DE675242C - Hinterschiffsausbildung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft die Gestaltung des Achterschiffes bei Schiffen mit Voith-Schneider-Antrieb. Derartige Antriebe bedingen bekanntlich hohe Gewichte im Hinterschiff, wodurch dieses stark abtaucht. Starkes Abtauchen des Hinterschiffes bringt bei jeder Form des Antriebes gewisse Nachteile mit sich; so erhöht sich durch die vertrimmte Lage meist der Fahrtwiderstand des Schiffes, und bei Fahrt auf seichtem Wasser entsteht die Gefahr der Gründberührung für die Spitzen, der Antriebsflügel oder Schaufeln. Für Schiffe mit Schraubenantrieb ist daher schon vorgeschlagen worden, Kanäle unter dem Hinterschiff so anzuordnen, daß das Schraubenwasser nach oben gerichtete Druckkräfte ausüben muß und auf diese Weise das. Hinterschiff entlastet.

Zwischen den Strömungsverhältnissen an einer Schiffsschraube einerseits und an einem Schaufelrad mit senkrechter Achse andererseits bestehen jedoch so große Unterschiede, daß strömungstechnische Maßnahmen nicht ohne weiteres von der einen auf die andere Antriebsform übertragen werden können. Diese Unterschiede werden am deutlichsten bei der Betrachtung der Strahlformen, welche die beiden Antriebsarten bilden.

Der Strahl " der Schiffsschraube hat die Form eines Zylinders oder Kegels, dessen Achse annähernd mit der Schraubenachse zusammenfällt. Die Wassergeschwindigkeiten im Innern des Schraubenstrahles sind verschieden; meist befindet sich in der Nähe der Strahlachse ein toter Kern, der sich nur dreht und keine merkliche Beschleunigung nach rückwärts erfahren hat, weil die Schraubenflügel in der Nähe der Nabe infolge ihrer geringen Geschwindigkeit nur schwach oder gar nicht vortreibend arbeiten. Weiter nach außen zu herrschen höhere Rückwärtsgeschwindigkeiten im. Schraubenstrahl, und meist wird der Höchstwert der Beschleunigung auf einer Kreislinie erreicht, deren Halbmesser etwa 0,8 vom Halbmesser der Flügelspitzen beträgt. Noch weiter nach außen zu nimmt die Geschwindigkeit im Strahl wieder ab, weil die Flügelspitzen zur Verminderung des Endwirbels dünn und schmal ausgeführt werden müssen. Die Beschleunigung nimmt daher nach außen zu wieder allmählich ab, und der Strahl ist somit an seinem ganzen Umfang von einem, langsamer strömenden Mantel umgeben. Der ganze treibende Teil des Strahles befindet sich somit vollkommen unter Wasser; er tritt nirgends in direkte Berührung mit der Schiffshaut und auch nicht mit der Luft hinter dem Heck des Schiffes.

Das senkrechtachsige Schaufelrad bildet einen Strahl von rechteckigem. Querschnitt, der mit seiner oberen Begrenzungsfläche unnüttelbar an der Schiffshaut anliegt und daher genau dem Verlauf des Schiffsbodens folgen muß. Die Flügel eines derartigen

Schaufelrades sind stets an ihren oberen Enden breiter und stärker gehalten als an den tiefer liegenden Stellen, weil sie als Fre^ träger stark auf Biegung durch Wasserdru'fiK^;; und Fliehkraft, beansprucht sind. Ihre £|ΐΐ laufgeschwindigkeit ist oben ebenso groß gyfeö an den tiefer liegenden Stellen; sie arbeitefi;' daher gerade oben, unmittelbar unter dem Schiffsboden, am stärksten und erzeugen an ίο dieser Stelle die größte Beschleunigung des Wassers. Natürlich nimmt auch hier die Geschwindigkeit gegen unten sowie aus der Mitte des Rades heraus nach den beiden Schiffsseiten zu allmählich ab, aber an der oberen Begrenzungsfläche, d. h. am Schiffsboden, fehlt diese Übergangszone vollständig; der Strahlkern strömt unmittelbar an dem Schiffsboden entlang und tritt hinter dem Heck in unmittelbare Berührung mit der atmosphärischen Luft.

Wenn das Hinterschiff abtaucht und dabei der Schiffsboden am Heck eine tiefere Lage einnimmt als der umgebende Wasserspiegel, so nimmt dabei auch der Strahl, und zwar der Teil mit der größten Geschwindigkeit, also die obere ebene Begrenzungsfläche, eine tiefere Lage ein als der Wasserspiegel. Es entsteht somit hinter dem Schiff ein Tal im Wasser, dessen Sohle die rasch fließende oberste Schicht des Strahles bildet und das sich erst in einem gewissen Abstand hinter dein Schiff durch von beiden Seiten zuströmendes Wasser wieder schließt. Eine derartige Form des Heckwassers ist stets mit großen Kr aft Verlusten verbunden, und außerdem können die auf diese Weise entstehenden starken Wellen die Uferböschungen der Kanäle angreifen und beschädigen.

Bei Antrieb durch Schrauben liegt der rasch fließende Teil des Strahles stets ganz unter Wasser, und die Bildung des vorerwähnten Tales durch den Schraubenstrahl ist daher ausgeschlossen, selbst wenn das Hinterschiff noch so tief abtaucht. Im Gegenteil, je tiefer der Schraubenstrahl unter Wasser liegt, desto sicherer bleibt er oben von ruhendem Wasser bedeckt, der Wasser- ■ spiegel berührt das Heck auf der ganzen Breite, und es können kein Kraftverlust und keine größere Wellenbildung durch das Abtauchen entstehen. Bei großen Fahrgeschwindigkeiten und verhältnismäßig kurzen Schiffen tritt eine ähnliche Erscheinung auch bei Schraubenantrieb auf; diese hat jedoch mit dem Antriebsmittel keinen unmittelbaren Zusammenhang, sondern ist durch die hohe Froudesche Zahl begründet und wird als unvermeidlich in Kauf genommen.

Bei -Schiffen mit Antrieb durch senkrechtachsige Schaufelräder dagegen tritt dieser Nachteil schon bei ganz geringen Geschwin-J'digkeiten, unter Umständen sogar beim Pfahl-Flugversuch, von Schleppern, in Erscheinung, i-söbald das Hinterschiff stärker abtaucht.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung durch Anwendung von bei Schraubenantrieb bekannten, in der Längsrichtung verlaufenden seitlichen Schwimmwulsten vermieden. Hierdurch wird das Hinterschiff gestützt, so daß die das Laufrad abschließende Schiffsbodenebene mit der Wasserlinie abschneidet und so die Sogwerre gegenüber abgetauchten Achterschiff en vermindert werden. Gleichzeitig wird eine Erhöhung der Kursstabilität erreicht, welche sonst durch die Schubunruhe des vertikalen Schaufelrades gestört wird. Bei Verwendung von zwei oder mehreren Lauf rädern werden auch zwischen diesen in der Längsrichtung verlaufende Schwimmwulste vorgesehen. Dies hat den weiteren Vorteil, daß keine gegenseitige störende Beeinflussung zwischen den Laufrädern eintreten kann. Zweckmäßig nimmt der Querschnitt der Schwimmwülste nach dem Schiffsende hin zu.

Die Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung wesentlich schematisch veranschaulicht. .

Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen in Seitenansicht, Querschnitt und Grundriß ein gemaß der Erfindung gestaltetes Achterschiff mit einem in der Schiffslängsachse angeordneten Schaufelradpropeller. -

Die Fig. 4 und 5 zeigen Grundriß und Querschnitt eines Achterschiffes mit zwei seitlieh gegeneinander versetzten Propellern.

Die Schwimmwülste sind mit α und die quer zum Schiffskörper gestellte Leitfläche mit b bezeichnet. Bei c ist die aus der Anordnung der Leitfläche b sich ergebende Kraftkomponente angedeutet.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hinterschiffsausbildung für Wasserfahrzeuge mit einem oder mehreren Schaufelradpropellern, deren Schaufeln während der Umdrehung des Rades relativ zu diesem um ganz oder nahezu parallele Schaufelachsen schwingen und vom Wasser stets vollständig und vorwiegend normal zur Schaufelachse beaufschlagt werden, gekennzeichnet durch die Anwendung von in der Schiffslängsrichtung seitlich des oder der Propeller angeordneten Schwimmwülsten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen