Schiff mit einem elastisch ausgeführten, schwingenden hintern Ende Bei Schiffen der üblichen Bauart, die entweder durch an der Seite des Rumpfes angebrachte Schau felräder oder durch am Heck des Rumpfes gelagerte Schiffsschrauben angetrieben werden, ist der verhält nismässig grosse Sog eine wesentliche Komponente des Fahrwiderstandes. Der Sog ist zur Fahrtrichtung entgegengerichtet und greift am hintern Teil des Schiffsrumpfes, also zwischen dessen grösstem Quer schnitt und dem Heck an. Die Wirkung der Sogkraft kann durch entsprechend ausgebildete Rumpfformen nicht wesentlich herabgesetzt werden und rührt da von her, dass der eingetauchte Schiffsrumpf in der Fahrt das Bestreben hat, sich an seinem Hinterteil vom Wasser abzulösen.
Da die Sogkraft annähernd mit dem Quadrat der Schiffsgeschwindigkeit zu nimmt, verhindert sie insbesondere bei Tauchbooten und dergleichen die Erhöhung der Geschwindigkeit über ein bestimmtes Mass hinaus.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass diese Nachteile vermieden werden können und eine wesentliche Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit ohne Überdimensionierung des Antriebssystems erreicht werden kann, wenn bei einem Schiff mit elastischem, schwingendem hinterem Ende der schwingende Heck teil des Schiffes selbst über seine ganze Länge, zu mindest über einen Teil seines Querschnittes in einem Stück und elastisch, z. B. aus Gummi ausgeführt ist und vorteilhaft mindestens ein sich über seine ganze Länge erstreckendes, elastisches Längsglied be sitzt, wobei dieser Heckteil wenigstens unter der Wasserlinie eine allseits stetige Fortsetzung des ins besondere starren, übrigen Schiffskörpers darstellt. Ein solches Längsglied kann eine durchgehende Blattfeder, z.
B. ein mittleres Blatt aus Stahl, oder eine Eschenholzfeder sein. Im wesentlichen wirkt der elastische Heckteil gemäss der Erfindung wie die Schwanzflosse eines Fisches. Der Wirkungsgrad eines solchen Antriebes ist günstiger als jener der üblichen Schiffsbauarten, wie vergleichsweise aus den hohen Geschwindigkeiten auch kleiner Fische hervorgeht.
Es sind schon Schiffe mit biegsamen, am Heck des Schiffskörpers angesetzten Schwanzteilen be kanntgeworden, die mittels Hebel hin und her bewegt wurden; doch war bei diesen, hauptsächlich für Spielzeuge verwendeten Ausführungen der biegsame Schwanz aus Quergliedern aufgebaut und relativ wenig elastisch. Bei Quergliedern müssen besondere Massnahmen getroffen werden, um die einzelnen Glieder gegeneinander zu dichten; es müssen sich die Glieder teilweise überdecken, oder es ist zwischen ihnen ein Faltenbalg vorzusehen. Dadurch entsteht auf alle Fälle eine unstetige Oberfläche, die die Schwingbewegung des Schwanzteils unharmonisch macht. Bei andern bekannten Schiffen ist nicht der Heckteil, sondern nur das Steuerruder oder eine be sonders angesetzte Flosse elastisch ausgebildet.
Steuerruder bzw. Flosse haben dabei stets eine äusserst geringe Dicke. Es entstehen daher starke Wirbel und der Wirkungsgrad ist gering. Erfindungs gemäss ist hingegen ein stetiger Verlauf des Heck teils gewährleistet, was dem Vorbild der Natur weit gehend nahekommt und einen verbesserten Wir kungsgrad ergibt.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht; es zeigen die Fig. 1 und 2 ein Schnellboot in Draufsicht und Seitenansicht, Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie III-III der Fig. 1; die Fig. 4, 5 und 6 sind Querschnitte nach den Linien IV, V und VI der Fig. 3;
die Fig. 7 und 8 zeigen eine geänderte Ausfüh- rungsform des elastischen Schwanzes mit mehreren federnden Längsgliedern, während in den Fig.9 und 10 eine weitere geänderte Ausfüh rungsform des Schwanzes dargestellt ist.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist der stromlinienför mige Schiffskörper 1, dessen oberster Teil mit den Bullaugen 2 über die Wasseroberfläche 3 ragt, hinten durch eine querlaufende Wand 4 abgeschlossen. An dieser Wand ist der elastische Heckteil 5 angesetzt, der sich nach hinten verjüngt und dessen Aussen flächen dem Verlauf des Schiffskörpers 1 angepasst sind. Der Heckteil endet in der Flosse 6, wodurch ein besserer Strömungsverlauf der abströmenden Flüssigkeit erzielt wird. Der elastische Heckteil kann aus einem Stück, z.
B aus Gummi, bestehen; vorzugs weise ist er jedoch, wie in Fig. 3 bis 6 dargestellt, aus mindestens einer längsverlaufenden Blattfeder 7, einer diese Feder umgebenden, zweckmässig aus Weichgummi bestehenden Füllmasse 8 und einer Aussenhülle 9 aufgebaut. Die Feder weist eine Durch brechung 10 auf (Fig. 3), wodurch die Höhe eines Hohlraumes 11 bestimmt wird, in dem das Antriebs organ, z. B. ein Elektromotor 12, mit einer um die zur Fahrtrichtung parallele Achse rotierenden, nicht ausgewuchteten Masse eingesetzt ist. Der Motor 12 ist vorzugsweise in der Längsrichtung des Heckteils verschiebbar angeordnet und mit Führungsorganen 13 an der durchlaufenden Blattfeder 7 gehalten. Es können auch mehrere Antriebsorgane hintereinander angeordnet sein.
Die Schwingungszahl der exzentrisch gelagerten Massen ist vorteilhaft der Eigenschwin gungszahl der Schwanzflosse gleich.
Zur Verstärkung des Hohlraumes, insbesondere zwischen den Auflagestellen der Antriebsorgane, sind zweckmässig Verstärkungsrippen 14 aus Stahl ange ordnet. Diese Rippen sind ebenfalls mittels Füh rungsorganen 13 an der Blattfeder 7 gehalten. Sie können, wie in Fig. 6 dargestellt ist, einarmig aus gebildet und gegeneinander versetzt abwechselnd auf beiden Seiten des Längsgliedes angeordnet sein oder sie können doppelarmig ausgebildet sein.
In den Fig. 7 und 8 ist eine andere erfindungs gemässe Ausführungsform dargestellt, bei der der Heckteil mehrere elastische Längsglieder 15 aus Schraubenfedern enthält, die von der Füllmasse 8 umgossen sind. Nach aussen ist der Heckteil wieder mit einer dichten, glatten Hülle umgeben, die eine stetig verlaufende, ungebrochene Fläche darstellt. Anstatt der Schraubenfedern 15 können auch Gummiwülste von besonderer Elastizität eingelagert und von der Füllmasse umgossen sein. Der elastische Heckteil nach dieser Ausführungsform kann eben falls einen zentralen Hohlraum aufweisen, in dem als Antriebsmittel ein Elektromotor mit einer rotie renden nicht ausgewuchteten Masse auf einer z. B.
beim Giessen eingebetteten Längsachse gelagert ist, oder der Antrieb kann in an sich bekannter Weise durch ein Hebelsystem vom Schiffskörper aus er folgen.
Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung des Heckteils ist in den Fig.9 und 10 dargestellt; als elastisches Längsglied innerhalb einer Füllmasse dient hier die kegelförmige Schraubenfeder 16, die sich nach hinten verjüngt und wobei die Füllmasse in der Mitte einen Hohlraum zur Lagerung eines Antriebsmittels der angegebenen Art frei lässt. Der Motor wird, wie in Fig.10 angedeutet, an den Schraubengängen der Feder aufgehängt und überträgt die Schwingungen direkt auf den Schwanz. Diese Ausführungsform ist einfach und stabil; sie hat den Vorteil, dass auf Verstärkungsrippen, wie sie in Fig. 6 gezeigt werden, verzichtet werden kann.
Die Befestigung des Heckteils am übrigen Schiffs körper kann zweckmässig mit Hilfe von in den Heckteil eingebetteten oder eingegossenen Befesti gungselementen erfolgen. Die Aussenhaut besteht aus einem widerstandsfähigen dichten Gummimaterial, das mit dem weicheren Füllmaterial, z. B. durch Vulkanisation, verbunden ist. Der erfindungsgemäss aufgebaute elastische Heckteil gewährleistet, durch die Kombination des Materials mit den federnden Längsgliedern, eine günstig verlaufende Schwingung, die eine harmonische Bewegung, d. h. den Ablauf von eingeleiteten Schwingungen ohne Störungen zu lässt.
Ship with an elastic, swinging rear end In ships of the usual design, which are driven either by blade wheels attached to the side of the hull or by propellers mounted on the stern of the hull, the relatively large suction is an essential component of the driving resistance. The suction is directed in the opposite direction to the direction of travel and attacks the rear part of the hull, i.e. between its largest cross section and the stern. The effect of the suction force cannot be significantly reduced by appropriately designed hull shapes and is due to the fact that the submerged hull tends to detach itself from the water at its rear when it is in motion.
Since the suction force increases approximately with the square of the ship's speed, it prevents the speed from increasing beyond a certain level, especially in submersible boats and the like.
The invention is based on the knowledge that these disadvantages can be avoided and a substantial increase in the speed of travel can be achieved without oversizing the drive system if, in a ship with an elastic, oscillating rear end, the oscillating stern part of the ship itself over its entire length at least over part of its cross-section in one piece and elastic, e.g. B. is made of rubber and advantageously sits at least one extending over its entire length, elastic longitudinal member be, this stern part at least below the waterline is a continuous continuation of the particular rigid, rest of the hull. Such a longitudinal member can be a continuous leaf spring, e.g.
B. be a middle sheet made of steel, or an ash wood spring. According to the invention, the elastic tail part essentially acts like the tail fin of a fish. The efficiency of such a drive is more favorable than that of the usual types of ship, as can be seen comparatively from the high speeds of even small fish.
There are already ships with flexible, attached to the stern of the hull tail parts have become known that were moved back and forth by means of levers; but in these designs, mainly used for toys, the flexible tail was made up of cross members and was relatively little elastic. In the case of transverse links, special measures must be taken to seal the individual links against one another; the links must partially overlap, or a bellows must be provided between them. This creates a discontinuous surface in any case, which makes the swinging movement of the tail part inharmonious. In other known ships, not the stern part, but only the rudder or a specially attached fin is elastic.
The rudder or fin always have an extremely small thickness. There are therefore strong eddies and the efficiency is low. According to the invention, however, a steady course of the rear part is guaranteed, which comes close to the model of nature and results in an improved efficiency.
The subject matter of the invention is illustrated in the drawing in several exemplary embodiments; 1 and 2 show a speedboat in plan view and side view, FIG. 3 shows a longitudinal section along line III-III of FIG. 1; Figures 4, 5 and 6 are cross-sections on the lines IV, V and VI of Figure 3;
7 and 8 show a modified embodiment of the elastic tail with several resilient longitudinal members, while in FIGS. 9 and 10 a further modified embodiment of the tail is shown.
According to FIGS. 1 and 2, the streamlined hull 1, the uppermost part of which protrudes with the portholes 2 over the water surface 3, is closed off at the rear by a transverse wall 4. The elastic stern part 5 is attached to this wall, which tapers towards the rear and whose outer surfaces are adapted to the course of the hull 1. The tail part ends in the fin 6, whereby a better flow course of the flowing liquid is achieved. The elastic rear part can be made in one piece, e.g.
B made of rubber; Preferably, however, as shown in FIGS. 3 to 6, it is composed of at least one longitudinal leaf spring 7, a filling compound 8 which surrounds this spring and which is advantageously made of soft rubber, and an outer shell 9. The spring has a through hole 10 (Fig. 3), whereby the height of a cavity 11 is determined in which the drive organ, for. B. an electric motor 12, is used with a rotating about the axis parallel to the direction of travel, unbalanced mass. The motor 12 is preferably arranged to be displaceable in the longitudinal direction of the rear part and is held by means of guide members 13 on the continuous leaf spring 7. A plurality of drive elements can also be arranged one behind the other.
The number of vibrations of the eccentrically mounted masses is advantageously equal to the number of vibrations of the tail fin.
To reinforce the cavity, in particular between the support points of the drive elements, reinforcing ribs 14 made of steel are appropriately arranged. These ribs are also held on the leaf spring 7 by means of guide elements 13. You can, as shown in Fig. 6, formed from one arm and offset from one another alternately on both sides of the longitudinal member or they can be designed with two arms.
7 and 8, another embodiment according to the Invention is shown, in which the rear part contains a plurality of elastic longitudinal members 15 made of helical springs which are encased by the filling compound 8. On the outside, the rear section is again surrounded by a dense, smooth shell, which represents a steady, unbroken surface. Instead of the coil springs 15, rubber beads of particular elasticity can also be incorporated and encased by the filling compound. The elastic rear part according to this embodiment can just if have a central cavity in which an electric motor with a rotating unbalanced mass on a z. B.
is stored during casting embedded longitudinal axis, or the drive can follow in a known manner by a lever system from the hull of the ship.
Another possibility for the formation of the rear part is shown in Figures 9 and 10; The conical helical spring 16 serves here as an elastic longitudinal member within a filling compound, which tapers towards the rear and the filling compound leaves a cavity free in the middle for mounting a drive means of the specified type. As indicated in Fig. 10, the motor is suspended from the screw threads of the spring and transmits the vibrations directly to the tail. This embodiment is simple and stable; it has the advantage that reinforcing ribs, as shown in FIG. 6, can be dispensed with.
The attachment of the stern part to the rest of the ship's body can expediently take place with the aid of fastening elements embedded or cast in the stern part. The outer skin consists of a resistant, dense rubber material, which is filled with the softer filling material, e.g. B. by vulcanization connected. The elastic rear part constructed according to the invention ensures, through the combination of the material with the resilient longitudinal members, a favorable oscillation, which a harmonious movement, i.e. H. to allow the vibrations introduced to flow without interference.