DK160471B - Skibsskrogform - Google Patents

Description

i

DK 160471 B

Den foreliggende opfindelse angår en skibsskrogform af deplacementty-pen.

Ved givne hoveddimensioner kan konventionelle skrogformer opnå større 5 dødvægt ved at undervandsskrogets fyldighed øges, således at det totale deplacement forøges.

For at forbedre en konventionel skrogforms tværskibsstabilitet udtrykt i initialmetacenterhøjden, kan skrogformens bredde øges, for derved at 10 opnå et større vandiinieinertimoment, eventuelt samtidig med en hævning af undervandsskrogets volumentyngdepunkt.

Imidlertid vil sådanne forandringer som forøget bredde og forøget fyl-dighed, efter hånden som kravene til tværskibsstabilitet og hastighed 15 forøges, medføre uakceptable bidrag til det konventionelle fartøjs fremdrivningsmodstand, såvel i stille vand som i bølger.

For at forbedre konventionelle skrogformers søgående egenskaber, udtrykt ved fartøjets vinkelbevægelser omkring en tværskibsakse, beteg-20 net duvning, lodrette bevægelser, betegnet sætning, og øget fremdrivningsmodstand i forhold til stille vand kan de naturlige perioder for duvning og sætning søges ændret, således at fartøjets naturlige perioder for disse bevægelser i størst mulig udstrækning ikke falder sammen med mødeperioden for de bølgerlængder som kan mødes.

25

For konventionelle skrogformer kan konstruktionsændringer medføre kun små forbedringer i de søgående egenskaber, og der indtræffer synkrone duvnings- og sætningsbevægelser samt stor forøgelse i fremdrivnings-modstanden ved sejlads i mødende bølger, hvor den fremherskende bølge-30 længde tilnærmelsesvis er lig med skibets længde i vandlinien.

Konventionelle skrogformer med en tilnærmelsesvis rektangulær deplacementsfordeling i langskibsretning vil med forøget skrogstørrelse blive udsat for bøjnings- og forskydningspåvirkninger, som forudsætter store 35 materialedimensioner og i særlige tilfælde også begræsninger i fordelingen af last og/eller ballast.

Ifølge den foreliggende opfindelse kan dødvægt, tværskibsstabilitet, søgående egenskaber og størrelsen af bøjnings- og forskydningspåvirk-

DK 160471 B

2 ninger på skibsdrageren forbedres uden de ovennævnte ulemper, idet skrogformen kan udføres med større fyldighed end konventionelle skrogformer, udtrykt ved slankhedsforholdet L/V^, hvor L er skrogformens længde i konstruktionsvandlinien svarende til en dybgang T til sommer-5 fribord, og hvor V er deplacementets volumen af skrogformen til konstruktionsvandlinien, og hvor L/V^ kan være ca. 3 eller større, uden den specifikke fremdrivningsmodstand øges i forhold til konventionelle skrogformer, samtidig med at skrogbredden B kan øges, således at L/B forholdet kan være ca. 2 eller større, og hvor B er skrogformets stør-10 ste bredde i konstruktionsvandlinien, hvorved skrogformens metacenter-højde kan mere end fordobles i forhold til konventionelle skrogformer med samme længde L.

Ifølge den foreliggende opfindelse vil den forbedrede skrogforms søgå-15 ende egenskaber ved de for konventionelle skrogformers kritiske bølge-længde/skroglængde forhold i mødende bølger være forbedret, således at skrogformens duvnings- og sætningsbevægelser reduceres i forhold til tilsvarende bevægelser for konventionelle skrogformer ved samme hastighed, samtidig med at fremdrivningsmodstand reduceres i tilsvarende 20 grad.

Ifølge den foreliggende opfindelse vil deplacementsfordel ingen i langskibsretning antage en tilnærmet Rayleigh-kurve, som med normal lastfordeling medfører en reduktion i langskibsbøjningsmomentet i forhold 25 til andre fartøjer. For at opnå de nævnte forbedringer må skibsskrog-form med skarp bov og bred, retafkortet hæk, i og under konstruktions-vandlinien, ifølge opfindelsen udføres med tilnærmelsesvis harmonisk sinusformede vandlinier (kvi,1,2,3) mellem bov og hæk, der i skrogformens længderetning gennemløber en halv cyklus med et andet ekstremums-30 punkt, svarende til mindste vandliniebredde, omtrent ved boven, og et andet ekstremumspunkt, svarende til største vandliniebredde, omtrent ved hækken, og hvor vandliniernes agterste tværskibsafslutning (0^ p-OpOg^s), tilnærmelsesvis vinkelret på skrogets centerlinie, gradvis med vandliniernes øgede dybde fra konstruktionsvandlinien, forskydes i 35 fartretningen frem til tangering med skrogets grundplan g omtrent midtskibs, således at et tilnærmelsesvis skråplan s, der er lagt gennem de respektive vandliniers tværskibsafslutning, danner en bred afslutning på skrogformens agterste halvdel.

DK 160471 B

3

Det brede agterskib tillader udnyttelse af et fremdrivningssystem bestående af et i et vandret plan tværskibssti 11 et bæreplan (p) i skrogformens fulde bredde med strømlinieformet profil, fast eller drejeligt omkring en vandret akse i forbindelse med understøtninger (q), eventu-5 elt forsynet med et eller flere vandrette ror (h) i agterkanten, og hvor flere fremdrivningsenheder (f) er monteret i bæreplanets for- eller agterkant over eller under dette.

Ifølge den foreliggende opfindelse vil et tværskibssnit gennem skrog-10 formen under konstruktionsvandlinien (kvi) i en afstand på ca. 0,15 L agterfra have et forholdstal mellem bredden (Bj) i konstruktionsvandlinien og dybden (tj) af skrogformen målt fra samme vandlinie, som vil være ca. 3 eller større end tilsvarende forholdstal for et snit ved L/2 med bredden (Bg) og dybde (tg) målt på samme måde.

15

Som følge af opfindelsen vil skrogformens parameter e = Cp/c^ være ca. 1 eller større, hvor Cp er defineret som skrogformens prismatiske koefficient i længderetningen udtrykt ved forholdstallet mellem depla-cementets volumen til konstruktionsvandlinien, V, og volumenet af et 20 legeme, der er lig med arealet af et tværskibssnit op til konstruktionsvandlinien ved L/2, betegnet Ajyg, multipliceret med konstruktionsvandliniens længde L, og hvor c^ er vandliniekoefficienten for konstruktionsvandlinien defineret som forholdet mellem vandliniearealet Akvl P™duktet L«B, hvor B er vandliniens største bredde.

25

Som følge af opfindelsen vil konstruktionsvandliniens areal tyngdepunkt (LCF) ligge omkring 0,2 L agter for L/2, og den forbedrede skrogforms volumentyngdepunkt ved dybgang til konstruktionsvandlinien (kvi) omkring 0,125 L foran areal tyngdepunktet.

30

Skrogformen ifølge opfindelsen kan i området fra hækken og fremefter til ca. 0,3 L forsynes med hvirvel regulerende vedhæng, som kan bestå af faste eller bøjelige finnelignende indretninger (v) i strømliniernes retning, monteret tilnærmelsesvis vinkelret i forhold til skrog-35 formens flade cirka ved overgangen fra skrogformens bund til skrogets sider eller som langskibsgående spor eller furer i form af spidse, rektangulære eller bølgeformede tværsnit (x), som aftager i dybde i fartretningen, og som ved omkring 0,3 L går over i den jævne del af skrogplanet (s).

4

DK 160471 B

Skrogformen ifølge opfindelsen er vist i den medfølgende tegning, hvor fig► 1 viser skrogformens konstruktionsvandlinien (kvi) med et tilnærmet sinusforløb mellem bov og hæk, med areal tyngdepunkt 5 (LCF) ca. 0,2 L agter for L/2, og hvor konstruktionsvandli niens længde/bredde forhold, L/B, er vist ca. 2, fig. 2 viser skrogformen i et lodret snit under konstruktionsvandlinien (kvi), hvor de i fartretningen forskudte vandliniernes agterste tværskibsafslutning (0^, Op 02, 03) langs 10 skråplanet (s) er vist gående over i grundplanet (g) ved ca.

L/2, og hvor afstanden mellem arealtyngdepunktet (LCF) og opdriftstyngdepunktet (LCB) for skrogformen ved en dybgang til konstruktionsvandlinien (kvi) er ca. 0,125 L, fig. 3 viser skrogformen i fig. 2 projekteret i et vandret plan med 15 vandlinierne kvi, 1, 2, 3, i dette eksempel med U-spant i skrogformens forreste del, men andre kendte spanteformer kan også benyttes efter forholdene, fig. 3 viser også det karakteristiske forhold mellem bredde og dybde for et snit omkring 0,1 L agterfra og ved L/2, hvor bredderne og dybderne er 20 betegnet henholdsvis Bj og B^, og tj og fig. 4 viser et lodret snit nær midterplanet i skrogformens agterste del med grundplanet (g), skråplanet (s), understøtningen (q), bæreplanet (p), det vandrette ror (h), fremdrivningsen-hederne (f) og det lodrette ror (r) i dette tilfælde vist 25 med fremdrivningsenheden (f) foran og under bæreplanet (p), men fremdrivningsenheden kan også monteres i bæreplanets agterkant eller overkant, fig. 5 viser et snit parallelt med og under skråplanet (s), bæreplanet (p), understøtningerne (q), de vandrette ror (h), den 30 overliggende kontur af konstruktionsvandlinien (kvi) og frem- drivningsenhederne (f), i dette eksempel i et antal på fire, som er monteret i bæreplanets forkant, fig. 6 viser den forbedrede skrogforms konstruktionsvandlinie (kvi), hvor der på figurens øverste halvdel er illustreret et eksem-35 pel på placering af de i forbindelse med skråplanet (s) mon terede finnelignende vedhæng (v), og på den nedre figurhalvdel er der illustreret et eksempel på den furede del (x) i skråplanet (s), i begge tilfælde vist med stiplet linie, og hvor A-A i fig. 6 er et tværskibssnit gennem den agterste 5

DK 16047 1 B

del af skråplanet (s), der er gengivet i fig. 7 med hvirvel kontrollerende faste eller bøjelige vedhæng (v) i den venstre figurhalvdel og med eksempel på langsskibsorienterede furer (x) med antydning af omtrentlig udstrækning (d) 5 i forhold til skråplanet (s) i højre halvdel af figuren.

10 15 20 25 30 35

Claims (5)

1. Skibsskrogform med skarp bov og bred, retafkortet hæk, i og under konstruktionsvandlinien, kendetegnet ved tilnærmelsesvis 5 harmoniske sinusformede vandlinier (kvi,1,2,3) mellem bov og hæk, som i skrogformens længderetning gennemløber en halv cyklus med et ekstre-mumspunkt, svarende til mindste vandliniebredde, omtrent ved boven, og et andet ekstremumspunkt, svarende til største vandliniebredde, omtrent ved hækken, og hvor vandliniernes agterste tværskibsafslutning (0^,-10 0j,Og*0^) tilnærmelsesvis vinkelret på skrogets centerlinie gradvis, med vandliniernes øgende dybde fra konstruktionsvandlinien (kvi) forskydes i fartretningen frem til tangering med skrogets grundplan (g) omtrent midtskibs, således at et tilnærmet skråplan (s), der er lagt gennem de respektive vandliniers tværskibsafslutning, danner en bred 15 afslutning på skrogformens agterste halvdel.

2. Skrogform ifølge krav 1, kendet egnet ved, at deplacemen-tet i langskibsretningen er fordelt tilnærmelsesvis efter en Rayleigh-kurve. 20

3. Skrogform ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at skrogparameteren e = Cp/Ctøi er ca. 1 eller større, og hvor cp defineres som den langsgående prismatiske koefficient udtrykt ved forholdet mellem deplacementets volumen V til konstruktionsvandlinien (kvi) og vo- 25 lumenet af et legeme, som udgøres af et tværskibssnit op til konstruktionsvandlinien (kvi) ved dennes halve længde (L), betegnet A^» multipliceret med konstruktionsvandliniens længde L, og hvor c^-j defineres som vandliniekoefficienten udtrykt ved forholdet mellem konstruktionsvandliniens areal og produktet af dens største længde L og dens 30 største bredde B.

4. Skrogform ifølge krav 1, kendetegnet ved, at slankheds-forholdet L/V^3 er ca. 3 eller større, og hvor L er længden i konstruktionsvandlinien, og hvor V er skrogformens deplacements volumen 35 under konstruktionsvandlinien (kvi).

5. Skrogform ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forholdet mellem skrogformens største længde og bredde målt i konstruktionsvandlinien er ca. 2 eller større.