DE4125187C2

DE4125187C2 - Rumpf für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote und Surfbretter

Info

Publication number: DE4125187C2
Application number: DE4125187A
Authority: DE
Inventors: Klaus D Lehmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: WO1994018063A1; EP0760773A1; DE4125187A1

Description

Rumpf für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote und Surfbretter. Die Erfindung betrifft einen Schiffs- bzw. Bootsrumpf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits mehrere Rumpfkonstruktionen bekannt, bei denen unter einem breiteren Rumpfteil ein oder mehrere schlankere Vorsprünge angeordnet sind. Ver gleiche hierzu Offenlegungsschrift des Deutschen Pa tentamtes DE 36 39 175 A1 vom 26.05.88, Patentschrift des Reichspatentamtes Nr. 7 04 991 vom 15. April 1941, United States Patent vom 09. Juli 1974, Nr. 38 22 661 und die Europäische Patentanmeldung Nr. 02 98 050 vom 28.06.1988. Bei diesen Rümpfen tritt das Problem auf, daß die Verdrängung des Rumpfes, insbesondere des Vor sprunges ab einem bestimmten Punkt, in Längsrichtung gesehen, abnimmt. Die Konsequenz daraus ist, daß das bei hoher Fahrt des Schiffes vom Vorschiff verdrängte und querbeschleunigte Wasser nicht schnell genug zu rückströmt und sich somit im hinteren Bereich des Rumpfes eine Unterdruckzone ausbildet, die den Wider stand erhöht bzw. zum Absacken des Hecks führt. Dieser negative Effekt kann noch durch die nach oben ausge wölbte Form des Unterwasserschiffes im hinteren Be reich verstärkt werden. Bei manchen Konstruktionen kommen weitere Negativeffekte zum Tragen. Bei einigen der bekannten Konstruktionen verlagert sich der Auf triebsschwerpunkt bei Krängung außerdem nicht beson ders aus der Mitte, so daß sie für eine Besegelung nicht geeignet, also zu "rank" sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rumpf so auszubilden, daß er bei hoher Formstabilität gegen Krängung auch bei Seegang relativ weich ins Wasser taucht und die Bildung von widerstander höhenden Unterdruck-Zonen (Sogzonen) im hinteren Be reich weitestgehend vermeidet und dadurch auch ein Absacken des Hecks auf ein Minimum reduziert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere in der Reduzierung des Fahrwiderstandes zur Einsparung von Vortriebsenergie bzw. Erreichung höhe rer Geschwindigkeiten bei gleichem Energieaufwand. Weiterhin ergibt sich ein Gewinn an Innenvolumen durch das breite, ausladende Heck des Schiffes bzw. Bootes. Diese Vorteile sind in der Berufsschiffahrt genauso nutzbar wie in der Sport- bzw. Freizeit-Schiffahrt. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen.

Es zeigen

Fig. 1 einen breiten Rumpf mit einem schlanken Vorsprung, dessen Unterkante ab dem Punkt der höchsten Verdrängung in gleicher Tiefe weiter nach hinten verläuft, während seine Seitenflächen hinten in einer Linie zusammenlaufen;

Fig. 2 zur Verdeutlichung die Risse der Spanten , und ;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Rumpfes mit einem schlanken Vorsprung, dessen Seitenlinien ab dem Punkt der größten Ver drängung nach hinten weiter auseinanderlaufen, während die Unterkante nach hinten oben und im Rumpf verläuft;

Fig. 4 wiederum zur Verdeutlichung die Risse der Spanten , , und aus der Fig. 3.

In Fig. 1 ist erkennbar, daß die theoretische Über gangslinie 5 zwischen dem breiten oberen Rumpfteil 1 und dem unteren schlanken Vorsprung 2 sich kurz vor dem Punkt der höchsten Verdrängung bzw. des größ ten Querschnittes des schlanken Vorsprunges 2 in den Bereich unterhalb der Wasserlinie WL begibt und mit zunehmender Länge nach hinten immer tiefer verläuft. Das ergibt in der Ansicht Z der Fig. 1 einen Verlauf der Wasserlinie WL am breiteren Rumpf 1. Es ist er sichtlich, daß mit Abnahme des Querschnittes des schlanken Vorsprunges 2 der wasserverdrängende Quer schnitt des oberen Rumpfteiles 1 zunimmt, und dieses im gleichen Maß des Verlustes oder mehr. Erst zum Ende des oberen Rumpfteiles 1 kommt es in diesem Beispiel zu einer leichten Abnahme der Verdrängung, um auch schon bei relativ niederen Geschwindigkeiten den Abriß der Wasserströmung an der Hinterkante des Schiffes zu erleichtern. Desweiteren wird auch bei dieser Konstruktion der Rumpf mit zunehmender Fahrt vorn et was mehr ausheben und hinten geringfügig absacken, so daß dann auch im Bereich des Spantes bis zum Spant kein Unterdruck mehr vorhanden sein wird. In Fig. 2 sind die Linien der Spanten , und dargestellt. Rechts der Mittelachse des Rumpfes ist der Querschnittsverlust des unteren schlanken Vorsprunges 2 zwischen Spant und erkennbar, während sich im Bereich des oberen Rumpfteiles 1 ein Querschnittszuwachs ergibt. Links der Mittelachse ist der Querschnittsverlust im unteren Bereich zwischen Spant und erkennbar, während oben wieder ein Querschnittsgewinn zu ersehen ist.

Die Verdrängung des "sich im Weg befindlichen Wassers" geschieht nun in folgender Art und Weise:
Der untere Vorsprung 2 verdrängt aufgrund seiner spitzen Formgebung und seines damit zusammenhängenden äußerst geringen Volumenzuwachses in Längsrichtung das Wasser mit äußerst wenig Leistungsaufwand. Das Wasser strömt größtenteils am schlanken Rumpf entlang und erfährt nur geringe Querbeschleunigungskräfte bzw. Quergeschwindigkeiten, so daß im Prinzip nur eine Art Vorbeschleunigung stattfindet. Das so mit relativ ge ringem Leistungsaufwand vorbeschleunigte Wasser er leichtert dem nachfolgend immer voluminöser werdenden Teil die Verdrängerarbeit durch einen geringeren Ge gendruck, durch den sich auch gleichzeitig die eigent lichen Reibkräfte auf der Oberfläche reduzieren. Die in etwa ab Spant einsetzende und nach hintenhin zunehmende Verdrängung des oberen Rumpfteiles 1 be wirkt, daß die Verdrängung von dem Punkt der höchsten Verdrängung des schlanken Vorsprungs bis nach hinten zumindest gleich bleibt oder zunimmt und verhindert so auch die mit zunehmender Fahrt stärker werdende Sogwirkung auf die Seitenwände 3 des unteren Vorsprunges 2. Da die Verdrängung im hinteren Teil des breiten Rumpfes 1 nicht abnimmt, ist die Wellenbildung stark nach hinten verlagert, und die Heckwelle bildet sich praktisch erst hinter dem Schiff aus, was noch den Abriß der Wasserströmung am Heckspiegel an der Linie erleichtert. Durch die Zunahme der Verdrängung über die gesamte Länge entsteht eine Umströmung, die im Prinzip der eines ca. doppelt so langen schlanken Schiffes entspricht, wobei hier die Reibungsverluste des theoretisch längeren Schiffes genauso nicht zum Tragen kommen wie die sich am Heck eines solchen Schiffes dann wieder ausbilden den Sogkräfte.

In Fig. 3 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem der irgendwann zwangsläufig auftretende Volumenschwund des schlanken Vorsprunges 2 durch die nach oben verlau fende Unterkante 4 bewerkstelligt wird. Zur Teilkom pensation des Volumenschwundes von unten her wird gleichzeitig der schlanke Vorsprung 2 in seinem Weiter verlauf nach hinten am Übergang zum oberen Rumpfteil 1 verbreitert, bis er in seiner Gesamtheit harmo nisch in den oberen Rumpf übergeht. Auch für diese Variante ist in Fig. 4 verdeutlicht, wie der Flächen- bzw. Volumenschwund des unteren Vorsprunges 2 durch Volumenzunahme des oberen Rumpfteiles 1 weitestgehend kompensiert bzw. übertroffen wird. Ersichtlich ist dieses wieder aus den schraffierten Flächen und wie aus den Flächen und . Zur Ver deutlichung des harmonischen Überganges des unteren Vorsprunges 2 in den oberen Rumpfteil 1 ist hier noch der Riß des Spantes dargestellt.

In bezug auf die Volumenzu- und -abnahme des unteren Vorsprunges 2 sind natürlich auch andere Linienverläufe möglich, z. B. das Hochziehen der Unterkante 4 bis in etwa der halben in Fig. 1 dargestellten Höhe oder ähnlich; wichtig ist jedoch, daß das unten weniger werdende Verdrängervolumen durch den oberen Rumpfteil 1 in etwa kompensiert bzw. noch erhöht wird.

Claims

1. Rumpf, insbesondere mit einem Heckspiegel, für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote und Surfbretter mit einem Heckspiegel, bei dem unterhalb eines breiten Rumpfteiles zumindest ein in Längsrichtung verlau fender, auftriebserzeugender, schlanker Vorsprung unterhalb der Wasserlinie angeordnet ist, dessen Querschnittsfläche sich nach vorn und hinten verkleinert, dadurch gekennzeichnet, daß das breite Rumpfteil (1) im unterhalb der Was serlinie (WL) liegenden, hinteren Bereich, in dem sich der schlanke Vorsprung (2) verkleinert, minde stens um soviel an Querschnittsfläche zunimmt, wie der schlanke Vorsprung (2) an Querschnittsfläche abnimmt.

2. Rumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich von vorn nach hinten, zumindest bis zum hinteren Ende des schlanken Vorsprunges, die unter halb der Wasserlinie liegende Querschnittsfläche stetig vergrößert.

3. Rumpf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung im hinteren Bereich verbrei tert und abflacht.

4. Rumpf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung an seinem hinteren Ende einen Austritt für eine Schraubenwelle aufweist.

5. Rumpf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schlanke Vorsprung bogenförmig in den brei teren Rumpfteil übergeht.

6. Rumpf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf an seinem hinteren Ende einen Heck spiegel aufweist, der bis unter die Wasserlinie reicht und dort durch eine Abreißkante begrenzt ist.

7. Rumpf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heckspiegel 5 bis 15 cm, insbesondere 8 bis 10 cm unterhalb der Wasserlinie endet.