Systematische ruderversuche mit einem schleppkahn und einem binnenselbstfahrer vom typ GUSTAV KOENIGS mit kort düse

22 SEP. 1982

ÀRCLIIEI

ORGAN DER SCHIFFBAUTECHNISCHEN GESELLSCHAFT

Monatszeltschrlft für die Fachwissenschaft und Praxis des Schiffbaues, Schiffsmaschinenboues. der

Strom-und Hafentechnik Strom-und zugehörigen Industrie - Mitteilungsblatt des Archivs für Schiffbau Strom-und Schiffahrt

Druck und Verlag:

C. D. C. Heydorns Buchdruckerei, Uetersen bei Hamburg - Fernspred,Ansd,lüsse: Uetersen 2236 und 2650,

Inhaltsangabe

1. Untersudiungen mit dem RHKKahn

Querkraftmessungen

RuderdrehmQmentinessungen

e) Zusammenfassung der Ergebnisse

2. Untersuthungen mit dem Typsdsiff Gustav Koenigs"

mit Kort-Düse

Querkraftmessungen

Ruderdrehmomentrnessungen

Durchführung von Drehkreisversuchen

Standard-Manövrierversuche (Sehlängelversuche) Zusammenfassung

Im Forschungsbericht Nr. 475 des' Wirtsdiafts- und Ver-kehrsministeriums Nordrhein-Westfalen und auszugsweise

in Schilf und Hafen", August 1957, Heft 8, Jahrgang 9, sindRuderversuthe mit einem Rhein-Herne-Kanal-Kahn

(RHK'-Kahn) und dem Motorgütersdiiff Typ Gustav Koe-nigs« als T u n n e I s c h i f f veröffentlicht worden, die als

I. Teil eines größeren Versuthsprogramms anzusprechen sind.

Die vorliegende Untersuchung als Fortsetzung dieses

I. Teils wurde ermöglicht durch Erteilung eines Forschungs-auftrages von seiten des Bundesverkehrsministeriums, dem wir an dieser Stelle unseren besonderen Dank aussprechen.

Die hier mitgeteilten Versuchsergebnisse beziehen sich auf mehrere Ruderanlagen für den RHK-Kahn und den Selbstfahrer Typ ,Gustav Koenigs" als D üs e n s c h i f f. Sie sollen die Grundlagen schaffen zur Konstruktion

ver-besserter Steuerorgane für diese wichtigen Typschiffe Korrespondierende Hauptabmessungen der verwendeten

Schiffsrnodelle: a) BIlK-Kahn

Länge über Alles 80,Om Breite über Alle

9,5m

Tief gang 2,Om

Verdrängung 1290,0 m3 Völligkeitsgrad

ö WL

0,872

Lage des Verdr.-Ø 1,36 0/0 vor L/2

Sthiff und Hafen 1960, H. 7

lab. v Scheepbouwkwuk

Technische Hogeschôol

b) 1-S-Motorgütersdsiff Typ Gustav Koenigs"

mit Kokt-Düse

Länge über Alles 67,Om

Breite über Alles

8,2m .

Tief gang 2,Om

Verdrängung 940,0 m3

Völligkeitsgrad

ô WL

0,866

Lage des Verdr.-® 2,33 0/ _{vor L/2}

Die Versuche wurden auf den korrespondierenden Fahr-wassertiefeñ 3,0, 4,0 und 5,0 m durchgeführt. Beim Sthlepp-kahn sind, sowèites die Wasíertièfe ermöglichte, die

Fahr-geschwindigkeiten gegen Wasser von 12, 14, 16, 18 km/h ein-gehalten worden. Mit Rücksicht darauf, daß beim

Selbst-fahrer die Ruderwirkung in erster Linie von der Stärke des Propellerstrahls. abhängt, wurden die Versuche mit diesem.

Schiff bei 2 konstanten Propellerdrehzahlen gefahren. Für

die angenothmenen Wellenleistüngen von 300 und 500 WPS ergabensich im Propulsionsversuch auf den drei untersuch-ten Wassértiefen die mittleren Drehzahlen der

Schrauben-welle

300 WPS - 306 U/mm

500 WPS - 360 U/mm.

1. Untersudsungen mit dem BIlK-Kahn a) Ruderanlagen .

K1, ein normales Fahnenruder

K2, das gleiche Rúder als B a 1 an à e r u d e r gébaut

ein Hit zler- Ruder (3-Flächen-Ruder)

ein 3-Fl.-Ruder nach Vorsthlägen von H a a k ein 3-FL-Rudér nach Vorschlag W e w er en 2-FL-Ruder nach Vorsthla der V B D Die Ruder K1 bis K4, die aüch schon im 1. Teil des

Ver-suchsprbgramms geprüft wurden, sind zusammen mit K5 und K0 in Abb. i skizziert und beschrieben. Die

Ruder-anlagen K4 und K5 haben thre besondere Bedeutung darin,

daß sie unter Verwendung vorhandener Mittelruder die Steuerfähigkeit der Kähne verbessern. Das Ruder K5 hat dabei den Vorteil größerer Einfachheit, da keine zusätz-lichen Lager und Betätigungsgestänge erfordèrlich sind,

- 561

Systematische Rudeiversuche mit einem Schleppkahn

und einem Binnenselbstiahrer vom Typ ,,Gustav Koenigs"

mit KorIDüse

\

von Obering. Kurt Helm, Hamburg und Duiburg, und DipI.-Ing.L Heuser, Duïburg

Herausgeber:

I

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Schriftleitung:

HamDjl

Neuer Wall32

Prof. Dr-Ing. Dr-Ing. E. h. G. Schnadel Ferrtsprecher: Hamburg 342122 -4--342130

Abb. 1: Ruderanlagen am RHK-Kahn

sondern die nachträglich angebauten Seitenfiächen fest mit

dem vorhandenen Fahnenruder verbunden werden. Bei allen Kahnrudern wurde die Bedingung eingehalten, daß sie im beigedrehten Zustand das Rechteck aus Länge mal

Breite des Schiffes nicht überschreiten dürfen. Die Versuche mit dem RHK-Kahn umfassen:

die Ergänzung der Querkraftmessungen für die Ruder

K5 und K6 (s. Abb. 2-5)

die Messung der in

den Ruderschäf ten auftretenden Drehmomente für alle sechs untersuchten Ruderanlagen. Das wesentlichste Ergebnis der Ruderquerkraftmessung

zeigt Abb. 7, in der die Querkräf te aller 6 Ruderanlagen

über dem Quadrat der Schiffsgeschwindigkeit aufgetragen sind. Die Querkrälte bei einem vorgegebenen Ruderwinkel steigen von einer Grenzgeschwindigkeit ab nicht mehr qua-dratisch, sondern, zunehmend mit der Geschwindigkeit, mit

einer kleineren Potenz an. Eine Erklärung dieser Tatsache

wurde bereits

in der Abhandlung über den ersten Teil

dieses Versuthsprogramms gegeben. Bei den Rudern K2 und 1(4 tritt der Effekt so stark auf, daß bei einer Geschwindig-keit oberhalb 700/o der StauwellengeschwindigGeschwindig-keit

Vkrit = VgHw

die Querkräfte absolut geringer werden (s. auch Abb. 8), wobei das 1-Fl.-Balanceruder K2 durch die Spaltwirkung

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/tbb. 2 und 3: Ruderseitenkraftmessungen mit RHK-Kahn

zwischen dem Hintersteven und dem im Totwassergebiet

liegenden Vorschneider und das 3-Fl.-Haakruder K4 durch sein Unterwassergestänge besonders benachteiligt sind. Das

Fehlen dieses Gestänges beim Hitzer-Ruder K3 läßt den

stabilisierenden Einfluß der in gesunder Strömung liegenden Seitenruder auf den Querkraftmessungen wirksam werden.

Die Ergebnisse der Querkraftmesnmgen sind in Abb. 2, 8

und 4 in Abhängigkeit von Wassertiefe und Ruderwinkçl

dargestellt. Eine Darstellung der Ergebnisse für 20 und 400

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Ruderwinkel (Abb. 5 und 8) zeigt, daß die Wassertiefen-empfindlichkeit mit der Sdiiffsgeschwindigkeit zunimmt. All-gemein gehen die Ruderquerkräfte mit abnehmender Wassertiefe zurück. Diese Tendenz zeigen am stärksten die Ruderanlagen 1(4 und K2, am wenigsten das Hitzler-Ruder K3. Das Ruder K5 ist nach den ersten Vorsdilägen von We-wer als Kastenruder ausgeführt, d. h. die Seitenilädien sind

an der Unter- und Oberseite mit durchgehenden Platten

zum Mitteiruder versehen. Bei dieser KonstruktiOn ändern sich die Werte von Trimm und Eintauchung des fahrenden Schiffes so, daß auf der Wassertiefe 3,0 m die

Grundberüh-rung bereits bei einer Geschwindigkeit oberhalb 15 kmlh

eintritt, während bei allen übrigen Ruderanlagen die Grund-berührung erst bei einer Geschwindigkeit von ca. 16,5 1cm/h erfolgt. Inzwischen ist man nach Angaben des Konstrukteurs

von der Kastenform abgegangen und verbindet die seit-lichen Zusatzruderfläthen durch Qvalrohrprofile mit dem Mitteiruder. Durch die angebauten Seitenruder wird die

Fläche des vorhandenen unbalancierten Mitteiruders um ca.

500/o vergrößert. Der Gewinn an Ruderquerkraft beträgt

jedoch nur ca. 50/0. Dieses ungünstige Ergebnis ist auf zwei

Ursächen zurückzuführen. Der geringe Abstand zwischen Mittel- und Seitenruder (ca. 0,14 X B) verursacht einen

Gittereffekt. Die schräge Verstrebung, die dem Kastenruder

die nötige Steifigkeit in der Senkrechten geben soll, wirbelt das zwischen die Ruder tretende Wasser und ver-mindert die Anströmgeschwiùdigkeit am Mitteiruder im

Bereidi der Zusatzilächen. Die Wirkung des Wewer-Ruders könnte also noch verbessert werden, wenn der Abstand

zwi-schen den Ruderfläthen vergrößert würde. In diesem Fall könnten bei gleichen maximalen Ruderwinkeln die

Vor-schneider. der Seitenflädien verlängert werden, wodurch sich

die auftretenden Rudermomente vermindern würden. Es

wäre sehr lohnend, die Verbesserungsmöglidilceiten dieses

Ruders im Modellversuch einmal gesondert zu prüfen, da Tabelle i

es die einfachste 'und billigste Art der Erweiterung eines

vorhandenen Mittelruders darstellt.

In Tabelle i sind die Querkräfte und Querkraftbeiwerte

der neuuntersuchten Ruderanlagen K5 und K3 eingetragen. Es handelt sich um Mittelwerte aus den Messungen bei

BB.-und StB.-Ruderlage. Sie wurden für die Fahrt auf alleñ

drei Wassertiefen mit 12 und 14 km/h Geschwindigkeit so-wie 200 und 400 Ruderwinkel zusammengestellt. Der

Quer-kraftbeiwert Ca' ist eine spezifische Kenngröße im Sinne

des Auftriebsbeiwertes Ca für angeströmte Profile. Als Ge-schwindigkeit ist dabei jedoch die SdileppgeGe-schwindigkeit des Kahnes eingesetzt, die je nach Größe des örtlichen Nach-stromes von der Anströmgeschwindigkeit des Ruderproflis

abweicht

Q

Ca

-In dieser Form sagt der Wert im wesentlichen darüber

aus, ob die Ruderflächen in günstiger Anordnung zueinander

und zuxn Sthuffskörper liegen. Beim Vergléich verschiedener

Ruderanlagen über diesen Wert geht natürlich der Einfluß unterschiedlicher Tiefenverhältnisse mit ein.

Die absolut größten Querkräfte werden mit dem

Doppel-ruder K3 erzielt. Einerseits hat dieses Ruder die größte

wirksame Fläche, zum andern liegt esinsgesamt außerhalb

der stärksten Nadistromzone, in gesunder Strömung".

Es-wird daher mit der höchsten Geschwindigkeit angeströmt, was aus dem Vergleich der Querkraftbeizahlen direkt

her-vorgeht.

Abb. 6 zeigt die gemittelten Werte von Querkraft und

Querkraftbeizalil in prozentualer Darstellung, wobei das je-weils günstigste Ruder mit 100°/o bezeichnet ist. Nach dieser Darstellung ist die Wertigkeit des Falinenruders die größte,

Q

9/2 V52 . F V5 - = Schiffsgesdiwindigkeit mlsek FR = Rudei-fläthe rn2

Sdilepp- geschwindig-keit km/h Ruder-winkel .gr.d Ruder-anlage

Hw = 3,0 m

Hw = 4,0 m

Hw = 5,0 m

t Q 0/ Ca' 0/ _t Q °/o Ca'

-

°Io

t

Q O/ Ca'

-

0/o -K1 2,40 55 0,586 100 2,55 58 0,570 100 '2,60 58 0,580 100 K2 1,85 43 0,413 77 2,15 49 0,480 84 2,35 53 0,524 90 20 1(3 3,70 85 0,483 90 8,70 84 0,488 85 3,70 88 0,483 88 K4 3,25 75 0,394 74 3,45 78 0,418 73 3,50 79 0,425 73 K 2,40 55 0,343 64 2,65 80 0,379 66 2,73 61 0,391 67 12 K6 4,35 - 100 0,512 96 4,40 100 0,518 91 4,45 100 0,524 90 K1 5,00 66 1,116 100 5,00 69 1,i16 100 5,00 70 1,116 100 K2 3,55 47 0,792 71 3.55 49 0,606 88 3,60 51 0,804 72 40 1(3 K4 5,70 4,95 75 65 0,744 0,600 67 54 5,70 5.00 78 69 0,792 0,744 88 68 5,70 5,05 80 71 0,744 0,618 87 55 1(5 5,72 76 0,818 73 5,50 76 0,787 71 5,25 74 0,752 88 -K6 7,58 100 0,893 80 7,27 100 0,856 77 7,10 100 0,835 75 K1 2,98 56 0,475 100 3,25 58 0,538 100 8,50 60 0,574 100 K2 2,00 38 0,328 69 2,60 . 48 0,426 80 2,90 50 0,478 83 20 K2 1(4 4,90 3,85 93 78 0,469 0,343 99 72 5,10 4,35 91 78 0,488 0,887 92 73 5,20 4,60 89 79 0,498 0,409 87 71 K5 2,95 56 0,310 65 8,80 59 0,347 65 8,45 59 0,863 63 K6 5,80 100 0,459 97 . 560 100 0485 91 5,85 100 -0,506 88 14 . K1 6,40 74 1,049 [00 6,50 75 1,065 100 6,55 76 1,074 100 K2 4,15 48 0,680 65 4,60 53 0,754 80 4,75 55 0,778 72 4Çj 1(3 1(4 7,20 6,20 83 72 0,689 0,552 66 58 7,35 8,50 85 75 0,704 0,578 75 62 7,40 6,60 86 76 0,708 0,587 66 55 K5. 6,71 78 0,706 67 6,85 79 0,720 68 6,90 80 0,725 67 K 8,65 100 0,749 70 8,65 100 0,749 71 8,65 - 100 0,749 70

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während das Haakruder am ungünstigsten abschneidet. Das Doppeiruder K6 erreicht 88°/o, das Wewer-Ruder 67°/o des Bestwertes. Die Überlegenheit des Fahnenruders Ist darauf zurückzuführen, daß es ohne wesentlichen Spalt an das Heck

des Schiffes ansthließt, wodurch der Druckausgleich zwi-schen der BB. und StB.-Seite des Ruders weitgehend

ver-hindert wird. Die Balancierung des gleichen Ruders kostet infolge des Drudcausgleiths ein Viertel der Ruderwirkung. Die Überlegenheit des Doppeiruders und des Hitzlerruders

über das balancierte Mitteiruder Ist dadurch bedingt, daß

bei diesen Ausführungen die gesamte bzw. der größere Teil

der wirksamen Ruderfläthe in gesunder Strömung" liegt,

also mit höherer Geschwindigkeit angeströmt wird. Daß das

Sthiff und Hafen 16O, H. 7'

e E 4o'o 3 w 2 f. I-icon - der rn/h V'2ÁmP

Abb. 9 bis 11: RHK-Kahn, RuderdrehmomentniessUflgefl

R de E 1cc 2oQo 3 -R-ni 10

2i3i°

de me!

Wewer-Ruder K5 und das Haakruder K4 sich dennoch als

dem balancierten 1-Fl.-Ruder unterlegen erweisen, ist bei dem einen durdi den Gittereffekt, bei dem anderen durch

-das ini Wasser liegende Gestänge bedingt, welches -das Was-ser verwirbelt und damit die wirksame Anströmgeschwindig-keit und die Querkraft vermindert.

Der Vergleich zeigt audi, daß es, schon von der Seite der absoluten Ruderwirksamkeit gesehen, durchaus lohnend Ist, ein vorhandenes Mitteiruder nach dem Vorsdilag von Haak zu einem Dreiflächenruder auszubauen, wobei die Verininde-rung des Ruderdrehmoments (s. weiter unten) als weiterer Vorteil anfällt. Bei dem angestellten Vergleich muß

berück-sichtigt werden, daß ein Falinenruder (Kj) nur bis zu

sol-9 m a 7 6 40.0 30 2. 0 10.0 VBD I

-efgom

Vc.4 A/n.h Balance 25 %

f 1 :

Vs.72krrlh/"

Eoknc254 /

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565

3o.. 2e.. 4 f7

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Hw.om; elç

61 5

then Größen praktisch ausführbar ist, bei denen die zum Ruderlegen notwendigen Kräfte noch von Hand bewältigt werden können. Zu einer gerechten Beurteilung der

ver-schiedenen Ruderkonstruktionen ist es deshalb erforderlich, die Ruderdrehmomente, also die vom Rudergänger

aufzu-wendeden Kräfte, ins Verhältnis zu den erzielten

Quer-kräften zu setzen..

Die u diesem Zweck durchgeführten Messungen der

Ruderdrehmómente hahen grundsätzlich gezeigt, daß keines der untersuthten Ruder überbalanciert ist. Selbst die größte Balancierung von 83 0/e, wie sie bei dem Hitzler-Ruder

ge-wählt worden ist, kann also beim Kahnrüder noch

über-schritten werden, wobei sith die Drehmomente weiter

ver-mindern würden.

-Auf Grund dieses Ergebnisses wurde das DoppelruderK6

durch Verlegen der Ruderschäfte mit einer Balancierung

von 37,50/o versehen, wobei die Lage der Drehachsen am Schiff beibehalten wurde. Hierdurch hat sich die Ruderquer-kraft bei dem Ruderwinkel 200 um ca. 2°/o, bei dem

Ruder-winkel 40° um ca. 6°/o gegenüber dem nonnalen Zustand

dieses Ruders (Balance 25,40/o) vermindert, weil die Ruder jetzt näher am Schiff, also in einem Gebiet höheren

Nach-strorns arbeiten. Eine Uberbalanoierung ist auch mit dem

Tabelle 2

Hw ,= 3,0 m Ruderwinlcel 200

566

Die Ergthnisse mit Ruder K6 sind in der

hieibei uá eine nur

von K6 handelt, die in

dem zu 37,5 0/ balancierten 2-Flächen-Aufstellung nicht enthalten, da es sith im Versuch vorgenommene Änderung

der Praxis noch nitht ausgeführt wurde.

extrem groß gewählten Vorschneider_nicht festgestellt

wor-den. Das Drehmoment ist durch die erhöhte Balancierung

um 75-80 O/ zurückgegangen.

Die absolut höchsten Ruderdrehmomente von práktisth

ausgeführten Ruderanlagen zeigt das Fahnenruder K1, die

niedrigsten wurden für das Hitzler-Ruder K3 ermittelt

(Abb. 9 bis 14). Für den extremen, in der Praxis wohl kaum auftrétenden Fall: 3 m Wassertiefe, 14 km/h gegen Wasser, plötzliches' Ruderlegen auf 40°, tritt m Schaft des

Fahnen-ruders ein Drehmoment von ca. 9000 mkg, beim Hitzlet-Ruder ein Gesamtmoment aller 3 -Ruderflächen von ca.

1800 mkg auf.

Zur abschließenden Beúrteilung der untersuchten Ruder wurde aus den gemittelten Querkräften und den gemittelten Ruderdrehmomenten der Vergleichswert Querkraft/Dreh-moment gebildet und wieder der höchste Wert, also der des

günstigsten Ruders, mit ÌOO°/o bezeichnet (Tab. 2, Abb. 16). Es zeigt sich, daß bei diesem Vergleich erwartungsgemäß die Wertigkeitèn mit abnehmender Balancierung zurück-gehen. 2oQ 15c loc 5c 1, 3-' L, Claf7.iè n. % 9uder 12-FZ-/ Rtiderquerkraf t' Abb. 15: Ruderwertigkeit Ruderdrehmoment

abhängig con Balancierung und Anzahl dei Rudér

:Rud',wjntelß.: St; für Was.teriefe: .. m ç ko ,f.t uierm alancp: Tfef&anj: 2pm 2o° u 27% 4o

--H 25,4% 23% %275%

Abb. 16: Kennzahl QIMd für die einzelnen Ruderanlagen des

RHK-Kahns, in O/ des Bestwertes

Sthiff arid Hafen 1960,

f. 7

-Ruder k Vs Qs k Md Qs - Md mkg. } Balance 12 2400 2780 0,864 1,158

'

-K1 14 2900 37000,784 1.275

-- 12 1840 1820 1,894 0,719 23 K2 - 14 2000 1820 1,515 0,660 23 12 3700 590 6,270 0,160 88 K8, - 14 4900

6307,7800,129

33 - 12 3250 1150 2,830 0,354 27,5 14 8850 1310 2,940 0;340 27,5 - 12 2400 1930 1,248 0,804 - 2,70 K5 - 14 2950

23601,2500,800

- 2,70 12 4350 1485 2,930 0,342 25,4 K6 14 5300 1925 2,750 0,363 25,4 -Ruder Vs km/h -Qs kg Md Qs mkg Md Balance 12 5000 7420 0,674 1,484

-K1 14 6400 9040 0,708 1.412

-12 3550 2930 1,210 0,825 28 K2 14 4130 2930 1,410 0,710 28 -- 12 5700 1230 4,630 0,216 33 K8 14 7200 1300 5,540 0,181, 33 - 12 4950 1850 2,675 0,374 27,5 K4 14 6180 1980 3,120 0,321 27,5 - -- 12 -5720 - 6400 0,894 1,119 2,7 K5 14 6710 7580'0,886 1,130 - ' 12 - 7500 4560 1,645 0,608 25,4 14 8650 5500 1,572 0,636 25,4 -Hw = .3,0 m Ruderwinkel 40°

Das Fahnenruder K1 kann durch Umbau in ein Wewer-ruder K5 in seiner Wertigkeit auf das 1,4fathe gesteigert werden. Bei einer Vorverlegung der Seitenruder, die bei

Vergrößerung des Abstandes zum Mitteiruder möglith wird, würde dieses Ergebnis weiter verbessert werden.

Die Balancierung des Fahnenruders erhöht dessen

Wer-tigkeit auf nahezu das Doppelte. Bei Ausbau dieses Ruders

nath Vorschlag von Haak (K) wird eine Wertigkeit von

47,5 0/ erreidit, was einer weiteren Verdoppelung

gleith-kommt. .

Aus den Ergebnissen kann gefolgert werden, daß die Größe des Ruderdrehmoments in erster Linie von der

Ba-lancierung abhängig ist. Auth die Wertigkeiten (Querkraf t/ Ruderdrehmoment) werden in erster Linie durch die Balan-cierung, und nur in geringerem Ausmaß durch die gewählte Anzahl der Ruderflächen bestimmt. Weiter zeigt sich, daß eine befriedigende Verminderung des Ruderdrehmoments erst bei Überschreitung einer Balancierung von etwa 250/0

erzielt wird.

-Zusammenfassung der im Modellversuch gewonnenen

Erkenntnisse für. die Auswahl und Verbesserung

her-kömrnlidier Ruderanlagen (Stand Mitte 1958) von Sdileppkälmen:

Zur Erzielung einer guten

Steuerfähig-keit mit relativ geringem Kraftaufwand

sollte man bei Neubauten von größeren

Kähnen grundsätzlich ein Doppel- oder

ein Hitzlerruder wählen.

Hierbei ist das Doppeiruder etwas überlegen, da bei die-sem die gesamte Ruderiläche in ,,gesunder Strömung" liegt, es also mit höchster Geschwindigkeit angeströmt wird, was

sich besonders bei sehr völligen Kähnen positiv auswirkt. Das untersuchte Doppeiruder hat mit einem Abstand der

Flächen von 0,37 B den geringsten Gittereffekt. Seine Ge-samtruderfläche konnte um 10°/o höher gewählt werden als

die des Hitzlerruders, ohne daß die Ruderflädien in

bei-geklapptem Zustand das dem Schilf umbeschriebene Rcht-eck durchstoßen. Durch Vorverlegung der seitlichen Ruder-achsen und durch Veränderung der Balancierung zwischen

Mittel- und Seitenrudern könnte jedoch audi dem

Hitzler-ruder noch eine größere Fläche gegeben werden.

Die Balancierung der Ruder kann beim Doppel- und

beim Hitzlerruder so gewählt werden, daß der gleiche

Ver-hältniswert Q/Md erreicht wird, wobei das Doppelruder

etwa 2°/o stärker balanciert werden muß (s. Abb. 15).

Zur Verbesserung der Steuerfähigkeit

bei

gleichzeitiger

Verminderung

der

Handkraft des Rudergängers eignen sich

für ältere Kähne mit balanciertem oder

u n b a 1 a n e i e r t e m M i t t e 1 r-ú d e r d i e V o r

-schläge zum Ausbau dieser Ruder nach

Haak und Wewer gut.

-Das Wewerruder bleibt in seiner untersuchten Form hin-ter dem Erfolg des Haakruders zurück. Es erscheint jedoch möglich, die Konstruktion von Wewer, die den Vorteil der Einfachheit und der niedrigeren Anschaffungskosten besitzt, durch Vergrößerung und Vorverlegung der seitlichen Hufs-flächen bei gleichzeitiger Vergrößerung des Abstandes zum Mittelruder in seiner Wirksamkèit noch beträchtlich zu

ver-bessern.

Sthiff und Hafen 1960, H. 7

Wenn nun auch streng genommen die vorliegenden

Ver-suchsergebnisse nur für die Zusammenstellung der Ruder mit dem Rhein-Herne-Kanal-Kahn gelten,- da die Ruder-wirkung auch durch Form und Hauptabmessungen des Kahns beeinflußt wird, so lassen sich die mitgeteilten

Schlußfolgerungen doch bei sinngemäßer Anwendung auch auf andere Kahntypen übertragen.

Offen bleiben noch folgende Fragen:

Wie wird der Kahnwiderstand durch die verschiedenen Ruderkonstruktionen beeinflußt?

Wieweit kann die Balancierung der einzelnen

Ruder-arten noch erhöht werden, bevor sie überbalanciert sind?

Wie das Beispiel des zusätzlich untersuchten Doppel-ruders mit sehr großer Balancefläche zeigt, lassen sich die vom Rudergänger aufzuwendenden Kräfte durch Vergröße-rung der BalancieVergröße-rung erheblich vermindern, was besonders

bei sehr großen Kähnen erwünscht wäre. Andererseits ist

eine tYberbalancierung tunlichst zu vermeiden, da dann bei kleinem Ruderwinkel entgegengesetzte Drehmomente

auf-treten, so daß das gelegte Ruder nicht mehr selbständig in die Null-Lage zurückgeht, sondern zurückgedreht werden muß.

Abb. 17: Ruderanlage am 1-SS. ,,C. Koenigs"

2. Untersuchungen mit dem Typ-Schiff Gustav Koenigs"

mit Kort-Düse

Das Programm wurde in--Ergänzung der Versuche. mit dem

Einsdirauben-Tunn elschiff vom- Typ Gustav Koe-.

nigs" ausgeführt. Die Ergebnisse mit den Ruderanlagen

A 3-Flädienruder, Haak

B 3-Flädienstrahiruder, Weserwerft

C 3-Flädienruder, Hitzlerwerft

D 2-Flädienruder, Meidericher Schiffswerft

für das Tunnelschiff, sind bereits in Sthiff und Hafen",

Heft 8/57, veröffentlicht worden. Auf diese Ergebnisse wird, - soweit es zum Vergleich erforderlich ist, Bezug genommen

wérden.

567

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Ruderan/age Il - - i - iWrksan,e RL,derftddie - _{1/4ltZelrvdeP-} uffm'

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99mZ -- - - - =- Qe5omt: 51*m° -- 547%ronLT -- -

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J. Boiance:23.5% - - OÓ2 c-a 125 ì Ruder Balance 0/0 Q/Ma 0/0 Hitzlerruder K3 33 100 Haakruder K4 -27,5 47,5 Doppeiruder K0 25,4. 36,6 1-F1.-Ruder K2 23,0 22,8 Wewerruder K5 2,7 17,5 Fahnenruder Kj 12,5

u'

2

3

5

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Die Untersuchung von Ruderanlagen in Verbindung mit dem Düsenschiff, deren Ergebnisse hier besprochen werden, erstreckte sich auf folgende Konstruktionen:

Ruderanlage Kurzzeichen Entwurf

2-Flächenruder E Kort

3-Flächenruder; Hitzlertyp F Kort Ici. Seitenruder

(Spezialausfüh-rung f. beschränkte Platzverh.)

3-Flächenruder, Hitzlertyp G Kort

große Séitenruder

3-F1äthenruder, große Seitenruder H Weserwerft (exzentrisch gelagert) Tabelle 3 Links: Abb. 18 und rethts:

Abb. 19: Ruderseitenkraftmessun gen 1-SS-Typ ,,Gustaw Koenigs" mit Kort-Düse

Wellen-leistung WPS Ruder: winkel Ruder-anlage

-Hw=3,Om

-

Hw=40m

Hw=5,Om

Vs = 1295 km/h

Vs = 144 km/h

Vs = 15 1 km/h

-- Q - Ca' Q Ca' Q Ca'

- - t o/o

-- O/

_t

O/ O/ _t O/

-

O/ - E - 2,45 59 1,216 95 2,70 -56 1,084 105 2,80 56 1,020 109 2 o F G 2,55 4,15 62 100 1,275 0,995 100 78 2,55 4,85 53 100 1,032 0,941 100 91 2,55 5,05 51 100 0,935 0,888 100 95 300 - H - 3,00 72 0,884 70 8,35 69 0,798 78 _{3,55 70 0,768} 82

--- E --3,90 45 1,935 75 4,65 54 1,867 - 89 4,85 56 1,767 93 AO F 5,20 -60 2,600 100 - 5,2 - 60 2,105 100 5,20 60 1,907 100 G - 8,70 100 2,08.5 80 8,70 100 1,690 81 8,70 Ï00 1,530 80 - H 5,75 66 1,693 - 65 6,30 73 _1,50O 72 _{8,50 75 1,405 74} Vs = 1355 km/h

_{Vs = 155 km/h}

_{Vs = 165 km/h}

E 3,60 69 1,632 112 4,10 69 1,423 120 4,30 70 1,316 134 0 _GF 3,20_{5,20 100}\62 1,461 100 3,20 54 1,119 100 3,20 52 0,986 100 1,138 78 6,00 100 1,007 90 6,20 100 0,917 93 H 8,85 74 1,035 71 4,35 73 0,896 80 4,60 74 0,837 85 -500 -E 5,65 51 2,562 82 6,00 54 2,082 87 6,20 - 56 1,900 90 F 6,90 62 3,150 100 6,90 62 2,412 100 6,90 62 2,126 100 G _{11,15 100} 2,440 78 11,Ï5 100 1,871 78 11,15 100 1,650 78 H - -7,50 68 2,015 64 8,15 73 1,680 70 8,40 76 1,527 72

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Die einzelnen Ruderanlngen sind nach Ausführung und

Abmessungen in Abb. 17 dargestellt. Sie werden im folgen-den jewi1s mit ihren Kurzzeithen benannt werfolgen-den.

Im einzelnen wurden, win schon früher mit dein

Tunnel-schiff,

Ruderquerkraftmessungen Ruderdrehmomentmessungen

- Drehkreisversuche und

Manövrièrversuche

ausgeführt, wobei der Unifang den damaligen Versuchen entspricht.

Wie Tab. 3 und die Abbildungen 18 bis 23 zeigen,

wur-den die größten Ruderquerkräfte erwartungsgemäß mit dem fiäthengrößten Ruder G erzielt, welches dementsprechend

mit 1000/o eingesetzt ist; ihm folgt das Ruder H mit der Schiff und Hafen 1960, H. 7

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Abb. 20-23: Ruderseitenkraftinessungen 1-SS-Typ Gustav Koenigs" mit Kort-Düse

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nächstgrößten Ruderfläthe mit 71,7°/o,

das Ruder F mit

68,1°/o und das 2-Fläthenruder E mit 57,7°/o. Die beiden

letzten Ruder haben die kleinste und nahezu gleiche

wirk-same Fläche.

Für die Querkraftbeiwerte Ca', also die auf die Fläthen-einheit bezogenen Mittelwerte der Querkraft, ergibt sich folgender Vergleich (siehe Abb. 26):

569

Ruderanlage Ca' (Kurzzeichen) F 100 E 99 G 83,1 H 63,4 g Q

Die beim 3-Fläthenruder der Weserwerft (H) auftretende geringste Querkraft pro Flächeneinheit ist dadurth bedingt, daß die Seitenruder, deren Flädie etwa 78 O/ der Gesamt-ruderfiäthe beträgt, außerhalb der Düse liegen und deshalb

nur zum geringen Teil vom Propellerstrahl erfaßt werden. Außerdem liegt das Mitteiruder in seiner Gesamtlänge im Bereidi der Seitenruder und fördert dadurch die Auswir-kuxig des Gittereffekts.

Die Anordnung des 3-Flädienruders G ist günstiger, da die Seitenruder besser vom Propellerstrahl erfaßt werden

können. Obwohl der Abstand der Seitenruder voneinander geringer ist als bei H, kann der Gittereffekt mit dem

Mittel-ruder nicht stärker wirksam werden, da dieses nur knapp

25°/o der Seitenruderlänge überdeckt. Obgleich die

Vertei-lung der Ruderfläche bei G - mit Rücksicht auf die

Tat-sadie, daß das im Sdiraubenstrahl liegende Mittelruder die

größte Wirksamkeit hat - etwas ungünstiger ist als bei H, so zeigt die Größe der Querkraftbeiwerte doch die

Über-legenheit der Ruderanlage G.

Das gute Ergebnis mit dem Hitzlertyp F beruht vor allem darauf, daß bei diesem Ruder der überwiegende Anteil der Gesamtiläthe,, nämlich 56,5°/o, in das Mittekuder gelegt

wurde. Wie oben angedeutet, ist der Auftrieb der

Mittel-ruder und damit thre spezifische Querkraft am größten, da sie mit der größten Geschwindigkeit angeströmt werden. Mit wachsendem Flächenanteil des Mitteiruders wird sich also

die Gesamtquerkraft der Ruderanlage erhöhen. Bei einem früheren Versuch mit einem 8-Flächenruder aus flächen-gleichen Eiazelrudern konnte nach Ausbau der beiden

Seitenruder festgestellt werden, daß das Mitteiruder allein ca. 500/o der gesamten Querkraft aufbrachte und damit die doppelte spezifische Querkraft der Seitenruder erreichte.

Ob außerdem die dicht an die Düse herangeschobenen nicht balancierten Seitenruder in bezug auf die erzielbare

Querkraft vorteilhafter sind als die weiter nach hinten

ver-setzten balancierten Seitenruder der Anlage G, kann ohne

einen Vergleichsversuch nicht entschieden werden.

Das dem 3-Flächenruder F nahezu gleichwertige

2-Flä-chenruder E bestätigt die vorangegangenen Bemerkungen. Da beide Ruderflächen im Beréich der Düse liegen, werden

sie bei kleinen Ruderwinkeln vollkommen, bei größeren

Ruderwinkeln wenigstens zu 75 o/o vom direkten Propeller-strahl erfaßt, ihr geringerer Abstand voneinander erhöht

je-doch den Gittereffekt.

Abb. 24 und 25 zeigen die Abhängigkeit der Querkräfte

von der Wassertiefe. Ebenso wie bei den Versuchen mit

dem Tunnelsdiiff erweist sich auch hier der Typ des Hitzler-ruders (F) als die unabhängigste Konstruktion. Die von den übrigen Ruderanlagen aufgebrachten Querkräfte gehen mit fallender Wassertiefe mehr oder minder stark zurück.

Audi in dieser neuen Versuchsreihe wurde geprüft, welche

Wirksamkeit die einzelnen Ruder bei stillstehender

S ch r a u b e haben, wie sich ein Düsenschiff also z. B. bei der Einfahrt in eine Schleuse verhält. Dieser-Versuch ist auf

einer Wassertiefe von 3,0 m für eine Gesdiwindigkit von

4,0 kmíh unternommen worden (Abb. 27).

Vergleicht man die bei 300 Ruderwinkel gemessenen Querkräfte und zieht auch die entsprechenden Ergebnisse

mit dem Tunnelschiff hinzu, so ergibt sich folgendes Bild:

Oben und Mitte:

Abb. 24 und 25: Ruderseitenkraftrnessungen 1-SS-Typ ,,Gustav Koenigs" mit Kort-Düse

Unten:

Abb. 26: Mittelwerte von Ruderseitenkraft und Ca'-Wert für

die einzelnen Ruderanla gen des 1-SS. Gustav Koenigs",

(Düsensthiff), in 0/ des Bestwertes

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Sthiff und Hafen 1960, H. 7

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Abb. 27: Ruderseitenkraftrnessung 1-SS-Typ Gustav Koenigs" mit Kort-Düse bei stehender Schraube

Durch diesen absoluten Vergleich kann nur etwas über

das betreffende Ruder als gegebene Konstruktion ausgesagt

werden, nicht aber ein Urteil über die Eignung einer

R u de r a r t für diesen speziellen Zweck gefällt werden.

Für den Vergleich wären aber die Querkraftbeiwerte, d. h. die spezifischen Querkräfte auf die Flächeneinheit bezogen, ebenso unzutreffend, da im vorliegenden Fall für die Ruder-wirkung fast ausschließlich Lage und Größe der Seitenruder maßgebend sind. Das Mittelruder wird durch die Düse noch

mehr als bei der freien Schraube abgedeckt und damit der

Wasserzustrom zu diesem Ruder stark gedrosselt. Aus dieser Tatsache erklärt sich auch das schlechte Ergebnis mit dem

2-Flädienruder E, da hier die gesamte Ruderfläche

weit-gehend durch die stillstehende Schraube und die Düse ab-gedeckt werden. Bei dem 3-Flächenruder wirkt sich gerade die Eigenart einer relativ großen Mittelruderfiäche, die für die Steuerfähigkeit des selbstfahrenden Schiffes so vorteil-haft ist, für das Manövrieren mit stehender Schraube nach-teilig aus. Bei den am Düsenschuff untersuchten 3-Flächen-rudern verläuft die Zunahme an Ruderquerkraft bei

stehen-der Schraube proportional zum Anteil stehen-der Seitenrustehen-der an der Gesamtruderfläthe. Dabei schneidet das Ruder G am

günstigsten ab, dessen Seitenilächen außerdem noch von der

Düse abgerückt sind und dadurch in einem relativ guten

Zustrom liegen. Die Tatsache, daß das 2-Flächenruder am Tunnelschiff bei dem angestellten Vergleich mit Abstand am besten bewertet werden muß, ist aus der Größe der Flächen und ihrer Lage zuro Propeller leicht verständlich.

Für den Entwurf von Ruderanlagen für ein Düsenschiff

ist es von großem Interesse festzustellen, welchen Einfluß

Schiff und Hafen 1960, H. 7

die Antriebsart,. Tunnel- oder Düsensthraube, auf die Größe der Ruderquerkräfte ausübt. Obgleich die für beide

An-triebsarten untersuchten Rudertypen in ihren Abmessungen

zum Teil recht unterschiedlich sind, so daß ein ganz

kor-rekter Vergleich kaum möglich sein wird, läßt sich größen-ordnungsmäßig doch abschätzen, urn welchen Prozentsatz die auf die Flächeneinheit bezogene Ruderquerkraft durch die höhere Strahlgeschwi-ndigkeit der Düsensthraube erhöht

wird.

Beim Düsenschiff ist der Quotient Q'F

(Querkraft/Ge-samtruderfläche) bei Verwendung von Rudern des

Hitzler-typs um 30 von Weserweritrudern um 39 O/ und von

Doppelrudern um 72°/o günstiger. Dazu muß bemerkt werden, daß vom Hitzlertyp die Ruder C (Tunnelschiff)

und F (Düsenschiff) verglichen wurden. Das Ruder F ist in

bezug auf den Wert Ca' stark begünstigt durch dié

Ver-einigung von 56,5°/o der Gesamtfläche im Mittelruder.

Würde man das Ruder C mit dem Hitzlertyp G vergleichen, so ergäbe sich nur eine Überlegenheit des Ruders am

Düsen-schiff von ca. 6 O/ Diese sehr großen Unterschiede bei den einzelnen Ruderarten ergeben sich durch cile Abmessungs-differenzen der Ruder.

Die größten Abweichungen bestehen beim Doppelruder,

es hat beim Tunnelsehiff eine Gesamtruderfiäche von

6,68 m°, wobei der Abstand zwischen den Rudern 1,1 mal Propellerdurchmesser beträgt, während beim Düsenschiff die Fläche nur 3,05 m2 und der Ruderabstand sogar kleiner als der Propellerdurchmesser ist, nämlich nur 0,8 D. Durch die

günstigeren Querkraltbeiwerte der kürzeren Düsenruder

und vor allen Dingen durch die sehr hohe

Anströmgeschwin-digkeit der direkt im Propellerstrahl liegenden. Ruder er-klärt sich der hohe Gewinn des Doppelruders hinter der

Düse. Der Vergleich von C mit G wird dadurch beeinträch-tigt, daß. das Ruder am Düsenschiff eine Gesamtfiäthe von

6,31 m2, das Ruder am Tunnelschiff mir eine solche von 5,28 m° besitzt.

Am geringsten sind die Abweichungen in den Abmessun-gen der Weserwerftruder. Ihre Flächen sind nahezu gleich

(5,02 m° Tunnel- und 5,14 m° Düsenschiff), und audi der

Abstand der Seitenruder weicht nur wenig voneinander ab

(1,42 mal D beim Tunnel- und 1,28 mal D beim

Düsen-schiff). Der Vergleich dieser beiden Ruder kann daher wohl als exakt und zur Bildung eines guten Mittelwerts geeignet angesehen werden.

Es läßt sich daraus folgern, daß zur Erzielung der

gleichen Ruderquerkraft beim Tunnel- und

Dü-senschuff die Gesamtruderfiäche bei D ü s e n r u d e r n

ca.

2 5 - 30°/o k I e i n e r

gewählt werden kann.

Ob aher, weil die Lathralfläche durch die Düse vergrößert wird, diese Ruderfläche ausreicht, um eine g I e i e h g u t e

S t e u e r w i r k u n g wie beim Tunnelschiff zu erzielen, wird der Vergleich der Drehkreis- und der

Manövriervcr-suche noch zeigen müssen. Audi beim Düsensthiff konnte, im Einidang mit der Beobachtung am Tunnelsthiff und im Gegensatz zu den Erscheinungen beim Schleppkalm, fest-gestellt werden, daß - von einer bestimmten

Geschwindig-keit an - die Ruderquerkräfte mit einer Potenz der Fahr-geschwindigkeit, die größer als 2 ist, ansteigen. Während beim Tunnelschiff diese Grenzgeschwindigkeit bei 0,65

V g Hw lag und die Qs-Kurve eine fast genaue Analogie zum Drehzahlverlauf aufwies, liegt die Abweichung vom Anstieg mit dem Quadrat der Geschwindigkeit nach oben

beim Düsenschiff schon bei etwa 0,58 J/g Hw, während der Grenzpunkt des Drehzahlverlaufes schon bei ca.

0,5 Vkrit erreicht ist (s. Abb. 28).

-Als nächstes ist festzustellen, wie sich bei den

untersuch-ten 4 Rudern der zum Ruderlegen erforderliche Kraft-aufwand zu den erzielten Ruderquerkräften verhält. Die Größe der Rurlerdrehmomente zeigt Abb. 29.

Wie bei den früheren Versuchen, ist ein Mittelwert für 200. und 400 Ruderwinkel aus den Verhältniswerten aus

Ruder-571

Ruderanlage (Kurzzeidien) Ruderquerkraf t (o/o) D 100 C 84 G 03,5 H 46,5 F 31,0 E 14,5

-,

k j,'

Q (t) 4 2 O

//

.eQ Io 1 (knI1)3 eispiel: 3om 4 O B

Abb. 28: Rudersettenkraft Q heinz 1-SS. ,,Gustav Koenigs" mit Kort-Düse. Analogie zum Drehzahlverlauf N

m;Tg. o 00 P

ud i k.!

Abb. 29: 1-SS-Typ ,,Custav Koenig? mit Kort-Düse. Ruderdrehmomentmessun gen (Mittel aus Bb u. Stb-Werten)

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Abb. 80: Kennzahl QIMd für die einzelnen Ruderanlagen des

1-SS. ,,Gustav Koenigs", (Düsensthiff) in °Io des Bestwertes

Tabelle 4

Mittel aus Bb- und Stb-Werten bei Hw = 3,0 m Ruderwinkel 200

Wellenleistung 500 WPS

querkraft/Drehmoment dargestellt worden, wobei wieder

die günstigste Ausführung mit 100 o/ eingesetzt wurde

(Ta-belle 4, Abb. 30). In dieser Beziehung ist 'das 2-Flächen-Ruder E optimal, es folgen das 3-Flächen-2-Flächen-Ruder G mit

87°/o, das Hitzler-Ruder F mit 66°/o und als ungünstigstes das 3-Flächen-Ruder H mit 34,5O/

Bemerkenswert und aufschlußreich ist die Tatsache, daß

sich die Wertigkeiten der Ruder E, F und G nahezu genau

wie die Balancierungen dieser Ruder verhalten.

Qs Qs Qs

()

E

: ()

F

: ()

G

::: 23,4 : 15,5 : 20,4 Eine geringe Abweichung zeigt sich bei G wohl infolge des etwas ungünstigeren Tiefenverhältnisses der

Seiten-ruder. Man darf also sagen, daß diese 8 Ruder im

vor-liegenden Sinne praktisch gleichwertig wären, wenn man

eine prozentual gleich große Balancierung gewählt hätte.

Das Ruder H läßt sich in diese Ordnung nicht einfügen, da die Ruderdrehmomente unverhältnismäßig hoch sind.

Die Ursache ist darin zu suchen, daß hier die am jeweils in

den Sdzraubenstrahl hineingedrehten Seitenruderblatt

an-greifenden Tangentialkräfte infolge der exzentrischen

Lage-rung dèr Außenruder ein z u s a t z liche s Drehmoment erzeugen.

Vergleicht man aber cile Wertigkeiten getrennt nach den Ruderwinkein, so zeigt sich, dall im Bereich kleinerer

Win-kel (Ruderwinkel 20°)

das 2-Flächenruder E und bei

größeren Winkeln (Ruderwinlcel 400) cile 3-Flächenruder F und G günstiger sind, weil sie zur Erzeugung der gleichen Ruderquerkraft kleinere Ruderdrehmomente benötigen.

Beim Aufdrehen der Schiffe sind die größten Ruderwinkel

erforderlich, in dieser Hinsicht, sind also die genannten

3-Flächenruder dem Doppelruder überlegen. Dieses Ergeb-nis. läßt sich dadurch erklären, daß die bei den 3-Flächen-rudern weiter außen liegenden Seitenruder mit zunehmen-dem Ruderwinkel entlastet werden. Das mit seiner

Balance-fläche nach innen gedrehte Ruder wird nämlich durch die

hohe Strahlgeschwindigkeit des Düsenpropellers gestützt, während das Ruderende bereits außerhalb vom

Propeller-strahl liegt, also auf seiner äußeren Profilseite mit

starkver-minderter Geschwindigkeit angeströmt, auf seiner

Innen-seite aber noch vom Propellerstrahl erfaßt wird. Beide Ein-flüsse führen zu einer Verminderung des Drehmoments.

Bei dem im Strahibereich des Propellers liegenden 2-Flä-- chenruder tritt der zweitgenannte Einfluß nur noch in ver2-Flä--

ver-minderter Form auf, weil das Ruderende auch noch auf

seiner Außenseite vom Propellerstrahl erfaßt wird.

Ruderanlage Qs Md Qs_d Balance E 8600 . 70 51,5 23,4 F 8200 150 21,3 15,5 G 5200 7 175 29,7 21,0 H 3850 500 7,7 23,5 E 5650 530 10,65 .23,4 F 6900 720 . 9,6 15,5 G 11 150 895 12,45 21,0 H 7500 1305 5,75 23,5 3 Ruderwinkel 40°

572

dsiff ünd Hafen 1960, H. 7 orF; Ruc'er N2 -2 H m o o f» fithr H

SL

SL

2

m

Selbstverständlidi könnte man auth beim 2-Fläthenruder

die Ruderfiächen weiter nach außen legen, dadurth würde

aber die Ruderquerkraft und damit die Ruderwirkung stark

zurückgehen.

Die im Vorhergehenden besprothene Beeinflussung der Ruderdrehmomente durch den Propellerstrahl ist bei

Tun-. nelsdiiffen weniger groß, da hier die Stralilgeschwinthgkeit des Propellers um etwa 200/o g e r i n g e r ist und der

Pro-pellerstrahl nitht so konzentriert wie bei der Düse austritt.

Außerdem steigt aber bei einem B alanceruder die

Ruderquerkraft

etwa mit

dein Quadrat der Anström-gesthwindigkeit an, das Ruderdrehmoment aber mit einer

kleineren Potenz der Anströingesthwindigkeit.

Diese Überlegungen erklären das zunäthst überrasdiende

Ergebnis, daß bei gleither prozentualer Balancefläthe der

Quotient (RuderquerkraftiRuderdrehmoment) beim Düsen-sthiff etwa dreimal so hoch ist wie bei einem TunnelDüsen-sthiff.

Das bedeutet aber, daß zur Erzielung der gleithen

Ruderquerkraft beim Düsenschiff nur ein Drittel von dem beim Tunnelsthiff aufzuwendenden

Ruderdreh-moment erforderlith ist.

Dieses Ergebnis wurde bei den Rudern E, F und G

übereinstimmend festgestellt.

Bei den Weserwerftrudern B bzw H, bei denen die Dreh-athsen der Seitenruder exzentristh angeordnet sind1 hat sith geeigt, daß der Vergleithswert aus Querkraft/Drehmoment

beim Düsensdiiff nur aul den 1,l2fachen Betrag ansteigt.

Der Grund ist wahrscheinlich in der geringen Exzentrizität der Seiteiiruder von Anlage B zu suchen, wodurch die schon früher erwähnte Vergrößerung des Ruderdrehmoments

pro-zentual geringer wird als bei der Anlage H und sich damit

die Relation dér Wertigkeiten Qs/Md zugunsten des Ruders

am Tunnelsdiifl verschiebt. Da außerdem die absoh ten

Ruderdreh±nomentebeim Ruder B schon wesenthdi höher

liegen als bei den übrigen Rudern am Tunneisthiff, ist in

bezug auf das erforderliche Drehmoment das Weserwerft-ruder zumindest bei Düsenschiffen stark unterlegen. Es

wäre zwedcinäßig, den Einfluß der exzentrischen Lagerung

der Sèitenruder genauer zu klären, da dieses Ruder, 'ie

später noch gezeigt wird, sehr gute Manövriereigenschaften

aufweist.

Es sei noch erwähnt, daß Ruder H als einziges aller am

Düsenschiff untersuchten Anlagen ein nicht balanciertes Mit-teiruder besitzt. Die Balancierung des Mittelruders bzw. die

Anbringung eines festen Kopfteilés wie beim Oertzruder würde sicher schon eine Verminderung der Diehmomente ergeben, ohne daß hierdurch die guten Manövriereigen-schalten merkbar beeinflußt würden.

Wie schon ini Forschungsbericht Nr. 475 zum I. Teil des

Ruderprogramms erwähnt, handelte es sich bei den bisher

erläuterten Versuchsergebnissen stets um die Messung theo-retischer Grenzfälle, die im praktischen Betrieb höchstens momentan auftreten, weil beim Ruderlegen sofort eine

Kursabweichung eintritt, die im Modellversuch künstlich verhindert wird, um die maximal auftretenden Größen zu

erfassen. Die Registrierung und Umrechnung kontinuierlich sich verändernder Kräfte und Momente, wie sie im Betrieb auftreten, i.vürde überdies unnötig kompliziert sein. Außer-dem hat die Versudiserfahrung gezeigt, daß diese Methode

zumindest beim relativen Vergleich der Kräfte und

Dreh-momente verschiedener Ruderarten im allgemeinen zu guten

Vergleichswerten führt.

Bei der Durchführung der Kreis- und Sdilängelfahrten handelt es sich dagegen nur um den zeitlichen und

räum-lichen Ablauf des Manövers, der wesentlich einfacher kon-tinuierlich gemessen werden kann, nämlich durch den Dreh-kreis- und den Standard-Manövrierversuch.

Die Drehkreise wurden aus dem Stand heraus gefahren

und die Durchmesser der Kreise von Bug und Heck durch Peilen vom Tankrand nach der Tangentenmethode ermittelt, während gleichzeitig die Zéit genommen wurde. Aus diesen

Sthiff und Haferz-1960, H. 7

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-Hwm Thel,*rei.0 0 lece Ruerwink Se° Od'

Abb. 31 und 32: Drehkreisoersudie 1-SS-Typ Gustav

Koenigs" mit Kort-Düse

Messungen kann der mittlere Durchmesser des Schwer-punktweges, der Raumbedarf beim Drehen, der Derivatïons-winkel des Schiffes und die Geschwindigkeit im Drehkreis

ermittelt werden.

Die Versuche wurden im gleichen Umfang wie beim Tun-nelschiff durchgeführt, wobei die grundsätzlithen

Erkennt-nisse bestätigt wurden: auch beim Düsensdiiff nimmt der

Drehkreisdurchmesser bei abnehmender Wassertiefe zu und

Ist, wegen der rechtsgängigen Schraube, über BB. kleiner

als über StB. (Abb. 31-34). Die kleinsten Drehzeiten treten

je nach der Ruderform wieder zwischen 450 und 55° auf.

573

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Abb. 37: Mittlerer Drehkreisdurdunesser abhängig von de?

Gesamt ruderfiäthe

und F weichen hiervon etwas ab. Während bei den Quer-kraftmessungen das 2-Flädienruder E und das

Hitzlertyp-ruder F praktisch gleichwertig sind, ist der Drehkreisdurth-messer bei E ca. 10 /o kléiner als bei F; Die beiden im Pro-pellerstrahl liegenden Ruder (E) haben also gegenüber dem

Sthiff und Hafen 1960, H. 7

Tabelle 5

Vs = Geschwindigkeit bei Ceradeausfahrt

U...U...IU.U.UUUUUUU

U.UUUUUUUU

U...

U.

U

....tU..iJUUUUULUUUU

Abb. 38: 1-SS. Gustav Koenigs', mit Kort-Disse.

Versuchs-ergebnisse der Drehkreisntessun gen in O/O der Maximalwerte.

3-Fläthenruder F auf einer gekrümmten Bahn eine relativ größere Wirkung als bèi Einleitung des Manövers aus der geraden Fahrt heraus. Für diesen Vorteil der Doppeiruder

muß aber, wie schon ausgeführt wurde, bei großen Ruder-winkeln ein etwas höheres Ruderdrehmoméflt in Kauf ge-nommen werden.

Die Drehkreisversuthe haben weiterhin gezeigt, daß das

Ruder mit der größten wirksamen Fläche auch den kleinsten DrehkreisdurthmeSSer erzielt. Da die beiden Ruder E und F

575

Ruder-winkel grd Ruder-anlage -11w = 3,0 m

Hw = 4,0 m

Hw 5,0 m H Vs = 12,3 Jun/h Vs = 18,4 km/h -Vs = 18,75 km/h

in L

Bewertung °Iò

in L

Bewertung °/o

in t

-BewertungO/ E 2,48 88,4) 1,80 88,2 1,67 88,8 AflO F G 2,76 1,97 100,0 71,4 2,04 1,52 100,0 74,5 1,88 1,36 100,0 72,4 Durchmesser des H 2,45 88,8 1,66 81,4 1,47 78;2 Schwerpunktkreises

D0

in Sdiiffslängen L E F 1,63 1,75 98,2 100,0 1,22 1,36 89,7 100,0 1,07 1,22 87,8 100,0 G 0,91 52,0 0,72 53,0 0,62 50,8 H 0,93 58,2 0,68 50,0 0,62 50,8 E 0,559 86,5 0,406 85,6 0,377 90,0 -Gesdiwinàigkeit _F 0,646 100,0 0,474 100,0 0,419 100,0 im Drebkreis 40 G 0,517 80,0 0,881 80,4 0,334 79,7 Geschwindigkeit bei Geradeausfahrt, H 0,564 87,3 0,394 831 0,340 81,2

-

E 0,354 79,4 0,245 74,5 0,224 79,2 F 0,446 100,0 0,329 100,0 0,283 100,0

-

60 _{G 0,207 46,5} 0,168 51,1 0,145 51,2

-

Vs H 0,258 57,8 0,181 55,0 0,152 58,7 E 6,4 128 13,0 96,3 17,5 87,5 40 F G 6,8 6,8 128 186 10,7 13,4 79,2 99,2 17,0 18,3 85,0 91,5 H 50 100 13,5 100,0 20,0 100,0 Den'vationswinkei o gr / E_F 10,7_9,5 85,6_76,0 -20,0 18,1 77,8 70,4 26,6 26,5 74,5 74,3 60 _{G 10,8} 86,5 21,4) 81,7 28,6 80,0 H 12,5 100,0 25,7 100,0 35,7 100,0

weniger als 500/o von der Fläche des 3-Fläthen-Kortruder G bzw. weniger. als 60 °/o der Fläche vom Weserwerftruder H

besitzen, ist mit Sicherheit anzunehmen, daß diese beiden Ruder sich bei gleichgroßen Ruderfläthen den Resultaten

der Ruder G und H nähern werden.

Im folgenden wird nun ein Vergleich der mit dem Tun-nel- und mit dem Düsenschiff durchgeführten Drehkreis-messungen angestellt werden. Zu diesem Zwech sind in

Abb. 87 die Mittelwerte der Drehkreisdurthmesser aller acht untersuchten Ruderanordnungen in Abhängigkeit von ihren Gesamtruderfiäthen dargestellt. Sieht man von dem Ergeb-nis mit dem Haakruder A ab, welches sich, wie schon früher erwähnt, eigentlich nur zur Verbesserung der Ruderwirkung

bei sthletht steuernden Kähnen eignet, so streuen die

Er-gebnisse nur in einem Bereich von etwa 11 bis 180/o vom

Drehkreisdurdimesser.

Auf der günstigsten Kurve, also der Kurve mit dem

klein-sten Drehkreisdurthmesser, liegen vom Düsenschiff die Ruderanordnungen E, H und G. Das TunnelschiEf ist auf

dieser Kurve nur mit dem Hitzlerruder C vertreten. Auf der oberen Kurve mit den größeren Drehkreisdurch-messern liegen nur das Düsenschiffruder F und das

Tunnel-schiff-Doppeiruder D. Zwischen beiden Kurven liegt das

Weserwerftruder B des Tunnelsihiffes.

Aus den Ergebnissen kann gefolgert werden, daß mit

2-Fläthenrudern gleich gute Ergebnisse wie mit 3-Flä-thenrudern erzielt werden können, wenn beide Flächen

in den Propellerstrahl gelegt werden (Ruder E). Wenn dieses Ergebnis bisher auch nur am Düsenschiff er-mittelt wurde, so wird es sich sin gemäß auch auf

Tunnel-schiffe übertragen lassen. Als Nachteil des 3-Fl..-Ruders

muß aber erwähnt werden, daß sie in bezug auf

Ruder-wirkung bei stillstehender Schraube naturgemäß am schlech-testen abschneidet. Offen bleibt außerdem noch die Frage, wie sich bei dieser Konstruktion der Schiffswiderstand und damit der Leistungsbedarf erhöht.

Die Unterlegenheit des 3-Flächenruders F (Hitzlertyp) ist

wohl dadurch bedingt, daß die unmittelbar an die Düse

anschließenden unbalancierten Seitenruder nicht genügend

vom Propellerstrahl erfaßt werden. Sie müßten also

ent-weder wie beim 8-Flächenruder G von der Düse nach hinten abgerückt oder beim 2-Flächenruder E mehr in den

Düsen-bereich hinein verlegt werden. In bezug auf die Ruder-wirkung bei stillstehender Schraube und auf den Schiffs-widerstand gilt für die zweitgenannte Lösung jedoch die

gleiche Einschränkung wie beim 2-Fläthenruder E.

Aus der für gleiche Ruderwinkel aufgestellten Abb. 37

und den aus den Ergebnissen abgeleiteten Folgerungen er-geben sich grundsätzliche Erkenntnisse:

Um gleiche Drehkreisdurthmesser beim Tunnel- und beim Düsenschiff zu erzielen, müssen für beide Schiffe gleich große Ruderflächen gewählt werden.

Die beim Düsensdiiff etwa 40°/o höheren

Ruder-querkräf te reichen dann gerade aus, um den

ungün-stigen Einfluß der Lateralßädienvergrößerung durch

die Düse zu kompensieren.

Je größer die Ruderiläthe gewählt werden kann, um

so kleiner wird der Drehkreisdurdimesser.

Optimal konstruierte 2- und 3-Flächenruder sind in

ihrer Steuerwirkung und, wie schon früher festgestellt, auch in ihrem mittleren Kraftbedarf gleichwertig, wenn ihre Balance- und ihre Gesamtruderfläche gleich groß gewählt werden. (Der Kraftbedarf ist freilich bei

klei-nen Ruderwinkeln beim 2-Flächenruder und bei

großen Ruderwinkeln beim 3-Flächenruder etwas gün-stiger, so daß also bei allen den Manövern, bei denen

große Ruderwinkel erforderlich sind, in dieser Hin-sicht das 3-Flächenruder dem 2-Fläthenruder etwas

überlegen ist.)

Welcher Ruderanordnung der Vorzug zu geben ist, hängt also, abgesehen von Sonderfällen (z. B. gute Steuerwirkung

bei stillstehender Schraube), in erster Linie davon ab, bei

welcher Ruderkonstruktion die größtmögliche Ruderfläthe untergebracht werden kann.

Bezüglich des zum Ruderlegen erforderlichen Kraftauf-wandes war schon festgestellt worden, daß die Düsenschiffs-ruder, sofern sie eine normale Balancierung haben, im Vorteil sind, da sie zur Erzeugung d e r g I e i c h e n R u d e r -q u e r k r a f t nur etwa 38 o/ des beim Tunnelsthiffsruder erforderlichen Drehmoments aufbringen müssen.

Da aber bei Düsenschiffen zur Erzielung der gleichen

Wendigkeit eine etwa 40 o/ höhere Querkraft erzeugt werden muß, wird im Endeffekt beim Düsensdiiff etwa 50 O/ _{des beim Tunnelschiffsruder erforderlichen Kraf} t-aufwandes notwendig.

Beim Weserwerftruder H, dessen Form durch die

exzen-trisch gelagerten Seitenruder sehr stark von der üblichen

Art abweicht, geht dieser Vorteil des Düsenschiffsruders nicht nur verloren, sondern es ist zur Erzielung einer gleich guten Wendigkeit des Düsensthiffs ein etwa 25°/o größerer Kraftaufwand erforderlich als beim Tunnelsdiiff. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Ruderdrehmoment des Ruders H schon am Tunnelschiff ca. 30 /o höher ist als bei den übrigen Rudern. Im Endeffekt ergibtsich daher fcxlgender Vergleich:

Zur Erzielung der gleichen Wendigkeit des Schiffes

be-nötigen normale Ruder einen Kraftaufwand von loo o/ bei

Tunnelschiffen und von 50 0/o bei Düsenschiffen, während

das Weserwerftruder beim Tunnelschiff 130 /o und beim

Düsenschiff ca. 160 °/o benötigt. Dieses Ruder erfordert also am Düsenschiff mehr als den dreifachen Kraftaufwand der üblichen Ruder. Da die zu diesem Vergleich herangezogenen

Drehmomente am geradeaus fahrenden Modell ermittelt

wurden, wäre es notwendig, noch Drelmomenimessungen im Drehkreis durchzuführen, um festzustellen, ob sich die großen Unterschiede hier noch etwas ausgleichen.

Bei der bisherigen Beurteilung der Drehkreisversuche war vorausgesetzt worden, daß der maximale Ruderausschiag bei

allen Rudern der gleiche ist. Bei diesem Vergleich erwies

sich das 3-Flächenruder G als optimal, es folgte das Weser-werftruder H mit einem 1,08mal größeren Drehkreis.

Tatsächlich kann nun aber das Weserwerftruder H bis zu 70°, das Ruder G aber nur bis etwa 55° ausgelegt werden.

Ein Vergleich des sich bei diesen Grenzwinkeln ergebenen absolut kleinsten Drehkreisdurchmessers zeigt, daß jetzt das Weserwerftruder H dem 3-Flächen-Kortruder G überlegen ist, obwohl das Ruder G eine 23 o/ größere Ruderfläthe be-sitzt. Der auf den Schwerpunktsweg 'bezogene Drehkreis-durchmesser beträgt

in diesem Fall beim Ruder H ca.

0,4 Schiffslängen gegenüber 0,92 Sthiffslängen beim 3-Fili-chenruder G. Da aber mit zunehmeidem Ruderwinkel auch

der Derivationswinkel ansteigt, ist der Vergleich der über Heck gemessenen Drehkreisdurchrnesser, die den Raumbedarf

des Schiffes im Drehkreis angeben und deshalb für die

prak-tischen Belange wertvoller sind, nicht mehr ganz so gün-stig für das Weserwerftruder. Der Drehkreisdurdimesser

über Heck leträgt bei H 1,28 Schiffslängen (100°/o) und bei G 1,56 Sthiffslängen (122°/o). Unter der Voraussetzung, daß

der beim Weserwerftruder H erzielbare maximale Ruder-ausschlag von 700 bei den anderen Ruderkonstruktionen

nicht erreicht werden kann, ist das Weserwerftruder für die

Praxis sehr vorteilhaft, weil es beim Aufdrehen

den geringsten Raumbedarf benötigt. Hierbei müssen dann freilich, besondeEs bei Düsenschiffen, die sehr hohen Dreh-momente in Kauf genommen werden, falls es nicht gelingt, sie durch weitere Maßnahmen (z. B. Balancierung des

Mit-telruders) merkbar zu vermindern, ohne daß hierdurch die

sonstigen guten Eigenschaften dieses Ruders beeinträchtigt

werden.

Während die Ergebnisse der Drehkreisfahrten nur

Auf-schluß über die Wendigkeit der Schiffe geben, ist vom

nau-tischen Standpunkt aus der

1.1 A. Pl

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Tabelle 6a

Mittelwerte aus Protokoll VI

Prozentuale Bwertung

y e r s u ch wesentlich ergiebiger, weil die Schlängelfahrt

nicht nur Auskunft über die Kurstetigkèit gibt, sondern auch darüber, wie das drehende Schiff auf Gegenruder

reagiert, d. h. wie es stützt.

Der Standard-Manövrierversuth ist in Schiff und Hafen", Heft 8/57, in Abb. 10 schematisch dargestellt und auch

in-gehend erläutert worden, so daß an dieser Stelle wohl da±auf verzichtet werden kann.

Die Versuche sind im gleichen Umfang wie beim Tunnel-schiff durchgeführt worden und haben die gleichen grund-sätzlichen Tendenzen ergeben. Auch beim Düsenschiff steigt

der Zeitbedarf für die einzelnen Phasen des Manövers mit

ábnehmênder Wassertiefe (Tabelle 6).

Die Abb. 89 zeigt eine Zusammenstellung der Mittel aus allen Ergebnissen. : Die Zeit für das Anschwenken, das dem

Einleiten einer Drehkreisfahrt entspricht, ist beim

2-Flä-chen-Kortruder E am geringsten. Praktisch gleichwertig ist Tabelle 6 u-f&,r

__L!AhIIIII__

20 .

IIII1IIIUiïii____

!ri'iuIuI__

Abb. 39: Standard-Manöuriërversuthe mit 1-SS. ,,Custav

Koenigs" mit Kot-Düse. Mittelwerte aus den Ergebrissen

der Sthlängelfahrten. Prózeñtuale Beweitung Hw m -Anschw. nach . Ruder-anlage Ansthw: sek Stützen sek -Uberschwg. Ausweichen grd sek - Quer-versetzung in -Kursschwg. sek E 12,0 23,0 - 9,0 87 43,0 138 F 28,5 14,0 4,0 62 . 16,0 - 141 Bb _{G 11,2 23,0 9,5 57 32,0 130} H 18,0 25,0 9,0 '67 37,0 150 3,0 E 19,5 18,0 5,5 56 - 20,0 . 112 F 22,5 . 28,0 10,0 85 40,0 144 Stb . G 18,2. 24,2 12,7 68 48,0 138 II 16,2 29,0 9,0 72 88;5 142 E 10,5 24,5 8,0 55 - 31,5 120 F 22,0 13,5 4,0 56 14,0 180 Bb- _{G 11,2 22,0 10,7 57 37,5} . 128 H _{16,5 21,5 10,0. 63 38,0 148} 4,0 E 16,5 20,5 8,5 59 87,Ó 125 F 19,0 23,0 7,0 75 26,0 128 Stb . G 17,0 22,0 12,0 65 39,5 183 H 14,5 27,5 12,0 69 42,0 141 E 10,0 ,25,5 7,5 52 ' 27,5 112 F 20,0 13,0 40 55 18,5 126 Bn . G 11,2 21;5 . 11,7 -

57

40,0. ' 126 H 16,0 20,5 9,0 61 39,0 142 5,0 E 15,5 22,0 10,0 - 60 42,5 129 F 17,0 21,5 5,5 69 19,5 121 Stb _{G 16,0 20;8 11,5 63 ' 87,5 138} H 13,3 27,0

r

11,0 67 ' 43,5 139 Ruder - An-schwenicen Stützen Uberschwg.

Ausweichen _versetzungQuer- _schwingung

Kurs-sek /o sek °/o grd O/ei _sek O/ _m O/ _sek !o

E ].4,0 100 22,3 118 8,1 141 58,2 100- 33,4 156 123 ' 100

F 21,2 151 18,9 100 5,8 100 67,0 '115 21,5 100 132 108

G 14,1 101 22,8 118 11,4 197 61,2 105 38,3 178 131 107

- H 15,8 113 - 25,1 138 10,0 174 66,4 114 39,7 185 144 117

Ruder G. Bei Ruder H wird eine 12,5 010 und bei Ruder F eine 51 0/0 längere Zeit benötigt. Die große Unterlegenheit beim Hitzlertyp F ist mit einiger Wahrscheinlichkeit darauf zurückzuführen, daß bei dem für dieses Manöver gewählten

kleinen Ruderwinkel von 100 die unmittelbar an die Düse

anschließenden Seitenruder kaum zur Wirkung kommen. Das Wichtigste bei der Beurteilung einer Ruderanlage ist jedoch die Stützfähigkeit, d. h. die erforderliche Stützzeit des Schiffes und die Größe des zugehörigen

tYbersthwing-winkels. Hier ist das Ruder F am wirkungsvollsten, das

2-Fläthenruder E benötigt 18 °/o mehr Zeit bei 400/o

größe-rem Oberschwingwinkel, daß 3-Flächenruder G benötigt

ebenfalls 180/o mehr Zeit, wobei aber der um 970/o größere Ubersthwingwinkel von allen Rudern der ungünstigste ist.

Die größte Stiitzzeit erfordert das Weserwerftruder H mit

33°/o mehr Zéit; wobei aber der Uberschwingwinkel etwas kleiner ist als beim 3-Flächenruder G.

Für das Ausweichen, also bis ii.im Wiedererreichen des (seitlich versetzten) Ausgangskurses, benötigt man dagegen

beim 2-Flächenruder E die geringste Zeit, es folgen Ru-der G mit 5°/o, H mit 14°/o und schließlich F mit 15°/o längerer Ausweichzeit.

Zusammenfassend betrachtet, geht das 2-Flächenruder E aus dem Standard-Manövrierversuch mit der besten

Be-urteilung hervor. Die Rethenfolge der übrigen Ruder dürfte

lauten: G - H-- F, wobei H und F unter sich etwa

gleich-wertig sind.

Erwartungsgemäß ist, wie schon gesagt wurde, gerade bei

den kleinen Ruderwinkeln (100 BB. und StB.), die beim

Standard-Manövrierversuch gelegt werden, das- Ruder F am

stärksten benachteiligt, da die hinter dem Düsenprofil

ge-legenen Seitenruder praktisch wirkungslos bleiben, während

das 2-Flächenruder E bei diesen Winkeln noch mit seiner

ganzen Fläche im Schraubenstralìl liegt.

Es reicht dadurch an die Wirksamkeit der

3-Flächenruder-anlagèn G und H herai, deren absolute Fläthengröße un

108°/o bzw. 7Q0/ liegt

-Die größere Ruderfläche von G gegenüber H kommt kaum zur Wirkung, da ein Teil der Ruderfläche vOn G im Gegen-satz zu H aus dem direkten Düsenstrahl nach oben

heraus-ragt.

Im Anschluß an die Standard-Manövrierversuthe wurde

noch die Steuerfähigkeit der Selbstfahrer bei R ü e k

-w ä r t s f a h r t untersucht. Die Rüdc-wärtseigenschaften sind

zwar bei der Wahl der Rudemanlagen nicht ausschlaggebend,

vor allem, weil sie wegen der Gefahr des Luftsaugens meist

ohnehin nicht gut sind, doch ist es

interessant, ob und welche Unterschiede zwischen den verschiedenen

Anord-nungen feststellbar sind.

Für alle Ruder gültig, kann man feststellen, daß im

Gegensatz zur Vorwärtsfahrt ihre Wirksamkeit beim

Rü&wärtsf abren mit abnèhmender

Wassjiefe

besser wird. An-i besten geeignet ist hier wieder das

3-Flächenruder G, weniger gut, aber untereinander nahezu

gleichwertig, sind die Ruder E, F und H. Als Grundlage der Beurteilung dient dabei die mehr oder weniger aus-geprgte Fähigkeit des Schiffes, mit der jeweiligen

Ruder-anlage bei Rückwärtsfahrt anzuschwenken, zu stützen und

womöglich in den Ausgangskurs zurückzukehren. Die,

Rück-wärts-Manövriereigenschaf ten sind als gut zu bezeichnen, wenn das Stützen mit Sicherheit möglich ist. Dies war von

den untersuchten Ruderanlagen nur mit dem

3-Flächen-ruder, G- und nur aiif der ldeinsten Wassertiefe von 3 m zu

eùeicheñ.

-Abschließend so11 für den Standard-Manövrierversuch bei

V o r w ä r t s f a h r t ein Gesamtvergleich aller Ergebnisse vom Tunnel- und vom Düsensthiff angestellt werden.

Es ergibt sich unter Zusammenfassung der einzelnen Meß-größen in erster Annäherung folgende Bewertungsskala für

die Manövriereigenschaften.

Ruderanlage Bewertung (T = Turmelsdoiff) o/

578

Schiff und Hafen 1960, H. 7

C (T) 100 D (T) 90 E 90 B (T) 85 A (T) 85 G 85 H 75 F 75

Im Standard-Manövrierversuch, der sowohl über die,

Kurs-stetigkeit als auch über die Stützfähigkeit von Schiff und Ruder Auskunft gibt, ist also, bei Wahl optimaler

Ruder-anlagen für beide Schiffsformen, das Düsenschiff dem Tun-nelschiff im Mittel um etwa 10°/o unterlegen.

Bei der vergleithenden Beurteilung aller untersuchten Düsenruder stellt man auch hier, genau wie beim

Tunnel-schiff, fest, daß es ein Universalrudèr, welches alle gestellten Forderungen gleich gut erfüllt, nicht gibt.

Als Haupt-Richtlinien für den Konstrukteur seien hier die besonderen Vorzüge und die spezielle Eignung der

einzel-nen untersuchten Ruderarten, die sich bei der Vielzahl der.

Modellversuche herausgestellt haben, kurz genannt. Für die - optimale Ausführung der jeweiligen Anlage werden die

Ausführungen dieses Berichts ein wertvolles Hilfsmittel sein.

2-Flächenruder E (Entwurf Kort):

sehr gute Manövriereigensdiaften, gute Kursstetigkeit

3-Flächenruder F, Hitzlertyp (Entwurf Kort):

-Nach Vornahme. einiger im Bertcht angedeuteter

Ände-rungen den Eigenschaften des Ruders E ähnlich. Im

Widerstand vermutlich günstiger.

3-Flächenruder G, Hitzlertyp (Entwurf Kort):

Gute Eigenschaften in jeder Hinsicht, besonders beim Manövrieren und bei Fahrt mit langsam drehender oder

stillstehender Schraube.

3-Flächenruder H (Weserwerft):

-Besonders vorteilhaft

für das Drehen auf engstem.

Raum, was vor allem bei den großen Selbstfabrern vom -Typ ,,Johann Welkem" wichtig ist.

Die durchgeführten Ruderversuche haben -eine Fülle von Erkenntnissen ergeben, die dem Konstrukteur bei der Aus-wahl von herkömmlichen Ruderanlagen helfen, und für die Weiterentwicklung eine große Anzahl von