihe Faktoren abhängig, wobei der Abstand allgemein mit der Dienst- oder der Entwurfsgeschwindigkeit, mit der Schiffsbreite und mit der Dicke und der Sehnenlänge der Folie zunimmt und umgekehrt. Während der Abstand auf diese Weise variieren kann, sollte die Folie aber so nahe an der Bugspitze angeordnet sein, daß bei Entwurfsgeschwindigkeit des Boot ein nutzbarer Anteil von nach außen gerichtetem Moment, das die Folie dem Wasser mitteilt, verbleibt, wenn das Wasser am Schiffsbug vorbeiströmt.The distance of the foil from the bow is important to make the most of the invention. The most favorable distance depends on a number of factors, the distance generally increasing with service or design speed, with beam of the vessel and with thickness and chord length of the foil, and vice versa. While the distance may vary in this way, the foil should be located close enough to the bow that at the design speed of the boat a usable proportion of outward moment imparted by the foil to the water remains as the water flows past the bow of the vessel.

Normalerweise sollte die Ablaufkante der Folie, um die Erfindung vollständig nutzen zu können, Abstand von der Bugspitze haben. Der Abstand kann nicht nur nach Maßgabe der schon oben erwähnten Faktoren variieren, sondern auch mit dem Grad der Schärfe des Bugs, der Schärfe des Ablaufabschnitts der Folie und weiteren Faktoren, die das Ausmaß von Reibung und Turbulenz beeinflussen, die im Bereich der Ablaufkante der Folie und der Bugspitze hervorgerufen werden. Bugspitze und Ablaufkante der Folie sollten jedoch zweckmäßigerweise so weit voneinander entfernt sein, daß in dem Wasser, wenn es an der Ablaufkante der Folie und dem Bug entlangströmt, zusammenhängende Stromlinien aufrechterhalten bleiben. Je breiter oder voller der Bug oder die Ablaufkante der Folie sind, umso größer ist der Abstand, der zwischen ihnen erforderlich ist, um im angrenzenden Bereich eine stromlinienhafte Strömung aufrechtzuerhalten. Im praktischen Betrieb hat die Folie zweckmäßigerweise von der Bugspitze an jedem Horizontalpunkt einen Abstand, der mindestens gleich der größten Dicke der Folie ist (gemessen von der Ablaufkante der Folie aus). Vor allem für schneller fahrende Schiffe ist ein Abstand von 1% bis 30% der Rumpfbreite zweckmäßig.Normally, in order to fully utilize the invention, the trailing edge of the foil should be at a distance from the bow tip. The distance can be determined not only according to the mentioned factors, but also with the degree of sharpness of the bow, the sharpness of the trailing section of the foil and other factors affecting the amount of friction and turbulence created in the region of the trailing edge of the foil and the bow tip. However, the bow tip and trailing edge of the foil should conveniently be sufficiently far apart to maintain continuous streamlines in the water as it flows along the trailing edge of the foil and the bow. The wider or fuller the bow or trailing edge of the foil, the greater the distance required between them to maintain streamlined flow in the adjacent region. In practical operation, the foil is conveniently spaced from the bow tip at any horizontal point by a distance at least equal to the greatest thickness of the foil (measured from the trailing edge of the foil). A distance of 1% to 30% of the hull breadth is convenient, particularly for faster moving vessels.

Die Vorschiffsschärfe eines Boots ist der Teil des Vorschiffs, in dem die Querschnittsflächen zunehmen, d. h. bis zu der Stelle größten Querschnitts, etwa am Anfang eines parallelen Mittelschiffs. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 4 ist das ungefähr bei Station 4. Die neue Vorschiffsschärfe im Rahmen der Erfindung kann jedoch praktischerweise gerechnet werden durch Beziehung auf Abschnitte der Vorschiffsschärfe, die 10% und 20% der Wasserlinienlänge des Boots nach achtern von dem vorderen Lot aus reichen. Bei den Booten nach den Figuren 2 bis 4 bildet das den Vorschiffsabschnitt, der von dem vorderen Lot nach achtern zu den Stationen 1 und 2 reicht. In Fig. 8 ist zu erkennen, daß das Vorschiff 32 scharf ist und unter einem verhältnismäßig engen Winkel aufwärts und nach achtern reicht. Achtern von dem vorderen Lot 6 sind die in Fig. 8 gestrichelt gezeichneten Wölbungen 11 im Vertikalschnitt etwas konkav, können aber nötigenfalls auch gerade sein. In Vertikalrichtung ist die Vorschiffsschärfe für ein Gleitboot außerordentlich tief, wobei deren unterer Rand 33 nach achtern von dem vorderen Lot 6 zur Station 2 reicht bei einem Tiefgang von ungefähr 177,3 cm (69,8 inches), etwa 135% des tiefsten Tiefgangs hinter der Vorschiffsschärfe 32. Das tiefste Ende der Vorschiffsschärfe wird von dem Stevenanlauf 29 gebildet, der weiter hinten mit einer Kielhacke 34 verbunden ist und einen Teil von ihr bildet, der den vorderen Flügel 35 trägt, der weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Es ist jedoch schon hier anzumerken, daß die Kielhacke mit ihrem engen Profil und geringen Volumen in Verbindung mit dem Stevenanlauf 29 den tiefsten Teil der Vorschiffsschärfe bildet. Hinter Station 2 der Vorschiffsschärfe 32 beginnt der Gleitboden 11 allmählich abzufallen, wobei sich der Winkel der Horizontalen nähert, wie in Fig. 7 gezeigt.The foredeck sharpness of a boat is the part of the foredeck where the cross-sectional areas increase, that is, up to the point of greatest cross-section, approximately at the beginning of a parallel midship. In the embodiments according to Figs. 2 to 4 this is approximately at station 4. The new foredeck sharpness within the scope of the invention can, however, conveniently be calculated by relating sections of the foredeck sharpness which extend 10% and 20% of the waterline length of the boat aft from the forward perpendicular. In the boats according to Figs. 2 to 4 this forms the foredeck section which extends from the forward perpendicular aft to stations 1 and 2. In Fig. 8 it can be seen that the foredeck 32 is sharp and extends upwards and aft at a relatively narrow angle. Aft of the forward perpendicular 6 the bulges 11 shown in dashed lines in Fig. 8 are somewhat concave in vertical section, but can also be straight if necessary. In the vertical direction, the foredeck is exceptionally deep for a planing boat, with its lower edge 33 extending aft from the forward perpendicular 6 to station 2 with a draught of approximately 177.3 cm (69.8 inches), about 135% of the deepest draught behind the foredeck 32. The deepest end of the foredeck is formed by the stem ramp 29 which is connected further aft to a keel 34 and forms a part of it which carries the forward wing 35 which is described in more detail below. It should be noted here, however, that the keel with its narrow profile and small volume in connection with the stem ramp 29 forms the deepest part of the foredeck. Behind station 2 of the foredeck 32 the planing bottom 11 begins to slope gradually, the angle approaching the horizontal, as shown in Fig. 7.

Die dünne, tiefe Vorschiffsschärfe 32 hat ein verhältnismäßig geringes Volumen und daher geringen Auftrieb. Ferner hat sie eine große benetzte Oberfläche, die zu einem hochreichenden Vertikalwinkel geformt ist, wodurch ein erheblicher Negativauftrieb erzeugen werden kann. Die in der Horizontalebene verfügbare Flächengröße, die Positivauftrieb erzeugen könnte, ist verhältnismäßig gering.The thin, deep foredeck edge 32 has a relatively low volume and therefore low buoyancy. Furthermore, it has a large wetted surface which is shaped to a high vertical angle, whereby a significant negative lift can be generated. The area available in the horizontal plane which could generate positive lift is relatively small.

Die effektive Tiefe dieser neuartigen Vorschiffsschärfe für ein Gleitboot kann gekennzeichnet werden durch die mittlere Tiefe oder den mittleren Tiefgang über die Bootslänge oder einen vorderen Teil der Bootslänge. Der mittlere Tiefgang kann bestimmt werden, indem die Fläche auf der vertikalen Längsmittelebene, die in die Vorschiffsschärfe fällt, durch die Länge der Vorschiffsschärfe dividiert wird.The effective depth of this new foredeck sharpness for a planing boat can be characterized by the mean depth or mean draft over the length of the boat or a forward part of the length of the boat. The mean draft can be determined by dividing the area on the vertical longitudinal median plane falling within the foredeck sharpness by the length of the foredeck sharpness.

Der so bestimmte mittlere Tiefgang kann verglichen werden mit dem größten Tiefgang des Boots hinter der Vorschiffsschärfe, typischerweise etwa bei den Stationen 4 bis 7. Zweckmäßigerweise wird in der Praxis der Anwendung der Erfindung die Vorschiffsschärfe bezüglich des übrigen Bootes so bestimmt, daß der mittlere Tiefgang des Vorschiffsschärfenabschnitts, der sich mindestens 20% oder auch 10% der Wasserlinienlänge des Boots weit nach achtern von dem vorderen Lot erstreckt, mindestens 80% des größten Tiefgangs achtern von der Vorschiffsschärfe ausmacht und zweckmäßigerweise gleich dem oder sogar bis zu 175% größer ist als der größte Tiefgang achtern von der Vorschiffsschärfe. Für die Ausführungsform nach Fig 1 beträgt der mittlere Tiefgang des Vorschiffs von dem vorderen Lot bis zur Station 1 117% und von dem vorderen Lot bis zur Station 2 126% des tiefsten Tiefgangs achtern von der Vorschiffsschärfe 32 (122,2 cm oder 48,1 inches von etwa Station 2 bis Station 6) Der mittlere Tiefgang wird abgeschatzt, indem zunächst die Fläche der Längsmittelebene unter der Entwurfswasserlinie und zwischen dem vorderen Lot und den Stationen 1 bzw. 2 bestimmt wird, die auf der unteren und der vorderen Seite durch die Linie größter Ausdehnung der Vorschiffsschärfe begrenzt ist (einschließlich einer Kielhacke oder einem entsprechenden Kielfortsatz).The mean draught thus determined can be compared with the greatest draught of the boat behind the foreship sharpness, typically at stations 4 to 7. In practice, the foreship sharpness is conveniently determined in relation to the rest of the boat in such a way that the mean draught of the foreship sharpness section, which extends at least 20% or even 10% of the boat's waterline length far aft from the forward perpendicular, is at least 80% of the greatest draught aft of the foreship sharpness and is conveniently equal to or even up to 175% greater than the deepest draught aft of the forecastle. For the embodiment shown in Fig. 1, the mean draught of the forecastle from the forward perpendicular to station 1 is 117% and from the forward perpendicular to station 2 is 126% of the deepest draught aft of the forecastle 32 (122.2 cm or 48.1 inches from approximately station 2 to station 6). The mean draught is estimated by first determining the area of the longitudinal median plane below the design waterline and between the forward perpendicular and stations 1 and 2 respectively, bounded on the lower and forward sides by the line of greatest extent of the forecastle (including a keel pick or equivalent keel extension).

Die Enge oder Schmalheit des Vorschiffs und das relative Fehlen einer effektiven Gleitfläche an der Vorschiffsschärfe kann gekennzeichnet werden durch das Verhältnis der mittleren Kimmbreite zu dem Tiefgang (unter Ausschluß der Tiefe einer etwaigen Kielhacke oder eines Flügels). Beginnend bei dem vorderen Lot eben bis nach Station 2, ändert sich das Verhältnis erheblich beim Übergang zu dem ganz erheblich geringeren Bodenanstieg achtern von mittschiffs. Das Verhältnis des mittleren Kimmträgers zum Kiellinientiefgang (bei der Bestimmung von Tiefgang nicht eingeschlossen die Tiefe einer Kielhacke oder eines anderen Ansatzes unter der Kiellinie) an der Bezugsebene an jeder der Stationen 1 und 2 ist ein geeignetes Maß der Gesamtschmalheit der Vorschiffsschärfe sowohl zur Kennzeichnung als auch für Entwurfszwecke. Zweckmäßigerweise ist das Verhältnis von mittlerem Kimmträger zu Kiellinientiefgang bei Station 2 (20% der Bootslänge hinter dem vorderen Lot) kleiner als 4 und bei Station 1 kleiner als 3. Bei dem Boot nach Fig. 1 beträgt das Träger/Kiellinientiefgangs-Verhältnis an der Station 2 3,06 und an der Station 1 1,6.The narrowness of the forecastle and the relative lack of an effective planing surface at the forecastle can be characterized by the ratio of the mean chine to the draught (excluding the depth of any keel hoe or wing). Starting from the forward perpendicular plane and continuing past station 2, the ratio changes considerably as it passes to the much smaller bottom rise aft of amidships. The ratio of the mean chine to the draught (not including in determining draught the depth of any keel hoe or other projection below the keel line) at the reference plane at each of stations 1 and 2 is a convenient measure of the overall narrowness of the forecastle for both characterization and design purposes. It is advisable for the ratio of the mean chine beam to the keel line draft to be less than 4 at station 2 (20% of the boat length behind the forward perpendicular) and less than 3 at station 1. For the boat shown in Fig. 1, the beam/keel line draft ratio is 3.06 at station 2 and 1.6 at station 1.

Natürlich sind die obenstehenden Angaben im wesentlichen nützliche Regeln für die leichtere Kennzeichnung und Klarstellung einer Vorschiffsschärfe, die nur brauchbar sind im Rahmen der Erfindung. Für den Entwurf folgt ein erfindungsgemäßes Gleitboot den allgemeinen Prinzipien, vorn geringeres Volumen und geringeren Auftrieb vorzusehen, indem eine geringere Hubfläche (Gleitfläche) vorn angebracht wird, und eine größere benetzte Oberfläche vorn auszubilden, die Abtriebskräfte erzeugen kann, was miteinander in besonderer Weise mit den achtern vorgesehenen dynamischen Kräften zusammenwirkt, um ein effizientes und stabiles Boot zu schaffen. Betrachtet man es aus anderer Sicht, ist eine sehr wirksame Vorschiffsschärfe vorgesehen, die sonst für ein Gleitboot fragwürdige Stabilitätsverhältnisse schaffen würde und möglicherweise gefahrbringend wäre, was zusätzlich zur Schaffung von Effizienz mit dynamischen Kräften achtern zusammenwirkt, um das Boot zu trimmen und die entstehende beträchtliche zusätzliche Leistung entwickelt. Und zwar vermeidet die so erlaubte dünne, tiefe Vorschiffsschärfe den Druckaufbau unter dem Bug und den daraus folgenden Spritzwasserschwall, der auf diese Weise die Leistung konventioneller Gleitboote herabsetzt.Of course, the above information is essentially useful rules for easier marking and clarification of a foreship sharpness, which are only useful within the framework of the invention. For the design, a planing boat according to the invention follows the general principles of lower volume and to provide less lift by placing a smaller lifting surface (planing surface) forward, and to provide a larger wetted surface forward capable of generating downforces, which together interact in a special way with the dynamic forces provided aft to create an efficient and stable boat. Looking at it from another perspective, a very effective bow sharpness is provided which would otherwise create questionable stability conditions for a planing boat and be potentially dangerous, which in addition to creating efficiency interacts with dynamic forces aft to trim the boat and develops the resulting considerable additional power. In fact, the thin, deep bow sharpness thus permitted avoids the build-up of pressure under the bow and the consequent spray which thus reduces the performance of conventional planing boats.

Die vordere Kielhacke gemäß der Erfindung befindet sich vor mittschiffs und erstreckt sich zweckmäßigerweise längs der Längsmittelebene des Boots, achtern von dem Bereich des vorderen Lots. Es kann sich empfehlen, sie bis zu 30% bis 40% der Entfernung bis zu dem hinteren Lot laufen zu lassen. Die Kielhacke ist an dem Bootskiel befestigt und steht von dem Bootskiel nach unten vor und verläuft, je nach der Größe des Boots und seinem Tiefgang, typischerweise an der Rumpflinie entlang eine Strecke von 7 cm (3'') bis 460 cm (15 ft.). Zweckmäßigerweise beträgt diese Strecke zwischen 1/4% der mittleren Kimmbreite und vorzugsweise 3/4% oder mehr, sogar bis zu 5% der mittleren Kimmbreitenstrecke. Im Verhältnis zum Tiefgang des Boots beträgt diese Strecke abwärts von der Kiellinie zweckmäßigerweise mindestens 10% des größten Tiefgang des Boots ohne Kielhacke.The forward keel hoe according to the invention is located forward amidships and conveniently extends along the longitudinal median plane of the boat, aft of the forward perpendicular area. It may be advisable to have it run up to 30% to 40% of the distance to the aft perpendicular. The keel hoe is attached to the boat's keel and projects downwards from the boat's keel and typically runs along the hull line for a distance of 7 cm (3'') to 460 cm (15 ft.), depending on the size of the boat and its draught. Conveniently, this distance is between 1/4% of the mean keel width and preferably 3/4% or more, even up to 5% of the mean keel width. In relation to the boat's draught, this distance downstream from the keel line is conveniently at least 10% of the maximum draught of the boat without the keel hoe.

Die Kielhacke erfüllt die Konstruktionsforderungen, die sich aus Gieren, Drehen und sonstigen Kräften ergeben, sowie die baulichen Anforderungen für die Aufnahme eines etwa angebrachten vorderen Flügels oder einer vorderen Ebene. Die Kielhacke ist stromlinienförmig ausgeführt, um die von ihr verursachte Reibung und Turbulenz so gering wie möglich zu halten, und sie hat vorteilhafterweise Folienform mit verhältnismäßig scharfer Vorderkante und Ablaufkante. Bei den Ausführungen nach den Fig. 2 bis 4 stellt die Kielhacke 34 ein Fortsetzung des Bugs nach unten dar. Die längsverlaufende Kielhacke 34 reicht 663 cm (261 inches) weit von dem vorderen Lot bis annähernd zu Station 2 und ist 50,8 cm (20 inches) tief. Wie Fig. 9 genauer zeigt, hat die Kielhacke 34 Folienform und hat dieselbe Krümmung auf beiden Seiten mit längsverlaufender Sehne. Die größte Dicke beträgt 23,9 cm (9,4 inches) (0,027% des Sehnenabstands), und das bedeutet 50% des Sehnenabstands von der Vorderkante 36. Man sieht, daß die Tiefe der Kielhacke 34 wesentlich größer ist als die Dicke.The keel hoe meets the design requirements resulting from yaw, rotation and other forces, as well as the structural requirements for accommodating a front wing or front plane, if attached. The keel hoe is streamlined to reduce the to keep friction and turbulence as low as possible and it advantageously has a foil shape with a relatively sharp leading edge and trailing edge. In the embodiments according to Figs. 2 to 4 the keel 34 represents a continuation of the bow downwards. The longitudinal keel 34 extends 663 cm (261 inches) from the forward perpendicular to approximately station 2 and is 50.8 cm (20 inches) deep. As Fig. 9 shows in more detail the keel 34 has a foil shape and has the same curvature on both sides with a longitudinal chord. The greatest thickness is 23.9 cm (9.4 inches) (0.027% of the chord distance), which is 50% of the chord distance from the leading edge 36. It can be seen that the depth of the keel 34 is considerably greater than the thickness.

Die vordere Kielhacke mit oder ohne daran angebrachtem Flügel ist wegen ihrer Positionierung wirksamer beim Abwehren der auf den Bug und weitere vordere Teile des Boots wirkenden und sie vom Kurs abbringenden Kräfte, insbesondere Gierkräfte. Eine Folienform verstärkt die Wirkung der Kielhacke zur Verbesserung der Richtungsstabilität des Boots, da der Seitendruck der Strömung längs ihrer Vorderkante die Kielhacke gegen Lateralbewegung in irgendeiner Richtung zu drücken sucht.The forward keel, with or without a wing attached, is, because of its positioning, more effective in resisting forces acting on the bow and other forward parts of the boat that would throw them off course, particularly yaw forces. A foil shape enhances the effect of the keel to improve the directional stability of the boat, as the side pressure of the flow along its leading edge tends to push the keel against lateral movement in any direction.

Es ist wichtig, daß die Kielhacke, wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen der Erfindung angewandt wird, auch als Verlängerung der Vorschiffsschärfe nach unten wirkt, wodurch das Negativdruckpotential und daher die abwärts gerichtete Saugkraft am Bug erhöht wird. Diese Kraft wirkt zusammen mit einer achtern angreifenden dynamischen Abwärtskraft und aufwärts gerichteten, zwischen der Kielhacke angreifenden Gleitkräften und der Abwärtskraft achtern, um die Trimmlage des Boots aufrechtzuerhalten.Importantly, the keel hoe, when used in conjunction with other features of the invention, also acts as a downward extension of the foredeck sharpness, thereby increasing the negative pressure potential and hence the downward suction force at the bow. This force acts together with a dynamic downward force acting aft and upward sliding forces acting between the keel hoe and the downward force aft to maintain the trim of the boat.

Der vordere Flügel oder die vordere ebene Fläche befindet sich ebenfalls vor mittschiffs und erstreckt sich, um maximale Wirkung zu erzielen, auch achtern von dem Bereich des vorderen Lots. Je nach seiner Form kann der Flügel sich nach hinten auf 30% bis 40% der Strecke bis zu dem hinteren Lot erstrecken.The forward wing or forward flat surface is also located forward amidships and extends aft from the forward perpendicular area for maximum effect. Depending on its shape, the wing may extend aft for 30% to 40% of the way to the aft perpendicular.

Allgemein betrachtet hat der vordere Flügel ein stromlinienförmiges und wenig Widerstand bietendes Profil. In der breitesten Bedeutung, die dem Flügel hier gegeben wird, braucht er nicht folienartig geformt zu sein oder Hubwirkung auszuüben. Jedoch kann der Flügel vorteilhafterweise Hubfähigkeit besitzen und damit genutzt werden, ebenfalls einen dynamischen Hub oder eine Unterdruckkraft auf das Boot vor mittschiffs zur Trimmbeeinflussung auszuüben, entweder unabhängig von oder im Zusammenwirken mit anderen Trimmkräften gemäß der Erfindung.Generally speaking, the forward wing has a streamlined and low drag profile. In the broadest sense given to the wing here, it need not be foil-shaped or exert a lifting effect. However, the wing may advantageously have lifting capability and thus be used to also exert a dynamic lift or vacuum force on the boat forward amidships to influence trim, either independently of or in conjunction with other trimming forces according to the invention.

Der vordere Flügel übt seine Wirkung aus dank seiner Ausbildung, seiner Positionierung und seiner Ausrichtung gegenüber der Fahrtrichtung des Boots. Außerdem ist er, weil seine Wirkungsweise zur Verminderung des Stampfens dynamisch ist, d. h. durch Reibung, vertikalen Druck und Zug in dem Wasser hervorgebracht wird, wirksamer als statische Dämpfungsmittel, wie Ballasttanks, die das Gewicht erhöhen und damit die benetzte Oberfläche vergrößern, wodurch wiederum die Reibung an dem Schiff erhöht wird.The front wing exerts its effect thanks to its design, its positioning and its orientation with respect to the direction of travel of the boat. In addition, because its action to reduce pitching is dynamic, i.e. caused by friction, vertical pressure and traction in the water, it is more effective than static damping devices such as ballast tanks, which increase the weight and therefore the wetted surface, which in turn increases the friction on the boat.

Vorteilhafterweise, und wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt, kann der vordere Flügel 35 am Unterrand der vorderen Kielhacke 34 angebracht und von ihr gehalten werden. Der Flügel kann andererseits auch an den Rumpfseiten in einer vorn gelegenen Position, zweckmäßigerweise nahe am Bug, befestigt werden und davon vorstehen, in etwa vergleichbarer Weise angebracht wie Schlingerdämpfungsflossen oder -flügel, die üblicherweise mittschiffs an Schiffsrümpfen angebracht werden. Der vordere Flügel kann auch in ähnlicher Weise an entgegengesetzten Seiten am unteren Ende einer Bugtragfläche angeordnet werden, die in der obenbeschriebenen Weise am Boot angebracht ist.Advantageously, and as shown in Figures 2 to 4, the forward wing 35 may be mounted on and supported by the lower edge of the forward keel 34. The wing may alternatively be mounted on and projecting from the hull sides in a forward position, conveniently close to the bow, mounted in somewhat similar fashion to anti-roll fins or wings which are usually mounted amidships on ships' hulls. The forward wing may also be mounted in a similar manner on opposite sides at the lower end of a bow wing mounted on the boat in the manner described above.

Die Dimension des Flügels in vertikaler Richtung (bezogen auf die Ausrichtung des Boots) ist im Mittel kleiner als sein gewöhnlich in der Horizontalebene liegender Sehnenabstand (Breite), und zwar im Verhältnis von mindestens 1 : 2, vorzugsweise 1 : 10.The dimension of the wing in the vertical direction (relative to the orientation of the boat) is on average smaller than its chord spacing (width) usually in the horizontal plane, in a ratio of at least 1:2, preferably 1:10.

Der Flügel ist zweckmäßigerweise zweiseitig symmetrisch um eine Längsmittelachse und ist so angebracht, daß seine Längsmittelachse in die vertikale Längsmittelebene des Boots fällt und seine Seitenachse senkrecht auf dieser Mittelebene steht. Der Flügel ist auf der Kielhacke sowohl zur leichteren Positionierung gegenüber dem Boot angebracht als auch, um den Flügel mit Abstand von dem Kiel haltern zu können, daher befindet sich eine entsprechende Wasserschicht über dem Flügel, die ihn bei der Aufwärtsbewegung behindert.The wing is conveniently bilaterally symmetrical about a longitudinal central axis and is mounted so that its longitudinal central axis falls in the vertical longitudinal central plane of the boat and its lateral axis is perpendicular to this central plane. The wing is mounted on the keel both for easier positioning relative to the boat and to be able to hold the wing at a distance from the keel, therefore there is a corresponding layer of water above the wing which hinders its upward movement.

Der Flügel hat vorteilhafterweise insgesamt Pfeilflügelgestalt, vorzugsweise Deltaform, wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, wobei die vordere Spitze 37 in Vorausrichtung des Boots bis an den Punkt reicht, wo die Kiellinie auf den Bug trifft, sie kann aber auch ein Stück über den Buganschluß nach vorn reichen oder ein Stück weiter hinten beginnen. Der Rücksprungwinkel der vorderen Kanten 36 des Flügels 35 gegenüber dem Lot auf der vertikalen Längsmittelebene des Boots beträgt zweckmäßigerweise mindestens 45º. Bei dem vorteilhaft längeren Flügel zwischen 5% und 30% der Bootslänge an der Wasserlinie beträgt der Winkel zwischen der vorderen Kante beiderseits der vertikalen Längsmittelebene zweckmäßigerweise 1º bis 15º (d. h. ein Rücksprungwinkel von der vertikalen Längsmittelebene für jede Vorderkante von 82½º bis 89½º) und in der gezeichneten Ausführungsform 2º. Die Flügelflächen dieser Art von Flügel sind vorzugsweise praktisch eben und diedrisch angeordnet, d. h. mit der Horizontalen in Richtung auf ihre außenliegenden Ränder an den Vorderkanten 36 nach unten abgewinkelt, vorzugsweise 2º bis 15º. Das dient dazu, die Strömung längs der Mitte des Flügels zu kanalisieren, um die Richtungsstabilität weiter zu erhöhen. Vorzugsweise ist die vordere Kante 36 auf beiden Seiten geradlinig. Die Pfeilflügelform hat den besonderen Vorteil, daß nur ein geringstes Maß an Abrundung oder Stromlinienform an den vorderen Kanten erforderlich ist, um ein Profil mit niedrigem Widerstand in Fahrtrichtung des Boots zu bieten, wodurch ein stumpferes Profil in Vertikalrichtung für den Widerstand gegen Stampfen möglich ist. Der vormittschiffs an der Vorschiffsschärfe angeordnete Pfeilflügel erstreckt sich zweckmäßigerweise über 5% bis 30% der Wasserlinienlänge des Boots. In dem Beispiel aus den Fig. 2 bis 4 erstreckt sich der Flügel 35 über 366 cm (12 ft.) in Längsrichtung von dem vorderen Lot 6 aus nach achtern bis etwa Station 2.The wing advantageously has an overall swept wing shape, preferably delta shape, as shown in Figs. 1 to 4, the front tip 37 extending in the forward direction of the boat to the point where the keel line meets the bow, but it can also extend a little way forward beyond the bow connection or start a little further back. The angle of recess of the front edges 36 of the wing 35 with respect to the plumb line on the vertical longitudinal center plane of the boat is advantageously at least 45º. With the advantageously longer wing between 5% and 30% of the boat length at the waterline, the angle between the front edge on either side of the vertical longitudinal center plane is advantageously 1º to 15º (ie a recess angle from the vertical longitudinal center plane for each front edge of 82½º to 89½º) and in the embodiment shown 2º. The wing surfaces of this type of wing are preferably substantially flat and dihedral, that is, angled downwards with the horizontal towards their outboard edges at the leading edges 36, preferably 2º to 15º. This serves to channel the flow along the centre of the wing to further increase directional stability. Preferably the leading edge 36 is straight on both sides. The swept wing shape has the particular advantage that only a minimal amount of rounding or streamlining is required at the leading edges to provide a low drag profile in the direction of travel of the boat, thereby allowing a more blunt profile in the vertical direction for resistance to pitching. The swept wing, arranged fore-midships at the fore-sharpness, conveniently extends over 5% to 30% of the waterline length of the boat. In the example of Figs. 2 to 4, the wing 35 extends 366 cm (12 ft.) longitudinally from the forward perpendicular 6 aft to about station 2.

Der Pfeilflügel kann, wie in Fig. 11 dargestellt, abgeändert werden durch Hinzufügen von nach vorn weisenden Flügelfortsätzen 38 an den Vorderkanten 36; diese Fortsätze 38 stehen in Fahrtrichtung unter spitzem Winkel nach außen gegenüber der Längsmittellinien des Boots vor und liegen in derselben Ebene wie die die beiderseitige Flügelfläche, d. h., wie gezeichnet, unter dem gleichen Diederwinkel. In Fig. 13 ist zu erkennen, daß die nach vorn gerichteten Flügel folienförmigen Querschnitt mit symmetrischen Oberflächen haben, sie können aber unterschiedlich gewölbt sein, um einen Auftrieb auch bei Anstellwinkel Null zu erreichen. Die Flügelfortsätze 38 erzeugen nicht nur zusätzlichen Auftrieb sondern führen außerdem die Strömung von ihren Spitzen 39 einwärts zur Kielhacke 34 und verbessern dadurch die Richtungsstabilität des Boots. Der an der Kielhacke angebrachte, abgeänderte vordere Flügel gemäß Fig. 12 weist vordere Ränder auf, die an der Vorderkante 36b beginnen, die in insgesamt elliptischer Form in den Ablaufscheitel 42 übergehen, und eine ebene Fläche 37b.The swept wing can be modified as shown in Fig. 11 by adding forward-facing wing extensions 38 to the leading edges 36; these extensions 38 project outwards at an acute angle in the direction of travel from the longitudinal centerline of the boat and lie in the same plane as the wing surface on both sides, i.e., as shown, at the same dihedral angle. In Fig. 13 it can be seen that the forward-facing wings have a foil-shaped cross-section with symmetrical surfaces, but they can be curved differently in order to achieve lift even at zero angle of attack. The wing extensions 38 not only generate additional lift but also guide the flow from their tips 39 inwards to the keel 34 and thereby improve the directional stability of the boat. The modified front wing attached to the keel according to Fig. 12 has front edges that start at the leading edge 36b, that merge into the run-off apex 42 in an overall elliptical shape, and a flat surface 37b.

Wenn kein Auftrieb an dem Flügel gefordert wird, werden die Flügeloberflächen entsprechend gerichtet, was bei einem vollständig ebenen Flügel die Horizontalrichtung sein würde. Das läßt sich annähernd erreichen, indem diese Flächen parallel zu der Basisebene des Bootes gestellt werden. Wie noch im einzelnen erläutert wird, kann der vordere Flügel aber eine weitere wichtige Funktion in einem anderen Zusammenhang der Erfindung ausüben, nämlich eine positive oder negative Auftriebskraft auf den vorderen Abschnitt des Boots auszuüben. Zu diesem Zweck kann der vordere Flügel unter einem Anstellwinkel angeordnet werden, der die geforderte Auftriebskraft in der verlangten Vertikalrichtung liefert. Um somit den vorderen Flügel zum Erzeugen einer Vertikalkraft auf den Bug zu nutzen, kann der Flügel unter einem Winkel gegen die Horizontale oder näherungsweise gegen die Basisebene des Boots angeordnet werden. Bei einem verhältnismäßig langen Flügel, der z. B. zwischen 15% und 30% der Wasserlinienlänge des Boots nach hinten reicht, kann ein kleiner Winkel von bis zu 5º in der gewünschten Richtung gegenüber der Horizontalen eine passende Kraft erzeugen. Bei kürzeren Flügeln kann der Winkel entsprechend größer sein. Nötigenfalls kann der Flügel so angebracht werden, daß der Winkel der Flügeloberfläche gegenüber der Horizontalen während des Betriebs des Bootes schnell verstellt werden kann. Z.B. kann ein ebener Deltaflügel schwenkbar an der Kielhacke an ihrer vorderen Spitze angebracht werden, und das ablaufende Ende des Flügels kann über Hydraulikzylinder zur Verstellung in der Vertikalen mit der Kielhacke verbunden werden.When no lift is required on the wing, the wing surfaces are directed in what would be the horizontal direction for a completely flat wing. This can be approximately achieved by placing these surfaces parallel to the base plane of the boat. However, as will be explained in more detail, the front wing can perform another important function in another context of the invention, namely to exert a positive or negative lift force on the front section of the boat. For this purpose, the front wing can be arranged at an angle of attack which provides the required lift force in the required vertical direction. Thus, to use the front wing to generate a vertical force on the bow, the wing can be arranged at an angle to the horizontal or approximately against the base plane of the boat. For a relatively long wing, for example extending aft between 15% and 30% of the boat's waterline length, a small angle of up to 5º in the desired direction from the horizontal can produce an appropriate force. For shorter wings the angle can be correspondingly larger. If necessary the wing can be mounted so that the angle of the wing surface from the horizontal can be quickly adjusted while the boat is in operation. For example a flat delta wing can be pivotally attached to the keel at its forward tip and the trailing end of the wing can be connected to the keel by hydraulic cylinders for vertical adjustment.

Der vordere Flügel übt eine wichtige Funktion im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen dünnen und tiefen Vorschiffsschärfe beim Ausgleich für das Fehlen von Gleitfläche an dieser Vorschiffsschärfe und den negativen Auftrieb aus, der durch Saugkräfte an dieser Vorschiffsschärfe erzeugt wird und der das Boot anderenfalls instabil macht, insbesondere in unruhigem Wasser. Die Stellung des vorderen Flügels kann so gewählt werden, daß er eine Auftriebskraft liefert, zweckmäßigerweise unter einem Winkel 1º bis 10º abwärts an der Ablaufkante im Falle eines Pfeilflügels. Diese Auftriebskraft ergänzt die achtern wirkenden dynamischen Kräfte zum Stützen des Bugs, um die Trimmlage aufrechtzuerhalten und, was wichtig ist, den das Abwärtsstampfen verursachenden Kräften entgegenzuwirken, die bestrebt sind, den Bug untertauchen zu lassen. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 ist der Flügel 35 bei einem mittleren Abwärtswinkel von 2º achtern befestigt, um dazu eine aufwärts gerichtete dynamische Kraft zu liefern. Wahlweise kann der vordere Flügel im Rahmen der Erfindung auch benutzt werden, um eine Komponente einer dynamischen Abwärtskraft zur Ergänzung einer Abwärtskraft an einer achterlichen Stelle zu erzeugen.The forward wing performs an important function in conjunction with the thin and deep fore-tail of the invention in compensating for the lack of planing surface at that fore-tail and the negative buoyancy created by suction forces at that fore-tail which otherwise makes the boat unstable, particularly in choppy water. The position of the forward wing can be chosen to provide a buoyancy force, conveniently at an angle of 1º to 10º downwards at the trailing edge in the case of a swept wing. This buoyancy force supplements the dynamic forces acting aft to support the bow to maintain trim and, importantly, to counteract the pitching forces which tend to submerge the bow. In the embodiment of Figures 2 to 4, the wing 35 is mounted aft at an average downward angle of 2° to provide an upward dynamic force thereto. Optionally, the forward wing may also be used within the scope of the invention to provide a component of a downward dynamic force to supplement a downward force at an aft location.

In anderen Ausführungsformen, insbesondere solchen, bei denen die Spannrichtung insgesamt außenbords des Boots reicht, kann der Flügel an beiden Seiten der vertikalen Längsmittelebene eine Tragfläche aufweisen, wobei der Spann beider oder eines Abschnitts von ihnen insgesamt außerhalb dieser Ebene liegt. Wenn keine Auftriebskraft gewünscht wird, kann man eine neutrale oder symmetrische Folienform wählen, und die Folie kann mit ihrer Sehne parallel zum Boot in Fahrtrichtung gesetzt werden. Oder falls die Folie ein unausgeglichenes oder Hubprofil besitzt, würde sie unter einem Anstellwinkel angeordnet werden, der die sonst von diesem Profil erzeugte Hubkraft kompensieren würde. Andererseits kann der Flügel an den Rumpfseiten in einer Stellung weiter vorn befestigt werden, die zweckmäßigerweise bei oder nahe bei dem Bug liegt, und von dort ausgehen, etwa nach Art der Anbringung von Schlinderdämpfungsflossen oder Flügeln, die gewöhnlich mittschiffs am Bootsrumpf angebracht werden.In other embodiments, especially those in which the tensioning direction extends entirely outboard of the boat, the wing may have a lifting surface on either side of the vertical longitudinal median plane, the span of both or a portion of them lying entirely outside that plane. If no lift is desired, a neutral or symmetrical foil shape may be chosen and the foil may be set with its chord parallel to the boat and in the direction of travel. Or, if the foil has an unbalanced or lifting profile, it would be set at an angle of attack which would compensate for the lifting force otherwise generated by that profile. Alternatively, the wing may be attached to the hull sides in a position further forward, conveniently at or near the bow, and extend from there, perhaps in the manner of the attachment of anti-sliding fins or wings which are usually attached to the hull amidships.

Um jedoch eine Auftriebs- oder Abtriebskraft am vorderen Abschnitt des Boots wirken zu lassen, kann ein vorderer Flügel dieser Art unter einem Anstellwinkel angeordnet werden, der den verlangten Hub in der verlangten Vertikalrichtung liefert. Man kann eine neutrale oder eine gewölbte Folie wählen und sie an passender Stelle anbringen, so daß die gewünschte Vertikalkraft auf das Boot ausgeübt wird. Nötigenfalls kann die Folie so angebracht werden, daß der Anstellwinkel während der Fahrt des Schiffs verstellt werden kann, um die von ihr bei einer bestimmten Fahrtgeschwindigkeit ausgeübte Vertikalkraft ändern zu können.However, to provide a lifting or downforce force on the front section of the boat, a front wing of this type can be placed at an angle of attack that will provide the required lift in the required vertical direction. A neutral or curved foil can be selected and placed in a suitable position to provide the required vertical force on the boat. If necessary, the foil can be placed so that the angle of attack can be adjusted while the boat is moving in order to change the vertical force it exerts at a given speed.

Die Größe der von dem vorderen Flügel ausgeübten Hub- oder Dämpfungskraft ändert sich auch mit dem Ort seiner Anbringung an der Vorschiffsschärfe und mit der Größe der Gleitfläche, gemessen als die von dem Flügel in der Horizontalebene überspannte Fläche. Um größte Wirkung zu erzielen, wird der Flügel in den vorderen 30% der Wasserlinienlänge des Boots angebracht, wie in der Ausführung nach den Fig. 2 bis 4 dargestellt. In diesem Bereich beträgt in der Horizontalebene die von dem Flügel überspannte Fläche zweckmäßigerweise mindestens 0,4 bis 15 cm²/cm (2 bis < 70 square inches per foot) der Wasserlinienlänge des Boots und vorzugsweise zwischen 1 und 10 cm²/cm (5 und 50 sqare inches per foot). Die Flächengröße der Gleitfläche 37 an der Unterseite des Flügels 35 nach den Figuren beträgt ungefähr 8361 cm² (9 sq.ft).The magnitude of the lifting or damping force exerted by the forward wing will also vary with its location on the foredeck and with the size of the planing surface, measured as the area covered by the wing in the horizontal plane. For maximum effect, the wing is installed in the forward 30% of the boat's waterline length, as shown in the embodiment of Figs. 2 to 4. In this region, the area covered by the wing in the horizontal plane is conveniently at least 0.4 to 15 cm²/cm (2 to < 70 square inches per foot) of the boat's waterline length, and preferably between 1 and 10 cm²/cm (5 to 50 sq. inches per foot). per foot). The area of the gliding surface 37 on the underside of the wing 35 according to the figures is approximately 8361 cm² (9 sq.ft).

Sowohl vordere Kielhacke als auch vorderer Flügel können an einem Boot allein oder miteinander und ohne oder in Verbindung mit den weiteren Merkmalen der Erfindung eingesetzt werden. Jedoch bieten sie wegen der beschriebenen gegenseitigen Beziehungen sämtlich besondere Vorteile bei einem Boot in Verbindung mit den grundlegenden Trimmmlage- und Hubsteuerungsmerkmalen der Erfindung. Da ferner die Trimmlage- und Hubsteuerungsmittel bestrebt sind, den Bug in schwerer See gleichmäßiger im Wasser zu halten, liegen somit auch Kielhacke und vorderer Flügel gleichbleibender unter Wasser und leisten ihren Beitrag zur Verminderung von Gieren und Stampfen.Both the forward keel and the forward wing can be used on a boat alone or together and without or in conjunction with the other features of the invention. However, because of the mutual relationships described, they all offer particular advantages in a boat in conjunction with the basic trim and pitch control features of the invention. Furthermore, since the trim and pitch control means tend to keep the bow more evenly in the water in heavy seas, the forward keel and the forward wing also lie more evenly under the water and contribute to reducing yaw and pitch.

Natürlich kann bei der Anwendung der Erfindung auf mit Gleitflächen versehene Mehrrumpfboote, wie z. B. Katamarane und Trimarane, jeder Rumpf mindestens eines der beschriebenen Merkmale aufweisen, z. B. schmale und tiefe Vorschiffsschärfe, vordere Kielhacke, vorderer Flügel, Bugfolie, Anstieg der Gleitebene zum Heck hin, in der beschriebenen Weise, eine Heckdruckentlastungszone und zugeordnete Querstufe und Kimmflossen zur Strömungsteilung am Heck. Vorzugsweise stimmen wenigsten die äußeren Rümpfe hinsichtlich dieser Merkmale genau überein. Ferner wäre eine Querfolie oder Gruppe von Folien der beschriebenen Art zum Erzeugen einer Abwärtskraft zweckmäßigerweise beiderseits symmetrisch zu der Längsmittelebene des Boots vorzusehen. Die Mittellängsebene läge aber in der Mitte des Gesamtboots, und das bedeutete in Falle eines Katamarans gleichabständig zwischen den beiden Rümpfen.Of course, when applying the invention to multihull boats provided with planing surfaces, such as catamarans and trimarans, each hull can have at least one of the features described, e.g. narrow and deep foredeck, forward keel, forward wing, bow foil, rise of the planing plane towards the stern in the manner described, a stern pressure relief zone and associated transverse step and bilge fins for flow division at the stern. Preferably at least the outer hulls match exactly with regard to these features. Furthermore, a transverse foil or group of foils of the type described would be expediently provided on both sides symmetrically to the longitudinal center plane of the boat to generate a downward force. The center longitudinal plane would, however, be in the middle of the entire boat, and in the case of a catamaran this would mean equidistant between the two hulls.

Nun soll das Verhalten des erfindungsgemäß ausgestatteten Boots nach den Fig. 1 bis 4, wobei die Folie mit einem Negativwinkel von 5º (Vorderkante horizontal unter der Ablaufkante) eingestellt ist, nach einem im Standardbehälter-Test im Wasser geschleppten Modell im Maßstab 24 : 1 beschrieben werden. In Ruhe liegt das Boot 1 im Wasser mit Trimmlage Null. Bei geringer Fahrt bis etwa 8 kn fährt das Boot als Verdränger. Wenn die Fahrt auf etwa 30 kn beschleunigt wird, nimmt die Gleitkraft zu, und gleichzeitig erhöht sich die von der Folie 3 und den Saugkräften am Bug ausgeübte Abwärtskraft. Diese Kräfte gleichen sich im allgemeinen aus und halten einen dynamischen Längsausgleich des Boots aufrecht. Das Boot behält im allgemeinen seinen Trimm über einen Geschwindigkeitsbereich bis zu ungefähr 60 kn ohne Zeichen von Instabilität, selbst in unruhigem Wasser mit einem Äquivalent von Wellenhöhen von 1 bis 2 m (3 bis 6 ft.) und einer Wellenperiode von 4 bis 16 s. Der Hub des Boots innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs ist schwach negativ, d. h. der Tiefgang und damit die benetzte Oberfläche nehmen zu, wobei das Boot 12,7 cm (5'') (ungefähr 10% des Tiefgangs) unter der Ruhe-Wasserlinie ist. Die maximale Anhebung des Bugs bei allen Geschwindigkeiten beträgt ungefähr 0,6º, und bei höherer Geschwindigkeit liegt der Bug bei einem negativen Trimmwinkel von 0,3º.Now the behaviour of the boat equipped according to the invention according to Fig. 1 to 4, where the foil is set at a negative angle of 5º (front edge horizontally below the discharge edge), is to be described according to a model towed in the water in the standard container test on a scale of 24:1. At rest, the boat 1 lies in the water with a trim position of zero. At low Up to about 8 knots the boat travels as a displacement vessel. As the speed is accelerated to about 30 knots the planing force increases and at the same time the downward force exerted by the foil 3 and the suction forces at the bow increases. These forces generally balance each other out and maintain a dynamic longitudinal balance of the boat. The boat generally maintains its trim over a speed range up to about 60 knots without signs of instability, even in choppy water with an equivalent of wave heights of 1 to 2 m (3 to 6 ft.) and a wave period of 4 to 16 s. The boat's heave within the speed range is slightly negative, ie the draft and hence the wetted surface area increases, with the boat being 12.7 cm (5'') (about 10% of draft) below the still waterline. The maximum bow lift at all speeds is approximately 0.6º, and at higher speeds the bow is at a negative trim angle of 0.3º.

Der Mangel an Gleitfläche an der Vorschiffsschärfe (abgesehen von dem vorderen Flügel) und die abwärts wirkende Saugkraft drücken den Bug abwärts, um die bei einem konventionellen Gleitboot übliche Anhebung des Bugs zu verhindern. Gleichzeitig drücken die Aufwärtskraft des vorderen Flügels 35 und des hinteren "Hebelarms" der Abwärtskraft am Heck und die mittschiffs aufwärts gerichtete Gleitkraft den Bug aufwärts, um das Eintauchen des Bugs zu verhindern. Innerhalb des gesamten Geschwindigkeitsbereichs treten der übliche Sprühwasserschwall und der übliche Bug- und Hecksog eines Gleitboots nicht auf. Bei zunehmender Geschwindigkeit sind die Hecktragfläche 3 und der vordere Flügel 35 mit Kielhacke 34 bestrebt, einen äußerst stabilen und geraden Kurs des Boots aufrechtzuerhalten.The lack of planing surface at the foredeck (apart from the forward wing) and the downward suction force push the bow downward to prevent the bow lifting that is usual in a conventional planing boat. At the same time, the upward force of the forward wing 35 and the rear "lever arm" of the downward force at the stern and the upward planing force amidships push the bow upward to prevent the bow from diving. Within the entire speed range, the usual spray and bow and stern suction of a planing boat do not occur. As the speed increases, the stern aerofoil 3 and the forward wing 35 with keel 34 strive to maintain an extremely stable and straight course of the boat.

Claims (34)

1. Ein Boot (1) mit verbesserter Leistungsfähigkeit, enthaltend wenigstens einen Rumpf (5) mit Gleitflächen (11) hinter dem Vorschiff, geeignet zur Erzeugung einer im wesentlichen dynamischen Hubkraft am Rumpf, wobei das Boot gekennzeichnet ist durch ein scharfes, tiefes Vorschiff (32) mit steil geneigten Flächen, geeignet zur Erzeugung von strömungsdynamischen Abwärtskräften im Wasser am Bug und mit Flächen zur Erzeugung von Hubkräften im Wasserstrom, die in Umfang und Konfiguration begrenzt sind, wodurch die genannten dynamischen Abwärtskräfte bei Gleitgeschwindigkeit vorherrschen, um dem Rumpf einen kleinen Trimmwinkel zu verleihen, und1. A boat (1) with improved performance, comprising at least one hull (5) with planing surfaces (11) behind the foredeck, suitable for generating a substantially dynamic lifting force on the hull, the boat being characterized by a sharp, deep foredeck (32) with steeply inclined surfaces, suitable for generating flow-dynamic downward forces in the water at the bow and with surfaces for generating lifting forces in the water stream which are limited in extent and configuration, whereby said dynamic downward forces predominate at planing speed to give the hull a small trim angle, and Mittel (3), die in einem Abstand vom genannten Rumpf angeordnet sind und auf die den Rumpf passierende Strömung reagieren, um auf den Rumpf eine nach hinten gerichtete Abwärtskraft aus zuüben, mit einer Ortskurve in Querrichtung des Boots, die sich im wesentlichen in der Längsmittenebene und in Längsrichtung achtern mittschiffs befindet.Means (3) spaced from said hull and responsive to the flow passing the hull to exert a rearward downward force on the hull, having a locus transverse to the boat located substantially in the longitudinal median plane and longitudinally aft amidships. 2. Ein Boot nach Anspruch 1, bei dem die genannten Mittel zur Ausübung einer nach hinten gerichteten Abwärtskraft eine achtern mittschiffs angebrachte Folie (3) unterhalb der Wasserlinie des genannten Rumpfs enthalten, wobei die genannte Folie eine Gurtungsachse aufweist, die allgemein mit der Längsrichtung des genannten Boots fluchtet, sowie eine Spannweitenachse, die allgemein quer zur genannten Längsrichtung verläuft, und wobei die genannte Folie hydrodynamisch ausgebildete Konturen besitzt und an der Spannweitenachse winklig angeordnet ist, so daß die genannte Folie, während das Boot sich durch Wasser vorwärtsbewegt, eine Abwärtskraft erzeugt, die allgemein mit der vertikalen Achse des Boots fluchtet, in einer solchen Größenordnung, daß der Anstieg des Wassers am Rumpf infolge der Gleitkräfte im wesentlichen beschränkt wird.2. A boat according to claim 1, wherein said means for applying a downward rearward force comprises a foil (3) mounted aft amidships below the waterline of said hull, said foil having a girth axis generally aligned with the longitudinal direction of said boat and a span axis generally transverse to said longitudinal direction, said foil having hydrodynamically designed contours and being angled at the span axis so that as the boat moves forward through water said foil produces a downward force generally aligned with the vertical axis of the boat of a magnitude sufficient to substantially limit the rise of water on the hull due to planing forces. 3. Ein Boot nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte Mittel zur Ausübung einer nach hinten gerichteten Abwärtskraft eine Folie (3) enthält, die achtern mittschiffs angeordnet und mit ihrer Spannweitenachse allgemein quer zur Längsrichtung des Boots angebracht ist, wobei die genannte Folie auf der Abwärtsseite höher gewölbt ist und die genannte Abwärtskraft zusammen mit der genannten dynamischen Abwärtskraft am Bug eine ausreichende Geschwindigkeit aufweist, um einen wesentlichen Teil der dynamischen Hubkräfte am Rumpf auszugleichen, wodurch der Wasseranstieg am Rumpf, verursacht durch die Gleitkräfte, im wesentlichen beschränkt wird.3. A boat according to claim 1 or 2, wherein said means for exerting a rearward downward force comprises a foil (3) located aft amidships and with its span axis generally transverse to the longitudinal direction of the boat, said foil being more highly cambered on the downstream side and said downward force together with said dynamic downward force at the bow having a sufficient velocity to offset a substantial portion of the dynamic lifting forces on the hull, thereby substantially limiting the water rise on the hull caused by the planing forces. 4. Ein Boot nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die genannte Folie (3) an einem vorderen Teil gewölbte Flächen aufweist, um in der Strömung eine Kraftkomponente in einer Hubrichtung erzeugen zu können, die lotrecht zur Gurtung der Folie verläuft, während ein hinterer Teil der genannten Folie, der sich um wenigstens 20% der Gurtungslänge zur ablaufenden Kante hin erstreckt, eine Fläche auf der der genannten Hubrichtung entgegengesetzten Seite aufweist, die im Verhältnis zur ablaufenden Kante konvex gekrümmt ist, sowie eine Fläche auf der Hubrichtungsseite, die sich zur ablaufenden Kante hin erstreckt, welche im wesentlichen weniger konvex ist als die genannte Fläche auf der der genannten Hubrichtung entgegengesetzten Seite.4. A boat according to claim 2 or 3, wherein said foil (3) has curved surfaces on a front part to be able to generate a force component in the flow in a lifting direction that is perpendicular to the belting of the foil, while a rear part of said foil, which extends towards the trailing edge by at least 20% of the belting length, has a surface on the side opposite to said lifting direction that is convexly curved in relation to the trailing edge and a surface on the lifting direction side that extends towards the trailing edge that is substantially less convex than said surface on the side opposite to said lifting direction. 5. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die genannte, nach hinten gerichtete Abwärtskraft größer als 1% des Verdrängungsgewichts des Rumpfs ist und die genannten Abwärtskräfte am Bug ausreichen, um den Rumpf auf einem Trimmwinkel von weniger als etwa 2 Grad zu halten.5. A boat according to any preceding claim, wherein said rearward downward force is greater than 1% of the displacement weight of the hull and said downward forces at the bow are sufficient to maintain the hull at a trim angle of less than about 2 degrees. 6. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die genannte, nach hinten gerichtete Abwärtskraft in Hecknähe liegt und die genannten Abwärtskräfte am Bug und die genannte, nach hinten gerichtete Abwärtskraft bei Geschwindigkeit zusammen ausreichen, um die Abnahme der benetzten Fläche gegenüber dem Ruhezustand auf weniger als zwei Dritteln der Abnahme zu halten, die bei Geschwindigkeit ohne die genannten abwärtsgerichteten Kräfte auftreten würde.6. A boat according to any preceding claim, wherein said rearward downward force is near the stern, and said bow downward forces and said rearward downward force at speed together are sufficient to keep the decrease in wetted area from rest to less than two-thirds of the decrease that would occur at speed in the absence of said downward forces. 7. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die genannten Gleitflächen einen Gleitboden von allgemein V-förmiger Konfiguration einschließen, der sich jenseits mittschiffs von einem scharfen V am Bug allmählich nach hinten und außen erweitert.7. A boat according to any preceding claim, wherein said planing surfaces include a planing bottom of generally V-shaped configuration, gradually widening rearward and outward beyond amidships from a sharp V at the bow. 8. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem sich das genannte Vorschiff vom vorderen Lot (6) des genannten Rumpfs bis zu einer ersten Längsposition (Station 2) und darüber hinaus erstreckt, die in einem Abstand achtern des genannten vorderen Lots angeordnet ist, der zwanzig Prozent der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs entspricht, und wobei der mittlere Tiefgang des genannten Vorschiffs zwischen dem vorderen Lot und der genannten ersten Längsposition wenigstens achtzig Prozent des größten Tiefgangs des genannten Rumpfs achtern vom genannten Vorschiff entspricht.8. A boat according to any preceding claim, wherein said forecastle extends from the forward perpendicular (6) of said hull to and beyond a first longitudinal position (station 2) located a distance aft of said forward perpendicular equal to twenty percent of the waterline length of said hull, and wherein the mean draught of said forecastle between the forward perpendicular and said first longitudinal position is at least eighty percent of the greatest draught of said hull aft of said forecastle. 9. Ein Boot nach Anspruch 8, bei dem der genannte mittlere Tiefgang wenigstens so groß ist wie der größte Tiefgang des genannten Rumpfs achtern vom genannten Vorschiff.9. A boat according to claim 8, wherein said mean draft is at least as great as the deepest draft of said hull aft of said forecastle. 10. Ein Boot nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Wasserlinienverhältnis Breite/Tiefgang in der genannten ersten Längsposition nicht größer als 4 ist.10. A boat according to claim 8 or 9, wherein the waterline beam/draft ratio in said first longitudinal position is not greater than 4. 11. Ein Boot nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Wasserlinienverhältnis Breite/Tiefgang in einer zweiten Längsposition (Station 1) bei zehn Prozent der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs achtern des genannten Lots nicht größer ist als 3 und der mittlere Tiefgang am genannten Vorschiff zwischen dem vorderen Lot und der genannten zweiten Längsposition wenigstens achtzig Prozent des größten Tiefgangs des genannten Rumpfs achtern vom genannten Vorschiff entspricht.11. A boat according to any one of claims 7 to 10, wherein the waterline beam/draft ratio at a second longitudinal position (station 1) at ten percent of the waterline length of said hull aft of said perpendicular is not greater than 3 and the mean draft at said forecastle between the forward perpendicular and said second longitudinal position is at least eighty percent of the deepest draft of said hull aft of said forecastle. 12. Ein-Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, welches weiterhin eine Kielhacke (34) enthält, die, sich vertikal nach unten erstreckend, an der Kiellinie am Vorschiff befestigt ist und sich in Längsrichtung der vertikalen Längsmittelebene in einem Abstand erstreckt, der wenigstens fünf Prozent der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs entspricht, wobei die Tiefe vertikal zur genannten Kielhacke im wesentlichen größer ist als deren Dicke.12. A boat according to any preceding claim, further comprising a keel (34) extending vertically downwards and attached to the keel line on the foredeck and extending longitudinally of the vertical longitudinal median plane at a distance corresponding to at least five percent of the waterline length of said hull, the depth vertical to said keel being substantially greater than its thickness. 13. Ein Boot nach Anspruch 12, bei dem sich die genannte Kielhacke in Längsrichtung über einen Abstand von wenigstens zehn Prozent der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs zwischen dem vorderen Lot (6) und einer Position längs der Kiellinie von zwanzig Prozent der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs hinter demselben und vertikal von der Kiellinie (15) nach unten am Vorschiff in einem mittleren Abstand über die genannte Längsausdehnung erstreckt, der wenigstens 10% des größten Tiefgangs des Boots ohne Kielhacke entspricht, und wobei die genannte Kielhacke hydrodynamisch als Folie ausgebildet ist.13. A boat according to claim 12, wherein said keel hoe extends longitudinally over a distance of at least ten percent of the waterline length of said hull between the forward perpendicular (6) and a position along the keel line of twenty percent of the waterline length of said hull aft thereof and vertically from the keel line (15) downwards at the foredeck at a mean distance over said longitudinal extent corresponding to at least 10% of the greatest draught of the boat without keel hoe, and wherein said keel hoe is hydrodynamically designed as a foil. 14. Ein Boot nach Anspruch 12 oder 13, bei dem sich die genannte Kielhacke von der Kiellinie (6) über eine mittlere Entfernung in Längsrichtung der Kielhacke nach unten erstreckt, die wenigstens 0,25% und 5% der mittleren Kimmenbreite des Rumpfs entspricht.14. A boat according to claim 12 or 13, wherein said keel heel extends downwards from the keel line (6) for an average distance in the longitudinal direction of the keel heel which corresponds to at least 0.25% and 5% of the average chine width of the hull. 15. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche mit einem allgemein V-förmigen Boden (11), der sich nach achtern erstreckt, mit einem allmählich zunehmenden Queranstieg des Bodens von der Basisebene des genannten Rumpfs, vom vorderen Lot (6) zu einer in Querrichtung ablaufenden Kante (22) am Heck, und einem hinteren Bodenanstieg von mittschiffs bis zur genannten ablaufenden Heckkante über einen vertikalen Abstand im Verhältnis zur Grundebene des genannten Rumpfs, der wenigstens 50% des Tiefgangs mittschiffs entspricht.15. A boat according to any preceding claim, having a generally V-shaped bottom (11) extending aft, with a gradually increasing transverse slope of the bottom from the base plane of said hull, from the forward perpendicular (6) to a transverse trailing edge (22) at the stern, and an aft bottom slope from amidships to said trailing stern edge over a vertical distance relative to the base plane of said hull corresponding to at least 50% of the amidships draught. 16. Ein Boot nach Anspruch 15, bei dem der mittlere Quertiefgang zwischen den Kimmknicklinien (12) ,in einer vertikalen Querebene bei 75% der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs hinter dem vorderen Lot um nicht mehr als 50% größer ist als der Tiefgang auf der genannten Ebene am Schnittpunkt einer geraden Linie zwischen den Stellen mit dem größten Tiefgang mittschiffs bzw. der ablaufenden Kalte.16. A boat according to claim 15, wherein the mean transverse draught between the chine lines (12) in a vertical transverse plane at 75% of the waterline length of said hull aft of the forward perpendicular is not more than 50% greater than the draught in said plane at the intersection of a straight line between the points with the greatest draught amidships or the outgoing cold. 17. Ein Boot nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die genannte ablaufende Kante vertikal innerhalb eines Abstands von der Wasserlinie angeordnet ist, der höchstens 25% des größten Tiefgangs des genannten Rumpfs entspricht.17. A boat according to claim 15 or 16, wherein said trailing edge is located vertically within a distance from the waterline equal to at most 25% of the greatest draught of said hull. 18. Ein Boot nach einem der Ansprüche 15 bis 17, enthaltend einen im wesentlichen planaren Mittelboden, der sich von einem Punkt längs der Kiellinie am äußersten Kiel oder dahinter des genannten Rumpfs nach hinten erstreckt und den Scheitelpunkt des genannten V-förmigen Bodens achtern des genannten Kiellinienpunkts abschneidet, wobei der genannte Mittelboden in Querrichtung parallel zur Basisebene des genannten Rumpfs verläuft und sich in einem aufwärtsgerichteten Winkel nach achtern erstreckt, um an einer Querkante zu enden, und dabei zweiseitig an der vertikalen Längsachsenebene des genannten Rumpfs angeordnet ist.18. A boat according to any one of claims 15 to 17, including a substantially planar center floor extending rearwardly from a point along the keel line at the outermost keel or aft of said hull and intersecting the apex of said V-shaped floor aft of said keel line point, said center floor extending transversely parallel to the base plane of said hull and extending aft at an upward angle to terminate at a transverse edge, being bilaterally disposed on the vertical longitudinal axis plane of said hull. 19. Ein Boot nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem im genannten Boden eine Querstufe (4) in Längsrichtung und hinter dem vorderen Lot des Boots zwischen 75% und 95% der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs und vertikal am größten Tiefgang des genannten Rumpfs oder darüber vorgesehen ist und sich hinter der genannten Stufe ein Druckausgleichsboden (21) zur ablaufenden Kante desselben am achteren Lot erstreckt, wobei die genannte ablaufende Kante quer zur Längsmittelebene parallel zur Basisebene des genannten Rumpfs verläuft und vertikal von der Wasserlinie des genannten Rumpfs in einem Abstand angeordnet ist, der weniger als 25% des größten Tiefgangs des Rumpfs ausmacht, und wobei die Fläche des genannten Druckausgleichsbodens in Querrichtung parallel zur Basisebene des genannten Rumpfs verläuft und sich in Längsrichtung im wesentlichen gerade oder konkav zur genannten ablaufenden Kante erstreckt.19. A boat according to any one of claims 15 to 18, wherein a transverse step (4) is provided in said bottom longitudinally and aft of the forward perpendicular of the boat between 75% and 95% of the waterline length of said hull and vertically at or above the greatest draught of said hull, and a pressure equalizing floor (21) extends aft of said step to the trailing edge thereof at the aft perpendicular, said trailing edge extending transversely to the longitudinal median plane parallel to the base plane of said hull and being located vertically from the waterline of said hull at a distance less than 25% of the greatest draught of the hull, and wherein the surface of said pressure equalizing floor extends transversely parallel to the base plane of said hull and extends longitudinally substantially straight or concave to said trailing edge. 20. Ein Boot nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem die genannte ablaufende Kante allgemein parallel zur Basisebene des genannten Rumpfs verläuft und vertikal zur Wasserlinie des Rumpfs in einem Abstand angeordnet ist, der weniger als 10% des größten Tiefgangs des Rumpfs entspricht.20. A boat according to any one of claims 15 to 19, wherein said trailing edge is generally parallel to the base plane of the so-called hull and is arranged vertically to the waterline of the hull at a distance corresponding to less than 10% of the maximum draught of the hull. 21. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin enthaltend eine vordere Gleitfläche (37), die vom genannten Rumpf allgemein nach unten gerichtet ist und sich in Längsrichtung des Kiels vor mittschiffs erstreckt, wobei die genannte Fläche in Längsrichtung länglich ausgeführt ist und symmetrisch auf zwei Seiten mit der vertikalen Längsmittelebene des Rumpfs angeordnet ist und in Längsrichtung einen Anströmungswinkel aufweist, wodurch bei Bewegung durch das Wasser eine aufwärtsgerichtete Kraft erzeugt wird.21. A boat according to any preceding claim, further comprising a forward planing surface (37) directed generally downwardly from said hull and extending longitudinally of the keel forward of amidships, said surface being longitudinally elongated and symmetrical on two sides with the vertical longitudinal center plane of the hull and having a longitudinal angle of attack whereby an upward force is generated when moving through the water. 22. Ein Boot nach Anspruch 21, bei dem die parallel zur Basisebene des Rumpfs verlaufende Fläche, unter der sich die genannte vordere Gleitfläche hinzieht, im Bereich von 0,4 bis 15 Quadratzentimeter je Zentimeter Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs liegt.22. A boat according to claim 21, wherein the area parallel to the base plane of the hull under which said forward planing surface extends is in the range of 0.4 to 15 square centimetres per centimetre of waterline length of said hull. 23. Ein Boot nach Anspruch 21, bei dem die parallel zur Basisebene des Rumpfs verlaufende Fläche, unter der sich die genannte vordere Gleitfläche hinzieht, im Bereich von 1 bis 10 Quadratzentimeter je Zentimeter Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs liegt.23. A boat according to claim 21, wherein the area parallel to the base plane of the hull under which said forward planing surface extends is in the range of 1 to 10 square centimetres per centimetre of waterline length of said hull. 24. Ein Boot nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem die genannte vordere Gleitfläche einen pfeilförmigen Flügel (35) enthält, der am genannten Rumpf unter der Wasserlinie vor mittschiffs befestigt ist, wobei der genannte Flügel zweiseitig symmetrisch an der mittleren Längsachse angeordnet und mit der genannten Achse entsprechend der vertikalen Längsmittelebene des genannten Rumpfs positioniert ist und der Bestreichungswinkel der eintretenden Kanten (36) desselben wenigstens 23 Grad von der Lotrechten zur genannten vertikalen Längsmittelebene entfernt ist.24. A boat according to any one of claims 21 to 23, wherein said forward planing surface includes a swept-wing (35) attached to said hull below the waterline forward amidships, said wing being bilaterally symmetrical about the central longitudinal axis and positioned with said axis corresponding to the vertical longitudinal median plane of said hull, and the sweep angle of the leading edges (36) thereof being at least 23 degrees from the perpendicular to said vertical longitudinal median plane. 25. Ein Boot nach Anspruch 24, bei dem der genannte pfeilförmige Flügel von der genannten Kiellinie abwärts angeordnet ist und sich längs der genannten Längsmittelebene über einen Abstand erstreckt, der im Bereich von 5 bis 30 Prozent der Wasserlinienlänge des genannten Rumpfs liegt.25. A boat according to claim 24, wherein said swept-wing is disposed downwardly from said keel line and extends along said longitudinal center plane for a distance in the range of 5 to 30 percent of the waterline length of said hull. 26. Ein Boot nach Anspruch 24 oder 25, bei dem der genannte pfeilförmige Flügel allgemein Delta-Konfiguration hat, wobei sich eine Gleitfläche (37) an der Unterseite befindet und wobei sich die eintretenden Kanten auf beiden Seiten in einem horizontalen Winkel im Bereich von 1 bis 15 Grad befinden, während am genannten Rumpf eine Kielhacke (34) angebracht ist, die sich vertikal von der Kiellinie am Vorschiff nach unten und in Längsrichtung der vertikalen Längsmittelebene erstreckt, wobei die vertikale Tiefe von der genannten Kielhacke aus im wesentlichen größer ist als die Dicke und wobei der genannte Flügel unterhalb der genannten Kiellinie in einem Abstand angebracht und längs der Abwärtsspanne der genannten Kielhacke befestigt ist.26. A boat according to claim 24 or 25, wherein said swept-wing is of generally delta configuration with a planing surface (37) on the underside and with the leading edges on either side at a horizontal angle in the range 1 to 15 degrees, while said hull has a keel (34) mounted thereon extending vertically downwards from the keel line at the foredeck and along the longitudinal vertical center plane, the vertical depth from said keel being substantially greater than the thickness and said wing being mounted below said keel line at a distance and secured along the downward span of said keel. 27. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der genannte Rumpf vor wenigstens einem Teil der Bugspitze (30) unterhalb der Wasserlinie des genannten Rumpfs eine Folie (31) aufweist, die mit der ablaufenden Kante in einem Abstand vor dem genannten Bugspitzenteil angeordnet ist und diesem gegenüber liegt, wobei die genannte Folie in der Richtung längs des genannten Bugspitzenteils im Verhältnis zur Breite der Folie in Längsrichtung allgemein länglich und in Längsrichtung im Verhältnis zur Dicke der Folie quer zur Längsrichtung länglich ausgeführt ist.27. A boat according to any preceding claim, wherein said hull has a foil (31) forward of at least a portion of the bow (30) below the waterline of said hull, said foil being disposed with its trailing edge spaced forward of and opposite said bow tip portion, said foil being generally elongate in the direction along said bow tip portion in relation to the width of the foil in the longitudinal direction and elongate in the longitudinal direction in relation to the thickness of the foil transverse to the longitudinal direction. 28. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die genannten Gleitflächen in der Lage sind, eine dynamische Hubkraft von mehr als 5% des Verdrängungsgewichts des genannten Boots zu erzeugen.28. A boat according to any preceding claim, wherein said planing surfaces are capable of producing a dynamic lifting force of more than 5% of the displacement weight of said boat. 29. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die genannten Gleitflächen in der Lage sind, eine dynamische Hubkraft von mehr als 10% des Verdrängungsgewichts des genannten Boots zu erzeugen.29. A boat according to any preceding claim, wherein said planing surfaces are capable of providing a dynamic lifting force of more than 10% of the displacement weight of the boat in question. 30. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Wasserlinienbreite am genannten Heck wenigstens so groß ist wie die Wasserlinienbreite mittschiffs.30. A boat according to any preceding claim, wherein the waterline width at said stern is at least as great as the waterline width amidships. 31. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das genannte Boot ein Katamaran ist und jeder Rumpf ein Rumpf entsprechend dem betreffenden Anspruch ist.31. A boat according to any preceding claim, wherein said boat is a catamaran and each hull is a hull according to the claim in question. 32. Ein Boot nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die genannten Mittel zur Anwendung einer nach hinten und unten gerichteten Kraft eine Folie mit gewölbten Flächen über einem vorderen Teil enthalten, um in der Strömung eine Kraftkomponente in einer Hubrichtung erzeugen zu können, die lotrecht zur Gurtung der Folie verläuft und eine Unterseite aufweist, die, ausgehend von einem Punkt bei 25 bis 55% der Gurtungslänge von der eintretenden Kante aus, bis zu einem Punkt bei 85% der Gurtungslänge von der eintretenden Kante nach oben gekrümmt ist, was einem Abstand der Folie von der Gurtung von weniger als 50% des Abstands zwischen der Gurtung und der Unterseite des genannten Ausgangspunkts entspricht.32. A boat according to any preceding claim, wherein said means for applying a rearward and downward force comprises a foil having curved surfaces over a forward portion to enable a force component to be generated in the flow in a direction of lift perpendicular to the belt of the foil and having a bottom surface which curves upwardly from a point 25 to 55% of the belt length from the leading edge to a point 85% of the belt length from the leading edge, corresponding to a distance of the foil from the belt of less than 50% of the distance between the belt and the bottom surface of said starting point. 33. Ein Verfahren zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit eines Boots mit einem Rumpf mit Gleitflächen achtern vom Vorschiff, geeignet zur Erzeugung einer im wesentlichen dynamischen Hubkraft, und mit einem scharfen, tiefen Vorschiff mit steil geneigten Flächen, geeignet zur Erzeugung abwärtsgerichteter dynamischer Kräfte im Wasser am Bug, und mit Flächen zur Erzeugung von Hubkräften im Wasserstrom, deren Umfang und Konfiguration begrenzt ist, wobei die genannten abwärtsgerichteten dynamischen Kräfte bei Geschwindigkeit vorherrschen, um dem Rumpf einen kleinen Trimmwinkel zu verleihen, wobei dieses Verfahren beinhaltet,33. A method of improving the performance of a boat having a hull with planing surfaces aft of the forecastle, capable of producing a substantially dynamic lifting force, and having a sharp, deep forecastle with steeply sloping surfaces capable of producing downward dynamic forces in the water at the bow, and with surfaces for producing lifting forces in the water stream, the extent and configuration of which is limited, said downward dynamic forces predominating at speed to give the hull a small trim angle, which method comprises: daß auf den genannten Rumpf eine Abwärtskraft ausgeübt wird, die eine Reaktion auf die Strömung darstellt, die bei Gleitgeschwindigkeit größer ist als 1% des Verdrängungsgewichts des Boots, bei einer Ortskurve in Querrichtung des Boots, die sich im wesentlichen in der Längsmittelebene desselben und in Längsrichtung achtern mittschiffs befindet.that a downward force is exerted on said hull, which represents a reaction to the flow which at planing speed is greater than 1% of the displacement of the boat, with a locus in the transverse direction of the boat located substantially in the longitudinal median plane of the boat and longitudinally aft amidships. 34. Ein Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die genannten Gleitflächen in der Lage sind, eine dynamische Hubkraft von mehr als 5% des Verdrängungsgewichts des Boots zu erzeugen und wobei die genannte Abwärtskraft von einer Folie ausgeht, die achtern mittschiffs angeordnet ist und eine Kraft erzeugt, die wenigstens 5% des Verdrängungsgewichts des Boots entspricht und wobei die genannten steil geneigten Flächen am Vorschiff in der Lage sind, bei Geschwindigkeit ausreichende Abwärtskräfte zu erzeugen, um einen Trimmwinkel von weniger als 2 Grad aufrechtzuerhalten.34. A method according to claim 33, wherein said planing surfaces are capable of generating a dynamic lifting force of more than 5% of the displacement weight of the boat, and wherein said downward force is provided by a foil located aft amidships and generating a force equal to at least 5% of the displacement weight of the boat, and wherein said steeply inclined surfaces at the bow are capable of generating sufficient downward forces at speed to maintain a trim angle of less than 2 degrees.