DE4019935A1 - Hockeffektives 3-flaechenruder fuer see- und binnenschiffe - Google Patents

Description

Dieser Anmeldung liegt die Idee zugrunde, die Manövrier­ fähigkeit und den Propulsionsgrad bei Schiffen zu verbessern.

Das nachstehend beschriebene Konzept soll es ermöglichen, die Ruderfläche, bei vergleichbarer oder besserer Effektivität, wesentlich zu verringern. Widerstand und die am Ruder auftretenden Kräfte sollen verringert werden, der Propulsionsgrad damit gewinnen.

Eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse am Hinterschiff ist zu erreichen, indem man das große Einzelruder aus dem Propellerstrahl nimmt und durch zwei wesentlich kleinere, seitlich des Propellers angeordnete, aber hocheffektive Ruder ersetzt.

Dies war bisher nur unter Verlust von Ruderwirksamkeit möglich, da die herkömmlichen Ruder, mit einigen Aus­ nahmen (Aktivruder z. B.), im wesentlichen ihre Wirksamkeit aus den Gesetzmäßigkeiten des Impulssatzes ableiten und damit auf den Propellerstrahl angewiesen sind.

Gerade bei Seeschiffen ist es als Nachteil anzusehen, daß bei langen Überfahrten das große Ruderblatt im Hauptstrom des Propellers liegt und dort nachweisbare Störungen im Abströmungsverhalten hervorruft. Es ist außerdem ein Faktum, daß die, bei Marschfahrt ausgeführten Kurskorrekturen durch das im Propellerstahl liegende Ruder, meßbare Verluste darstellen. (Dies geht so weit, daß sich bei schlecht eingestellten Steueranlagen, die Rudertätigkeit am Schwanken der Abgastemperatur der Hauptmaschine(n) bemerkbar macht.) Das Argument, der zu erwartenden Mehrkosten für die zweite Ruderanlage, möchte ich mit der Feststellung entkräften, daß der Konstruktions- und Kostenaufwand bei einem asymmetrischen Heck weit höher ist. Die Vorteile der besseren Anströmung durch den Leiteffekt, werden durch das, im tordierenden Propellerstrahl liegende Ruderblatt wieder gemindert.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Ruderanlagen bezieht das hier vorgestellte Ruder seine Wirksamkeit hauptsächlich gemäß den Gesetzen der Tragflügeltheorie.

Es handelt sich hierbei erfindungsgemäß um ein zwangsgesteuertes 3-Flächen-Ruder für See- und Binnenschiffe aller Art. Die Anlenkung dieses, aus drei einzelnen Ruderflächen bestehenden Systems erfolgt, wie bisher üblich, über einen Ruderschaft. Durch die Verdrehung der am Ruderschaft festen Elemente, werden die vordere und die hintere Fläche zwangsgesteuert.

Die Größe der Ruderblätter ist unterschiedlich, von vorne nach hinten fallend. Unterschiedlich sind beim betätigten Ruder auch die Anstellwinkel, gemessen zur Schiffslängsachse. So hat die vordere Fläche den kleinsten Anstellwinkel, sie liegt dem Propellerstrahl am nächsten. Die hintere, kleinste Fläche hat den größten Anstellwinkel.

Die Ruderflächen sind zueinander so "gefächert", daß die 2. und 3. Fläche jeweils in der Druckzone der davorliegenden Fläche liegen. Gemäß der Tragflügeltheorie kann durch diese Anordnung eine erhebliche Verbesserung des seitlichen Schubes erreicht werden. Auch bei harten Ruderlagen bleibt dieser Effekt länger erhalten, da durch die Anordnung der Flächen ein Abreißen der Strömung lange verhindert wird. Die Ruderwirkung bleibt daher vergleichsweise, bei viel kleineren Geschwindigkeiten und ohne laufenden Propeller, länger erhalten.

Als zusätzliche Hilfe kann für das Manövrieren im Hafen (bei nahezu stehendem Schiff) eine differenzierte Rudersteuerung vorgesehen werden.

Die Anlenkung des Ruders erfolgt auf übliche Weise durch den Ruderschaft. Mit diesem ist das mittlere Ruderblatt (Teil 2) und das Führungsjoch (Teil 4) für das vordere Ruderblatt fest verbunden. Durch eine, hinter dem Ruderschaft liegende, exzentrische Zwangsanlenkung (Teil 5) wird das hintere Ruderblatt (Teil 3) gegenüber dem 2. Ruderblatt stärker angelenkt. Durch ein Verbindungsjoch (Teil 6) um den Ruderschaft drehend, wird das vordere Ruderblatt (Teil 1) ebenfalls zwangsgelenkt, jedoch wird hier der Anstellwinkel vermindert.

Die Anlenkkräfte der beiden Ruderflächen (Teil 1 u. 3) sind gegensinnig und unterstützen sich gegenseitig. Mit anderen Worten: die Verdrehung des vorderen Ruderblattes wird von der Strömung unterstützt, diese Kräfte wiederum unterstützen, durch das Verbindungsjoch (Teil 6), die Anlenkung des hinteren Ruderblattes.

Die Längenänderungen, denen das Verbindungsjoch (Teil 6) bei Verdrehung unterworfen ist, wird man je nach Rudergröße und Beanspruchung durch Schiebeelemente oder durch Langlöcher auffangen.

Claims (6)

1. Hocheffektives 3-Flächen-Ruder, geeignet zum Steuern von Wasserzeugen aller Art, ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruder aus 3 Flächen besteht.

2. Hocheffektives 3-Flächen-Ruder nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die, für die Ruderwirkung verantwortlichen Flächen bei Verdrehung, bzw. bei Betätigung voneinander trennen, jedoch im Sinne der Wirkung ein aufeinander abgestimmtes System bilden.

3. Hocheffektives 3-Flächen-Ruder nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung, bzw. die Betätigung wie bei herkömmlichen Rudern, durch nur einen Ruderschaft erfolgt.

4. Hocheffektives 3-Flächen-Ruder nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Verdrehung des Ruderschaftes eine Zwangsanlenkung für 2 Flächen erfolgt.

5. Hocheffektives 3-Flächen-Ruder nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß je nach Anströmungsrichtung, jeweils eine der zwangsge­ lenkten Flächen, die Anlenkung der anderen unterstützt.

6. Hocheffektives 3-Flächen-Ruder nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorausfahrt des Wasserfahrzeuges, ein hintereinander geschaltetes Flächensysten entsteht, deren jeweils, im Sinne der Fahrtrichtung, nachfolgende Fläche im Nach­ strom, bzw. der Druckzone der vorderen Fläche liegt.