Boot, insbesondere Gleitboot für hohe Geschwindigkeiten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Boot und insbesondere ein Gleitboot für hohe Geschwindig keiten, dessen Schiffsrumpf zwei im wesentlichen zu einander parallele und voneinander distanzierte Kiele aufweist. Das erfindungsgemässe Boot ist hierbei da durch gekennzeichnet, dass im Querschnitt des Schiffsrumpfes betrachtet,
jeder der beiden Kiele in eine steil ansteigende Aussenfläche der Seitenwand des Schiffsrumpfes und in eine nach innen sanft an steigende Bodenfläche des Schiffsrumpfes übergeht und dass ferner zwischen den einander zugewendeten und noch unterhalb der Wasserlinie befindlichen End- kanten der beiden sanft ansteigenden Bodenflächen eine das Bodenmittelstück bildende und in Längsrich tung des Schiffsrumpfes durchlaufende Nachenfläche anschliesst, das Ganze zum Zweck,
dass die bei einer Vorwärtsbewegung des Bootes durch seine Bugteile erzeugten Bugwellen nach innen hin zur Mittellinie des Schiffsrumpfes abgelenkt werden und auf die Nachenfläche einwirken.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung ist in der Zeichnung unter Weglassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erfor derlichen Teile und Ausrüstungsgegenstände des Bootes schematisch dargestellt und zwar zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Bootes, Fig. 2 eine Ansicht auf die Unterseite des Bootes, wobei aus Gründen der Platzersparnis nur die auf der einen Seite der strichpunktierten Mittellinie des Boo tes befindlichen Teile dieser Unterseite gezeigt sind, Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Bug ansicht des Bootes, und Fig. 4 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Heck ansicht des Bootes.
In den Fig. 1 und 2 befindet sich der Bug des Bootes rechts und das Heck desselben links. Wie fer ner aus der Fig. 2 ersichtlich ist, hat der Schiffsrumpf, in lotrechter Richtung betrachtet, ein im wesentlichen rechteckiges Profil, welches am Bug abgerundete Ecken aufweist. In der Längsrichtung des Bootes be trachtet, haben die beiden Kiele 2 eine höchstens sehr schwache Krümmung, sodass sie praktisch als noch zueinander parallel laufend betrachtet werden können. Die Querdistanz zwischen den beiden Kielen 2 er reicht gemäss den Fig. 2 bis 4 nahezu die Breite des Schiffsrumpfes.
Jeder der beiden Kiele 2 geht an seiner von der Mittelinie abgewendeten Seite in eine steil ansteigende Aussenfläche 4 der Seitenwand des Schiffsrumpfes über, die gegenüber der Vertikalen höchstens kleine Winkel aufweist. Wenigstens im Mittelschiff und Heck des Schiffsrumpfes sind gemäss Fig. 3 und 4 die Aussenflächen 4 leicht nach aussen geneigt und konwex ausgebuchtet. An ihren der Mittellinie zuge wendeten Seite geht jedoch jeder der Kiele 2 in eine nach innen nur sanft ansteigende.
Bodenfläche 6 über, die im Querschnitt des Schiffsrumpfes betrachtet, ebenfalls konwex nach unten ausgebaucht ist und im Übrigen gegenüber der Horizontalen bzw. gegenüber der Wasserlinie 13 in Fig. 1 um höchstens kleine Win kel geneigt ist.
An die oberen Kanten der steil ansteigenden Aus senflächen 4 schliesst sich eine seitlich auskragende und gegenüber der Vertikalen stärker geneigte Fläche 8 der Aussenwand an, die schliesslich in eine praktisch lotrecht verlaufende Bordwand 10 geringer Höhe über geht. Die Flächen 8 und 10 bilden den auf jeder der beiden Seiten des Schiffsrumpfes befindlichen Spritz- bord. Dieser auskragende Spritzbord ergibt beim starken Rollen des Bootes zusätzliche stabilisierende Kräfte und hat ferner eine nur wünschenswerte Ver- grösserung der Deckfläche des Bootes zur Folge.
Wenigstens im Mittelschiff und Heck des Schiffs rumpfes ist zwischen den einander zugewendeten und noch unterhalb der Wasserlinie befindlichen Endkan- ten der sanft ansteigenden Bodenflächen 6 eine das Bodenmittelstück bildende und in Längsrichtung des Schiffsrumpfes durchlaufende Nachenfläche 12 ein gefügt.
Unter der Wasserlinie 13 (Fig. 1) ist dabei diejenige bei nicht bewegtem Boot zu verstehen, die den normalenTiefgang desselben angiebt. DieNachen- fläche 12 liegt nun weit über das Mittelschiff des Schiffsrumpfes hinaus unterhalb der Wasserlinie; am Bug ist sie jedoch gemäss Fig. 3 hochgezogen, sodass sie dort über die Wasserlinie hinaufragt und auch noch in einem Bereich oberhalb der Wasserlinie die beiden Bodenflächen 6 voneinander trennt.
Die leicht ausge bauchten Oberflächen 4, 6 und 12 bewirken eine ge wisse Verbesserung der Steiffheit der Aussenwände des Bootes sowie eine Erhöhung des von den Aussen wänden umschlossenen Volumens des Bootes. Eine genügende Steiffheit könnte aber auch durch ebene oder selbst nach innwärts eingebuchtete Aussenflä chen erreicht werden. Im Querschnitt des Bootes be trachtet, steigen die Bodenflächen 6 am Bug etwas ausgeprägter an, als wie im Mittelschiff und Heck; ein Vergleich zwischen den Fig. 3 und 4 dürfte dies hin reichend deutlich dartun.
Die anhand den Fig. 1 bis 4 beschriebene Ge staltung der Aussenflächen des Bootes lässt erkennen, dass die Oberflächen 4 seiner Seitenwände bei einer Vorwärtsbewegung des Bootes praktisch keine Wirbel bildung verursachen, sodass lediglich kleine Bugwel len entstehen. Der grösste Teil des unter dem Boot durchfliessenden Wassers wird dabei infolge der Wir kung der sanft nach innen ansteigenden Bodenflächen 6 in Richtung zur Mittellinie des Bootes abgelenkt und zwar in der Form von Bugwellen. Diese nach innen laufenden Bugwellen treffen bei jeder Geschwindig keit des Bootes auf die gewölbte Nachenfläche 12 und die sich ergebende Einwirkung des nach innen ab gelenkten Wasserstromes auf die Nachenfläche 12 nimmt mit wachsender Geschwindigkeit zu.
Diese Einwirkung äussert sich in einer an der Nachenfläche 12 wirkenden dynamischen Auftriebskraft, die zusätz lich neben der ohnehin vorhandenen rein hydrostati schen Auftriebskraft bestrebt ist, das Boot anzuheben. Durch dieses zusätzliche Anheben des Bootes wird jedoch die Bugwelle soweit vermindert, bis sich ein Gleichgewichtszustand ergibt, da einer Verminderung der Bugwelle auch eine entsprechend verminderte zu sätzliche dynamische Auftriebskraft entspricht. Die in der Bugwelle steckende kinetische Energie, die nor malerweise verloren geht, wird somit beim beschrie benen Boot ausgenützt, um einen zusätzlichen dyna mischen Auftrieb zu erzeugen.
Dies und die dadurch hervorgerufene Verminderung der mit dem Wasser in Berührung kommenden Oberfläche des Bootes er gibt eine höhere Geschwindigkeit des Bootes bei ge- gebener Antriebsleistung im Vergleich zu den bisher Übliche--i Booten entsprechender Abmessungen.
Wird die Geschwindigkeit noch weiter gesteigert, so hebt sich das Boot infolge der oben erläuterten zu sätzlichen dynamischen Auftriebskraft noch weiter an, bis schliesslich ein Zustand erreicht ist, in welchem nur noch die äusseren Randpartien der der Boden flächen 6 einschliesslich der beiden Kiele 2 in das Wasser eintauchen. Das Boot gleitet dann etwa über die Wasseroberfläche ähnlich wie ein Paar Wasserski. Bei einem solchen Gleiten des Bootes wird stets noch je die Bugwelle nach innen und auf die Nachenfläche hin abgelenkt; die sich dadurch zusätzlich ergebende dynamische Auftriebskraft ist jedoch bei sehr hohen Geschwindigkeiten nicht mehr von ausschlaggebender Bedeutung, wie dies umgekehrt bei kleineren Ge schwindigkeiten der Fall ist.
Da bei einem Gleitboot der grösste Teil der moto rischen Antriebsleistung dazu dient, das Boot in die Gleitstellung anzuheben und in dieser Gleitstellung zu halten, beim erfindungsgemässen Boot die hierfür er forderliche Leistung jedoch geringer ist, wird bei vor gegebener Maschinenleistung eine entsprechend höhe re Endgeschwindigkeit erreicht oder es kann zur Er reichung einer vorgegebenen Endgeschwindigkeit ein Motor geringerer Antriebsleistung eingebaut werden.
Die durch das erfindungsgemässe Boot erzielba ren Vorteile basieren somit auf der besonderen Form gebung des Bootskörpers und diese Formgebung kann auch für Flugboote oder für die Schwimmer von Was serflugzeugen verwendet werden. Es wäre selbst denk bar, diese Formgebung auch für die Gleitkörper von Fahrzeugen zu verwenden, die sich über Schnee oder halbflüssigen Schlamm fortzubewegen haben. Ferner bietet es keine prinzipiellen Schwierigkeiten, den Bootskörper der oben beschriebenen Bauart mit ein ziehbaren Rädern zu versehen, um solchermassen ein Amphibienfahrzeug zu erhalten. Die beschriebene Formgebung des Bootes ist auch nicht an die Anwen dung eines besonderen Antriebssystems gebunden.
Der Antrieb des Bootes kann mit den üblichen Schiffs schrauben und -Steuerrudern erfolgen; auch ein An trieb mit gesteuerten Wasserstrahldüsen nach dem Rückstossprinzip ist möglich. Schliesslich ist ein An trieb des Bootes mit oberhalb der Wasserlinie ange ordneten Luft-Propellern oder Düsen-Antriebsaggre- gaten denkbar.
Schliesslich können die Wasser-Grenzschichten des am Bootskörper vorbeiströmenden Wassers an geeig neten Stellen mittels in den Aussenflächen ange brachten öffnungen abgesaugt werden, um die Ent stehung von leistungsverzehrenden Wirbeln zu ver hindern, die längs der Aussenfläche auftreten kön nen. Das abgesaugte Wasser kann dann am Heck des Bootes mit grosser Geschwindigkeit ausgestossen wer den, um dadurch eine zusätzliche nach vorwärts ge richtete Schubkraft zu erhalten.
The present invention relates to a boat, in particular a high-speed planing boat, and in particular a high-speed planing boat, the hull of which has two substantially parallel and spaced-apart keels. The boat according to the invention is characterized in that, viewed in the cross section of the ship's hull,
Each of the two keels merges into a steeply rising outer surface of the side wall of the ship's hull and into a bottom surface of the ship's hull that rises gently inwards and that, between the end edges of the two gently rising bottom surfaces that face one another and are still below the waterline, a middle section forms the bottom and in the longitudinal direction of the ship's hull a continuous runway area connects, the whole thing for the purpose,
that the bow waves generated by its bow parts when the boat moves forwards are deflected inwards towards the center line of the ship's hull and act on the surface of the boat.
An embodiment of the present invention is shown schematically in the drawing, omitting all parts and equipment of the boat that are not absolutely necessary for understanding the invention, namely: Fig. 1 is a side view of the boat according to the invention, Fig. 2 is a view of the underside of the boat, in order to save space, only the parts of this underside located on one side of the dash-dotted center line of the boat are shown, Fig. 3 shows a bow view of the boat corresponding to FIGS. 1 and 2, and FIG 1 and 2 corresponding stern view of the boat.
In Figs. 1 and 2, the bow of the boat is on the right and the stern of the same is on the left. As fer ner from Fig. 2 can be seen, the hull, viewed in the vertical direction, has a substantially rectangular profile, which has rounded corners at the bow. Viewed in the longitudinal direction of the boat, the two keels 2 have at most a very slight curvature, so that they can practically be viewed as still running parallel to one another. The transverse distance between the two keels 2 it extends according to FIGS. 2 to 4 almost the width of the ship's hull.
Each of the two keels 2 merges on its side facing away from the center line into a steeply rising outer surface 4 of the side wall of the hull, which has at most small angles with respect to the vertical. At least in the central nave and stern of the ship's hull, according to FIGS. 3 and 4, the outer surfaces 4 are slightly inclined outwards and bulged outwards. On their side facing the center line, however, each of the keels 2 goes into an inwardly only gently rising one.
Bottom surface 6 over which, viewed in the cross section of the ship's hull, is also bulged konwex downwards and is inclined relative to the horizontal or relative to the water line 13 in Fig. 1 by at most small angles.
At the upper edges of the steeply rising Aus senflächen 4 joins a laterally cantilevered and relative to the vertical more inclined surface 8 of the outer wall, which finally goes into a practically perpendicular side wall 10 of low height. The surfaces 8 and 10 form the splashboard located on each of the two sides of the ship's hull. This projecting splashboard results in additional stabilizing forces when the boat rolls strongly and furthermore results in an only desirable increase in the deck area of the boat.
At least in the central ship and stern of the ship's hull, between the end edges of the gently rising bottom surfaces 6 facing each other and still below the waterline, a tail surface 12 forming the bottom center piece and extending in the longitudinal direction of the ship's hull is inserted.
The waterline 13 (Fig. 1) is to be understood as that when the boat is not moving, which indicates the normal draft of the same. The side surface 12 now lies far beyond the central nave of the ship's hull, below the waterline; however, at the bow it is raised according to FIG. 3, so that there it protrudes above the water line and also separates the two bottom surfaces 6 from one another in an area above the water line.
The slightly bulged surfaces 4, 6 and 12 cause a certain improvement in the rigidity of the outer walls of the boat and an increase in the volume of the boat enclosed by the outer walls. Sufficient rigidity could, however, also be achieved by flat or even inwardly indented outer surfaces. In the cross-section of the boat seeks to be, the bottom surfaces 6 at the bow rise somewhat more pronounced than in the central nave and stern; a comparison between FIGS. 3 and 4 should show this sufficiently clearly.
The design of the outer surfaces of the boat described with reference to FIGS. 1 to 4 shows that the surfaces 4 of its side walls cause practically no vortex formation when the boat moves forward, so that only small bow waves arise. Most of the water flowing through under the boat is deflected in the direction of the center line of the boat as a result of the action of the gently inwardly rising floor surfaces 6, namely in the form of bow waves. This inward-running bow waves hit the arched surface 12 at any speed of the boat and the resulting action of the inwardly directed water flow on the surface 12 increases with increasing speed.
This effect is expressed in a dynamic buoyancy force acting on the down surface 12, which, in addition to the already existing purely hydrostatic buoyancy force, tries to raise the boat. By this additional lifting of the boat, however, the bow wave is reduced until a state of equilibrium results, since a reduction in the bow wave also corresponds to a correspondingly reduced additional dynamic lift force. The kinetic energy contained in the bow wave, which is normally lost, is therefore used in the described boat to generate additional dynamic lift.
This and the resulting reduction in the surface of the boat coming into contact with the water gives the boat a higher speed for a given propulsive power compared to the hitherto customary boats of corresponding dimensions.
If the speed is increased even further, the boat will rise even further as a result of the additional dynamic lift force explained above, until a state is finally reached in which only the outer edge parts of the bottom surfaces 6 including the two keels 2 into the Submerge water. The boat then glides over the surface of the water, similar to a pair of water skis. When the boat glides in this way, the bow wave is always deflected inwards and towards the surface of the boat; However, the dynamic lift force that results from this is no longer of decisive importance at very high speeds, as is the other way around at lower speeds.
Since most of the motor drive power in a gliding boat is used to lift the boat into the gliding position and to hold it in this gliding position, the power required for this is lower in the case of the boat according to the invention, however, a correspondingly higher final speed is reached at a given machine power or a motor with a lower drive power can be installed to achieve a predetermined final speed.
The advantages achieved by the boat according to the invention are thus based on the special shape of the boat body and this shape can also be used for flying boats or for the swimmers of what serflugzeugen. It would be even thinkable to use this shape for the sliding bodies of vehicles that have to move over snow or semi-liquid mud. Furthermore, there are no fundamental difficulties in providing the hull of the type described above with pullable wheels in order to obtain an amphibious vehicle in this way. The shape of the boat described is not tied to the application of a special drive system.
The propulsion of the boat can be done with the usual ship's propellers and rudders; A drive with controlled water jet nozzles based on the recoil principle is also possible. Finally, a propulsion of the boat with air propellers or jet propulsion units arranged above the waterline is conceivable.
Finally, the water boundary layers of the water flowing past the hull can be sucked off at suitable points by means of openings in the outer surfaces in order to prevent the emergence of power-consuming eddies that can occur along the outer surface. The extracted water can then be ejected at the stern of the boat at high speed to get an additional forward thrust.