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Anordnung des Steuerruders bei Schiffen mit zwei gegenläufigen Schraubenpropellern
Befindet sich ein Schraubenpropeller in einer Strömung, die nicht parallel zu seiner
Achse ist, dann entstehen an den Propellerflügeln hydraulische Kräfte mit einer
resultierenden Komponente quer zur Propellerachse, so daß der Schub des Propellers
nicht parallel zu seiner Achse ist.
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Wird die schiefe Strömung durch das Ruder veranlaßt, so kann die Querkomponente
des Propellers der Querkraft des Ruders entgegengesetzt gerichtet sein, wodurch
die Ruderkraft verkleinert wird und sogar gleich Null werden kann. Alsdann folgt
das Schiff nicht mehr dem Ruder und wird labil. Diese Erscheinung tritt bei Schraubenpropellern
bei der Fahrt »zurück« auf, und es ist das bekannte Übel, daß Schiffe mit Schrauben-Propellern
nicht oder nur recht mangelhaft bei der Fahrt »zurück« steuerbar sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Querkräfte der Schraubenpropeller
an zwei gegenläufigen Schrauben beim Steuern sich gegenseitig aufheben zu lassen
und das Ruder in beiden Fahrtrichtungen unmittelbar im Sog, beziehungsweise im Druckraum
der Propeller derart anzuordnen, daß die Sog-und Druckkräfte der Propeller die Ruderkraft
verstärken.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Propellerkreise
der zwei gegenläufig rotierenden Propeller unmittelbar nebeneinander oder sich teilweise
überschneidend angeordnet sind und das Ruder im gemeinsamen Schraubenstrom liegt.
Vorzugsweise
ist das Ruder zwischen den Propellerkreisen, d. h.
mit auf verschiedener Seite der Ebene der Propellerkreise gelegener Eintritts- und
Austrittskante angeordnet. Das Ruder kann auch aus zwei hintereinander gelegenen
Teilen bestehen, die gegebenenfalls einzeln drehbar sind. Die Anordnung kann beispielsweise
auch so getroffen werden, daß das Ruder vor oder hinter den Propellerkreisen in
der Mitte des gemeinsamen Schraubenstromes liegt.
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Nach der erfindungsgemäßen Erkenntnis, wonach auch die Sogkräfte allein
am Ruder große Querkräfte hervorbringen, kann gegebenenfalls auf die Druckwirkung
des Ruders ganz verzichtet werden, so daß das nur vor der Ebene der beiden gegenlaufigen,
unmittelbar nebeneinander oder mit sich überschneidenden Flügelkreisen angeordneten
Propeller angeordnete Ruder die Strömung beiden Propellern gleichmäßig schief zuführt,
wodurch, da sich die an den Propellern wirkenden Querkräfte gegenseitig aufheben,
nur die Sogkräfte des Ruders steuern. Diese Anordnung kann z. B. bei Zugschrauben
vorgesehen werden. Bei den üblichen, nicht unmittelbar nebeneinander angeordneten
Propellern kann ein einziges Ruder nicht das Wasser für beide Propeller umlenken,
so daß der erfindungsgemäße Effekt nicht eintreten kann, wenn nicht für jeden der
beiden Propeller ein Ruder verwendet wird, was einen Mehraufwand an Konstruktion
bedeutet.
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Das eine Ruder kann stets auch in zwei nebeneinander angeordnete Ruder
zerlegt werden.
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In den Fig. I ist ein Beispiel in Ansicht und in der Fig. 2 im Grundriß
gezeichnet.
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Bei nur einem Propeller I und gelegtem Ruder 4 sind die Querkomponenten
der Kräfte p2 und p3 am Ruder zu der Querkraft p7 am Propeller entgegengesetzt gerichtet,
wodurch die Ruderkräfte teilweise oder vollständig aufgehoben werden. Dies ist bei
üblichen Ruderanordnungen der Einschrauber der Fall, wobei es im Schiffbau üblich
ist, die Rudervorderkante möglichst nahe an die Propellernabe zu verlegen. Wird
erfindungsgemäß bei zwei gegenläufigen Propellern I und 2 das Ruder 3, 4 in die
gezeichnete Lage gedreht, dann entstehen an den Propellern die Querkräfte p7 und
p8, die sich aufheben, so daß am Ruder die Kräfte p2, p3, p4 und p5 voll zur Wirkung
kommen. Weil das Ruder unmittelbar im Sog und im Druckraum der Propeller gelegen
ist, werden die am Ruder angreifenden Kräfte wesentlich größer sein als bei einem
Ruder, das nicht in dem Bereich der Propellerkräfte gelegen ist.
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Aus der angedeuteten Strömung für die Fahrt zurück ist ersichtlich,
daß entsprechend dem Impuls des Wassers in der Richtung v1 nach v2 die resultierende
Kraft p1 mit dem Schub S auch eine Querkraft Q ergibt, mit der das Schiff auch bei
dieser Fahrtrichtung sicher gesteuert werden kann, auch wenn es noch nicht eine
nennenswerte Fahrgeschwindigkeit erreicht hat. Mit 5 ist der Wellenbock der Propeller
bezeichnet.
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Die kurze Entfernung der Propellerachsen voneinander gestattet es
bei diesem Beispiel, bei mäßiger Schrägstellung der Propellerachsen beide Propeller
über ein einfaches Getriebe von nur einem Motor aus synchron und gegenläufig anzutreiben
und zu reservieren, um gegebenenfalls bei gleichgerichteter Querkraft Q des periodisch
geschwenkten Ruders die Schübe S zu vertauschen, so daß dermaßen das Schiff mit
nur kleinen Pendelungen seines Schwerpunktes sich auf der Stelle zu drehen vermag.
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Wird auf eine besonders kurze Entfernung der Propellerwellen weniger
Wert gelegt, dann kann auch ein Ruder zwischen den möglichst nahe nebeneinander,
aber sich noch nicht überschneidend angeordneten Propellerkreisen ohne eine Öffnung
verwendet werden.
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Um den Schwenkwinkel des Ruders mit einer Öffnung möglichst groß halten
zu können, eignen sich neben Propellern mit auf der Propellerachse senkrecht stehenden
Mittellinien der Propellerflügel besonders die an sich bekannten, besonders günstigen
Propeller mit einer in der Fahrtrichtung konkaven Mittellinie der Propellerflügel,
wie dies in den Figuren ersichtlich ist.