Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Minderung des Fahrwiderstandes von schwimmenden Wasserfahrzeugen der Binnen- und auch der Meeresschifffahrt mit flachen Unterböden durch Nutzung einer darunter befindlichen Gasschicht zur Reibungsminderung und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung.

Bistang wird der Fahrwiderstand in der Praxis nur durch bessere Formgebung der Wasserfahrzeuge gemindert. Die Einbringung von Gas, bevorzugt Luft, zwischen Unterboden und Wasser ist bereits bekannt.

In der DE 10 2004 024 343 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Luft am Bug knapp unterhalb der Wasseroberfläche eingeblasen wird und mit dem Wasserstrom unter dem Schiff hindurchströmt. Es sind dabei aber so große Luftmengen nötig, dass schon das Einblasen laut beschriebenem Praxisversuch etwa 40 kW an Leistung verbraucht. Hinzu kommt die Energieleistung zum Herunterdrücken der Luftmengen unter den Schiffsboden, die aus der Fahrtwasserströmung stammt und letztendlich vom Propeller erzeugt werden muss.

Bekannt ist eine Vorrichtung (DE 199 33 942 A1 ), die Luft unter dem Unterboden 1 von Schiffen halten soll. Wenn keine weiteren Maßnahmen eingeleitet werden, sind hier aber bedeutende Luftverluste zu erwarten, die ständig ersetzt werden müssten.

Die Anordnung von Mikrokammern, wie in US 5 054 412 A und GB 1 300 132 A beschrieben, führt nach Angaben in der DE 693 09 655 T2 zu Problemen mit der Luftfesthaltung. Der Erfindung liegt die zu Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Minderung des Fahrwiderstandes von schwimmenden Wasserfahrzeugen zu schaffen, mit dem es ermöglicht wird, die Gas- oder Luftschicht unterhalb des Unterbodens des Wasserfahrzeuges möglichst gleichmäßig zu verteilen, Gasverluste zu minimieren und die Wasserströmung unterhalb der Gasschicht zwecks Widerstandssenkung zu glätten.

Ferner soll eine geeignete Anordnung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Verfahrensweise sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben. Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand von Anspruch 11. Bevorzugte Ausgestaltungen der Anordnung sind in den Ansprüchen 12 bis 18 angegeben.

Entlang der Längsseiten des Wasserfahrzeuges und mittig in Längsrichtung werden an der Unterseite des Schiffskörpers abwärts stehende Wände oder Aufwölbungen angebracht, durch die mindestens zwei Kammern gebildet werden, in die Gas zur Bildung einer Gasschicht zwischen Unterboden des Wasserfahrzeuges und darunter befindlichem Wasser eingeleitet wird. Der Raum für die Gasschicht kann als bevorzugte Variante auch umlaufend umgrenzt sein.

In einer Kammer werden mindestens eine erste Wasserstandsmessung im vorderen und mindestens eine zweite Wasserstandsmessung im hinteren Bereich vorgenommen.

Die erhaltenen Messsignale werden automatisch verglichen.

In Abhängigkeit vom ermittelten Vergleichsergebnis wird der Ffüssigkeitsfüllstand in mindestens einem Trimmbehälter so gesteuert, dass zumindest die Neigung des Wasserfahrzeuges um die Nickachse geregelt wird. Außerdem oder alternativ kann in Abhängigkeit vom Vergleich der Messergebnisse mindestens ein am Wasserfahrzeug befestigter Unterwasserflügel automatisch so gestellt werden, dass die Neigung des Wasserfahrzeuges um die Nickachse geregelt wird. Gegebenenfalls können auch nur Teile des Unterwasserflügels verstellt werden. Die beiden Maßnahmen können einzeln oder kombiniert angewendet werden. Die Verstellung von Unterwasserflügeln kommt bevorzugt zum Einsatz, um insbesondere die Regelung der Nickneigung für Schiffe auf dem Meer mit wesentlichem Wellengang zu lösen, wo die Regelung mit Hilfe von Trimmbehältern allein zu langsam ist. Falls bei Binnenschiffen eine zu große Schwingung um die Nickachse auftritt, ist diese Lösung ebenfalls möglich.

Allgemein ist in dieser Patentanmeldung unter Neigung der Winkel bzw. die räumliche Lage des Wasserfahrzeuges bezogen auf die Wasserfläche in den Kammern unterhalb der Gasschicht unter dem Wasserfahrzeug gemeint.

Zur Erreichung der Ziele, wenig Fahrwiderstand bei wenig Gasverlust, soll der Wasserstand unterhalb des Wasserfahrzeuges an allen Stellen weitgehend gleichmäßig auf ein bestimmtes Maß oberhalb der Untergrenze der Gesamtkonstruktion eingestellt werden. Der Wasserstand kann entsprechend Anspruch 3 über die Steuerung der Gaszufuhr für jede Kammer einzeln geregelt werden. Zur Realisierung der oben genannten weitgehend gleichmäßigen Einstellung des Wasserstandes ist auch die Regelung der Neigung um die Längsachse (im Folgenden Seitenneigung genannt) nötig. Diese kann nach Anspruch 4 erfolgen: Aus zwei Füllstandsmessungen <L1 , L2) in einer Kammer auf etwa gleicher Längskoordinate wird die Seitenneigung ermittelt und daraus folgend a) durch automatische Steuerung (mittels Pumpen) des Füllstandes von Trimmbehältern und/oder b) durch autom. Stellen von am Wasserfahrzeug angebrachten Unterwasserflügeln wird die Seitenneigung geregelt. Die Unterwasserflügel werden vorzugsweise bei Meeresschiffen eingesetzt. Da die Regelung der Seitenneigung bezüglich des Neigungswinkels weit weniger genau als die der Nickneigung arbeiten muss, ist es auch möglich, die Messergebnisse, die für die Ansteuerung der Trimmbehälter und/oder der Unterwasserflügel für die Regelung der Seiten arbeiten muss, ist es auch möglich die Messergebnisse, die für die Ansteuerung der Trimmbehälter und/oder der Unterwasserflügel für die Regelung der Seitenneigung maßgeblich sind, nicht direkt aus den Füllstandsmessungen, sondern indirekt mit Hiife eines automatischen Lotes zu gewinnen.

Zumindest die Nickneigung von Wasserfahrzeugen soll im Normalbetrieb immer automatisch direkt über die Messung der Wasserstände geregelt werden. Ein Lot wäre wegen der sich oft ändernden Einflüsse (auf Flüssen Fahrtrichtung und Gefälle, auf See Dünung des Meeres und großer Genauigkeitsanforderungen) nicht geeignet.

Mittels der in den Ansprüchen 5, 6, 7 genannten Merkmale soll eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Gases unterhalb des Unterbodens für den Fall gelöst werden, wenn die Regelung der Neigung nicht mehr ausreichend funktioniert. Das ist bei zu unruhigem Meer der Fall. Das Gegenschlagen des Wassers gegen den Unterboden oder die Platten mit Löchern kann damit zwar nicht verhindert werden, jedoch bildet sich in sehr kurzer Zeit danach wieder eine Gasschicht zur Reibungsminderung. Möglich ist auch die nachträgliche Ausrüstung eines Schiffes mit Platten mit Löchern. Gemäß Anspruch 7 wird eine Ausführungsvariante für den möglichst sparsamen Verbrauch an Gas oder Luft vorgeschlagen, die vor allem für Schiffe mit größerem Tiefgang gedacht ist.

Die Ansprüche 8, 9,10 beziehen sich nur auf Wasserfahrzeuge deren Gasschicht rundum seitwärts eingegrenzt ist, das heißt, die Kammern werden in Fahrtrichtung vorne und hinten quer zur Fahrtrichtung von Aufwölbungen begrenzt, um die Gasverluste möglichst gering zu halten und eine relativ dicke Gasschicht zu ermöglichen.

Die in Anspruch 8 vorgeschlagene Ausführung mit einer Abrisskante 3 soll die Wasseroberfläche in den Kammern glätten und möglichst horizontal halten.

Die Maßnahmen gemäß Anspruch 9 sollen den Gasverlust begrenzen, falls die Wasseroberfläche unterhalb des Wasserfahrzeuges zu unruhig ist.

Die im Anspruch 10 genannte Leitfähigkeitsmessung für Gas oder Wasser ermöglicht eine Wasserstandsmessung in den Kammern mit relativ geringem Kostenaufwand und guter Robustheit während des Betriebes.

Da die Elektroden in schnellem Wechsel von Luft und Wasser berührt sind und auch die Isolierung zwischen den Elektroden ständig nass sein kann, muss programmiert werden, ab welchem Strom/Spannungsverhältnis und zeitlichem Ablauf ein Schaltimpuls erfolgen soll.

Die Elektroden sollen so angeordnet sein, dass sie vor mechanischen Beschädigungen möglichst geschützt sind. Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Wasserfahrzeug (hier als Beispiel ein Prahm),

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1 ,

Fig. 3 Teilquerschnitt A-A durch den Prahm mit einer anderen Ausführungsvariante der Seitenwand 7,

Fig, 4 die Unteransicht des Prahms gemäß Fig. 1 , in verkleinerter Darstellung,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsvariante (ein Meeresschiff) als Unteransicht,

Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Mitte in Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie C-C in Fig. 7 und

Fig. 9 einen Teillängsschnitt der hinteren Kammer 5.

In den Figuren 1 bis 4 (Ausführungsbeispiel 1 ) ist ein Prahm gezeigt, der vorzugsweise in der Binnenschifffahrt zum Einsatz kommt. Durch den mit F gekennzeichneten Pfeil in Fig. 1 soll die Kraft des Schubschiffes angedeutet werden.

Im folgenden Beispiel soll auch die Programmierung einer vollständigen Neigungs- und Wasserstandsregelung mit Hilfe der Schaltpunkte für einen Prahm der Binnenschifffahrt gezeigt werden (siehe Fig. 1 bis 4).

Die Seitenwände 7 ragen vom Unterboden 1 des Prahms 90 mm nach unten. Der Sollwasserstand 4 wird von der Untergrenze der Seitenwände 7 gemessen und beträgt 40 mm. Die Abrisskante 3 im Bugbereich ist 30 mm, der Querwulst 8 im Heckbereich ragt bis 20 mm oberhalb der Untergrenze der Seitenwände 7. Die Kammern 5 sind am Beispiel- Wasserfahrzeug Typ Elbprahm zusammen etwa 8,1 m breit und 55 m lang bei 65 m Gesamtlänge des Wasserfahrzeuges.

Die Wasserstandsmessungen L1 bis L4 können mit elektrischer Leitfähigkeitsmessung, mit Schall oder Schwimmer arbeiten und an den abwärts stehenden Seitenwänden 7 angebracht sein. Sie liefern kontinuierlich jeweils elektrische Signale, welche zentral verarbeitet werden. Wegen unruhiger Wasseroberfläche 4 unterhalb des Wasserfahrzeuges wird aus den Signalen der jeweils zum Beispiel letzten 10 Sekunden automatisch ein Mittelwert gebildet, damit unnötige Schaltvorgänge vermieden werden.

Zur Beschreibung der Funktionsweise (Schaltregeln):

- Regelung der Nickneigunq des Prahms:

Wenn die Wasserstände L1 > (L3 + 5 mm), dann werden die Pumpen P1 und P2 angeschaltet. Wenn die Wasserstände L1 < (L3 - 5 mm), dann wird die Pumpe P3 angeschaltet.

Wenn die Wasserstände L1 = L3, dann erfolgt eine Abschaltung der Stromzufuhr für die Pumpen von Seiten der Nickneigungsregelung,

Die Pumpen P1 und P2 werden jeweils parallel von der Regelung der Nick- als auch von der Regelung der Seitenneigung mit Strom versorgt, sodass zum Beispiel die Pumpe P2 trotz obiger Abschaltung weiter fördern kann, bis auch die Regelung der Seitenneigung des Prahms ihre Aufgabe vollendet hat.

- Regelung der Seitenneigung des Prahms:

Wenn die Wasserstände L1 > (L2 + 5 mm), dann wird die Pumpe P1 angeschaltet.

Wenn die Wasserstände L1 < (L2 - 5 mm), dann wird die Pumpe P2 angeschaltet.

Wenn die Wasserstände L1 = L2, dann erfolgt die Abschaltung der Stromzufuhr für die Pumpen von Seiten der Seitenneigungsregelung.

- Regelung der Wasserstände der Kammern 5:

Wenn der Wasserstand L2 > (L2 soll + 5 mm), dann wird das Gebläse 9 angeschaltet und das zugehörige Ventil 10 geöffnet.

Wenn der Wasserstand L4> (L4soll + 5 mm), dann wird das Gebläse 9 angeschaltet und das zugehörige Ventil 10 geöffnet.

Wenn die Wasserstände L2 oder L4 gleich oder kleiner als ihre Sollwerte sind, wird das jeweils zugehörige Ventil 10 geschlossen und wenn L2 und L4 gleich oder kleiner als ihre Sollwerte sind, wird das Gebläse 9 abgeschaltet.

Funktion der Ausrüstungen für die Regelungen:

Das Gebläse (Kreiselgebläse) 9 drückt etwa 40 l/s durch zwei parallele Rückschlagklappen 11 und von Magneten betätigte Ventile 10 DN 40 in die jeweiligen Kammern 5. Bei 1 ,5 m Tauchtiefe des Prahms und 70% Wirkungsgrad beträgt die elektrische Leistung für das Gebläse 9 etwa 1 kW. Das Aufpumpen der halbvollen Kammern 5 würde dann etwa 280 s dauern.

Ebenso wie das Gebläse 9 sind auch Ausrüstungen für die Neigungsregelung im Bug des Prahms. Auf jeder Seite ist ein Trimmbehälter 12 mit etwa jeweils 4 m ³ Rauminhalt, Beatmungsleitung 13 und Pumpe P1 oder P2 (Kreiselpumpe). Die Pumpen P1 und P2 fördern etwa jeweils 4 bis 5 l/s, benötigen jeweils etwa 200 W elektrische Leistung und sind auch rückwärts durchströmbar. Die Pumpe P3 ist ebenfalls eine Kreiselpumpe, aber mit flacherer Kennlinie und 4 bis 8 l/s Förderleistung bei etwa 250 W elektrischer Leistung. Alle Pumpen sollen ohne Gleitdichtungen auskommen.

Das gesamte Rohrsystem mit Hauptnennweite 50 mm soll möglichst wartungsfrei sein. Daher ist außer der Handabsperrarmatur 1 (DN 65 bis 80) vor Pumpe P3 nur ein selbsttätiges Be- und Entlüftungsventil E mit Flüssigkeitssperre im Rohrsystem vorhanden. Das Ventil E sorgt dafür, dass der Wasserstrom schnell abreißt sobald eine Pumpe abgeschaltet wird.

Wenn statt des beschriebenen offenen, mit Umgebungswasser arbeitenden Neigungsregelsystems, ein geschlossenes gewünscht wird, müssen im Heck des Prahms zwei zusätzliche Trimmbehälter gleicher Größe installiert werden. Insgesamt sind dann vier Pumpen und zusätzlich etwa 55 m Rohr mit Gefälle nötig, was besonders bei nachträglicher Ausstattung eines Prahms größere Schwierigkeiten bereiten kann.

Probleme in Bezug auf die Beladung des Prahms:

Die Entladung und Beladung erfolgt im Beispiel ohne Luftschicht 2 unterhalb des Prahms. Dadurch liegt er trotz massiver Störungen relativ stabil im Wasser. Das Ablassen der Luftschicht 2 kann durch zwei kleine, in den Zeichnungen nicht dargestellte Ventile, oder, wenn das Ablassen nicht schnell gehen muss, durch eine beabsichtigte Undichtigkeit der Rückschiagklappen 11 erfolgen. Im Prahm soll ein genaues Lot installiert sein, dessen Anzeigebild zum Beispiel mittels Videokamera auf einen Bildschirm zum Lademeister kommt. Der soll vor allem am Ende der Beladung die Neigung des Prahms um die Nickachse kleiner als 1 : 1000 und um die Längsachse kleiner 1 : 250 reduzieren. Dies kann dann durch die im Beispiel 2 x 4000 I Kapazität der Trimmbehälter 2 noch ausgeglichen werden.

Die weitere Reduzierung der Neigung kann durch Handfernschaltung der Pumpen P1 , P2, P3 unter Beachtung des Lotes oder gleich durch das Starten der kompletten, im vorgenannten Abschnitt„Schaltregeln" beschriebener Regelungen erfolgen. Diese automatische Regelung der Ntckneigung kann harmonischer verlaufen, wenn man zum Beispiel für 10 Minuten ab dem Programmstart einen Zeittakt einprogrammiert, der den Luftzustrom für beide Kammern 5 regelmäßig unterbricht und so den durchschnittlichen Luftzustrom wesentlich reduziert. Die Neigungsregelung müsste in weniger als 10 Minuten ihren Zielbereich erreicht haben.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel 2 bezieht sich auf ein schnelles fiachgehendes Containerbinnenschiff, das mit Unterwasserflügeln ausgerüstet ist. Wenn das Schiff solche Nickneigungsschwingungen ausführt, dass zu viel Luft aus der Gasschicht 2 entweicht, soll hinter dem Antriebspropeller und dem Steuerruder ein Unterwasserflügel 15 angebracht werden, ähnlich wie in Fig. 5 und 6 für ein Meeresschiff dargestellt. Der Anstellwinkel des Unterwasserflügels 15 wird automatisch so gestellt, dass er den langsamen Nickneigungsschwingungen, welche mit Hilfe der Wasserstandsmessungen L erfasst werden, entgegenwirkt.

Der Flügel 15 erstreckt sich 1 ,5 m waagerecht, ist an den Enden und in der Mitte gelagert, durchschnittlich 30 mm dick und 250 mm breit und soll bei 8 m/s Anströmgeschwindigkeit bis 6 kN Auf- und Abtrieb erzeugen.

Wenn die Wasseroberfläche 4 in den Kammern 5 zum Beispiel durch Turbulenz so unruhig ist, dass zuviel Luft unter der hinteren Querwulst 8 hindurch entweichen sollte, wird die Wasserströmung durch Umlenken der Wasserteilchen 23 um ein Ström ungsprofil 20 in die waagerechte Richtung beruhigt (siehe Fig. 9). Das Strömungsprofil 20 ist 20 mm dick, 150 mm breit und erstreckt sich über die ganze Breite des hinteren Bereiches der Kammern 5. Um Schäden durch Kollision mit hartem Gewässergrund zu vermeiden, soll das Strömungsprofil 20 am Unterboden 1 schwenkbar gelagert werden. Wenn nötig, soll es mit Federkraft gegen einen festen Anschlag nach unten gedrückt werden.

Einschätzung Nutzen / Aufwand und Anwendunqsvarianten (Binnenschifffahrt)

Im vorliegenden Beispiel des Prahms (Ausführungsbeispiel 1 ) wird der Materialaufwand für eine nachträgliche Ausstattung eines vorhandenen Prahms auf bis 3 t bei etwa 170 1 Prahmleermasse geschätzt. Der Anteil der wasserumströmten Fläche, die nach Ausstattung mit dem Luftschichtsystem nicht mehr wasserumströmt ist, beträgt bei 1 ,3 m durchschnittlicher Tauchtiefe etwa 69%.

Auch bei Nachrüstung zum Beispiel eines Containerschiffes mit über 1000 1 Gesamtmasse ist der Materialaufwand bei geschätzt 6 t relativ gering.

Bei Neubauschiffen gleicher Größe und Fahrgeschwindigkeit steht einem geringen Mehraufwand für den Rumpf der Einbau eines nur etwa halb so starken Motors gegenüber, verglichen mit dem gegenwärtigen Schifftyp ohne Luftschicht 2.

Daher dürfte der Bau eines solchen Schiffes kaum teurer sein, als der eines herkömmlichen gleicher Transportleistung.

Allgemein bringt die Gas- oder Luftschicht 2 neben der starken Verringerung der Wasserreibung am Unterboden 1 auch weniger Druckdifferenz Bug / Heck, damit auch weniger Wellenbildung und Wellenwiderstand. Da sich das Wasser den Weg des geringsten Widerstandes sucht, dürfte die Strömungsgeschwindigkeit an den Rumpfseitenwänden sin- ken, wenn sie unter dem Rumpf steigt. Der Propeller muss, um weniger zu schieben, dem Wasserstrahl auch weniger Geschwindigkeit erteilen.

Es sollen nur die Fahrzeuge mit dem System nachgerüstet oder neugebaut werden, die viele Stunden auf langen Strecken eingesetzt werden. Auch normale Frachtmotorschiffe oder schnelle Schiffe für den Trailerverkehr (zum Beispiel auf Donau, Breite 22,8 m, Tiefgang bis 1 ,5 m, 114 m lang, Reisetempo 20 km/h, 1800 kW) sowie schnelle flach gehende Passagierschiffe sind geeignet. Für das obige Donauschiff könnte die Energieeinsparung bis 50% betragen.

Im Folgenden sollen an einem weiteren Ausführungsbeispiel 3, unter Bezug auf die Figuren 5, 6, 7 und 8, vorteilhafte Ausführungsvarianten für ein Meeresschiff erläutert werden. Ein Meeresschiff, das bereits lange in Betrieb ist, soll nachgerüstet werden. Die Anforderungen sind wegen der Meereswellen deutlich höher als bei der Binnenschifffahrt, jedoch ist die mögliche Energieeinsparung wegen der größeren Reisegeschwindigkeit und Antriebsleistung auch größer. Als Beispiel dient eine Ostseefähre Typ 321 Mukran Baujahr bis 1990, Maße: Länge 190 m, Breite 26 m, Tiefgang 6,8 m, Motorleistung 10600 kW, Fahrgeschwindigkeit 31 ,5 km/h (aus Jugend + Technik 10/1986). Nachrüstteile: Die Seitenwände 7 ragen 1 m von Unterboden 1 des Schiffes nach unten. Die Kammern 5 sind 120 m lang und ermöglichen es etwa 42% der umströmten Fläche vom Wasser zu trennen.

Die Nickneigung wird mit Hilfe von Trimmtanks 12 im Heck des Schiffes als offenes System mit Pumpe geregelt. Die Seitenneigung wird mit Hilfe von zwei miteinander durch Rohre und zwei Pumpen verbundenen Trimmtanks 12 geregelt. Das Volumen der Trimmtanks 12 ist zumindest so groß, dass normale Ungenauigkeiten bei der Beladung des Schiffes ausgeglichen werden können. Der normale Sollwert des Wasserstandes 4 soll bei 0,5 m liegen, bei ruhiger See weniger, bei unruhiger mehr. Die Gaszufuhr erfolgt durch die später zu beschreibenden Platten 16 mit Löchern, ebenso die Wasserstandsmessungen. Die Aufwölbungen 8 vorn mit Abrisskante 3 und hinten ohne queren entsprechend der Schiffsform die Wasserströmung zum Teil mit spitzem Winkel. Sie ragen etwa bis 0,4 m oberhalb der Untergrenze der Seitenwände 7 nach unten. Trotz konstruktiv bedingter Unterschiede arbeitet die Neigungsregelung sinngemäß ähnlich wie oben stehend für den Prahm im vorgenannten Abschnitt„Schaltregeln" beschrieben.

Bei wesentlichem Wellengang wird die Regelung der Seitenneigung unterstützt durch das automatische schnelle Verstellen des Anstellwinkels von einzelnen seitlich aus dem Schiffsrumpf ausfahrbaren Unterwasserflügeln 15 und die Regelung der Nickneigung durch Unterwasserflügel 15 am Heck des Schiffes. Die seitlichen Unterwasserflügel 5 sind durchschnittlich 200 mm dick, 6 m lang und sollen etwa 300 kN vertikale Kraft erzeugen. Sie brauchen bei Anstellwinkel null laut Schätzrechnung jeweils 43 kW Antriebsleistung. Diese dürfte kurzzeitig bei 300 kN senkrechter Kraft auf jeweils etwa 400 kW steigen. Für den Regelungsvorgang werden die Messwerte des Wasserstandes 4, wie schon vorstehend beschrieben, über die Zeitachse gemittelt. Die Regelungen der Nick- und Seitenneigung können getrennt voneinander arbeiten. Sie arbeiten mit dem Ziel Regelabweichung null, wobei der Anstellwinkel der Unterwasserflügel 15 vor allem den Nick- und Seitenneigungsbewegungen des Schiffsrumpfes entgegenwirken soll.

Bei stärkerem Wellengang ist damit zu rechnen, dass das Wasser in den Kammern 5 von unten gegen den Schiffsboden 1 schlägt und reibt. Um das weitgehend zu vermeiden, sollen im Sinne von Anspruch 5 unterhalb des Unterbodens 1 Platten 16 mit Löchern angebracht werden. Im Beispielfall wird der ebene Unterboden 1 des Schiffes (siehe Ftguren 5 bis 8) zumindest innerhalb der Kammern 5 mit oben offenen Kassetten thermisch beklebt. Diese bilden dann jeweils Gasräume von 2 m Länge, 1 m Breite, 0,05 m Höhe und auch die vor allem quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Gasverteilkanäle 17 (siehe Fig. 7 und 8). Zur Stabilisierung sind die Kassetten oder Platten 16 auch mit Stützelementen 18 versehen, die ebenfalls an den Unterboden 1 geklebt werden.

Wegen der kleinen Druckdifferenz zwischen Gasverteilkanal 7 und Umgebung von nur etwa 10 kPa und geringen Dichtheitsanforderungen kann die Armatur 19 in Form eines platz- und kostensparenden Gitterschiebers mit hydraulischem oder pneumatischem Antrieb realisiert werden. Für Reparaturen kann die thermische Klebeverbindung wieder gelöst werden.

Die Messungen des Wasserstandes 4, die für die Ansteuerung der Armaturen 19 nötig sind, sollen nach dem Prinzip der Schallreflexion oder Leitfähigkeit arbeiten. Die Messwerte brauchen zur weiteren Verwendung nach Anspruch 7 nicht über den Zeitraum gemittelt werden, sondern sind direkt sofort für die Ansteuerung der Armaturen 19 verwendbar. Bei Verwendung von zwei verschieden großen Gitterschiebern 19 je Kassette ist bei Bedarf trotz Anwendung von pneumatischen Antrieben (nur auf - zu) eine 3 - stufige Gasstromabstufung möglich.

Das Gas wird durch die 2 mm dicken Edelstahlplatten 16 durch Löcher mit 2 mm Durchmesser mit 20 mm Abstand bei etwa 5 kPa Druckdifferenz nach unten gedrückt. Werden im Beispielfall 2,4 m /s Luft von einem Gebläse von der Außenluft benötigt, ist hier eine Gebläseantriebsleistung von etwa 274 kW nötig. Zur Leistungseinsparung, vor allem bei Schiffen mit größerem Tiefgang, kann in bestimmten Bereichen des Schiffsunterbodens 1 (vor allem hinten und seitlich hinten) in den Kassetten zusätzlich je ein Luftsammeikanal sein. Dessen Armatur öffnet zur Luftrückführung, wenn der Wasserstand 4 einen Maxi- malwert unterschreitet. Das heißt ein Teil der 2,4 nfVs Luft fließt mit Hilfe von etwa 10 kPa Gebläsedifferenzdruck im Kreis. Sie wird so unter dem Schiff umverteilt. Prinzipiell ist auch die Verwendung der Motorabgase statt Luft möglich. Jedoch ist dabei das Problem der Ruß- und Wasserabscheidung zu berücksichtigen. Als günstige Anwendungsbereiche für die Variante Motorabgasnutzung erscheinen beispielsweise militärische Schnellboote als Nachrüst- und Neubauvariante.

Als weitere Anwendungsgebiete, für die vorgeschlagene Lösung, sind neben Fährschiffen auf Nebenmeeren für Fahrzeuge und Passagiere auch schnelle Containerschiffe interessant.