197541. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet hajók, különösen vitorláshajók menettulajdonságainak javítására
197541 2 A találmány tárgya szerkezet hajók, különösen vitorláshajók menettulajdonságainak a javítására, amely hajók hajótestének a külső felületére, a hajótest keresztmetszetének a szimmetriatengelye és a hajótest hossztengelye által meghatározott szimmetriasíkra szimmetrikusan, vagy a szimmetríasíkra szimmetrikus, a szimmetriasíkot a hajótest hossztengelyével párhuzamos egyenesben metsző síkokra, előnyösen a szimmetriasíkkal párhuzamos síkokra szimmetrikusan egy vagy több profil van kialakítva. A jelenleg ismert és használt vitorláshajók két fő csoportra oszthatók; uszonyok és tőkesúlyos hajók. Mindkét hajótípusban az uszony és a tőkesúlyt tartó felület a laterálfelület jelentős részét teszi ki. Az uszonyos hajók formastabilitása általában nagyobb mint a tőkesúlyos hajóké, súlystabillitásuk azonban kicsiny, ezért erős dőlésnél — a súlystabilitást növelendő — kiülve vagy trapézolva vitorlázzák. Tőkesúlyos hajókon a mélyen elhelyezett nagy súlysabilítást mutat, tekintve hogy megdőlésnél a hosszú karon (laterálfelületen) elhelyezett tőkesúly nagy visszatérítő nyomatékot ad. E két szerkezeti elrendezésből és a vezetési módból látható, hogy mindig az a törekvés, hogy a hajótest vízszintesen ússzon, más szóval a vízvonalmetszet ne legyen torz. A valóságos helyzet azonban az, hogy a vitorláshajók menetben nagyon előnytelen körülmények mellett haladnak. Ismert, hogy a hajótest összellenállása megnő, ha a hajó megdőlve halad, ezáltal sebessége lecsökken, illetve nem tudja elérni a körülmények biztosította egyébkénti maximális sebességét. Ennek okai a következők: a vitorlázatra és hajótestre ható szélnyomásnak a hajótest hossztengelyre merőleges vetülete a hajótestet oldalra dönti mindaddig, míg a hajótest forma és sú lystabil lítását adó erők akkorák nem lesznek, hogy a szélnyomás okozta döntőerővel egyensúlyt tud tartani. Megdőléskor a döntőerő szempontjából a vitorlázat látszólagos felülete csökken, ez tehát a dőlés (felborulás) ellen hat. Azonban további tényezők a szélnyomás okozta döntőerővel megegyező értelemben tovább hatnak. A vitorlafelületen keletkező felhajtóerő — amelynek iránya az árboc tengelyére merőleges — forgatónyomatékot fejt ki a hajtótest hossztengelyével párhuzamos súlyponti hossztengely mentén. További — a dőlés irányába ható — forgatónyomaték képződik a megdőlt laterálfelületen, amelyen az oldalkúszás következtében — mint állásszöggel bíró felületen — felhajtóerő képződik. Ezekből következik az is, hogy a laterálfelület belépőélénél megnő az indukált ellenállás is. A megdőlt hajótest laterálfelületet adó vetülete kisebb lesz, aminek következtében nő az oldalkúszás, ennek következtében viszont nő a laterálfelületen a felhajtóerő, amitől a hajó tovább dől. A dőlés akkor állandósul, ha az 1 összes erő, amely a döntés irányába hat, megegyezik a dőlés következtében egyre növekvő, ellenkező értelmű erőkkel, amelyek a hajótest forma- és súlystabilitásából adódnak. Ez tehát azt jelenti, hogy a hajó megdőlve halad, és a dőlés következtében fellépő káros erők miatt sebessége lecsökken. Ismert továbbá az is, hogy a hajókon általában alkalmazott kormányfelület jelentős ellenállásnövekedést okoz kormányzáskor, illetve hasonló módon viselkedik, . mint az uszony, vagy a tőkesúly. További hátrány, hogy az általánosan használt áramlástani szempontból ívelt lapok, amelyek előnytelenebbek mint a szárnyproíilok a hajók körüli áramlási sebességek esetén. A nagyvitorla belépőéle az árboc, amely a jelenleg ismert kialakításban turbulenciát és ezáltal felhajtóerőveszteséget okoz. A fenti említett hátrányok kiküszöbölésére ismert megoldás kisebb sporthajók esetén élősúllyal való stabilizálás (kiülés, trapézolás) tőkesúlyos hajók esetén pedig kellően nagy tőkesúlynyomaték kifejtése vagy nagyobb súly, vagy pedig kisebb, de mélyebben elhelyezett súly alkalmazásával. A tőkesúlyok általában meghaladják az álló, feldöntött hajó visszabillentéséhez szükséges nyomaték kialakításához szükséges súlyt, éppen a korábban leírt hátrányok csökkentése miatt. A technika mai állása mellett a hajók, különösen vitorláshajók említett viselkedésmódja és hátrányainak csökkentésére az alábbi megoldások ismertek: — A károssá váló oldalkúszás csökkentésére tőkesúlyos hajókon a tőkesúly hátsó részére (élére) ún. trimmkormány felszerelése. Ennek hatása abban van, hogy folyamatos dőlt haladás közben a dőléssel ellenkező irányba kihajtva a tőkesúlyt tartó felülettel együtt egy megközelítőleg ívelt felület jön létre, amelyen a felhajtóerő a dőlés ellen hat, és valamelyest csökken az oldalkúszás is. — Ismert továbbá olyan megoldás is, amelyet pl. az US 4 453 484 sz. szabadalmi leírás ismertet és amelynek az a célja, hogy a hájó megdőlt haladásakor az oldalkúszás csökkenjék és ezzel együtt az összes ebből adódó hátrány is. Az említett találmány lényege, hogy az uszony, vagy annak egy része a hajó dőlésekor mindig függőleges marad, tehát az uszony a hajó megdőlésekor nem a dőlt vetületévei fejt ki ellenállást az oldalkúszás ellen, hanem teljes felületével. Ezt a megoldást a találmány a kormányfelületre is kiterjeszti. A hajózásban ismeretes megoldás káros oldalirányú imbolygás csillapítására a hidraulikával mozgatott változtatható állásszögű oldalirányban vízszintesen felszerelt csillapítószárnyak alkalmazása. Ez azonban bonyolultságánál fogva csak nagyméretű gépi üzemű hajókon használható. 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
