NO135461B

NO135461B -

Info

Publication number: NO135461B
Application number: NO3937/72A
Authority: NO
Inventors: J W Piskorz-Nalecki
Original assignee: Stocznia Szczecinska
Priority date: 1971-11-02
Filing date: 1972-11-01
Publication date: 1977-01-03
Also published as: NL7214788A; GB1362125A; NO135461C; DE2253761A1; DE2253761B2; DE2253761C3; SE396926B; PL81918B1

Description

Denne oppfinnelse angår et akterskip med en symmetrisk til skipets vertikale lengdemidtplan anordnet propell og usymmetriske akterskipsspanter, hvor endepunktene for skrogets vannlinjer, sett i spanteriss i det vesentlige i propellomkretsens område, beskriver en projeksjon av stevnlinjen som forløper gjennom propellaksen og' ovenfor propellaksen forløper på den ene side og nedenfor propellaksen forløper på den annen side av skroget. Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en akterskipsform som forbedrer skipets fremdriftsegenskaper. This invention relates to a stern ship with a propeller arranged symmetrically to the ship's vertical longitudinal center plane and asymmetrical stern ship frames, where the endpoints of the hull's water lines, seen in the frame view essentially in the area of the propeller circumference, describe a projection of the bow line which runs through the propeller shaft and above the propeller shaft runs on the one side and below the propeller shaft extends on the other side of the hull. The purpose of the invention is to provide a stern ship shape that improves the ship's propulsion characteristics.

Den riktige strømning av vann mot propellen er sikret ved hensiktsmessig utforming av skipets akterparti. Det er ikke alltid mulig i praksis å utforme skipets skrog i propellens område således at arbeids- eller driftsforholdene for propellen alltid blir de best mulige. Hvis skroget også er symmetrisk i akterpartiet, vil en propell som roterer i én retning, bevirke uregelmessigheter i strømningsmengden i den vannstrøm som strømmer mot propellen, hvilket bevirker en nedsettelse av propellens virkningsgrad og også propellvibrasjoner som overføres til skipets skrog. For å nedsette denne ufordelaktige virkning ved skip er der blitt foreslått skip av spesiell utførelse, hvor akterskipet er usymmetrisk utformet for å skaffe en del-vis utligning av differansen i den vannmengde som strømmer mot skipspropellen. The correct flow of water towards the propeller is ensured by appropriate design of the ship's stern. It is not always possible in practice to design the ship's hull in the area of the propeller so that the working or operating conditions for the propeller are always the best possible. If the hull is also symmetrical in the aft section, a propeller rotating in one direction will cause irregularities in the amount of flow in the water stream flowing towards the propeller, which causes a reduction in the efficiency of the propeller and also propeller vibrations which are transmitted to the ship's hull. In order to reduce this disadvantageous effect on ships, ships of a special design have been proposed, where the stern is asymmetrically designed to provide a partial equalization of the difference in the amount of water that flows towards the ship's propeller.

Som følge av uensartetheten av formen av innenbordsprofilene ved skipet, vil de foreslåtte konstruksjonsløsninger ikke muliggjøre en innretting av vannstrømmen mot propellen, eller disse profiler begrenser løsningene til bestemte og av-grensede løsninger som ikke vil finne en bred anvendelse i skipsbyggingen. As a result of the non-uniformity of the shape of the inboard profiles of the ship, the proposed construction solutions will not enable an alignment of the water flow towards the propeller, or these profiles limit the solutions to specific and limited solutions that will not find a wide application in shipbuilding.

Konstruktive løsninger hvor skroget har et asymme-trisk akterparti gjelder for skrog med flat bunn, under hvil-ken der i form av en finne er vertikalt anordnet et spesielt hus for propellakselen med husets akterkantparti utført asymme-trisk. Skrog av denne type egner seg imidlertid ikke for havgående skip som som regel hverken har flat bunn eller krever noe spesielt hus for propellakselen. Derfor er den asymmetris-ke utforming som benyttes i dette tilfelle i området foran propellen, utelukkende knyttet til propellakselhuset og ikke til formen av skroget selv. Constructive solutions where the hull has an asymmetrical aft section apply to hulls with a flat bottom, under which a special housing for the propeller shaft is arranged vertically in the form of a fin with the housing's aft edge section made asymmetrically. However, hulls of this type are not suitable for ocean-going ships which, as a rule, neither have a flat bottom nor require any special housing for the propeller shaft. Therefore, the asymmetric design used in this case in the area in front of the propeller is exclusively linked to the propeller shaft housing and not to the shape of the hull itself.

En annen løsning som er anvendelig for et skrog med normal form og som brukes for havgående skip av. forskjellige typer, men bare for langsomtgående skip, går ut på at kanten av akterspanten eller akterstevnen (stern frame) er trinnvis deformert suksessivt med avstanden fra propellens rotasjonsak-se med vekten lagt på deformering av spantseksjoner eller spantesnitt (frame sections), nemlig snitt som står loddrett på skipets senterplan, således at der oppstår en forskyvning av de aktre ender av vannlinjene i forhold til skipets senterplan. Følgen av en sådan utforming er at den manglende ensar-tethet ved den vannstrøm som beveger seg mot propellen, blir redusert ved forandring av retningen for den horisontale rund-strøm (round flow), nemlig rundstrømmen i planet for vannlinje-snitt, dvs. horisontale snitt. Strømmen rundt skipets skrog i et vertikalplan vil imidlertid da bli forstyrret og bli uens-artet, særlig ved større hastigheter av rundstrømmen. Bevegel-sen i dette plan er begrenset eller bestemt ved innenbordsprofiler som er projeksjoner på skipets senterplan av spor av plan som er parallelle med senterplanet som skjærer skrogets over-flate. Stort sett er virkningen av bruken av en sådan akter-utforming den at der foretas en forandring av retningen av den horisontale komponent i hastigheten av vannets rundstrøm (round flow), men denne retning påvirker stort sett ikke prin-sippielt retningen av rundstrømmen langs innenbordsprofilene. Another solution which is applicable to a hull of normal shape and which is used for ocean going ships by. different types, but only for slow-moving ships, means that the edge of the stern frame or stern frame is deformed step by step successively with the distance from the axis of rotation of the propeller with the emphasis placed on deformation of frame sections or frame sections, namely sections which is vertical to the ship's center plane, so that there is a displacement of the aft ends of the waterlines in relation to the ship's center plane. The consequence of such a design is that the non-uniformity of the water flow moving towards the propeller is reduced by changing the direction of the horizontal round flow, namely the round flow in the plane of the waterline section, i.e. horizontal average. However, the flow around the ship's hull in a vertical plane will then be disturbed and become non-uniform, especially at higher speeds of the circular flow. Movement in this plane is limited or determined by inboard profiles, which are projections on the ship's center plane of traces of planes that are parallel to the center plane that intersects the hull's surface. Generally, the effect of the use of such a stern design is that a change is made in the direction of the horizontal component of the speed of the water's circular flow (round flow), but this direction generally does not, in principle, affect the direction of the circular flow along the inboard profiles.

Skrog.av ovenfor nevnte type kan bare brukes for skip med lite forhold mellom hastighet og skipslengde. Under sådanne betingelser tillater de<*>uensartet utformede innenbords-prof iler av skroget i nærheten av propellen at der kan oppnås like hastigheter for rundstrømmen på begge sider av skipet, således at virkningen av vannstrømmen rundt de aktre kanter av vannlinjene reduseres i en retning som faller sammen med retningen for propellrotasjonen. Hulls of the type mentioned above can only be used for ships with a small ratio between speed and ship length. Under such conditions, the<*>uniformly designed inboard profiles of the hull near the propeller allow equal velocities for the circular flow to be achieved on both sides of the ship, so that the effect of the water flow around the aft edges of the waterlines is reduced in a direction that coincides with the direction of propeller rotation.

Hensikten med oppfinnelsen er å unngå de omtalte ulemper og utvikle en skrogform som kan brukes innenfor et stort område skipshastighet til skipslengde. For å oppnå dette må skrogets akterparti utformes således at vannstrømmene som deles av skroget og passerer langs sidene, dreies mot propel-.. lens rotasjon. De således dreide eller snudde vannstrømmer rettes så ut av den roterende propell og dreies deretter i en skruebevegelse i en retning motsatt den som er frembragt ved strømmen rundt skroget. Hvis den vannstrøm som beveger seg jmot propellen, er dreid eller avbøyd på forhånd i en retning mot propellens rotasjonsretning, vil bøyningen av strømmen bak propellen bli mindre enn ved en symmetrisk strøm rundt skroget, og resultatet blir at fremdriftsgraden forbedres. The purpose of the invention is to avoid the disadvantages mentioned and to develop a hull shape that can be used within a large range of ship speed to ship length. In order to achieve this, the aft part of the hull must be designed in such a way that the water flows that are divided by the hull and pass along the sides are turned against the rotation of the propeller. The thus turned or reversed water currents are then directed out by the rotating propeller and are then turned in a screw movement in a direction opposite to that produced by the flow around the hull. If the water flow moving towards the propeller is turned or deflected in advance in a direction against the direction of rotation of the propeller, the bending of the flow behind the propeller will be less than with a symmetrical flow around the hull, and the result is that the degree of propulsion is improved.

Den tekniske oppgave som fører til oppnåelsen av denne løsning, består i at skipets akterparti utformes på en sådan måte at komponentene for hastighetsvektoren for vannstrøm-men rundt skroget i tilsvarende punkter på begge sider av skipet rettes i forskjellige vinkler i forhold til skipets basisplan; videre er projeksjonen av resultanten av hastighetsvektoren for vannstrømmen etter deling med skroget (etter at den har skilt seg fra skroget) over propellens senterlinje avbøyd til den ene side av skipet i retning motsatt projeksjonen av hastighetsresultanten for den strøm som forlater skroget under propellens senterlinje. Hvis propellen er en høyrepropell, vil derfor projeksjonen av resultanten av hastighetsvektoren som er parallell med skipets senterplan, måtte avbøyes mer mot vannivået'enn projeksjonen av en tilsvarende resultant av vann-hastighetsvektoren på skipets babordside. Projeksjonen av hastighetsvektorens resultant, som er parallell med skipets basisplan over propellens senterlinje, er avbøyd mot skipets babordside, mens projeksjonen under propellens senterlinje er rettet mot skipets styrbordside. Hvis propellen er en venstrepropell, vil projeksjonene være avbøyd i motsatte retninger. The technical task that leads to the achievement of this solution consists in designing the ship's stern in such a way that the components of the velocity vector for water flow around the hull at corresponding points on both sides of the ship are directed at different angles in relation to the ship's base plane; further, the projection of the resultant of the velocity vector of the water flow after division by the hull (after it has separated from the hull) above the propeller centerline is deflected to one side of the ship in the opposite direction to the projection of the velocity resultant of the current leaving the hull below the propeller centerline. If the propeller is a starboard propeller, the projection of the resultant of the velocity vector parallel to the ship's center plane will therefore have to be deflected more towards the water level than the projection of a corresponding resultant of the water velocity vector on the port side of the ship. The projection of the velocity vector's resultant, which is parallel to the ship's base plane above the propeller's centreline, is deflected towards the ship's port side, while the projection below the propeller's centreline is directed towards the ship's starboard side. If the propeller is a left-handed propeller, the projections will be deflected in opposite directions.

Løsningen av den tekniske oppgave ifølge oppfinnelsen består i at akterskipet utføres således at stevnlinjeprojeksjonen danner en perpendikulær rett linje som forløper i en avstand på minst 7,5 % av propelldiameteren fra skrogets senterplan (PS) og som i høyde med propellaksen skifter langs en horisontal rett linje fra den ene skrogside til den annen, hvoretter projeksjonslinjen igjen forløper vertikalt videre, hvorved akterskipets innenbordsprofiler forskyves. Ved et skip med høyrepropell vil projeksjonene av hensiktsmessige babord og styrbord innenbordsprofiler på skipets senterplan skjære hverandre i sonen for propellens drift, hvor vertikalene i det nedre parti av området for propelldriften ved skipets styrbordside er forskjøvet mot akterenden i forhold til vertikalene på skipets babordside, mens denne forskyvning er omvendt i det øvre parti av området for propellens virkefelt. Projeksjonene av vertikalene, for et skip med en venstrepropell vil befinne seg omvendt eller motsatt. The solution to the technical task according to the invention is that the stern is constructed in such a way that the bow line projection forms a perpendicular straight line which runs at a distance of at least 7.5% of the propeller diameter from the center plane of the hull (PS) and which shifts along a horizontal line at the height of the propeller axis line from one hull side to the other, after which the projection line again continues vertically, whereby the stern ship's inboard profiles are shifted. In the case of a ship with a starboard propeller, the projections of the appropriate port and starboard inboard profiles on the ship's center plane will intersect in the zone of propeller operation, where the verticals in the lower part of the area for propeller operation on the ship's starboard side are shifted towards the stern in relation to the verticals on the ship's port side, while this displacement is reversed in the upper part of the area for the propeller's field of action. The projections of the verticals, for a ship with a port propeller will be reversed or opposite.

Den nødvendige relative stilling av sideprojeksjonene av innenbordsprofilen er oppnådd ved forskyvning mot skipets babordside av vannlinjeprofilene over propellsenterlinjen, The required relative position of the side projections of the inboard profile is achieved by shifting towards the ship's port side the waterline profiles above the propeller centreline,

mens de som befinner seg under propellsenterlinjen er forskjø-vet mot skipets styrbordside. Forskyvningen er foretatt på en sådan måte at punktene for skjæring av linjene av midtre vannlinjer jiit=;d sine konturer i akterpartiet på høyee med sonen for propellens drift er forskjøvet fra skipets senterplan og deres projeksjoner på skrogets tverrsnittsplan ligger på en rett linje som er parallell med skipets senterplan, hvor denne ret-te linje er forskjøvet i forhold til nevnte plan med minst 7,5 while those located below the propeller centerline are shifted towards the ship's starboard side. The shift is made in such a way that the points of intersection of the lines of mid-water lines jiit=;d their contours in the stern section at the height with the zone for the propeller's operation are shifted from the center plane of the ship and their projections on the cross-sectional plane of the hull are on a straight line which is parallel with the ship's center plane, where this straight line is shifted in relation to said plane by at least 7.5

% av propellens diameter. Hvis propellen er en høyrep.ropell, er en av disse forskyvninger således at endene av vannlinjen over propellens senterlinje avbøyes mot skipets babordsside, mens endene av vannlinjene under propellens senterlinje avbøy-es: mot skipets styrbordside. Hvis propellen er en venstrepropell, vil disse avbøyninger være rettet omvendt. % of the propeller diameter. If the propeller is a right-hand propeller, one of these displacements is such that the ends of the waterline above the propeller's centerline are deflected towards the ship's port side, while the ends of the waterlines below the propeller's centerline are deflected: towards the ship's starboard side. If the propeller is a left-handed propeller, these deflections will be directed in reverse.

Overlegenheten ved en sådan anordning med sidepro-jeksjoner av vertikalene består i differensiering av retningen av vannstrømmen rundt begge sidér av skipet i et vertikalt plan, og denne differensiering sammen med samtidig forskyvning av vannlinjene som fremtvinger differensieringen av vannstrømmen rundt i horisontalplanet, resulterer i avbøyning av den vannr strøm som skiller seg fra skroget og strømmer mot propellen. Videre tillater en sådan konstruksjon at symmetrien i propell-bladenes stigning i forhold til akterstevnen kan unngås, således at den virkning at ujevn belastning som virker på to pro-pellblad samtidig i en firebladspropell som ofte benyttes til fremdrift av skip, reduseres. The superiority of such a device with side projections of the verticals consists in differentiating the direction of the water flow around both sides of the ship in a vertical plane, and this differentiation together with the simultaneous displacement of the water lines which forces the differentiation of the water flow around the horizontal plane, results in deflection of the water current separates from the hull and flows towards the propeller. Furthermore, such a construction allows that the symmetry in the pitch of the propeller blades in relation to the stern can be avoided, so that the effect of uneven load acting on two propeller blades at the same time in a four-bladed propeller which is often used to propel ships is reduced.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvis fig. 1 viser et spanter iss for, fig.. 2 - viser et sideriss av og fig. 3 viser et vannlinjediagram for skrogets akterparti med en høyrepropell og over propellens senterlinje mens fig. 4 viser et tilsvarende diagram for akterpartiet under propellens senterlinje. The invention will be explained in more detail with reference to the drawings, if fig. 1 shows a frame ice front, fig. 2 - shows a side view of and fig. 3 shows a waterline diagram for the aft part of the hull with a starboard propeller and above the centerline of the propeller, while fig. 4 shows a corresponding diagram for the aft section below the centerline of the propeller.

Spant-vannlinje- og innenbordsprofiler er på tegningene betegnet med 0-2, Senterplanet midt gjennon; skrogets bredde perpendikulært på vannlinjeprofilene, er betegnet med PS. Vannlinjeprofilene er betegnet med WO-W11. Innenbordsprofilene på babord side er betegnet med IL, IIL og HIL, mens profilene på styrbord side er betegnet med IP, IIP og HIP. Framing waterline and inboard profiles are denoted on the drawings by 0-2, Center plane mid génnon; the width of the hull perpendicular to the waterline profiles is denoted by PS. The waterline profiles are denoted by WO-W11. The inboard profiles on the port side are denoted by IL, IIL and HIL, while the profiles on the starboard side are denoted by IP, IIP and HIP.

Fig. 2 viser projeksjoner av innenbordsprofiler på skipets senterplan. Dé heltrukne linjer viser projeksjonene av babordside-vertikålene og de brukne linjer viser projeksjonene åv styrbordside-vértikalene. Akselinjen viser propellens senterlinje. Fig. 2 shows projections of inboard profiles on the center plane of the ship. The solid lines show the projections of the port side verticals and the broken lines show the projections of the starboard side verticals. The axis line shows the centerline of the propeller.

Claims

1. Stern ships with a propeller arranged symmetrically to the ship's vertical longitudinal center plane and asymmetrical stern ship frames, where the endpoints of the hull's water lines, seen in the frame view essentially in the area of the propeller circumference, describe a projection of the bow line that runs through the propeller shaft and above the propeller shaft runs on one side and below the propeller shaft runs on the other side of the hull>characterized by the bow line projection forming a per-

perpendicular straight line which extends at a distance of at least 7.5% of the propeller diameter from the center plane of the hull (PS) and which, at the height of the propeller axis, shifts along a horizontal straight line from one hull side to the other, after which the projection line again continues vertically.

2. Stern ship according to claim 1, characterized in that, seen in longitudinal view, the corresponding verticals (IP, IL, - HIP, HIL) through the stern of the hull intersect at points that lie within a distance of half the propeller diameter from the propeller shaft.