Hull (Wasserfahrzeug) - Hull (watercraft)


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Rumpfform Linien in Längsrichtung und im Querschnitt

Ein Rumpf ist der wasserdichte Körper eines Schiffes oder Bootes. Der Rumpf kann oben (wie eine öffnen Beiboot ), oder es kann ganz oder teilweise mit einem Deck bedeckt sein. Oben auf dem Deck kann eine sein , Deckshaus und andere Aufbauten , wie beispielsweise einen Trichter, Derrick oder Mast . Die Linie , wo der Rumpf die Wasseroberfläche trifft die genannte Wasserlinie .

Allgemeine Merkmale

Es gibt eine Vielzahl von Rumpftypen , die für die Eignung für unterschiedliche Verwendungen gewählt werden, die Rumpfform abhängig ist von den Bedürfnissen des Designs. Formen reichen von einer nahezu perfekten Box im Fall von scow Schuten, auf eine nadelscharfen Rotationsfläche im Fall eines Rennmehrrumpfsegelbootes. Die Form ist so gewählt , zwischen Kosten, hydrostatischen Überlegungen (Unterkunft, lasttragende und Stabilität), Hydrodynamik (Geschwindigkeit, Leistungsanforderungen und der Bewegung und dem Verhalten im Seegang) und spezielle Überlegungen für die Schiff Rolle, wie der abgerundeten Bogen eine Balance zu finden eines Eisbrechers oder dem flachen Boden eines Landungsboote .

In einem typischen modernen Stahlschiff, wird der Rumpf wasserdichte Decks und große Querelemente genannt Schotten . Es können auch Zwischenglieder wie sein Träger , Stringern und Stege und kleinere Elemente genannt gewöhnlichen Querrahmen, Rahmen oder Längselemente , abhängig von der strukturellen Anordnung . Das oberste kontinuierliche Deck kann das „Oberdeck“ bezeichnet werden, „Wetterdeck“, „Spardeck“, „ Hauptdeck “ oder einfach „Deck“. Der besondere Name gegeben hängt vom Kontext-Schiffstyp oder mit dem Boot, die Anordnung, oder auch dort , wo es Segeln.

In einem typischen Holzsegelboot, ist der Rumpf des hölzernen Beplankung aufgebaut, die durch Querrahmen getragen (oft auch als Rippe bezeichnet) und Schotten, die weiter miteinander durch Längsstringer oder Decke verbunden sind. Oft , aber nicht immer gibt es einen Mittellängsträger ein gerufener Kiel . In Glasfaser oder Verbund Rümpfen kann die Struktur ähnelt Holz- oder Stahlbehälter zu einem gewissen Grad, oder eines seiner Monocoque - Anordnung. In vielen Fällen werden Verbunde Rümpfe durch sandwichartig dünne faserverstärkten Haut über einen leichten , aber einigermaßen steifen Kern aus Schaumstoff, Balsaholz, imprägniertem Papierwabe oder anderem Material gebaut.

Vielleicht sind die frühesten richtigen Rümpfe wurden von den eingebauten alten Ägypter , die von 3000 vor Christus wusste , wie Holz zu montieren Bohlen in einen Rumpf.

Rumpfformen

Rümpfe in vielen Varianten und können zusammengesetzte Form haben, (beispielsweise einen feinen Eintrag Vorwärts- und glockenförmig aft invertiert), folgt aber in erster Linie als gruppiert sind:

  • Chined und hart chined. Beispiele hierfür sind der mit flachem Boden (chined), V-Boden und Mehr unterer Rumpf (hard chined). Diese Typen haben mindestens einen ausgeprägten Knöchel in allen oder die meisten ihrer Länge.
  • Geformt, Rundspant oder Soft- chined . Diese Rumpfformen alle glatten Kurven haben. Beispiele hierfür sind die Rundspant, halb Rundspant und s-Bodenrumpf.

Hobel und Verdrängungsrümpfe

Royal Navy World War II MTB bei der Geschwindigkeit auf dem ruhigen Wasser der Planung zeigt Knickspant Rumpf mit den meisten der forepart des Bootes aus dem Wasser.
  • Verdränger: hier der Rumpf wird unterstützt ausschließlich oder überwiegend von Auftrieb . Gefäße , die diese Art der Rumpfs Reise durch das Wasser mit einer begrenzten Rate, die von der Wasserlinienlänge definiert ist. Sie sind oft, aber nicht immer, schwerer als Hobeltypen.
  • Schwimmender Schiffsrumpf: hier die Planung ist Rumpfform konfiguriert positiv zu entwickeln Druck dynamisch , so dass sein Entwurf nimmt Geschwindigkeit mit zunehmender. Der dynamische Auftrieb reduziert die benetzte Oberfläche und damit auch den Luftwiderstand . Sie werden manchmal mit flachem Boden, manchmal mit V-Boden und seltener Rund bilged. Die häufigste Form ist zumindest eine chine zu haben, die für eine effizientere Planung macht und abspritzen werfen. Hobel Rümpfe sind effizienter bei höheren Geschwindigkeiten, obwohl sie noch mehr Energie benötigen diese Geschwindigkeiten zu erreichen. Eine wirksame planierenRumpf muss mit flachen Oberflächen so leicht wie möglich sein , die mit gutem Meer zu halten konsistent sind. Segelboote , dass Ebene muss auch effizient in Verdrängungsmodus bei leichtem Wind segeln.
  • Halbversetzung oder halb Hobel: Hier wird die Rumpfform ist in der Lage eine moderate Menge an dynamischem Auftrieb zu entwickeln; jedoch wird das meiste Gewicht des Schiffes noch durch Auftrieb unterstützt.

Rumpfformen

Derzeit ist die am weitesten verbreitete Form der Rundspant Rumpf.

In der umgekehrten Glockenform des Rumpfs, mit einer kleineren Nutzlast der Wasserlinie Querschnitt kleiner ist, daher ist der Widerstand geringer , und die Geschwindigkeit höher ist . Mit einer höheren Nutzlast stellt die Ausbiegung glattere Leistung in Wellen. Als solches ist die invertierte Glockenform eine beliebte Form mit dem Planieren Rumpf verwendet.

Chined und hart chined Rümpfe

Ein chined Rumpf besteht aus geraden, glatt, hoch, langen oder kurzen Platten, Hölzern oder Folien aus ply, die in einem Winkel zueinander gesetzt werden , wenn im Querschnitt betrachtet wird . Der traditionelle chined Rumpf ist eine einfache Rumpfform , weil sie mit nur gerade Brettern gebogen in eine Kurve arbeitet. Diese Platten sind oft gebogen der Länge nach . Sperrholz chined Boote aus 8'  x  4' Blätter haben die meisten Biegung entlang der Längsachse des Blattes. Nur dünne Schicht 3-6 mm kann leicht in eine Verbindung Krümmung geformt werden. Die meisten hausgemachten gebaut Boote sind Rumpfboote chined. Massenware chine Motorboote werden in der Regel der versprühten chop Strang Glasfaser über eine Holzform hergestellt. Der Cajun „Pirogue“ ist ein Beispiel für ein Handwerk mit harten chines. Vorteile dieser Art von Rumpf sind die gering Herstellungskosten und der ( in der Regel) ziemlich flache Boden, das Boot schneller zu machen , Hobeln . Segelboote mit chined Rumpf nutzt eine Schwert oder Kiel.

Chined Rümpfe kann eine von drei Formen haben:

  • Flachboden chined Rümpfe
  • Multi-chined Rümpfe
  • V-Boden chined Rümpfen. Manchmal Knickspant genannt.

Jede dieser chine Rümpfe hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften und Verwendung. Der Flachboden Rumpf hat eine hohe Primärstabilität , aber hohen Widerstand. Um den hohen Luftwiderstand zu begegnen, sind schmale Rumpfformen und manchmal stark an Bug und Heck verjüngt. Dies führt zu einem schlechten Stabilität , wenn sie in einem Segelboot verfolgt. Dies wird oft durch die Verwendung schweren Innenballast auf Segel Versionen begegnet. Sie werden am besten an geschützten Gewässer geeignet. Frühe Rennmotorboote waren gut nach vorne und flach nach hinten. Dies erzeugte maximale Hub und eine glatte, schnelle Fahrt in flachem Wasser, aber das Rumpfform wird in Wellen leicht verunsichert. Der Mehr Chinerumpf annähert eine gekrümmte Rumpfform. Es hat weniger Widerstand als eine flache Bodenboot. Multi Kimmen sind komplexer zu bauen , sondern eine mehr seetüchtigen Rumpfform herzustellen. Sie sind meist Verdrängungsrümpfen. V oder biegen Boden chine Boote haben eine V -  Form zwischen 6  und 23  Grad. Dies ist der deadrise Winkel genannt. Die flachere Form eines 6-Grad - Rumpfs Flugzeug mit weniger Wind oder einem niedrigeren PS - Motor wird aber mehr in Wellen zerstoßen. Die tiefe V -  Form (zwischen 18  und 23  Grad) wird nur an Hochleistungs-Gleitboote geeignet. Sie erfordern leistungsstärkere Motoren das Boot auf die Ebene zu heben , sondern geben eine schnellere und komfortable Fahrt in Wellen. Displacement chined Rümpfe haben mehr benetzte Oberfläche, daher mehr Widerstand, als eine entsprechende Rundrumpfform für jede gegebene Verschiebung.

Glatte Kurve Rümpfe

Glatte Kurve Rümpfe Rümpfe sind, die ebenso wie die gekrümmten Rümpfe verwenden, wird eine Schwertes oder einem angeschlossenen Kiels.

Semi Rundspant Rümpfe sind etwas weniger rund. Der Vorteil der halbrunden ist , dass es eine nette Mitte zwischen dem S-Boden und chined Rumpf ist. Typische Beispiele für eine halbrunde Bilge Rumpf in den finden Centaur und Laser Cruisen Jollen .

(A) S-bottom Rumpf im
Vergleich zu einem
(B) und schwer
(C) Rundspant Rumpfs

S-Boden Rümpfe sind Rümpfe wie ein förmigen s . In dem s-Boden, glätten die Rumpfdurchläufe zum Kiel. Da es keine scharfen Ecken in den Rumpf. Boote mit diesem Rumpf haben ein festes Kiel oder ein kielmidzwaard (wörtlich : „Kiel mit Schwert“). Dies ist eine kurze Festkiel, mit einem Schwenkkiel im Innern. Beispiele für Cruising Beiboote , die diese s-Form verwenden , sind die Yngling und Randmeer .

Anhängseln

  • Steuergeräte wie beispielsweise ein Seitenruder , Trimmklappen oder Stabilisierungsflossen können eingebaut werden.
  • Ein Kiel kann auf einem Rumpf angebracht werden , um die Querstabilität, Fahrstabilität zu erhöhen oder Auftrieb zu erzeugen.
  • Ein vorderer Vorsprung unterhalb der Wasserlinie ist ein sogenannter Wulstbug . Diese werden auf einigen Rümpfe angebracht , die zur Verringerung Wellenbildungswiderstand drag zu erhöhen und dadurch die Kraftstoffeffizienz . Birnen am Heck angebracht sind seltener , aber eine ähnliche Aufgabe zu erfüllen.

Bedingungen

  • Basislinie ist eine PegelReferenzlinievon der vertikalen Abstände gemessen.
  • Bow ist der vordere Teil des Rumpfes.
  • Mittschiff ist der mittlere Teil des Behälters in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung.
  • Port ist die linke Seite des Schiffswennden Bogen von an Bord gegenüber .
  • Steuerbord- ist die rechte Seite des Schiffeswenn der Bogen von Bord zugewandt.
  • Stern ist der hintere Teil des Rumpfes.
  • Wasserlinie ist eine imaginäre Liniedie den Rumpf umgibt, die die Oberfläche des Wassers übereinstimmtwenn der Rumpfnicht bewegt.

Metrik

Hauptrumpf Messungen
"LWL & LOA"

Rumpfformen sind wie folgt definiert:

Block Maßnahmen , die die Hauptabmessungen definieren. Sie sind:

  • Strahl oder die Breite ( B ) ist die Breite des Rumpfes. (ex: BWL ist der maximale Strahl an der Wasserlinie)
  • Draft ( d ) oder ( T ) ist der vertikale Abstand vom Boden des Kiels mit dem Wasserlinie .
  • Freibord ( FB ) ist Tiefe zuzüglich der Höhe der Struktur minus Kiel Entwurf .
  • Länge an der Wasserlinie ( LWL ) ist die Länge von dem vordersten Punkt der Wasserlinie gemessen im Profil zum Heck-Punkt der Wasserlinie.
  • Länge zwischen den Loten ( LBP oder LPP ) ist die Länge der Sommerladelinie vom Heck Post zu dem Punkt , wo es die Kreuze Schaft . (siehe auch p / p )
  • Gesamtlänge ( Länge über alles ) ist die extreme Länge von einem Ende zum anderen.
  • Formtiefe ( D ) ist der vertikale Abstand , gemessen von der Oberkante des Kiels an die Unterseite des Oberdecks an der Seite.

Bilden Derivate , die von der Form und der Block Maßnahmen berechnet. Sie sind:

  • Verschiebung ( Δ ) das Gewicht an Wasser äquivalent zu dem Volumen des untergetauchten Rumpfes.
  • Longitudinal Auftriebszentrum ( LCB ) ist der Längsabstand von einem Bezugspunkt (oft midships) zur Mitte des verdrängten Volumens von Wasser , wenn der Rumpf nicht bewegt. Man beachte , dass der Längs Schwerpunkt oder Zentrum des Gewichts des Schiffs mit dem LCB ausrichten muss , wenn der Rumpf in Gleichgewicht ist.
  • Längsmitte der Flotation ( LCF ) ist der Längsabstand von einem Bezugspunkt (oft midships) zur Mitte der Fläche des Wasserlinie wenn der Rumpf nicht bewegt. Dies kann als der Bereich von der Wasseroberfläche und dem Rumpf definiert visualisiert werden.
  • Vertikale Auftriebszentrum ( VCB ) ist der vertikale Abstand von einem Bezugspunkt (oft die Basislinie) zur Mitte des verdrängten Volumens von Wasser , wenn der Rumpf nicht bewegt.
  • Volumen ( V oder ) das Volumen von Wasser durch die Hülle verschoben wird .
Der Block Koeffizient eines Schiffs ist als das Verhältnis des Unterwasservolumens von dem Schiffsrumpf (TEAL) auf das Volumen eines rechteckigen Blockes mit der gleichen Länge, Breite und Höhe berechnet.

Koeffizienten helfen Rumpfformen und vergleichen:

  • 1) Blockkoeffizienten ( C B ) das Volumen (V) dividiert durch die L WL Xb WL x T WL . Wenn Sie einen Rahmen um den untergetauchten Teil des Schiffes ziehen, ist es das Verhältnis des Boxvolumen durch das Schiff besetzt. Es gibt ein Gefühl dafür , wie viel des Blocks durch die L definiert WL , Strahl (B) & Entwurf (T) durch den Rumpf gefüllt ist. Vollformen wie Öltanker ein hohes C haben b , wo feine Formen wie Segelboote einen niedrigen C haben b .

  • 2) Midship Koeffizient ( C m oder C x ) ist die Querschnittsfläche (A x ) der Scheibe auf mittschiffs (oder am größten Abschnitt C x ) durch Strahl x Entwurf unterteilt. Sie zeigt das Verhältnis des größten Unterwasser - Abschnitts des Rumpfs zu einem Rechteck von der gleichen Gesamtbreite und Tiefe wie der Unterwasser - Abschnitt des Rumpfes. Dies definiert die Fülle des Unterbodens. Ein niedriger C m zeigt eine weggeschnittene Mittelteil und ein hoher C m bezeichnet eine boxy Schnittsform. Segel haben einen weggeschnittenen Mittelteil mit geringen C x während Frachtschiffe einen boxy Abschnitt mit hohem C haben x , um die C zu erhöhen b .

  • 3) prismatische Koeffizient ( C p ) das Volumen (V) dividiert durch L WL x A x . Sie zeigt das Verhältnis des eingetauchten Volumens des Rumpfes auf ein Volumen eines Prismas mit gleicher Länge auf das Schiff und die Querschnittsfläche gleich den größten Unterwasserteil des Rumpfes (Mitschiffsektion). Dies wird verwendet , um die Verteilung des Volumens des Unterbodens zu bewerten. Eine niedrige oder feine C p weist auf eine vollständige Mittelabschnitt und feinen Enden einen hohen oder vollen C p zeigt ein Boot mit volleren Enden. Schwimmender Schiffsrümpfe und andere Hochgeschwindigkeits - Rümpfe neigen zu einem höheren C p . Effiziente Verdrängungsrümpfen bei einer niedrigen Fahr Froude - Zahl wird dazu neigen , eine niedrige C aufweisen p .

  • 4) Wasserlinienkoeffizient ( C w ) die Wasserlinienfläche ist , geteilt durch L WL Xb WL . Der Wasserlinienkoeffizient drückt die Fülle des Wasserlinie oder das Verhältnis der Wasserlinienfläche zu einem Rechteck der gleichen Länge und Breite. Ein niedriges C w Figur zeigt feines Enden und ein hoches C w Figur zeigt volleres Enden. Hohe C w verbessert die Stabilität sowie das Verhalten in den rauen Bedingungen der Handhabung.

  • Hinweis:

Computer-Aided Design

Die Verwendung von Computer-Aided Design hat papierbasierte Methoden der Konstruktion von Schiffen ersetzt , die Zeichnung auf manuellen Berechnungen und Linien verlassen. Seit den frühen 1990er Jahren eine Vielzahl von kommerziellen und Freeware - Software - Paketen für Schiffsbau spezialisiert entwickelt, die 3D - Fähigkeiten bieten , kombiniert mit Berechnungsmodule für Hydrostatik und Hydrodynamik zu entwerfen. Diese können für Schiffsbau als geometrische Modellierungssysteme bezeichnet werden.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

  • Hayler, William B .; Keever, John M. (2003). Amerikanisches Handelsseemannshandbuch . Cornell Maritime Pr. ISBN 0-87033-549-9.
  • Turpin, Edward A .; McEwen, William A. (1980). Merchant Marine Officers' Handbook (4. Aufl.). Centerville, MD: Cornell Maritime Press. ISBN 0-87033-056-X.