DE1290052B

DE1290052B - Device for steering a watercraft with aerodynamic or hydrodynamic buoyancy

Info

Publication number: DE1290052B
Application number: DEG39857A
Authority: DE
Original assignee: GRAIG WALDEMAR A
Current assignee: GRAIG WALDEMAR A
Priority date: 1964-02-15
Filing date: 1964-02-15
Publication date: 1969-02-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Wasserfahrzeuges mit aero- oder hydrodynamischem Auftrieb, bei der das Krängen des Fahrzeuges in das Drehkreisinnere mittels zu beiden Seiten angeordneter, teilweise in das Wasser tauchender hydrodynamischer Steuerorgane erfolgt, die vom Steuerstand aus gleichzeitig zur Erzeugung eines Krängungsmomentes verschwenkbar sind.The invention relates to a device for steering a watercraft with aerodynamic or hydrodynamic lift, in which the heeling of the vehicle in the inside of the turning circle by means of arranged on both sides, partly into the water submersible hydrodynamic control organs are carried out simultaneously from the steering position are pivotable to generate a heeling moment.

Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die USA.-Patentschrift 2 263 529 bekannt. Dort sind zu beiden Seiten des Wasserfahrzeuges teilweise in das Wasser tauchende Scheiben vorgesehen, die bei der Geradeausfahrt vertikal und parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet und mit zur Horizontal- und Vertikalebene schräg geneigten Wellen fest verbunden sind. Werden diese Wellen vom Steuerrad in entgegengesetztem Drehsinn gedreht, dann entfernt sich die Vorderkante der drehkreisinneren Scheibe vom Fahrzeugrumpf, und die Vorderkante der anderen Scheibe nähert sich diesem. Durch die dadurch bedingte Anstellwinkeländerung erzeugt die drehkreisinnere Scheibe ein nach unten und somit das Fahrzeug in das Drehkreisinnere krängendes Drehmoment um die Fahrzeuglängsachse. Beim Krängen des Fahrzeuges wird durch das dadurch tiefere Eintauchen der drehkreisinneren Scheibe dieses krängende Drehmoment immer größer, so daß der Steuermann rechtzeitig das Steuer herumreißen muß, um ein Kippen des Fahrzeuges zu verhindern. Durch diese bekannte Vorrichtun- wird also ein Wasserfahrzeug beim Kurven instabil, was bei den großen Geschwindigkeiten von Fahrzeugen dieser Art sehr gefährlich werden kann.A device of this type is known from the USA. Patent 2,263,529. There are provided on both sides of the watercraft partially immersed in the water panes, which are arranged vertically and parallel to the longitudinal axis of the vehicle when driving straight ahead and are firmly connected to shafts inclined at an angle to the horizontal and vertical planes. If these shafts are turned in the opposite direction by the steering wheel, then the leading edge of the disk on the inside of the turning circle moves away from the vehicle body and the leading edge of the other disk approaches it. Due to the resulting change in the angle of attack, the disc on the inside of the turning circle generates a torque about the longitudinal axis of the vehicle that heels downwards and thus the vehicle into the inside of the turning circle. When the vehicle is heeled, this heeling torque becomes greater and greater due to the deeper immersion of the inner circle disc, so that the helmsman has to turn the steering wheel in good time to prevent the vehicle from tipping over. As a result of this known device, a watercraft becomes unstable when cornering, which can be very dangerous at the high speeds of vehicles of this type.

Es ist zwar allgemein bekannt, den Fahrzeurumpf so auszubilden, daß beim Krängen des Fahrzeuges ein dieses wieder aufrichtendes Krängungsmoment verursacht wird. Dadurch wird z. B. vermieden, daß ein Fahrzeug beim Beschreiben einer kreisförmigen Bahn nach außen kippt. Durch die USA.-Patentschrift 2 767 678 ist es auch bekannt, bei Wasserfahrzeugen mit aero- oder hydrodynamischem Auftrieb die Auftriebskörper so auszubilden, daß die aus dem Wasser ragenden Außenteile der Auftriebskörper einen kleineren Anstellwinkel gegenüber der Wasserströmung haben als die ganz in das Wasser tauchenden Teile der Auftriebskörper. Dadurch wird erreicht, daß die Wasserströmuno, an den beim Beschreiben eines Drehkreises tiefer in das Wasser tauchenden Außenteile der Auftriebskörper nicht abreißt und so die erwünschte Stabilität erlialten bleibt.It is generally known to design the vehicle hull in such a way that when the vehicle is heeled, a heeling moment is caused to straighten it. This z. B. avoided that a vehicle tilts outward when describing a circular path. By USA. Patent 2,767,678 it is also known to form the buoyancy bodies in vessels with aero- or hydrodynamic buoyancy so that the protruding out of the water external parts of the lifting bodies have a smaller angle of attack with respect to the flow of water diving than the completely in the water Parts of the floats. This ensures that the water flow does not tear off the outer parts of the buoyancy bodies that plunge deeper into the water when describing a turning circle, and so the desired stability is achieved.

Eine Anwendung der eingangs genannten, durch C b C die USA.-Patentschrift 2 263 529 bekannten Vorrichtung bei Wasserfahrzeugen mit Auftriebskörpern gemäß der USA.-Patentschrift 2 767 678 würde aber dazu führen, daß die Stabilität des Wasserfahrzeuges durch die Steuervorrichtung gerade in der Kurve, wo die Stabilitätsanforderungen besonders groß sind, verringert werden würde.An application of the above-mentioned device known from C b C the USA patent specification 2 263 529 in watercraft with buoyancy bodies according to the USA patent specification 2,767,678 would lead to the stability of the watercraft being controlled by the control device in the curve , where the stability requirements are particularly high, would be reduced.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu- i grunde, eine Vorrichtung zum Steuern eines Wasserfahrzeuges der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die das Fahrzeug während der Fahrt im Drehkreis eine in das Drehkreisinnere gerichtete Krängung einnimmt und zur Aufrechterhaltung dieser Krän- i gung ebenso wie bei der Geradeausfahrt selbsttätig stabilisiert ist.In contrast, the invention is based on the object of a device to create for controlling a watercraft of the type mentioned by which the vehicle while driving in the turning circle is directed into the inside of the turning circle Heeling assumes and to maintain this heeling as well as in the Driving straight ahead is automatically stabilized.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Gedanken aus, mindestens ein Steuerorgan gleichzeitig zur Stabilisierung des Wasserfahrzeuges um seine Längsachse heranzuziehen, so daß das Fahrzeug bei jeder durch die Steuerorgane eingestellten Krängung immer einwandfrei stabilisiert ist.To solve this problem, the invention is based on the idea at least one control element at the same time to stabilize the watercraft around its longitudinal axis so that the vehicle at each through the controls the set heel is always perfectly stabilized.

Diese Auf- gabe ist & gemäß der Erfindung einmal dadurch gelöst, daß als Steuerorgane Querkräfte erzeugende Steuerarme vorgesehen sind, deren Eintauch-rad oder Anstellwinkel sich beim Verschwenken unterschiedlich ändert. Dadurch, daß sich der Eintauch-rad oder der Anstellwinkel beim Verschwenken der Steuerarme vom Steuerstand aus unterschiedlich ändert, kann das Wasserfahrzeug vom Steuerstand aus jederzeit in das Drelikreisinnere eines geplanten Drehkreises um seine Längsachse geneic werden. Durch das Krän-en des Fahrzeu-es wird gleichzeitig die auf die Auftriebsorgane des Wasserfahrzeuges einwirkende Auftriebskraft mitgeneigt, so daß deren n.orizontalkomponente eine das Wasserfahrzeu g in den Drehkreis zwingende Zentripetalkraft bildet. Hierbei ist es wichtig, daß das Wasserfahrzeug, z. B. durch eine Schwanzflosse, kursstabilisiert ist, so daß es sich beim Bewegen längs der Kreisbahn sofort entsprechend um seine vertikale Achse dreht und dauernd, entsprechend dem gekrümmten Kurs, stabilisiert ist. Durch die zu beiden Seiten des Wasserfahrzeu-es anaeordneten Steuer-C C arme gemäß der Erfindung wird gleichzeitig das Wasserfahrzeua um seine Längsachse sowohl bei jeder zum Befahren eines bestimmten Drehkreises diesem zugeordneten Krängung in das Drehkreisinnere als auch bei der Geradeausfahrt in seiner aufrechten Lage stabilisiert. Die stabilisierende Wirkung der Steuerarme besteht darin, daß die durch diese Steuerarme verursachten Ouerkräfte sich bei jeder Abweichung des Wasserfahrzeuges von der vom Steuerstand aus eingestellten Krän ung an den beiden verle 9 schiedenen Seiten des Wasseifahrzeuges in entgegen-C C gesetztem Sinne so ändern, daß ein das Wasserfahrzeug in die vom Steuerstand aus gewünschte Krän-Erun , g zurückkrän ' gendes Drehmoment verursacht wird. Die Wirkung der Erfindung besteht also zusammenfassend darin, daß das Wasserfahrzeug beim Beschreiben einer Kreisbalin von vornherein eine Krängung in das Drehkreisinnere einnimmt und dabei gleichzeiti2 völli- stabilisiert ist. Da diese Stabilisieruno, völliu selbsttätig eintritt, ist es ganz gleichgültig 4, C C t,9 ob die Steuerorgane von einem Steuermann oder von einer automatischen Steueranlage betätigt werden, da C C die Stabilität des Wasserfahrzeu-es sowohl beim Be-C schreiben einer Kreisbahn als auch bei der Geradeausfahrt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung -gewährleistet ist.This task is according to the invention & once achieved in that generating the control arms are provided as control elements transverse forces, the immersion wheel angle or changes differently when pivoting. Because the immersion wheel or the angle of attack changes differently when the control arms are pivoted from the steering position, the watercraft can be tilted from the steering position at any time into the inside of a planned turning circle around its longitudinal axis. By Kraen-en-of Fahrzeu it is mitgeneigt the force acting on the buoyancy bodies of the watercraft lift force at the same time, so that their n.orizontalkomponente a Wasserfahrzeu g the forming of the rotational plane compelling centripetal force. It is important that the watercraft, e.g. B. is course stabilized by a tail fin, so that when moving along the circular path it immediately rotates accordingly about its vertical axis and is permanently stabilized according to the curved course. The control C arms according to the invention are arranged on both sides of the watercraft and at the same time the watercraft is stabilized in its upright position when it is inclined into the inside of the turning circle when it is inclined to drive on a particular turning circle and when driving straight ahead. The stabilizing effect of the control arms is that the Ouerkräfte caused by these control arms ung any deviation of the watercraft of the set from the steering position Kraen at the two verle 9 different sides of the Wasseifahrzeuges in counter-C C is set, meaning so change that a the water vehicle in the desired from the steering position Kraen-Erun, g zurückkrän 'constricting torque is caused. In summary, the effect of the invention consists in the fact that the watercraft assumes a heel into the inside of the turning circle from the start when describing a circular balin and is at the same time completely stabilized. Since this stabilization occurs completely automatically, it does not matter 4, CC t, 9 whether the control organs are operated by a helmsman or by an automatic control system, since CC the stability of the watercraft both when writing a circular path as well as is guaranteed when driving straight ahead by the device according to the invention.

Während die oben beschriebenen Steuerarme vorzu-sweise zusätzlich zu am Wasserfahrzeug vorhandenen hydro- oder aerodynamischen Auftriebsorganeu vorgesehen sind, können gemäß der Erfindung an Stelle der verschwenkbaren Steuerarme verstellbare Gleitkörper vorgesehen sein, deren Eintauchgrad sich beim Verstellen unterschiedlich ändert. Diese Gleitkörper haben im wesentlichen die gleiche Wirkung wie die Steuerarme. Sie können aber vorzugsweise auch gleichzeitig als Auftriebsorgane ausgebildet sein.While the control arms described above are preferable in addition provided for hydro- or aerodynamic buoyancy devices on the watercraft are, according to the invention, adjustable instead of the pivotable control arms Sliding bodies can be provided, the degree of immersion of which differs during adjustment changes. These sliding bodies have essentially the same effect as the control arms. But they can preferably also be designed as buoyancy organs at the same time.

Eine andere Möglichkeit, den erfinderischen Grund-edanken zu verwirklichen, besteht darin, daß C an Stelle der Steuerarme auf dem Fahrzeu- ein um C eine in der Fahrzeutzlängssymmetrieebene liegende, vorzu-sweise senkrechte Achse schwenkbar gelagerter aerodynamischer Flügel und zwei beiderseits des Fahrzeuges angeordnete verstellbare Gleitkörper vorgesehen sind, wobei der Flügel und die Gleitkörper mit der Steuerung kinematisch gekuppelt sind. Dadurch wird erreicht, daß die beiderseits des Fahrzeuges angeordneten verstellbaren Gleitkörper die Wasseroberfläche abtasten und so jeweils die Krängung des Wasserfahrzeuges feststellen. Durch die kinernatisehe Kupplung dieser Gleitkörper mit dem Flügel wird darüber hinaus erreicht, daß bei jeder Abweichung der Krängung des Fahrzeuges von einer gewüllschten Kr#tigung der Flügel sofort so verstellt wird, daß er ein das Fahrzeug wieder zurück in die gewünschte Kringung drehendes Krängungsmoment verursacht. Dadurch, daß der Flügel und die Gleitkörper mit der Steuerung kinematisch gekuppelt sind, wird darüber hinaus ei-reicht, daß vom Steuerstand aus jede beliebige Krängung des Wasserfahrzeuges eingestellt werden kann, die dann auch durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung stabilisiert ist.Another possibility of realizing the basic idea of the invention consists in that C instead of the control arms on the vehicle, an aerodynamic wing pivoted about C in the longitudinal plane of symmetry of the vehicle, preferably vertical, and two adjustable wings arranged on both sides of the vehicle Sliding bodies are provided, the wing and the sliding bodies being kinematically coupled to the controller. It is thereby achieved that the adjustable sliding bodies arranged on both sides of the vehicle scan the surface of the water and thus each determine the heeling of the watercraft. Through the kinernatisehe coupling of this sliding body with the wing it is also achieved that with every deviation of the heel of the vehicle from a ruffled inclination, the wing is immediately adjusted in such a way that it causes a heeling moment turning the vehicle back into the desired curling. Because the wing and the sliding body are kinematically coupled to the control, it is also sufficient that any desired heeling of the watercraft can be set from the steering position, which is then also stabilized by the device according to the invention.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von in den Zeichnungen schematisch stark vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen F i g. 1, 2 und 3 eine Seiten- bzw. Stirn- bzw. Draufsicht eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindun-' F i g. 4 eine scheniatisierte Draufsicht auf den Mechanisinus zum Steuern der Steuerarme des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 1 bis 3, F i g. 5 eine der F i g. 4 entsprechende Darstellung eines abgewandelten Mechanismus, F i g. 6 eine der F i g. 1. entsprechende Seitenansieht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Steuerarmen, F i g. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Teilseitenansicht einer Abwandlung der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 bis 6, bei der die Anstellwinkel der Steuerarine von der Lage des Fahrzeuges unabhängig sind, F i g. 8 und 9 der F i g. 7 entsprechende Darstelhingen von zwei Ausführungsbeispielen, bei denen die Querkrifte der Steuerarme durch Änderung ihrer Anstellwinkel verändert werden, F i _g. 10 und 11 eine Rück- bzw. eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wasserfahrzeuges mit einer Steuerung gemäß der Erfindung, bei der an Stelle von Steuerarmen verstellbare Gleitkörper vorgesehen sind, F i g. 12 eine der F i -. 10 entsprechende Darstellung des Wasserfahrzeulges nach den F i g. 10 und 11 in um seine Längsachse geneigter Stellung, F i y. 13 eine Seitenansicht eines Wasserfahrzeuges mit einer weiteren Ausführun-sform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der an Stelle von Steuerarmen ein aerodynainischer Flügel und verstellbare Gleitkörper vorgesehen sind, die mit dem Flü-el und mit der Steuerun- kinematisch gekuppelt sind, F i - 14 einen schematisch vereinfachten Schnitt durch ein Ausgleichsgetriebe für die kinematische Kupplung des Ausführungsbeispiels nach F i g. 13 und eine Seitenansicht des Flügels zur Veranschaulichun ' - der kinematischen Kupplung.The invention is explained in detail in the following description of exemplary embodiments shown schematically in a greatly simplified manner in the drawings. It shows F i g. 1, 2 and 3 show a side or front or top view of an embodiment according to the invention. 4 is a schematic plan view of the mechanism for controlling the control arms of the exemplary embodiment according to FIGS . 1 to 3, FIG. 5 one of the F i g. 4 corresponding representation of a modified mechanism, FIG. 6 one of the F i g. 1. Corresponding side view of a modified embodiment of a device according to the invention with control arms, FIG. 7 is a partial side view, shown partially in section, of a modification of the exemplary embodiment according to FIGS . 1 to 6, in which the angle of attack of the steering wheel is independent of the position of the vehicle, F i g. 8 and 9 of FIG. 7 corresponding representations of two exemplary embodiments in which the transverse forces of the control arms are changed by changing their angle of attack, F i _g. 10 and 11 a rear and a side view of a further embodiment of a watercraft with a control according to the invention, in which adjustable sliding bodies are provided instead of control arms, FIG . 12 one of the F i -. 10 corresponding representation of the water vehicle according to FIGS. 10 and 11 in an inclined position about its longitudinal axis, F i y. 13 a side view of a watercraft with a further embodiment of a device according to the invention, in which instead of control arms an aerodynamic wing and adjustable sliding bodies are provided which are unkinematically coupled to the wing and to the control, F i - 14 shows a schematically simplified section through a differential gear for the kinematic clutch of the exemplary embodiment according to FIG. 13 and a side view of the wing to Veranschaulichun '- the kinematic coupling.

In den F i g. 1 bis 4 ist ein Wasserfahrzeug mit aero- oder hydrodynamischem Auftrieb schematisch stark vereinfacht dargestellt, wobei die bei Fahrzeugen dieser Art an sich bekannten Auftriebs-, Vortriebsorgane u. dgl. aus übersichtlichkeitsgründen weggelassen sind, da die in diesen Figuren dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung bei Wasserfahrzeugen mit den verschiedenartigsten Auftriebs- und Vortriebsorganen benutzt werden kann.In the F i g. 1 to 4 a watercraft with aerodynamic or hydrodynamic buoyancy is shown schematically in a greatly simplified manner, the buoyancy, propulsion organs and the like, which are known per se in vehicles of this type, are omitted for reasons of clarity, since the device according to the invention shown in these figures is also used in watercraft the most diverse buoyancy and propulsion organs can be used.

Züi beiden Seiten des Rumpfes 1 des Wasserfahrzeuges nach den F i g. 1 bis 4 sind mit ihren schräg nach vorn unten zeigenden Enden in das Wasser tauchende Steuerarme 2 und 3 vor-esehen, von denen jeder mit seinem aus dem Wasser herausragenden Ende an einer querschiffs angeordneten Welle 4 bzw. 5 befestigt ist, die im Rumpf 1 hinter seinem Schwerpunkt G drehbar in einem Lager 4' bzw. 5' gelagert ist. Beide Wellen 4 und 5 sind für eine gleichzeitige Betätigung in entgegengesetztem Drelisinn mit der in der Zeichnung nicht dargestellten Steuerung des Wasserfahrzeuges verbunden, wobei ein mit der Steuerung über ein selbsthemmendes Getriebe, z. B. ein Schneckengetriebe, verbundenes Kegelrad 8 mit je einem an jeder Welle 4 und 5 sitzenden Kegelrad 6 bzw. 7 kämmt. Am Heck des Rumpfes 1 ist eine Kielflosse 14 vorgesehen, deren Abmessungen groß genug sind, um auch bei mindestens teilweise durch den aero- oder hydrodynamischen Auftrieb aus dem Wasser gehobenem Rumpf in das Wasser zu tauchen und eine gute Kursstabilität zu gewährleisten. Die Kielflosse 14 weist ein Steuerruder 15 auf, das insbesondere zum Steuern des Wasserfahrzeuges bei der Langsamfahrt bestimmt ist, wenn das Schiff nur durch hydrostatische Kräfte vom Wasser getragen wird. Das Ruder 15 kann aber auch zur Unterstützung der Wirkung der Kielflosse 14 bei der Normalfahrt verwendet werden, wenn der aero- oder hydrodynamische Auftrieb wirksam ist.For both sides of the hull 1 of the watercraft according to FIGS. 1 to 4 are provided with their ends pointing obliquely forward and downward in the water diving control arms 2 and 3 , each of which is attached with its end protruding from the water to a transversely arranged shaft 4 or 5 , which is in the hull 1 behind its center of gravity G is rotatably mounted in a bearing 4 'or 5' . Both shafts 4 and 5 are connected to the control of the watercraft, not shown in the drawing, for simultaneous actuation in opposite directions. B. meshes with a worm gear, bevel gear 8 connected with one on each shaft 4 and 5 seated bevel gear 6 and 7 respectively. At the stern of the hull 1 , a keel fin 14 is provided, the dimensions of which are large enough to dive into the water even when the hull is at least partially lifted out of the water by the aerodynamic or hydrodynamic buoyancy and to ensure good course stability. The keel fin 14 has a rudder 15 which is intended in particular for steering the watercraft when traveling slowly when the ship is only carried by the water by hydrostatic forces. However, the rudder 15 can also be used to support the action of the keel fin 14 during normal travel when the aerodynamic or hydrodynamic lift is effective.

Die Steuerarme 2 und 3 sind so profiliert und so mit den Wellen 4 und 5 verbunden, daß während der Fahrt dieWasserströmung quer nach außen gerichtete Ouerkrifte verursacht, deren Resultierende in den F i e. 2, 3 und 4 durch Vektoren f,2 und f, dargestellt sind und deren gedachte Verlängerungen, wie das insbesondere aus F i g. 2 liervorgeht, in einem möglichst großen Abstand unterhalb des Schwerpunktes G verlaufen, so daß infolge der symmetrischen Anordnung der beiden Arme 2 und 3 durch diese Querkräfte auf den Rumpf 1 gleich große, aber entgegengesetzt wirkende Drehmomente um die durch den Schwerpunkt G gehende L5ngsachse verursacht werden. Bei der Modifikation des Ausführunosbeispiels des die Steuerarnie 2 und 3 betätigenden Mechanismus nach F i 4 sind die Wellen 4 und 5 mit Stoßdämpfern 9 und 10 verbunden, die auf die Steuerarme 2 und 3 einwirkenden Stößen einen großen Widerstand ent-(Tegensetzen, vom Steuerstand kommenden länger dauernden Einwirkungen jedoch nachgeben. Diese Stoßdämpfer 9 und 10 können zum Schutz des selbsthemmenden Getriebes oder auch an Stelle dieses vorgeschen sein.The control arms 2 and 3 are profiled and connected to the shafts 4 and 5 in such a way that, during travel, the water flow causes transversely outwardly directed forces, the resultant of which is shown in the figures . 2, 3 and 4 are represented by vectors f, 2 and f, and their imaginary extensions, such as that in particular from FIG. 2, run at as great a distance as possible below the center of gravity G , so that due to the symmetrical arrangement of the two arms 2 and 3 , these transverse forces on the torso 1 cause equally large but opposing torques around the longitudinal axis passing through the center of gravity G. . In the modification of the exemplary embodiment of the mechanism according to F i 4 which actuates the control arms 2 and 3 , the shafts 4 and 5 are connected to shock absorbers 9 and 10 , which offer great resistance to shocks acting on the control arms 2 and 3 (Tegens, coming from the control station However, these shock absorbers 9 and 10 can be provided to protect the self-locking gear or instead of it.

Eine andere Möglichkeit, die Rückwirkung der durch die Vektoren f" und f.Another possibility of the retroactive effect of the vectors f " and f.

- 3 dargestellten Querkräfte auf die Steuerung am Steuerstand auszuschalten, besteht darin, die Wellen 4 und 5 so anzuordnen, daß sie in den gleichen Ebenen liegen wie die Vektoren ., der resultierenden Ouerkräfte ihrer Steuer-und f.- To switch off the lateral forces shown on the control at the helm station as shown in FIG . 3 , the shafts 4 and 5 must be arranged so that they lie in the same planes as the vectors.

arme 2 bzw. 3. In diesem Fall können auf die Steuerarme 2 und 3 einwirkende Wasserkräfte keine die Wellen 4 und 5 verdrehende Drehmomente verursachen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 stehen die Wellen 4 und 5 in einem Winkel oc zueinander, der noch mehr verkleinert werden kann, was dazu führen würde, daß das Vorzeichen der Drehmomente umgekehrt würde, so daß die Steuerarme (und die Steuerung) der Betätigung durch den Steuermann Widerstand leisten würden.poor 2 or 3. In this case, water forces acting on the control arms 2 and 3 cannot cause the shafts 4 and 5 to twist torques. In the embodiment according to FIG. 5 the shafts 4 and 5 are at an angle oc to one another, which can be made even smaller, which would result in the sign of the torques being reversed, so that the control arms (and the control) would resist actuation by the helmsman .

Die Steuerarme 2 und 3 wirken in der im folgenden beschriebenen Weise. Bei der Geradeausfahrt tauchen die beiden Steuerarme 2 und 3 gleich tief in das Wasser ein. Wird der Rumpf 1 durch irgendeine äußere Einwirkung zur Seite geneigt, dann taucht der eine Steuerarm tiefer in das Wasser ein, während der Eintauchgrad des anderen Armes verringert wird. Durch die hierbei eintretende Änderung der wirksamen, in das Wasser tauchenden Flächen wird die Querkraft des tiefer eintauchenden Armes vergrößert, während die Querkraft des weniger in das Wasser tauchenden Steuerarmes verringert wird. Dieser Kraftunterschied erzeugt ein den Rumpf 1 wieder in seine Normallage zurückdrehendes Krängungsmoment. Das Wasserfahrzeug wird also durch die beiden Steuerarme 2 und 3 bei der Geradeausfahrt stabilisiert. Wenn das Wasserfahrzeug nun seine Fahrtrichtung ändern soll, dann werden vom Steuerstand aus die beiden Arme 2 und 3 im entgegengesetzten Drehsinn so um die Achsen der Wellen 4 und 5 verschwenkt, daß der dem Drehkreisinneren abgekehrte, also kurvenäußere Steuerarm tiefer in das Wasser taucht und der andere Arm entsprechend herausgehoben wird. Dadurch werden die durch die Vektoren f. und f. dargestellten Querkräfte entsprechend vergrößert bzw. verringert, so daß das durch den vom 'geplanten Drehkreis abgekehrte, also äußeren Steuerarm verursachte Drehmoment um die Längsachse des Rumpfes 1 größer wird und das von dem dem Drehkreisinneren zugekehrten Steuerarm verursachte Drehmoment verkleinert wird. Die Differenz dieser beiden Drehmomente wirkt dann als ein das Wasserfahrzeug in das Drehkreisinnere krängendes Krängungsmoment, das so lange wirksam ist, bis der Rumpf 1 eine solche Neigung um seine Längsachse erreicht hat, daß die beiden durch die Steuerarme 2 und 3 verursachten Drehmomente um die Fahrzeuglängsachse gleich sind. In dieser Lage des Rumpfes wirken dann die Steuerarme 2 und 3 wieder stabilisierend, um den Rumpf so lange in dieser Krängung zu halten, solange vom Steuerstand aus die Steuerarme 2 und 3 in der eingestellten Stellung gehalten werden. Durch das Krängen des Rumpfes 1 wird auch die durch die nicht dargestellten Auftriebsorgane erzeugte Auftriebskraft in das Drehkreisinnere geneigt, so daß ihre Horizontalkomponente als Zentripetalkraft die Bewegung des Wasserfahrzeuges längs einer gewünschten Kreisbahn verursacht. Durch die sich hierbei laufend ändernde Anströmrichtung der Kielflosse 14 wird der Rumpf 1 windfahnenartig dauernd dem Drehkreis entsprechend um seine vertikale Achse gedreht und gleichzeitig um diese Achse stabilisiert. Dadurch, daß die Steuerarme 2 und 3 so weit hinten am Rumpf 1 gelagert sind, daß ihre eingetauchten Enden sich hinter dem Schwerpunkt G befinden, wird erreicht, daß die Steuerarme 2 und 3 mit zur Kursstabilität beitragen. Dadurch, daß die Steuerarme, wie das insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich ist, von hinten oben nach vorn unten geneigt sind, so daß bei deren Betätigung derjenige Arm, der sich an der dem Drehkreisinneren zugekehrten Seite befindet, nach vorwärts und der dem Drehkreisinneren ab-ekehrte äußere Steuerarm nach rückwärts be-C wegt wird. Dies hat zur Folge, daß die Querkraft des C dem Drehkreisäußeren zug ekehrten Armes einen längeren Hebelarm um die durch den Schwerpunkt G gehende vertikale Hochachse hat als der dem Dreh-D kreisinneren zu-ekehrte Steuerarm, so daß dadurch beim Befahren eines Drehkreises durch die Steuerarme 2 und 3 ein Giermoment erzeugt wird, das in der richtigen Richtung, d. h. in der Richtung der Bahnkrümmung wirkt. Wäre es jedoch in speziellen Fällen notwendi-, ein Giermoment von entgegengesetztem Vorzeichen beim Befahren eines Drehkreises zu erzeugen, so ließe sich diese Forderung dadurch erfüllen, daß die Steuerarme 2 und 3 von vorn nach hinten unten geneigt werden und dann entsprechend mit umgekehrtem Drehsinn betätigt werden müssen.The control arms 2 and 3 operate in the manner described below. When driving straight ahead, the two control arms 2 and 3 plunge equally deep into the water. If the hull 1 is tilted to the side by some external influence, then one control arm dips deeper into the water, while the degree of immersion of the other arm is reduced. As a result of the change in the effective surfaces immersed in the water, the transverse force of the arm that immerses deeper is increased, while the transverse force of the control arm that is less immersed in the water is reduced. This difference in force generates a heeling moment that rotates the fuselage 1 back into its normal position. The watercraft is thus stabilized by the two control arms 2 and 3 when driving straight ahead. If the watercraft is to change its direction of travel, then the two arms 2 and 3 are pivoted from the steering position in the opposite direction of rotation about the axes of the shafts 4 and 5 so that the control arm facing away from the inside of the turning circle, i.e. on the outside of the curve, dips deeper into the water and the the other arm is lifted out accordingly. As a result, the transverse forces represented by the vectors f. And f. Are correspondingly increased or decreased, so that the torque around the longitudinal axis of the fuselage 1 caused by the turning circle turned away from the planned turning circle, i.e. the outer control arm, is greater and that caused by the torque facing the inside of the turning circle Torque caused by the control arm is reduced. The difference between these two torques then acts as a heeling moment heeling the watercraft into the inside of the turning circle, which is effective until the hull 1 has reached such an inclination about its longitudinal axis that the two torques caused by the control arms 2 and 3 about the longitudinal axis of the vehicle are the same. In this position of the fuselage, the control arms 2 and 3 again have a stabilizing effect in order to keep the fuselage in this heel as long as the control arms 2 and 3 are held in the set position from the control station. The heeling of the hull 1 also inclines the buoyancy force generated by the buoyancy organs, not shown, into the inside of the turning circle, so that its horizontal component as centripetal force causes the watercraft to move along a desired circular path. As a result of the continuously changing flow direction of the keel fin 14, the hull 1 is continuously rotated around its vertical axis in the manner of a wind vane in accordance with the turning circle and at the same time stabilized around this axis. Because the control arms 2 and 3 are mounted so far back on the fuselage 1 that their submerged ends are located behind the center of gravity G , it is achieved that the control arms 2 and 3 contribute to course stability. The fact that the control arms, such as that in particular from FIG. 1 can be seen, are inclined from the rear top to the front bottom, so that when they are actuated that arm which is located on the side facing the inside of the turning circle is moved forward and the outer control arm facing away from the inside of the turning circle is moved backward. This has the consequence that the transverse force of the C train the turning circle outside ekehrten arm has a longer lever arm to the line passing through the center of gravity G vertical vertical axis than the rotary-D circular inner ekehrte to control arm, thereby when driving of a turning circle by the control arms 2 and 3 a yaw moment is generated which is in the correct direction, i. H. acts in the direction of the curvature of the path. However, if it were necessary in special cases to generate a yaw moment of the opposite sign when driving in a turning circle, this requirement could be met by tilting the control arms 2 and 3 from the front to the rear and then operating them in the opposite direction have to.

Die Steuerarme 2 und 3 können auch so ausgebildet werden, daß sie bei der Stabilisierung um die Längsachse auftretende Pendelbewegungen dämpfen und dadurch zur dynamischen Stabilität beitragen. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß die Arme eine leichte Verwindung aufweisen, so daß die aufeinanderfol-enden Querschnitte derselben von ihrem oberen mit den Wellen 4 und 5 verbundenen Ende sich stetig verändernde, vorzugsweise verringernde Anstellwinkel aufweisen. Die Steuerarme können auch eine sich verjüngende Form haben, so daß sich die Sehnen ihrer Querschnitte zum unteren Ende der Arme hin verkleinern. Dadurch wird erreicht, daß sich das von den Steuerarmen verursachte Drehmoment nicht linear mit dem Eintauchgrad ändert.The control arms 2 and 3 can also be designed so that they dampen pendulum movements occurring during stabilization about the longitudinal axis and thereby contribute to dynamic stability. This can e.g. B. be achieved in that the arms have a slight twist so that the successive cross-sections of the same from their upper end connected to the shafts 4 and 5 have continuously changing, preferably decreasing angles of attack. The control arms can also have a tapered shape so that the tendons of their cross-sections decrease in size towards the lower end of the arms. This ensures that the torque caused by the control arms does not change linearly with the degree of immersion.

Das Ausführunasbeispiel eines Wasserfahrzeuges nach F i g. 6 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß auf jeder Seite des Fahrzeuges zwei Steuerarme 2, 2' vor-esehen sind, die vor und hinter dem Schwerpunkt angeordnet und in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, von denen in F i g. 6 nur die backbordseitiaen Steuerarme 2 und 2' sichtbar sind, die mit Wellen 11 und 13 fest verbunden sind. Um auf einer Seite des Fahrzeugrumpfes 1 den Eintauchgrad beider Arme 2 und 2' im gleichen Sinne zu verändern, müssen die auf einer Seite befindlichen Steuerarme von der Steuerung gegensinnig angetrieben werden. Das hat zur Folge, daß bei Betätigung der Steuerung die in das Wasser tauchenden Enden der Steuerarme auf der einen Seite einander genähert und auf der anderen Seite voneinander entfernt werden. Werden nun auf beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes die Steuerarme um gleiche Beträge geschwenkt, dann C lb verschieben sich die Resultierenden der Querkräfte beim Betätigen der Steuerung nicht längs der Längsachse, so daß diese Resultierenden immer in einer gleichen Zuordnung zum Schwerpunkt G des Rumpfes angreifen. Durch die entsprechende Anordnung der Wellen 11 und 13 kann daher der Angriffspunkt dieser Resultierenden der Querkräfte nach Belieben in den Schwerpunkt G oder vor diesen oder hinter diesen gelegt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Sicherheit des Wasserfahrzeuges erhöht wird, da bei Bruch eines Armes der andere Arm ein Kentern des Wasserfahrzeuges verhindert und dem Steuermann Zeit gibt, einzugreifen, um das Wasserfahrzeug wieder aufzurichten.The exemplary embodiment of a watercraft according to FIG. 6 differs from the embodiment described above only in that two control arms 2, 2 'are provided on each side of the vehicle, which are arranged in front of and behind the center of gravity and are inclined in opposite directions, of which in FIG . 6 only the port side control arms 2 and 2 'are visible, which are firmly connected to shafts 11 and 13. In order to change the degree of immersion of both arms 2 and 2 'in the same way on one side of the vehicle body 1, the control arms located on one side must be driven in opposite directions by the control. As a result, when the control is actuated, the ends of the control arms immersed in the water are brought closer to one another on the one hand and moved away from one another on the other. Will now be pivoted on both sides of the vehicle body, the control arms by equal amounts, then C lb shift the resultants of the shear forces during actuation of the control is not the longitudinal axis, so that this resultant always attack along in a same assignment to the center of gravity G of the trunk. Due to the appropriate arrangement of the shafts 11 and 13 , the point of application of this resultant of the transverse forces can be placed in the center of gravity G or in front of it or behind it as desired. Another advantage of this embodiment is that the safety of the watercraft is increased, since if one arm breaks, the other arm prevents the watercraft from capsizing and gives the helmsman time to intervene in order to raise the watercraft again.

Das in F i g. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dadurch, daß hier der Steuerarm 16 nicht fest, sondern um seine Längsachse frei drehbar in einem Lager 20 der querschiffs angeordneten Welle 4 oder 5 oder 11. oder 13 gelagert und mit einer Flosse 17 starr verbunden ist, die sich parallel zu ihm erstreckt. Durch diese drehbare Lagerung des Steuerarmes 16 im Lager 12 und durch die Flosse 17 wird erreicht, daß sich durch die auf den Arm 16 und die Flosse 17 einwirkende Wasserströmung der Arm 16 immer auf den konstruktiv vorgesehenen bestimmten Anstellwinkel zum Erzeugen der Querkraft f" oder f, einstellt, ohne daß hierbei, wie bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 bis 6, eine Stabilisierung des Anstellwinkels durch eine Kielflosse 14 notwendig wäre. Dies hat den Vorteil, daß der Rumpf an Stelle der Kielflosse 14 mit einer aerodynamischen Schwanzflosse versehen wird, die den Rumpf windfahnenartig entsprechend dem jeweiligen Fahrtwind um seine Hochachse dreht. Gegenüber der Ausrichtung auf die Wasserströmung während der Fahrt kann eine solche Ausrichtung nach dem Fahrtwind Vorteile bieten. Die in F i g. 7 veranschaulichte konstruktive Lösung des Steuerarmes 16 mit stabilisiertem Anstellwinkel ist lediglich eines von vielen dem Fachmann z. B. aus dem Flugzeugbau geläufigen Mitteln dieser Art, bei denen es im wesentlichen darauf ankommt, stets dafür Sorge zu tragen, daß der aus einem oder, wie in F i g. 7 dargestellt, aus zwei profilierten Flügeln 16 und 17 bestehende Steuerarm immer den für ihn vorgesehenen Anstellwinkel einhält.The in Fig. 7 differs from the previous embodiments in that the control arm 16 is not fixed, but freely rotatable about its longitudinal axis in a bearing 20 of the transversely arranged shaft 4 or 5 or 11 or 13 and is rigidly connected to a fin 17 that extends parallel to him. This rotatable mounting of the control arm 16 in the bearing 12 and the fin 17 ensures that the water flow acting on the arm 16 and the fin 17 of the arm 16 is always at the specified angle of attack for generating the transverse force f "or f , sets without this case, g as in the embodiments according to F i. 1 to 6, a stabilization of the angle of attack would be required by a fin 14. This has, that the body instead of the fin 14 provided the advantage with an aerodynamic tail fin which turns the fuselage around its vertical axis in a wind vane-like manner according to the respective airflow. Compared to the orientation towards the water flow while driving, such an orientation according to the airflow can offer advantages. The structural solution of the control arm 16 illustrated in FIG. 7 with a stabilized angle of attack is only one of many means familiar to a person skilled in the art, e.g. from aircraft construction d of this kind, in which it is essentially important to always ensure that the one or, as in F i g. 7 shown, the control arm consisting of two profiled wings 16 and 17 always maintains the angle of attack intended for it.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 hat gegenüber den vorhergehenden Ausführungsbeispielen noch den Vorteil, daß hier durch dem Fachmann geläufige Maßnahmen ohne weiteres die Anordnung so getroffen werden kann, daß bei Änderung des Eintauchgrades sich gleichzeitig auch der sich selbst einstellende Anstellwinkel des Steuerarmes 16 ändert. Dadurch können die Stabilitätseigenschaften beliebig und nach Wunsch beeinflußt werden. Dies kann z. B. durch eine Schränkung des Profils des Armes 16 und/oder der Flosse 1.7, durch nicht parallele Anordnung des Armes 16 und der Flosse 17 oder durch die Wahl eines bestimmten Winkels zwischen der sich längs des Armes 16 erstreckenden Drehachse und der Längsachse des Armes 16 erreicht werden.The embodiment according to FIG. 7 has the advantage over the previous embodiments that the arrangement can easily be made here by means of measures familiar to the person skilled in the art so that when the degree of immersion is changed, the self-adjusting angle of incidence of the control arm 16 also changes at the same time. As a result, the stability properties can be influenced as desired and as desired. This can e.g. B. by a twisting of the profile of the arm 16 and / or the fin 1.7, by non-parallel arrangement of the arm 16 and the fin 17 or by choosing a certain angle between the axis of rotation extending along the arm 16 and the longitudinal axis of the arm 16 can be achieved.

Das in F i g. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen grundsätzlich dadurch, daß hier der Steuerarm 21 nicht mehr zur Veränderung seines Eintauchgrades an einer im Fahrzeugrumpf drehbar gelagerten Welle 4 oder 5 befestigt ist, sondern zur Änderung seines Anstellwinkels nur um eine sich im wesentlichen in seiner Längsrichtung erstreckende Achse verschwenkbar ist. Zu diesem Zweck ist der Steuerarm 21 an einem Träger 24 befestigt, der einen Lagerzapfen 26 aufweist, der in einem Lager 28 drehbar gelagert ist, das in einem Teil 64 des Fahrzeugrumpfes angeordnet ist.The in Fig. 8 differs from the previous embodiments in that the control arm 21 is no longer attached to a shaft 4 or 5 rotatably mounted in the vehicle body to change its degree of immersion, but only to change its angle of attack by one essentially in its longitudinal direction extending axis is pivotable. For this purpose, the control arm 21 is attached to a carrier 24 which has a bearing pin 26 which is rotatably mounted in a bearing 28 which is arranged in a part 64 of the vehicle body.

Um den Steuerarm 21. zum Verändern seines Anstellwinkels um seine Drehachse vom Steuerstand aus verschwenken zu können, ist hinter dem Steuerarm 21 am Träger 24 eine Steuerflosse 22 drehbar gelagert, die zu diesem Zweck einen Zapfen 65 aufweist, der in ein Lager 23 des Trägers 24 eingreift. Um die Stenerflosse 22 vom Steuerstand aus zu betätigen, ist ein Betätigungsgestänge vorgesehen, das in einer Zentralbohrung des Lagerzapfens 26 eine axial verschiebbare, mit der Steuerung verbundene Stange 25 aufweist, die über ein Gelenk 27 mit dem einen Arm eines Winkelhebels 60 verbunden ist, der um eine Achse 61 schwenkbar mit dem Träger 24 verbunden ist. Am zweiten Arm des Winkelhebels 60 ist mittels eines Gelenkes 29 eine Stange 62 verbunden, die mittels eines Gelenkes 63 mit der Flosse 22 verbunden ist. Jede Axialverschiebung der Stange 25 bewirkt also eine Drehung der Flosse 22, durch die dann wiederum ein Drehen des Trägers 24 im Lager 64 und damit ein entsprechendes Drehen des Steuerarmes 21 durch die Wasserströmung verursacht wird. Dadurch kann von der Steuerung aus der Anstellwinkel des Armes 21 beliebig eingestellt werden. Ist die Steuerung auf Geradeausfahrt eingestellt, dann sind die Arme auf beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes auf gleiche Anstellwinkel eingestellt, so daß sich die durch die hydrodynamischen Querkräfte verursachten Drehmomente um die Längsachse das Gleichgewicht halten. Bei Betätigung der Steuerung wird der Anstellwinkel des Armes auf der einen Seite vergrößert und auf der anderen Seite verringert, so daß eine entsprechende Änderung der Querkräfte eintritt und die Differenz der diese Querkräfte verursachten Drehmomente ein Krängungsmoment zur Folge hat, das beim Neigen des Schiffes durch die sich dabei ändernden Eintauchgrade der Arme 21 auf den verschiedenen Seiten des Fahrzeuges bei der gewünschten Krängung des Fahrzeuges verschwindet. Bei dieser Krängung des Fahrzeuges wirken dann die Arme 21 auf den beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes wieder stabilisierend, wie das in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 4 beschrieben worden ist.In order to be able to pivot the control arm 21 about its axis of rotation from the control stand to change its angle of attack, a control fin 22 is rotatably mounted behind the control arm 21 on the carrier 24, which for this purpose has a pin 65 which is inserted into a bearing 23 of the carrier 24 intervenes. In order to actuate the star fin 22 from the control station, an actuating linkage is provided which has an axially displaceable rod 25 connected to the control in a central bore of the bearing pin 26 , which is connected via a joint 27 to one arm of an angle lever 60 which is connected to the carrier 24 so as to be pivotable about an axis 61. A rod 62 is connected to the second arm of the angle lever 60 by means of a joint 29 and is connected to the fin 22 by means of a joint 63. Each axial displacement of the rod 25 thus causes a rotation of the fin 22, which in turn causes a rotation of the carrier 24 in the bearing 64 and thus a corresponding rotation of the control arm 21 by the water flow. As a result, the angle of attack of the arm 21 can be set as desired by the controller. If the control is set to drive straight ahead, then the arms on both sides of the vehicle body are set to the same angle of attack, so that the torques caused by the hydrodynamic transverse forces are balanced around the longitudinal axis. When the control is operated, the angle of attack of the arm is increased on the one hand and decreased on the other, so that a corresponding change in the transverse forces occurs and the difference in the torques caused by these transverse forces results in a heeling moment that is caused by the tilting of the ship changing degrees of immersion of the arms 21 on the different sides of the vehicle disappears at the desired heeling of the vehicle. With this heeling of the vehicle, the arms 21 then have a stabilizing effect on both sides of the vehicle hull, as is the case in connection with the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4 has been described.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 8 lediglich dadurch, daß hier die Steuerflosse 30, 30' aus einem am Träger 24 starr befestigten vorderen Teil 30 und der eigentlichen schwenkbaren Steuerflosse 30' besteht.The embodiment according to FIG. 9 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 8 only in that here the control fin 30, 30 ' consists of a front part 30 rigidly attached to the carrier 24 and the actual pivotable control fin 30' .

Bei dem in den F i g. 10 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Wasserfahrzeuges sind an Stelle der verschwenkbaren Steuerarme der vorhergehenden Ausführungsbeispiele verstellbare Gleitkörper 32 und 33 vorgesehen, deren Eintauchgrad sich beim Verstellen vom Steuerstand aus unterschiedlich ändert. Jeder der beiden Gleitkörper 32 und 33 weist eine aufrechte Säule 47 bzw. 48 auf, die beide an den Enden von zwei einander parallelen Ouerträgern 39 und 40 zur Bildung eines Parallelogramms angelenkt sind, die in ihrer Mitte um zwei in der Fahrzeuglängssymmetrieebene liegende waagerechte Achsen 45 bzw. 46 schwenkbar mit dem Fahrzeugrumpf 31 verbunden sind. Die Achse 46 ist hierbei durch eine mit dem Querträger40 fest verbundene Welle gebildet, die in einem hinten am Rumpf 31 angeordneten Lager drehbar gelagert ist und innerhalb des Rumpfes eine mit ihr fest verbundene, in der Zeichnung nicht dargestellte Kurbel trägt, die vom Steuerstand aus betätigbar ist, so daß durch Drehen der die Arme 46 bildenden Welle die relative Lage des Rumpfes 31 und der Gleitkörper 32 und 33 zueinander so verändert werden kann, wie das in F i g. 12 dargestellt ist.In the case of the FIG. 10 to 12 illustrated embodiment of a watercraft are provided instead of the pivotable control arms of the previous embodiments adjustable sliding bodies 32 and 33 , the degree of immersion changes differently when adjusting from the control station. Each of the two sliding bodies 32 and 33 has an upright column 47 and 48, respectively, which are both hinged to the ends of two parallel cross beams 39 and 40 to form a parallelogram, which in their center around two horizontal axes 45 lying in the vehicle's longitudinal plane of symmetry and 46 are pivotably connected to the vehicle body 31 . The axis 46 is formed here by a shaft firmly connected to the cross member 40, which is rotatably mounted in a bearing arranged at the rear of the fuselage 31 and within the fuselage carries a crank, not shown in the drawing, permanently connected to it, which can be actuated from the control station is, so that by rotating the shaft forming the arms 46, the relative position of the body 31 and the sliding bodies 32 and 33 to one another can be changed as shown in FIG. 12 is shown.

Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen die Steuerarme 2, 3, 16, 21 nur zur Steuerung und Stabilisierung, nicht aber zur Erzeugung des hydrodynamischen Auftriebes des Wasserfahrzeuges dienen, sind die bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 10 bis 12 die zu beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes 31 angeordneten Steuerorgane bildenden Gleitkörper 32 und 33 gleichzeitig den das Wasserfahrzeug tragenden Auftrieb erzeugende Organe. Der hydrodynamische Auftrieb wird hierbei durch die Hinterkanten 34 und 35 der Böden der Gleitkörper 32 und 33 gebildet. Zur Sicherstellung der Längsstabilität des Wasserfahrzeuges sind die Gleitkörper 32 und 33 mit ihren Hinterkanten 34 und 35 am Heck des Rumpfes 31 angeordnet, während zum Tragen des vorderen Teiles des Rumpfes 31 im Boden desselben eine vor dessen Schwerpunkt liegende Stufe 36 vorgesehen ist.In contrast to the previously described exemplary embodiments, in which the control arms 2, 3, 16, 21 are only used for control and stabilization, but not for generating the hydrodynamic lift of the watercraft, in the exemplary embodiment according to FIG. 10 to 12, the control members arranged on both sides of the vehicle hull 31 forming sliding bodies 32 and 33 at the same time the members generating the buoyancy of the watercraft. The hydrodynamic lift is formed here by the rear edges 34 and 35 of the bottoms of the sliding bodies 32 and 33 . To ensure the longitudinal stability of the watercraft, the sliding bodies 32 and 33 are arranged with their rear edges 34 and 35 at the stern of the hull 31 , while a step 36 in front of its center of gravity is provided in the bottom of the hull 31 to support the front part of the hull.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung des in den F i g. 10 und 12 dargestellten Wasserfahrzeuges besteht in folgendem. Bei der Geradeausfahrt wird die Stabilität um die Längsachse durch die Gleitkörper 32 und 33 ebenso sichergestellt wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen durch die Steuerarme. Beim Betätigen der Steuerung zum Befahren eines Drehkreises wird die die Achse 46 bildende Welle gedreht, so daß der kurvenäußere Gleitkörper 32 relativ zum Rumpf 31 tiefer und der kurveninnere Gleitkörper 33 höher gestellt wird. Da sich die Gleitkörper 32 und 33 einer Änderung des Eintauchgrades sofort widersetzen, wird beim Drehen der die Achse 46 bildenden Welle der Rumpf 31 und mit diesem die mit ihm durch das ein Parallelogramm bildende Gestänge 39, 40, 47, 48 verbundenen Gleitkörper 32 und 33 in das Drehkreisinnere geneigt. Mit dieser Neigung des Rumpfes 31 und der Gleitkörper 32 und 33 werden auch die Resultierenden der innerhalb der Symmetrieebenen des Rumpfes 31 und der Gleitkörper 32 und 33 nach oben gerichteten Auftriebskräfte mit in das Innere des Drehkreises geneigt, so daß durch die Horizontalkomponenten dieser geneigten Auftriebskräfte die für das Beschreiben des Drehkreises gewünschte Zentripetalkraft verursacht wird. Bei jeder hierbei durch die Gleitkörper 32 und 33 eingestellten Krängung des Rumpfes 31 wird das ganze Fahrzeug durch die Gleitkörper um die Rumpflängsachse stabilisiert.The mode of operation of the device of the FIG. 10 and 12 illustrated watercraft consists of the following. When driving straight ahead, the stability about the longitudinal axis is ensured by the sliding bodies 32 and 33 , as in the previous exemplary embodiments by the control arms. When the control is operated to travel on a turning circle, the shaft forming the axis 46 is rotated so that the sliding body 32 on the outside of the curve is set lower relative to the body 31 and the sliding body 33 on the inside of the curve is set higher. Since the sliding bodies 32 and 33 immediately oppose a change in the degree of immersion, when the shaft forming the axis 46 rotates , the body 31 and with it the sliding bodies 32 and 33 connected to it by the rods 39, 40, 47, 48 forming a parallelogram inclined into the inside of the turning circle. With this inclination of the hull 31 and the sliding bodies 32 and 33 and the resultant are the inclined within the planes of symmetry of the hull 31 and the sliding bodies 32 and 33 upward buoyant forces with the inside of the turning circle, so that by the horizontal components of these sloped buoyancy forces the desired centripetal force for describing the turning circle is caused. With each heeling of the fuselage 31 set by the sliding bodies 32 and 33 , the entire vehicle is stabilized by the sliding bodies about the longitudinal axis of the fuselage.

Bei dem in den F i g. 10 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gleitkörper32, 33 nichtfedernd mit den Querträgern39 und 40 verbunden. Um vom Wasser herrührende Stöße aufzufangen, können hier aber in der Verbindung federnde Elemente, Stoßdämpfer od. dgl. eingefügt sein.In the case of the FIG. 1 0 to 12 illustrated embodiment, the sliding bodies 32, 33 are connected to the cross members 39 and 40 in a non-resilient manner. In order to absorb shocks from the water, however, resilient elements, shock absorbers or the like can be inserted here in the connection.

Das in den F i g. 13 und 14 dargestellte Ausführungsbeispiel ist besonders dazu geeignet, den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken zu demonstrieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an Stelle der Steuerarme 2, 3, 16, 21 der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 bis 9 ein aerodynamischer Flügel 54 und diesem zugeordnete beiderseits des Fahrzeuges angeordnete verstellbare Gleitkörper, nämlich Wasserskier 50, vorgesehen, wobei der Flügel 54 und die Gleitkörper 50 mit der Steuerung durch das in F i g. 14 dargestellte Ausgleichsgetriebe gekuppelt sind.The in the F i g. The embodiment shown in FIGS. 13 and 14 is particularly suitable for demonstrating the idea on which the invention is based. In this embodiment, instead of the control arms 2, 3, 16, 21 of the embodiments according to FIGS. 1 to 9, an aerodynamic wing 54 and adjustable sliding bodies, namely water skis 50, associated therewith and arranged on both sides of the vehicle, are provided, the wing 54 and the sliding bodies 50 being controlled by the system shown in FIG. 14 differential gear shown are coupled.

Der hier das eigentliche, jeweils eine bestimmte Bewegung des Fahrzeugrumpfes um seine Längsachse einleitende Steuerorgan bildende Flügel 54 ist um eine in der Fahrzeuglängsebene liegende senkrechte Achse eines Mastes 53 schwenkbar gelagert. Um den Flügel vom Steuerstand aus mit möglichst geringen Kräften schwenken zu können, ist er mit einem Flettnerruder 55 versehen, das mit dem Gehäuse 56 des Ausgleichsgetriebes verbunden ist. Ein Kegelrad 57 dieses Ausgleichsgetriebes ist mit der Steuerung verbunden und über zwei im Gehäuse 56 drehbar gelagerte Kegelräder mit einem Kegelrad 58 gekuppelt, das fest mit einem Querträger 40 verbunden ist, der an seinen beiden Enden die zu beiden Seiten des Rumpfes 1 angeordneten Skier 50 trägt. Als hinteres Auftriebsorgan weist der Rumpf 1 eine eingetauchte Flosse 51 auf. Der durch diese Flosse 51 erzeugte hydrodynamische Auftrieb trägt den größten Teil des Gewichtes des Fahrzeuges.The wing 54, which here forms the actual control element, which in each case initiates a specific movement of the vehicle body about its longitudinal axis, is mounted pivotably about a vertical axis of a mast 53 lying in the longitudinal plane of the vehicle. In order to be able to swivel the wing from the control station with as little force as possible, it is provided with a Flettner rudder 55 which is connected to the housing 56 of the differential gear. A bevel gear 57 of this differential gear is connected to the controller and coupled via two bevel gears rotatably mounted in the housing 56 to a bevel gear 58 , which is firmly connected to a cross member 40, which carries the skis 50 arranged on both sides of the fuselage 1 at both ends . The fuselage 1 has a submerged fin 51 as the rear buoyancy device. The hydrodynamic lift generated by this fin 51 carries most of the weight of the vehicle.

Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels besteht bei der Geradeausfahrt darin, daß bei jeder z. B. durch einen Windstoß od. dgl. verursachten Krängung des Fahrzeuges die die Wasseroberfläche abtastenden Wasserskier 50 die Krängungsbewegung des Rumpfes 1 nicht mitmachen und somit der Querträger 40 in waagerechter Lage gehalten wird, so daß das Kegelrad 58 die durch die Krängung verursachte Drehung des Rumpfes 1 nicht mitmacht. Da aber die Steuerung auf Geradeausfahrt eingestellt ist, bleibt das mit der Steuerung verbundene Kegelrad 57 relativ zum Rumpf 1 unbeweglich, so daß sich die Kegelräder 57 und 58 relativ zueinander um einen der Krängung entsprechenden Betrag verstellen. Dies hat aber zur Folge, daß sich das Gehäuse 56 des Ausgleichsgetriebes relativ zum Rumpf 1 dreht und damit das Flettnerruder 55 in einem Sinne betätigt, durch den der Flügel 54 so ausschlägt, daß er ein das Fahrzeug wieder aufrichtendes Krängungsmoment verursacht. Damit wird die Stabilität um die Längsachse des Fahrzeuges bei der Geradeausfahrt aufrechterhalten.The mode of operation of this embodiment is that when driving straight ahead, for each z. B. by a gust of wind od. Like. Caused heeling of the vehicle the water surface scanning water skis 50 do not take part in the heeling movement of the hull 1 and thus the cross member 40 is held in a horizontal position, so that the bevel gear 58 the rotation of the hull caused by the heeling 1 does not participate. However, since the control is set to drive straight ahead, the bevel gear 57 connected to the control remains immobile relative to the fuselage 1 , so that the bevel gears 57 and 58 are adjusted relative to one another by an amount corresponding to the heel. However, this has the consequence that the housing 56 of the differential gear rotates relative to the fuselage 1 and thus actuates the Flettner rudder 55 in a sense by which the wing 54 deflects so that it causes a heeling moment that raises the vehicle again. This maintains stability around the longitudinal axis of the vehicle when driving straight ahead.

Wenn aber eine Kursänderung erwünscht ist, dann wird vom Steuerstand aus das Kegelrad 57 gedreht. Da das Kegelrad 58 durch den sich auf den Wasserskiern 50 abstützenden Querträger festgehalten wird, wird durch die Drehung des Kegelrades 57 das Gehäuse 56 des Ausgleichsgetriebes gedreht, so daß das Flettnerruder 55 verstellt wird und einen Ausschlag des Flügels 54 bewirkt, der ein den Rumpf 1 des Wasserfahrzeuges in das Drehkreisinnere krängendes Drehmoment um die Längsachse des Rumpfes verursacht. Sobald der Rumpf 1 sich zu krängen beginnt, tritt eine Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 56 des Ausgleichsgetriebes und dem Kegelrad 58 ein, durch die das Flettnerruder 55 zurückgestellt wird, bis in der gewünschten Krängungslage ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Bei dieser für das Befahren des Drehkreises erforderlichen Krängung wird dann der Rumpf 1 ebenso wie bei der Geradeausfahrt durch die Zusammenwirkung der Wasserskier 50 mit dem Flügel 54 stabilisiert.If, however, a course change is desired, the bevel gear 57 is rotated from the control station. Since the bevel gear 58 is held in place by the cross member supported on the water skis 50 , the housing 56 of the differential gear is rotated by the rotation of the bevel gear 57 , so that the Flettner rudder 55 is adjusted and causes the wing 54 to deflect, which engages the fuselage 1 of the watercraft in the inside of the turning circle causes heeling torque about the longitudinal axis of the hull. As soon as the fuselage 1 begins to heel, a relative rotation occurs between the housing 56 of the differential gear and the bevel gear 58 , through which the Flettner rudder 55 is reset until a state of equilibrium is reached in the desired heel position. With this heeling required for driving on the turning circle, the fuselage 1 is then stabilized by the interaction of the water skis 50 with the wing 54, as is the case when driving straight ahead.

Durch entsprechende Anordnung des Flügels 54 relativ zum Schwerpunkt des Fahrzeuges kann man erreichen, daß bei Betätigung des Flügels 54 die von diesem verursachte Querkraft entweder unmittelbar über dem Schwerpunkt oder vor oder hinter diesem angreift, so daß mit dem Krängungsmoment gleichzeitig ein gewünschtes Giermoment erzeugt oder ver-& g mieden wird.By appropriate arrangement of the wing 54 relative to the center of gravity of the vehicle, one can achieve that when the wing 54 is actuated, the lateral force caused by this acts either directly above the center of gravity or in front of or behind it, so that a desired yaw moment is generated or ver at the same time as the heeling moment - & g is avoided.

Bei Wasserfahrzeugen mit Luftvortrieb ist es zweckmäßig, wenn man den Flügel 54 im Wind der Vortriebsorgane anordnet.For watercraft with air propulsion, it is useful if you arranges the wing 54 in the wind of the propulsion organs.

Bei einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 13 und 14 kann das Kegelrad 58 statt durch den waagerechten Querträger 40 und die Wasserskier 50 mit anderen Mitteln, beispielsweise mittels eines künstlichen Horizontes, stabilisiert werden. Hierbei kann bei der Einstellung des Flügels 54 nicht nur der Krängungswinkel, sondern auch die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung bei einer Krängungsbewegung berücksichtigt werden.In a modification of the exemplary embodiment according to FIGS. 13 and 14, the bevel gear 58 can be stabilized by other means, for example by means of an artificial horizon, instead of the horizontal cross member 40 and the water skis 50. In this case, when setting the wing 54, not only the heel angle, but also the angular velocity and the angular acceleration during a heel movement can be taken into account.

An Stelle des Ausgleichsgetriebes nach Fig. 14 können an der Hinterkante des Flügels 54 auch zwei Flettnerruder vorgesehen sein, von denen eines durch die Wasserskier 50 über den Querträger 40 bei der Krängung des Rumpfes 1 und das andere unabhängig davon ausschließlich von der Steuerung steuerbar ist. Die beiden Steuervorgänge können hierbei so aufeinander abgestimmt sein, daß ohne Verwendung eines Differentialgetriebes sich die Wirkungen der beiden ausgeschlagenen Flettnerruder am Flügel 54 selbst addieren oder subtrahieren.Instead of the differential gear according to FIG. 14, two Flettner rudders can also be provided on the rear edge of the wing 54, one of which can be controlled by the water skis 50 via the cross member 40 when the fuselage 1 is heeled and the other independently of this can only be controlled by the controller. The two control processes can be coordinated with one another in such a way that, without the use of a differential gear, the effects of the two deflected Flettner rudders on the wing 54 add or subtract themselves.

Zusammenfassend ist herzustellen: a) Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 bis 1.2 wird das Wasserfahrzeug um seine Längsachse durch die entgegengesetzte Änderung des Eintauchgrades der zu beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes 1 angeordneten Steuerorgane 2, 3, 16, 21, 32, 33 stabilisiert und eine gewünschte Krängung zum Befahren eines Drehkreises durch die Einstellung unterschiedlicher Eintauchgrade oder Anstellwinkel an den zu beiden Seiten des Fahrzeugrumpfes liegenden Steuerorganen 2, 3, 16, 34, 35 bzw. 21 verursacht. Diese Steuerorgane reagieren also auf jede Abweichung der Krängung des Fahrzeugrumpfes von einer gewünschten Krängung durch die Änderung ihres Eintauchgrades und stellen gleichzeitig durch die bei einer abweichenden Krängung auftretenden Krängungsmomente den Gleichgewichtszustand wieder her. Durch das Verschwenken dieser Steuerorgane vom Steuerstan#d aus erzeugen sie das zum Erreichen einer bestimmten Krängung erforderliche Drehmoment um die Längsachse.To summarize: a) In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 1.2, the watercraft is stabilized around its longitudinal axis by the opposite change in the degree of immersion of the control elements 2, 3, 16, 21, 32, 33 arranged on both sides of the vehicle hull 1 and a desired heel for driving a turning circle by setting different degrees of immersion or Angle of attack on the control members 2, 3, 16, 34, 35 and 21 located on both sides of the vehicle fuselage. These control elements react to any deviation of the heel of the vehicle body from a desired heel by changing their degree of immersion and at the same time restore the state of equilibrium through the heeling moments that occur with a deviating heel. By pivoting these control members from the control stand, they generate the torque required to achieve a certain heel around the longitudinal axis.

b) Für diese verschiedenen Funktionen sind beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 13 und 14 zum Feststellen der jeweiligen Krängung des Fahrzeuges die Wasserskier 50 und zum Erzeugen der für die Stabilisierung und für das Steuern erforderliche Krängungsmornente der Flügel 54 vorgesehen. Der Grundgedanke ist jedoch bei allen diesen Ausführungsbeispielen immer der gleiche, die Steuerorgane gleichzeitig zur Stabilisierung des Wasserfahrzeuges um seine Längsachse heranzuziehen, indem, wie das bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 bis 12 der Fall ist, das Steuerorgan selbst, nämlich die Arme 2, 3, 16, 21 oder die Gleitkörper 32, 33, oder, wie das beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 13 und 14 der Fall ist, zusätzliche, mit dem Steuerorgan, nämlich dem Flügel 54, gekuppelte Organe, nämlich die Wasserskier 50, die vom Fahrzeug in jedem Augenblick eingenommene Krängung feststellen und bei Abweichungen von der für den je- weiligen Fahrzustand erforderlichen Krängung durch die oder das Steuerorgan ein das Fahrzeug in die gewünschte Krängung rückstellendes Krängungsmoment erzeugen. Hierbei wird die synchrone Drehung des Fahrzeugrumpfes um die vertikale Achse in seine Bewegungsrichtung und seine Stabilisierung um diese Achse sowie die Stabilisierung der Anstellwinkel der Steuerorgane durch mindestens eine vertikale Schwanzflosse bewirkt. b) For these different functions, in the embodiment according to FIGS. 13 and 14, the water skis 50 are provided for determining the respective heeling of the vehicle and the wings 54 are provided for generating the heeling torque required for stabilization and for steering. The basic idea, however, is always the same in all of these exemplary embodiments, namely to use the control elements simultaneously to stabilize the watercraft about its longitudinal axis by, as is the case with the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 12 is the case, the control member itself, namely the arms 2, 3, 16, 21 or the sliding bodies 32, 33, or, as in the embodiment according to FIGS. 13 and 14 is the case, additional state with the control member, namely, the wing 54 coupled organs, namely the water skis 50, the area occupied by the vehicle at every moment and heeling required in case of deviations from the weiligen for the JE driving state heeling by or the control element generates a heeling moment that restores the vehicle to the desired heel. The synchronous rotation of the vehicle body around the vertical axis in its direction of movement and its stabilization around this axis as well as the stabilization of the angle of attack of the control elements are brought about by at least one vertical tail fin.

Claims

Claims: 1. Device for controlling a watercraft with aerodynamic or hydrodynamic buoyancy, in which the heeling of the vehicle into the inside of the turning circle takes place by means of hydrodynamic control elements which are arranged on both sides and are partially immersed in the water and which can be swiveled from the steering position at the same time to generate a heeling moment are, d a - characterized in that control arms (2, 3, 21) generating external forces are provided, the degree of immersion or angle of attack of which changes differently when pivoted.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that each control arm (2, 3) is attached to a transversely arranged shaft (4, 5) which is rotatably mounted in the vehicle hull (1) , and that both shafts (4, 5) are connected for simultaneous actuation in the opposite direction of rotation to the controller, wherein preferably a bevel gear connected to the controller (8) one meshes with on each shaft (4, 5) seated bevel gear (6, 7). 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that two control arms (2, 2 ') are provided on each side of the vehicle, which are arranged in front of and behind the center of gravity and are inclined in opposite directions. 4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that each control arm (16) is freely rotatable about its longitudinal axis in a bearing (20) of the transversely arranged shaft (4, 5) and is rigidly connected to a fin (17), which extends along the control arm. 5. The device according to claim 1, characterized in that the control arms (21) can be pivoted about their longitudinal axes to change their angle of attack, wherein a control fin (22, 30 ') connected to the control is preferably provided for pivoting each of the control arm (21) which is rotatably mounted in a carrier (24) fixedly connected to the control arm (21). 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the control fin (30, 30 ') consists of a part (30) rigidly attached to the carrier (24) and the actual pivotable control fin (30'). 7. Apparatus according to claim 1, characterized in that adjustable sliding bodies (32, 33) are provided in place of the pivotable control arms, the degree of immersion of which changes differently during adjustment. 8. The device according to claim 7, characterized in that each of the sliding bodies (32, 33) has a column (47, 48) and that both columns are articulated on two parallel cross members (39, 40) to form a parallelogram, the Ouerträger are pivotably connected to the vehicle in their center about two horizontal axes (45, 46) lying in the vehicle's longitudinal plane of symmetry. 9. The device according to claim 1, characterized in that instead of the control arms on the vehicle there are provided an aerodynamic wing (54) pivotably mounted about a preferably vertical axis lying in the longitudinal plane of the vehicle and two adjustable sliding bodies (50) arranged on both sides of the vehicle, wherein the wing (54) and the sliding bodies (50) are kinematically coupled to the controller. 10. The device according to claim 9, characterized in that the wing (54) has a Flettner rudder (55) which is adjustable from the control station via a differential gear (56, 57, 58) forming the kinematic coupling.