DE4202745C2 - Tragflügel, insbesondere Stabilisatorflosse für Schiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tragflügel an Schiffen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Körper dieser Art erhalten eine Druckverringerung auf der dem anströmenden Medium abgewandten Seite und eine Druckerhöhung auf der dem Medium zugewandten Seite des Körpers.

Dieser Effekt hat zur Folge, daß am freien Ende des Körpers ein Druckausgleich durch Umströmung desselben und ein dadurch ge­ bildeter energiereicher Endwirbel, ein sogenannter Wirbelzopf, auftritt.

Derartige Wirbel verzehren naturgemäß Energie, was sich bei im flüssigen Medium bewegten Objekten, wie dies insbesondere bei Schiffen der Fall ist, negativ auf den Propulsionswirkungsgrad auswirkt.

Bei Stabilisatorflossen ist bereits vorgeschlagen worden, Mittel zur Verringerung des genannten Wirbelzopfs anzuordnen (DE-PS 19 56 032). Diese Mittel bestehen aus in der Nähe des freien Stirnendes des Körpers, also im Bereich der Endkappe, dieses durchsetzenden, schräg zur Strö­ mungsrichtung von vorn nach hinten verlaufenden Kanälen, durch die das Medium durch eine frontale Öffnung eintritt und nach hinten wieder austritt.

Diese bekannte Lösung mag zwar hinsichtlich der Unterdrückung der genannten Wirbel effektiv sein, sie verringert aber nicht nur die Anströmfläche, sondern bereitet auch in fertigungs- und festigkeitsmäßiger Hinsicht Schwierigkeiten.

Außerdem begünstigt sie aufgrund der Strömung in den Kanälen die durch abrupte Geschwindigkeitsänderungen hervorgerufene Kavita­ tion mit ihren unerwünschten Folgewirkungen, wie Materialabtra­ gungen am Körper, Unterwassergeräuschen und Schwingungserschei­ nungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mängel und Unzuträglichkeiten zu beseitigen oder zumindest zu verringern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die vom Körperende frei nach außen abstehenden, nebeneinander angeordneten Rippen und dazwischen liegenden Spalträume verringern die wirksame Anströmfläche des Körpers nicht, erfordern einen relativ geringen baulichen Aufwand und schwächen auch den Querschnitt des eigentlichen Körpers nicht.

Auch die Voraussetzungen für die Begünstigung des Auftretens von Kavitation sind nicht gegeben, weil sich die Rippen, wie erwähnt, außerhalb der Anströmfläche befinden und so ein Ablösen der Strömung nicht begünstigen können.

Durch die US-PS 3931781 sind zwar Stabilisatorflossen für Schiffe bekanntgeworden, die mit drei oder mehr im Abstand parallel nebeneinander, parallel zur Strömungsrichtung des Seewassers verlaufenden Platten ausgestattet sind. Hierbei erstrecken sich die genannten Platten nicht nur über den Endbereich des freien Endes, sondern über die gesamte Fläche der Flosse, so daß eine Art Plattensatz vorliegt, der naturgemäß in festigkeitsmäßiger und strömungstechnischer Hinsicht dem kompakten stromlinienförmigen Körper nach der Erfindung unterlegen ist.

Verschiedene Ausführungsformen und vorteilhafte Abmessungen sowie Anwendungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Tragflügels nach der Erfindung in Form eines zweiteiligen Flossen­ stabilisators für Schiffe in Ansicht dargestellt, und zwar in

Fig. 1 im Grundriß,

Fig. 2 im Aufriß und

Fig. 3 im Seitenriß.

An den Tragflügel 1 ist eine Trimmklappe 2 schwenkbar angelenkt.

Der Tragflügel 1 geht an seinem einen Ende an einen ovalen Flansch 3 über, der mit einer Vielzahl von Schrauben 5 an einem nur andeutungsweise dargestellten, um die Flossenlängsachse A drehbaren Flossenschaft 6 verankert ist.

Der Tragflügel 1 ist auf seiner flanschseitigen Hälfte 1b zum Flansch 3 hin leicht konisch verdickt ausgebildet, während seine endseitige Hälfte 1a eine gleichbleibende Dicke aufweist.

Im Querschnitt weist der Tragflügel 1 ein stromlinienförmiges, bezüglich seiner Längsmittelebene symmetrisches Profil P auf, das, wie aus Fig. 3 hervorgeht, die übliche Tropfenform aufweist. Am freien Ende des Flossenteils 1a sind sechs ebene Rippen R1 bis R6 mit Abstand voneinander befestigt, die sowohl zueinander parallel als auch parallel zur Längsmittelebene des Tragflügels 1 ausgerichtet sind.

Die zwischen den Rippen R1 bis R6 verbleibenden Zwischenräume sind untereinander gleich und betragen im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa das Vierfache der Rippendicke. Die Form der Rippen R1 bis R6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel so gewählt, daß der Umriß ihrer äußeren Begrenzungen der bei derartigen Tragflügeln 1 üblichen nach außen gewölbten und dem Querschnittsprofil angepaßten Endkappen entspricht.

Die Trimmklappe 2 ist ebenfalls mit Rippen R7, R8 ausgestattet, die nicht parallel zueinander, sondern parallel zu den An- bzw. Abströmflächen der Trimmklappe 2 verlaufen.

Der hierdurch erzielte Düseneffekt begünstigt die Wirbelunterdrückung an dem Tragflügel 1.

Die vorstehend beschriebenen Mittel zur Verringerung der Wirbelbildungen sind nicht nur bei den genannten Stabilisatorflossen anwendbar, sondern an allen jenen stromlinienförmigen flossenartigen Körpern, an denen ständig oder teilweise die Anströmrichtung des Wassers einen Winkel mit der Richtung der Längsmittelebene des flossenartigen Körpers bildet.

Dies kann an einem Ruderblatt mit im wesentlichen lotrechter Längserstreckung eines Wasserfahrzeugs bzw. an der Kielflosse einer Segel-Kieljacht der Fall sein, wobei der genannte Winkel immer dann besteht, wenn das Ruderblatt angestellt ist bzw. die Jacht auf Kreuzkurs liegt.

Claims (4)

1. Stromlinienförmiges symmetrisches Tragflügelprofil an Schiffen, das im Bereich seines freien Endes mit Mitteln zur Verringerung des induzierten Wirbels ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung des induzierten Wirbels aus mehreren im Abstand parallel nebeneinander angeordneten, parallel zur Längsmittelebene des Tragflügels (1) verlaufenden Rippen (R1-R6) bestehen, die vom Tragflügelende frei nach außen ragen und deren Länge etwa 1/10 bis 1/20 der Breite des Tragflügels (1) beträgt.

2. Tragflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke der Rippen (R1-R6) zu dem Abstand von Rippe zu Rippe 1 : 3 bis 1 : 5 beträgt.

3. Tragflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Rippen (R1-R6) so geformt sind, daß ihr Umriß einer Endkappe mit nach außen gewölbter, dem Profil (P) des Tragflügels (1) angepaßter Wandung entspricht.

4. Tragflügel nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tragflügel (1) eine Trimmklappe (2) angelenkt ist, die ebenfalls an ihrem freien Ende Rippen (R7, R8) aufweist.