DE1781036C - Eisbrechender Bugwulst - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen eisbrechenden Bugwulst mit einer weit unterhalb der Wasserlinie nach vorne ragenden Spitze, von der aus sich Bodenflächen schräg nach unten und Seitenflächen schräg nach oben erstrecken.

Der sogenannte Bugwulst wurde für Hochseeschiffe entwickelt und weist generell den Vorteil auf, daß er dem Schiff einen geringen Fahrtwiderstand verleiht. Diese Tatsache dürfte darauf beruhen, daß der unter der Wasserlinie nach vorne ragende Teil des Wulstbuges bei Bewegung des Schiffes ein Wellensystem erzeugt, das sich mit dem vom restlichen Teil des Schiffsköipers gebildeten Wellensystem überlagert, so daß sich insgesamt eine Verringerung des mit der Wellenbildung zusammenhängenden Widerstandes des Schiffes ergibt. Ein Wulstbug dieser generellen Art ist in der USA.-Patentschrift 3 306 244 für normale Seeschiffe gezeigt.

Aus der deutschen Patentschrift 71 354 ist ein wulstähnlicher eisbrechender Bug mit einer weit unterhalb der Wasserlinie nach vorne ragenden Spitze bekannt, von der aus sich Bodenflächen schräg nach unten und Seitenflächen schräg nach oben erstrecken. Die Bodenflächen sind konvex gewölbt und laufen in Mitte Schiff zu einer Kiellinie zusammen, die etwas höher liegt als die untersten Stellen der Bodenflächen. Die außen an die Bodenflächen anschließenden Seitenflächen sind ebenfalls konvex gewölbt und gehen in Mitte Schiff in einer Linie ineinander über, die von der Bugspitze schräg nach oben und hinten ansteigt. Bei dem bekannten Bug bestellt die eisbrechende Wirkung darin, daß sich die Spitze unter der Eisdecke nach vorne schiebt und dadurch das Eäs von unten her angehoben und aufgebrochen wird. Da dii eisbrechende Wirkung allein auf diesem Anheben de Eisdecke beruht, ergeben sich unter schwereren Eis bedingungen hauptsächlich zweierlei Schwierigkeiten Einmal bietet das Eis infolge der relaüv geringei Brechkraft der Bugoberseite einen hohen Widerstand so döß bei zunehmender Eisdicke die Geschwindig keit des Schiffes immer mehr abnimmt, bis schließlich der Impuls des Schiffes nicht mehr ausreicht, um ein /eine besonders dicke Stellen zu durchbrechen, um es steckenbleibt. ,. _. . . .

Ein weiterer Wulstbug fur Eisbrecher ist aus dei USA-Patentschrift 933440 bekannt, der ebenfalls die Eisdecke von unten her anhebt und durch seine pflugförmig gestalteten Seitenflächer nach oben aufbricht. Abgesehen davon, daß diesei Buk keinen widerstandsmindernden Bugwulst dar-Mei?« besteht die Gefahr, daß ein Schift nut einem c.,k-vjr· V. ilsiiiuj! bei den extremen Beding n, gen de« ; .,·. ν...se·- --icikenbleibt.

[w i-_:f!!ui>>ng liegt die Aufgabe zugrunde, einen Biic^i.;.'·! 'U S₁ halfen, der einerseits in ei-ieien Gewi^ : η k-p. Schiff die Vorteile eines Bugw jlstes bie-It u:ul ;.v!.-ti-eits so gestaltet ist, daß e: elbst uni,. vli-vcM · i-tudinsun^en einsatzfähig .nd insbe-S(MKi-.r. .. ·.·■■.·. I -ge ist, Packeis zu dun.Schneiden.

Zr !■>■-·{ dieser Aufgabe ist der e· brechende liut ii-ί πι', «it unterhalb der Wassv linie nach ·.'>':!,· rja-κΐ·-- Spitze so gestaltet, daß /*ei Bodenuii.! «·■*·■■ ·Ί Stilenflächen miteinander in etwa einen •.•urer.iormitien Querschnitt umschreiber dessen hop/u'tialo DüiP't!. :le größer ist als die ver'ikale Diagonal·.·. unJ (!als die Seitenflächen in Mitte Schiff zu eit-i ι cbert.n scharfen Kante und die Bodenflächen zu einer unteren scharfen Kante zusammenlaufen.

Bji derartiger Graining bilden die beiden Seiteniliv-ii.ii eine Pflugform, durch ·ϋε die Eisdecke von uiiti-n .Vr angehoben und umgebrochen wird, wobei die obere scharfe Kante das Spalten der Eisdecke untersiüt/.t. In ahnlicher Weise bilden die beiden Bodenflächen eine nach unten gerichtete, untere scharfe Kante, die bei besonders großen und sich weit unter die Wasseilinie erstieckenden Eisstücken die abgeschnittenen unteren I isteile nach unten drückt.

Die eisbrechende Wirkung der von den Seitenflächen gebildeten Pflugform kann dadurch gesteigen werden, daß an der oberen scharfen Kante eine Klinge angeordnet wird. Eine solche Klinge bewirkt daß die Eisdecke von unten her angeritzt oder eingeschnitten wird, so daß sie beim Anheben leichter auf bricht.

Vorzugsweise geht der Bugwulst in der Wasserlinie der Wulstmittellinie mit seitlichen, über die normak Schiffsbreite ragenden Ausbuchtungen in den Schiffs körper über, so daß die von dem Bug gebildete Fahrt rinne im Eis etwas breiter ist als der Schiffsrumpf um dadurch ein durch die seitlich uer Fahrtrinne verblei bende Eisdecke hervorgerufener Widerstand beseitig wird.

Damit die vom Bugwulst aus der Eisdecke heraus gebrochenen Eisstücke aus der Fahrtrinne entfern werden, sind die in den Bug übergehenden Spantei des Bugwulstes vorteilhafterweise r.o gestaltet, daß si« zunehmend steiler werden und oberhalb der Lade Wasserlinie überhängen. Dadurch werden die aufge brochenen Eisschollen auf die seitlich der Fahrrinm serbleibende Eisdecke »umgeklappt«.

Bevorzugte Werte für das genannte Verhältnis de

horizontalen zur vertikalen Diagonale des Bugquerschnitts liegen etwa zwischen 1,25 :1 und 2:1.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert; darin zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Vorderansicht des Wulstbuges,

Fig. 2 den Längsriß des Wulstbuges nach Fig. 1,

Fig. 3 den Spantriß des Wulstbuges nach Fig. 1 und

F i g. 4 den Wasserlinienriß von zwei Wasserlinien des Wulstbuges nach F i g. 1.

In dem Längs-, Spant- und Wasserlinienriß sind die Spanten mit 16-20 sowie A-D und die Schnitte mit 2j, 5,10 und IS bezeichnet

Zunächst ist aus F i g. 3 ersichtlich, da3 die Querschnittsform des Bugwulstes 29, d. h. der Teil vor dem Spant 20 nicht kreisförmig ist. Wenn man SpantC als Beispiel heranzieht, sieht man, daß der Querschnitt an beiden Seiten des Scnnittes auf Mitte Schiff CL eine verhältnismäßig flache Seitenfläche 30 und eine verhältnismäßig flache Bodenfläche 31 umfaßt, d^e sich längs einer abgerundeten Kante 32 vereinigen. An der Unterseite vereinigen sich die Boaenflächen 31 mit einer beträchtlichen Aufkimmi. ig zu einer scharfen Kante 33. Gemäß einer Alternativlösung können die Bodenflächen 31 eine gewisse konvexe Krümmung aufweisen, während die Seitenflächen 30 eine gewisse konkave Krümmung aufweisen können. Auf der Oberseite des Bugwulstes gehen die Seitenflächen 30 in eine fast senkrecht vorstehende Klinge 36 über, wobei die beiden Seiten 34 der Klinge längs ihres oberen Randes zu einer Schneide 35 zusammenlaufen, dv durch eine starke Stange gebildet wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, bildet die Klinge 36 einen zusätzlichen Teil an der Querschnittsform des Wulstbuges, dessen Hauptteil zu der Wasserlinie BCL der WuistmUtellinie zumindest ganz vorn an der Stelle des Spantes C im wesentlichen symmetrisch ist. ^v

Die Klinge 36 ist vorzugsweise vorgesehen.

Ein zweites Merkmal de. Spantes C und in starkein Maße auch der Spanten B und A und teilweise noch des Spantes 20 besteht darin, daß die horizontale Diagonale W bedeutend größer ist als die vertikale Diagonale//. Bei dieser Betrachtung ist die zusätzliche Klinge 36 außer acht gelassen.

¥ i g. 2 zeigt, daß die Klinge 36 (schraffiert) von der Seite gesehen von einem vorderen Bereich 40. an dem sie in einen scharfen Nasenteil 41 des Bugwulstes (im Spant D) übergeht, bis zu einem mittleren Bereich 42 ansteigt und ihre maximale Höhe zwischen den Spanten A und 20 hat. Ein hinterer Bereich 43 der Klinge geht in den Vorsteven 44 über. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß der Vorsteven 44 konkav gewölbt ist und nach vorn überhängt.

Unterhalb des Nasenteils 41 läuft der Vorsteven sanft nach unten und nach hinten in einer Bodenlinie 46 aus.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, befindet sich hinter dem Bugwulst 29 an beiden Seiten des Schiffsrumpfes eine sogenannte »ein Überschlagen des Eises verursachende« (»tumble-home«) Bugfläche 47, die eine rückwärtige Verlängerung der Seitenfläche bzw. Bugüberschlag-Obci fläche 30 darstellt und sich nach hinten und außen erstreckt, um in die seitliche Außenhaut 48 überzugehen. Diese Bugflächc 47 erstreckt sich auch nach oben und außen, so daß sie geeignet ist, das Eis zu führen, welches sie ablenkt, wenn sich das Schiff vorwärts bewegt und eine Rinne bricht. Die Folge hiervoi: ist, daß die nach oben und

außen längs den Bugflächen 47 abgelenkten und schließlich sich überschlagenden gebrochenen Eisstücke auf die Eisdecke neben dem Schiff fallen, anstatt unterzutauchen und in der gebrochenen Rinne wieder aufzutauchen. Durch diese Wirkung wird eine

ίο sauberere Rinne hinter dem Schiff geschaffen, in der weniger Eisstucke herumschwimmen als bisher bei den herkömmlichen Eisbrechern. Die Bugfläche 47 geht in der Nähe des Spantes 18| in eine die maximale Breite des Schiffsrumpfes übersteigende Ausbuchtung 49 über (s. F i g. 3 und 4). Die Figur 4 zeigt auch, wie die Ausbuchtung 49 ungefähr beim Spant 16& in die seitliche Außenhaut 48 übergeht. Die seitlichen Ausbuchtunpcn 49 können jedoch auch weggelassen werden.

ao Mit Hilfe der seitlichen Ausbuchtungen 49 ist es aber möglich, den Rumpf mit Seitenfläche 51 von starker Überschlagswirkung für das F.is in größerer Nähe der maximalen Breite des Hauptrumpfes auszubilden, als ohne seitliche Vorsprünge möglich wäre.

as Das hat zur Folge, daß eine breitere Rinne als die maximale Breite des Hauptrumpfes in dem Eis geöffnet wird, ehe diese maxima's Breite des Hauptrumpfes in die Rinne gelangt, wodurch Beschädigungen verringert und das Wenden erleichtert wird.

Die Bugflächen 47 gehen an jeder Seite nach oben in überhängende Flächen über.

Es ist ferner zu beachten, daß die Ladewasserlinie WL vorne (abgesehen von der Klinge 36) verhältnismäßig spitz einläuft und spitzer zuläuft als die Wasserlinie BCL der Wulstmittellinie (s. F i g. 4).

Im Betrieb verhält sich der Bugwulst unter normalen Hochseebedingungen im wesentlichen ebenso wie bekannte Bugwulstausfühningen, d. h. er trägt dazu bei, eine gute Lage bei starkem Seegang, einen geringeren Widerstand beim Fahrer* und eine zusätzliche Steigerung des Auftriebes des Wasserfahrzeugs zu erzielen. Darüber hinaus hat der Bugwulst wegen seiner j riachen« Gestalt, d. h. daß das Verhältnis W : H bei 1: 1,5 liegt, und wegen der konkaven, das Über-

schlagen des Eises bewirkenden Bugflächen sowie der Anordnung der Schlitzklinge ausgezeichnete Eisbrechereigenschaften. Bei Eisdecken in einer Dicke bis zu etwa einem Drittel des Ladetiefgangs fährt der Bugwulst 29 unter das Eis, welches durch die Wir-

kung der Klinge 36 und der Seitenflächen 30 aufgebrochen wird.

Wenn der Wulstbug auf Eis trifft, das so dick ist, daß es sich nach unten bis unterhalb der Wasserlinie BCL der Wulstmittellinie erstreckt, dann wirkt die von dt.i Bodenflächen 3t gebildete Unterseite des Bugwulstes in der gleichen Weise wie bei einem herkömmlichen Eisbrecherbug, d. h. sie drückt auf das Eis, bricht es und lenkt datin die gebrochenen Eisstücke auf Grund der Neigung der Bodenflächen 31

seitlich nach außen ab. Normalerweise dringt der Bugwulst unter das Eis, so daß die Hauptbrech- und Ablenkwirkung nach oben gerichtet ist. Auf jeden Fall hat der Bugwulst in beiden Richtungen scharfe, das Eis schneidende Kanten 33 und 38. Die V-Form der Unterseite des Wulstbuges trügt auch dazu bei, das heftige Aufschlagen des Wulstes in eisfreiem Wasser zu dämpfen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Eisbrechender Bugwulst mit einer weit unterhalb der Wasserlinie nach vorne ragenden Spitze, von der aus sich Bodenflächen schräg S nach unten und Seitenflächen schräg nach oben erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Boden- und zwei Seitenflächen (30,31) miteinander in etwa einen rautenförmigen Querschnitt umschreiben, dessen horizontale Diagonale (W) größer als die vertikale Diagonale (H) ist, und daß die Seitenflächen (30) in Mitte Schiff zu einer oberen scharfen Kante (38) und die Bodenflächen (31) zu einer unteren scharfen Kante (33) zusammenlaufen. ¹S

2. Bugwulst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der horizontalen Diagonale (W) zur vertikalen Diagonale (H) etwa zwischen ' 25 : 1 und 2 : 1 liegt.

3. Bugwulst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch %·> gekennzeichnet, daß an der oberen scharten Kante (38) eine Klinge (36) angeordnet ist.

4. Bugwulst nach Anspruch 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß er in der Wasserlinie (BCL) der Wulstmittellinie nit seitlichen über dir aj normale Schiffsbreite hinausragenden Ausbuth tungen (49) in den Schiffskörper übergeht.

5. Bugwulst nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der in den Bug übergehenden Spanten des Bugwulste s jo zunimmt und daß ditie Spa .ten oberhalb der La dewasserlinie (WL) nach oben überhängen.