DE4334496A1 - Laminar flow body for controlling watercraft - Google Patents
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Abstract
Description
Steuer- und Ruderanlagen zur Steuerung von Booten (Wasserfahrzeugen) um die Hochachse sind in den unterschiedlichsten Arten bekannt.Steering and steering systems for steering boats (Watercraft) around the vertical axis are in the different types known.
Jedoch in Form von Klappen, schwenkbaren Strömungskörpern mit einer Achse oder Zapfenlagern mit unterschiedlichen Bewegungs- bzw. Antriebs-Varianten und Drehpunkten. Jedoch ohne eine Dämpfungsfläche bzw. ohne eine Möglich keit, einen symmetrischen Strömungsprofilkörper in einen asymmetrischen Strömungsprofilkörper umwandeln zu können, bei Erzeugung des optimalen hydro-dynamischen Wirkungs grades und geringstem Strömungswiderstandes.But in the form of flaps, swiveling flow bodies with one axis or journal bearings with different Movement or drive variants and pivot points. However, without a damping surface or without a possibility speed, a symmetrical flow profile body in one to be able to convert asymmetrical flow profile bodies, when generating the optimal hydro-dynamic effect degree and lowest flow resistance.
Bei Stabilisatoren zum Ausgleich um die Schiffs-Längsachse wird ebenfalls mit einem Klappensystem gearbeitet, das über vorzugsweise ein Kreiselsystem-Impuls gesteuert wird. Tragflügelboote werden durch eine hochempfindliche Hydrauliksteuerung um die Schiffs-Querachse über die Wasseroberfläche gehoben und gehalten.With stabilizers to compensate for the longitudinal axis of the ship a valve system is also used, that is preferably controlled by a gyro system pulse becomes. Hydrofoils are made by a highly sensitive Hydraulic control around the ship's transverse axis via the Water surface raised and held.
Bei allen nach dem Stand der Technik bekannten Steuerungs systemen wird kein variabler in sich veränderbarer Strömungsprofilkörper verwendet. With all control systems known from the prior art systems is not a variable in itself changeable Flow profile body used.
Fig. 1 zeigt:
einen Schnitt durch den in sich variablen
Strömungskörper (symmetrisch) 2
mit der Dämpfungsfläche 3
der Deckfläche 3a
der strömungsgünstigen Stirnfläche 3c
der federartigen Deckfläche - Endspitzen 3b
der oberen Strömungskörper-Profilfläche 2a
der unteren Strömungskörper-Profilfläche 2b
der Verbindungsspitze 2c
und den angeformten Verbindungsspitzen- 2d
Hälften
der Bewegungseinheit mit Welle, Lagern
und Mitnehmern 4-4c
den Bewegungselementen wie Zahnradsegment,
Zahnleiste und Zubehör 5-5d
dem Stützschaum bzw. Druckstützraum 6, 6a
Fig. 1 shows:
a cut through the variable
Flow body (symmetrical) 2
with the damping surface 3
the top surface 3 a
the aerodynamic end face 3 c
the feather-like top surface - end tips 3 b
the upper flow body profile surface 2 a
the lower flow body profile surface 2 b
the connection tip 2 c
and the molded-on connecting tips - 2 d halves
the movement unit with shaft, bearings and drivers 4-4 c
the movement elements such as gear segment, rack and accessories 5-5 d
the support foam or pressure support space 6 , 6 a
Fig. 2 zeigt:
den in sich umgewandelten Strömungskörper
in asymmetrischer Form 2
mit den Strömungskörper-Profilflächen 2a+2b
der Verbindungsspitze 2c
der Dämpfungsfläche mit Deckfläche 3, 3a
den federnden Deckflächen-Endspitzen 3b
der Stirnfläche 3c
der Bewegungseinheit 4-4c
den Bewegungselementen 5-5d
den Stützschaum 6
den Druckstützraum 6a Fig. 2 shows:
the flow body that has been converted into an asymmetrical shape 2
with the flow body profile surfaces 2 a + 2 b
the connection tip 2 c
the damping surface with top surface 3 , 3 a
the resilient top surface end tips 3 b
the end face 3 c
the movement unit 4-4 c
the movement elements 5-5 d
the support foam 6
the pressure support chamber 6 a
Fig. 3 zeigt:
die Deckfläche 3a, 3b, 3c
mit integrierter Strömungskörper-Profilfläche 2a
und angeformter halber Verbindungsspitze 2d Fig. 3 shows:
the top surface 3 a, 3 b, 3 c
with integrated flow body profile surface 2 a
and molded-on half connecting tip 2 d
Fig. 4 zeigt:
den in sich variablen Strömungskörper mit
der Deckfläche 3a
der integrierten Strömungskörper-Profilfläche 2a
der Dämpfungsfläche 3
der Strömungskörper-Profilfläche 2b
mit der aus 2 Hälften 2d gebildeten Verbin
dungsspitze 2c
der formschlüssig anliegenden federartigen
Deckflächen-Endspitze 3b
die Bewegungseinheit 4-4c
den Bewegungselementen 5, 5a, 5b
und der Zahnleiste 5c
den Stützschaum 6
den Druckstützraum 6a Fig. 4 shows:
the variable flow body with the top surface 3 a
the integrated flow body profile surface 2 a
the damping surface 3
the flow body profile surface 2 b
with the 2 d 2 formed connec tion tip 2 c
the form-fitting spring-like cover surface end tip 3 b
the movement unit 4-4 c
the movement elements 5 , 5 a, 5 b
and the rack 5 c
the support foam 6
the pressure support chamber 6 a
Fig. 5 zeigt:
einen Schnitt durch den variablen
Strömungskörper 2
der durch die programmierbare Verkürzung
der Strömungskörper-Profilfläche 2b
in einen auftriebserzeugenden Strömungskörper
umgeformt ist 2
mit Dämpfungsfläche 3
Deckfläche 3a
federartige Endspitze 3b
und Stirnfläche 3c
die Verbindungsspitze 2c
die Bewegungseinheit 4-4c
mit den Bewegungselementen 5-5c
dem Stützschaum 6
und dem Stützdruckraum 6a Fig. 5 shows:
a section through the variable flow body 2nd
the programmable shortening of the flow body profile area 2 b
is formed into a flow body that generates lift 2
with damping surface 3
Cover area 3 a
feathery end tip 3 b
and end face 3 c
the connecting tip 2 c
the movement unit 4-4 c
with the movement elements 5-5 c
the support foam 6
and the support pressure chamber 6 a
Fig. 6 zeigt
einen Schnitt durch den variablen
Strömungskörper 2
der durch die programmierbare Verlängerung
der Strömungskörper-Profilfläche 2b
in einen abtrieberzeugenden Strömungskörper
umgeformt wird 2
mit Dämpfungsfläche 3
Deckfläche 3a
federartige Endspitze 3b
Stirnfläche 3c
sowie der Verbindungsspitze 2c
die Bewegungseinheit 4-4c
die Bewegungselemente 5-5c
der Stützschaum 6
und der Druckstützraum 6a
Fig. 6 shows
a section through the variable flow body 2nd
the programmable extension of the flow body profile surface 2 b
is formed into an abrasion-generating flow body 2
with damping surface 3
Cover area 3 a
feathery end tip 3 b
End face 3 c
and the connecting tip 2 c
the movement unit 4-4 c
the movement elements 5-5 c
the support foam 6
and the pressure support chamber 6 a
Fig. 7-9 zeigt einige Anwendungsbeispiele des variablen, laminaren Strömungsprofils in Vorder-, Seiten- und Draufsicht an einem einem Bootskiel 7 oder einem Steckschwert 7a. Fig. 7-9 shows some application examples of the variable, laminar flow profile in front, side and top view on a boat keel 7 or a sword 7 a.
Fig. 7 zeigt:
das Strömungsprofil 2
die Dämpfungsfläche 3
die Deckfläche 3
die Profilflächen
in ausgesteuerter Stellung 2a+2
der Bootskiel 7
und dem schematisch angedeuteten Bootsrumpf 8
den Verminderer des induzierten Widerstandes 2e Fig. 7 shows:
the flow profile 2
the damping surface 3
the top surface 3
the profile surfaces in the activated position 2 a + 2
the keel 7
and the schematically indicated hull 8
the reducer of the induced resistance 2 e
Fig. 8 zeigt:
die Seitenansicht des Strömungsprofils 1
in ausgesteuerter Form beim Ausgleich
des Strömungsprofils 2
mit Dämpfungsfläche 3
den Strömungskörper-Profilflächen 2a+2b
der schematisch angedeuteten Bewegungseinheit 4-4c
und den Bewegungselementen 5-5c
Steckschwert 7a
der Bootskörper
Fig. 8 shows:
the side view of the airfoil 1
in modulated form when balancing the airfoil 2
with damping surface 3
the flow body profile surfaces 2 a + 2 b
the schematically indicated movement unit 4-4 c
and the movement elements 5-5 c
Sword 7 a
the hull
Fig. 9 zeigt:
einen Schnitt durch den Kiel
mit montiertem Krängungsausgleich 7
der gebildet ist aus der Dämpfungsfläche 3
mit der Deckschicht 3a-3d
mit anmontierten Strömungsprofilflächen 2a+2b
verbunden durch die Verbindungsspitze der
Bewegungseinheit 2c (2d)
den Verminderer des induzierten Widerstandes 2e
mit den Bewegungselementen 5-5d
des Strömungsprofils 2 Fig. 9 shows:
a section through the keel with heel compensation 7 installed
which is formed from the damping surface 3
with the top layer 3 a - 3 d
with mounted flow profile surfaces 2 a + 2 b
connected by the connecting tip of the movement unit 2 c ( 2 d)
the reducer of the induced resistance 2 e
with the movement elements 5-5 d
the flow profile 2
Fig. 10+11 zeigt ein Anwendungsbeispiel des in sich variablen, laminaren Strömungsprofils 2 in Seiten und Draufsicht Fig. 10 + 11 shows an application example of the variable is in laminar flow profile 2 in side and top view
Fig. 12 zeigt die schematische Darstellung der laminaren Wasserströmung, mit der Wirkungsweise 2/3 Sog und 1/3 Druck, die bei dem hydro dynamischen Strömungsprofil bei geringstem Widerstand den optimalen Steuerdruck erzeugt. Fig. 12 shows the schematic representation of the laminar water flow, with the mode of action 2/3 suction and 1/3 pressure, which generates the optimal control pressure in the hydro dynamic flow profile with the least resistance.
Gegenstand der Erfindung ist ein in sich variables, laminares Strömungsprofil 2, das durch eine torsionsstabile Dämpfungs fläche 3 mit einem formschlüssigen, angeformten bzw. montierten, variablen bis zum Optimum steuerbaren Strömungskörper 2 mit den beiden Strömungskörper-Profilflächen 2a+2b mit der Verbindungsspitze 2c bzw. den beiden Verbindungsspitzen-Hälften 2d gebildet wird, durch das die Steuerung von Wasserfahrzeugen um ihre Längs-, Quer- und Hoch-Achse sowie der Trimmungsausgleich zwischen Bug- und Hecklastigkeit sowie die Abdriftverminderung erfolgt, bei geringstem Fahrtverlust, unter Einsparung von Balast und Personal.The invention relates to a variable, laminar flow profile 2 , the surface by a torsionally stable damping 3 with a positive, molded or assembled, variable to the optimum controllable flow body 2 with the two flow body profile surfaces 2 a + 2 b with the connecting tip 2 c or the two connecting tip halves 2 d is formed, by means of which the control of watercraft about their longitudinal, transverse and vertical axes as well as the trim compensation between bow and stern load as well as the drift reduction, with the least loss of travel, while saving Balast and staff.
Die Dämpfungsfläche 3 ist vorzugsweise mit einer Deckfläche 3a mit federartigen Endspitzen 3b ausgeführt, die einen form schlüssigen Übergang zu den variablen Strömungskörper- Profilflächen 2a+2b ermöglichen bei wechselseitigen Profilveränderungen.The damping surface 3 is preferably designed with a top surface 3 a with spring-like end tips 3 b, which allow a positive transition to the variable flow body profile surfaces 2 a + 2 b with mutual profile changes.
Die Deckfläche 3a kann vorzugsweise mit der Profilfläche 2a und der halben Verbindungsspitze 2d einstückig sein. The top surface 3 a can preferably be in one piece with the profile surface 2 a and half the connecting tip 2 d.
Die Dämpfungsfläche 3 ist torsionsstabil mit der Deckfläche 3a, 3b, 3c alternativ plus 2a+2d verbunden.The damping surface 3 is torsionally stable with the top surface 3 a, 3 b, 3 c alternatively plus 2 a + 2 d.
Die Oberflächenqualität der Deckfläche und der Profilflächen ist entsprechend der Anforderung aus Materialien ausgewählt bzw. gefertigt z. B. bei GFK, CFK mit Anti-Algen-Zusätzen oder Verschleißminderer, so daß die laminare Strömung über einen längeren Zeitraum ohne Reinigung gesichert ist.The surface quality of the top surface and the profile surfaces is selected from materials according to the requirement or manufactured z. B. with GRP, CFRP with anti-algae additives or Wear reducer, so that the laminar flow over a is secured for a longer period without cleaning.
Durch die Erfindung und das ausgeführte Grundsystem wird es ermöglicht, diesen in sich variablen Strömungskörper vorzugs weise für Wasserfahrzeuge als Steuerruder, zum Ausgleich der Krängung, als Kiel oder Schwert mit Doppelfunktion, zum Trimmen des Bootes oder Ausgleich zwischen Ft+Rt, oder Verminderung der Abdrift unter Einsparung von Balast und Personal zu verwenden.By the invention and the basic system carried out, this variable flow body is preferred for watercraft as a rudder, to compensate for the heel, as a keel or sword with a double function, to trim the boat or balance between F t + R t , or reduction to use the drift while saving on ballast and personnel.
Die Bewegungsabläufe werden durch die erforderliche Dimensionierung beeinflußt und optimal für den Einsatzzweck berechnet, auch der Einsatz von manueller, pneumatischer, hydraulischer, elektrischer oder elektronischer Betätigungs elemente wird nach dem Verwendungszweck ausgewählt. The motion sequences are required by the Dimensioning influenced and optimal for the application calculated, also the use of manual, pneumatic, hydraulic, electrical or electronic actuation elements is selected according to the intended use.
Die Steuerungs-Bewegungseinheiten 4-4c sowie die Bewegungs elemente 5-5c in Form von Zahnrädern, Zahnradsegmenten, Zahnstangen, Hebel oder Zapfen sind vorzugsweise in der Dämpfungsfläche 3 integriert.The control movement units 4-4 c and the movement elements 5-5 c in the form of gears, gear segments, racks, levers or pins are preferably integrated in the damping surface 3 .
Durch die federartigen Endspitzen 3b wird der laminare Strömungsverlauf bei extrem schnellem Wechsel zwischen positiven und negativen Profilstellungen gesichert.The spring-like end tips 3 b ensure the laminar flow pattern with an extremely rapid change between positive and negative profile positions.
Durch die Kombination der Deckflächen 3a unter Einsparung ei ner federnden Endspitze 3b mit der Strömungskörper-Profil fläche 2a mit der angeformten Verbindungsspitzenhälfte 2d wird es möglich, in Verbindung mit der Material-Auswahl und -Dimensionierung einen durchlaufenden bzw. zu den Seiten ver änderbaren Anstellwinkel des Profils zu erzeugen.By combining the top surfaces 3 a while saving egg ner resilient end tip 3 b with the flow body profile surface 2 a with the molded connecting tip half 2 d, it is possible in connection with the material selection and dimensioning a continuous or to the sides generate adjustable angle of attack of the profile.
Die Strömungskörper-Profilflächen 2a+2b sind im Eingriffs bereich der Bewegungselemente 5-5c mit zungenförmigen Gegenstücken versehen, die bei der Herstellung der Profil flächen 2a+2b mit eingeformt oder montiert werden.The flow body profile surfaces 2 a + 2 b are provided in the engagement area of the movement elements 5-5 c with tongue-shaped counterparts, which are molded or assembled in the manufacture of the profile surfaces 2 a + 2 b.
Je nach Aufgabenstellung und Dimensionierung sind die Profil flächen 2a+2b mit biegeelastischen Verstärkungen versehen. Depending on the task and dimensioning, the profile areas 2 a + 2 b are provided with elastic reinforcements.
Die Verbindung der Profilflächen 2a+2b erfolgt vorzugsweise mittels eines durchgehenden Verbindungsteil 2c bzw. durch die Verbindung oder Verklebung der beiden halben Verbindungskeile 2d am Ende der Profilflächen 2a+2b. Durch diese keilförmige Verbindung ist es möglich, die Profilform bei der Veränderung strömungsgerecht zu erhalten ohne Verlust des gewünschten Auftriebswertes.The connection of the profile surfaces 2 a + b 2 preferably by means of a continuous connecting portion 2 c or by connecting or bonding the two half connecting wedges 2 d at the end of the profile surfaces 2 a + b 2. This wedge-shaped connection makes it possible to keep the profile shape in line with the flow when changing, without losing the desired lift value.
Durch den kein Wasser aufnehmenden Stützschaum 6 oder der gebildeten Druckstützraum 6a wird die Möglichkeit geschaffen, die Wandstärken der Profilflächen 2a+2b zu mindern ohne Deformation des Strömungskörpers bei schnellem Profilwechsel.Receiving through which no water retaining foam 6 or the support pressure chamber 6 a formed is created the possibility of the wall thicknesses of the profile surfaces 2 a + b 2 without reducing deformation of the flow body during rapid change of profile.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4334496A DE4334496A1 (en) | 1993-10-09 | 1993-10-09 | Laminar flow body for controlling watercraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4334496A DE4334496A1 (en) | 1993-10-09 | 1993-10-09 | Laminar flow body for controlling watercraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4334496A1 true DE4334496A1 (en) | 1995-04-13 |
Family
ID=6499805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4334496A Ceased DE4334496A1 (en) | 1993-10-09 | 1993-10-09 | Laminar flow body for controlling watercraft |
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