Verslag van het bezoek aan Engelse sleeptanks van 14 tot 18 september 1958

TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboratorium voor Scheepsbouwkunde.

DELFI?.

INTERN RAPPORT NO. 19

a =

VAN RET LABORATORIUM VOOR SCHEPSBOIJWKUNDE

= = = = a = =

aa==aa

= = = = a a a = a =

VarslaR van het bezoek san Engelse 8lOeptaflkS op

1hs. - 18 aeptember 198.

door

Ir. J. GERRITSMA

In verband met

het ontwerp van een stuurvjver voor de Subafdeling der Scheepsbouwkunde is

door de heren

Ir. J.Ch. da Does, Ir. J. Gerritsma en Ir. M.C. Meyer een bezoek gebracht san twee Engelse aleeptanks, orn de aldaar

in aanbouw

zljnde stuur- en manoeuvreertanka te bezichtigen. Tevens diende dit bezoek orn een inzicht ta verkrijgen in de ontwikkeling van de bydrodynamiache research en het dasrb&j

gebruikte instrumentarium.

In

verband met dit lastete punt is nog een darda sleeptank bezocht, waar men zich evenwe]. niet met manoeuvreerproeven bezighoudt.

De bezochte inste].lingen zijn:

hat National Pbysical Laboratory te Teddington en Feitham.

de Admiralty

Experiment Works te Has].ar.

de sleeptank van Vickers Armstrong te St. Albana.

De resultaten van deze bezoeken worden hieronder in detail besproken.

1)

Ret National Thysical

Laboratory.

Gesproken is met Dr. Hughes

en Lir.

Shearer

respectieve-ujk plaatavervangend

superintendent en hoofd van de

afdeling instrumentstie van de "Ship division".

Aan Dr. Hughes z&jn inlichtingen gevraagd omtrent de hot-film methode, welke gebruikt wordt orn de

turbulentie-graad van oen atroming (gas of vloeietof) te bepalen.

Ret N.P.L. bezit een hotfilrn anemometer

van de firma

Lintronic, doch deze apparatuur bleak hoofdzake]Jjk

TECHNISCHE HOGESGHOOL.

Laboratorium voox

Soheepsbouwkujs.

D ELF T.

-2-proef in een cavitatietunnel was

_{geen suecos in verband}

met corrosie werende beatanddelexi in het

twineiwater,

we].ke de werking van hot apparsat betnvloedden.

Hot is niet de bedoeling orn

in de toekomat

fundamentele

experimentele research op het gebied

van grenelagen met

dit apparaat uit te voeren. Met Mr. Shearer

zijn de

de-talle van de inetrumentatie van de in

aanbouw

zijnde

stuurvljver beeproken.

Deze atuurvjjver heeft de

volgende afmetingen:

De dakcongtructie is van aluminium, t.rwl.jl

sen goltmaker

van het plurijer type aan

_{n sljd. van de tank wordt}

aan-gebracht.

De bedo.ling is on in de

toekomet sen

dcx aanhlggende

eliden van .n gedielde goltmaker t.

voorsien.

De golfmaker oonstructie is bljeonder

awaar 1*ltgevoerd.

De dwarsdoorsnedo is wigvormig. De aandrljving is hydrau-.

liach.

D. oorspronke].ijk. bedoeling

_{was orn de bak ta}

gebrui-ken ale opbergruimte voor paratfinonodellen.

In

verband

daaz'mee is sen

aangrenzend deal van 15 x 30

rn. thane voor

dit doel ingerioht.

De oorspronkolijke

bestemming van de bak hect t bu de

ombouw tot etuuzvljver enkele beewarci doen

_{ontstun. De}

voornaenste hiervan etjn:

De bepeikte afmetingen.

De vorm.

Ret werd juister geoordeeld orn de

bak voor ein

stuux-vl.jv.r rechthoekig te maken i.p.v. vierkant. In

corn-binatie met

_{ein gedeelde golfmaker aen twee zljden}

kan men voor proeven, waarblj

_{sen rechte koers wordt}

gayaren, 66n vaarriohting lange de langete zljde

aan-]..ngt.

30 m.

breedte 30 m.

TECHNISCHE HOGESOHOOL.

Laboratorium voor

Scheepsbouwkunde.

DELPT.

-3-houden.

3) De constructie

Volgena onze ideen zou

de dakconstrutie

zodanig

uit-gevoerd

moeten worden,

dat een eenvoudige

_referentie

basis

aan te

brengen is, zoals b.v. een lichte rail.

Voor het onderzoek van

stuurautomaten ]ijkt deze opzet

noodzakelijk.

De huidige constructie van de stuurvjver

te

Feltham

maakt een dergelijke toevoeging zeer lastig in verband

met de grote hoogte van de

dakeonstructie

boyen het

wateropperviak.

Aan de

ventilatie is zeer

veel zorg beeteed. Twee

_ven-. tilatoren (elk

'4 pic) gecombineerd met een inrichting

voor luchtverwarming houdan de relatieve

vochtigheids-graad. en de teinperatuur op het

gewenste poil. De

ge-hele dakeonatructie en de ventilatieleidingen zljn

van

aluminium i.v.in. geringere onderhoudgicosteri. De in-.

strumentatie van

de

atuurvijver is in drie delen te

spliteen:

a) Besturing van

het model,

Eon draadloze

modelbeetnringsinstallatie

is gereed;

doze werd.

gedemthnstreerd

(echter zonder model).

De regeling,

zowel voor

de

voortatuwer als voor de

roerhoek is in etappen. Elke stap wordt gedicteerd

door een aniplitude-modulerend signaal,

waarvan de

frequontie in geen harmonisch

verband staat

_{tot de}

frequenties

die behoren

blj

de

in de buurt liggende

stappen.

Siechta

in uitzonderlïjke gevallen kan

_men

oen krulalings beinvloeden van de

verachillende

kanalen verwachten. Afzonderlijke kanalen zljn

aan-wezig voor B.B.chroef, S.B.schroef en voor het

roer.

Terugkoppeling van

het model naar de wal is

niet toegepast, zodat de

verachtUende

nuistanden

visueel vastgesteld xnoeten

worden. B1J het roer

TECHNISCHE HCGESCHOOL. Laboratorium voor

Scheepebouwkunde,

DELP T.

geschiedt dit door een vaan en bij de voortstuwing wordt eon lampje gebruikt dat bij atilataande schroef gaat

branden. Als energie brou wordt een lood

_{accu toegepaat.}

Men wilde oorspronkelijk de verachillende _benodigde voe-dingeapanningen van de diverge acou-.cellen aftakken,

doch bet bleek handzamer

orn de volle beschikbare

span-ning met

uitwlsselbáre weerstanden onder te verdelen.

Voor de ontvaxiger ia eon aparte

_{voedingsbatterjj}

toege-past, onidat geb]eken is dat juist de

_{ontvanger bet meest}

gevoelig is voor 8pann1nsverminderjn _{In de batterjen.} Bet ontbreken van eon terugkoppeling

naar de wal Is oua

° inziena een gebrek.

b) Plaatsbepalinp.

Er worden twee systemen _ontwikkeld.

De eerste is een optisch volger _{e'steem, waarbtJ bet} model door middel

van een

_{lichtatraal gevolgd wordt} vanuit twee punten

aan

de wal. De hieruit reaulterende hoekgegevens worden automatisch geregistreerd op een

X.)' recorder.

Ret tweede systeem maakt gebruik

van

ultra sonore

tril'-lingen, welke in

hot model worden opgewekt. Twee of

drie ontvangera aan de wal ontvangen de uitgezonden signalen;de

a.tatand van

_{model tot elke ontvanger is} daarniee te

bepalen. Beide

_{Systemen worden oMerzocht,} doch de voortuitgang op dit gebied is nog klein.

o) Metingen aan boord van hot model.

Ret model zal

ultgerust worden met eon

_{roacoop orn} slinger- en stamphoeken te

_{meten, Verder worden gemeten:}

versnellingen, gierhoek, stuwkracht en koppel van de

sc1iroefas.

In 't algexneen zullen rekstrookjes gebruikt _{worden voor}

kracbtmetingen en _{pötentiaeters orn verplaatsingen te}

TECHNISCHE HOGESCHOOL.

Lab oratorium voor

Scheepsbouwkuncle.

D E L F P1,

-5-De resultaten worden geregietreerd

op een 12

kanaale-galvanometer recorder (gemaakt

_{voor de Adiniraliteit).}

Beziohtigd zijn de faciliteiten te Feitham,

_{wolke nog in}

aanbouw zijn. Doze oinvatten: een

_{zeer grote eleeptank,}

eon cavitatietunne]. en de beeproken stuurvijver.

De afmetingen van de grote sleeptank

_{zijn 1300 x i8 x 25f t.}

De modellen werkplaats is ingericlit

_{orn modellen tot 4Oft}

te kunnen maken. 00k hier is de gehele dakconstruotie

vervaardigd van aluminium.

Decavjtatjejine]. za]. zeer lange verticale benen

_krtjgen

(180 ft) orn her-oplosaen van door cavitatie vrijgekomen

lucht te verzekereri.

Eon intereesante achroevenfreeebank is in

eigen beheer

ontwikke id.

De ontwikkeld gestrekte bladdooraneden

_{worden met behulp}

van eon copiar freesbank van de schroeftekening

overge-bracht op d.unne stalen mallen. Doze mallen,

_{die aan 66n}

kant van eon uniform slot zjn

_{voorzien (een redhthoekige}

inkeping) worden in cylindervormige gleuven in een blok

geplaatat, waarmee dus op eenvoud.ige

_{en nauwkeurige wijze}

eon taxzgentiaal continue - doch radiaal gebroken

mal

ontataat van

n der z&jdan van eon schroefblad.

Doze mal plaatat men in eon tweede

_{copiermachine,}

waar-mee de cylinderviakken van de overeenkomatige

_blad-zijden

op verkleinde schaal worden

ingefreesd.

Als beide zljden van alle bladen zijn

_{ingefroead wordt de}

achroef met de hand verdor afgewerkt.

_{Hot resultaat}

wordt niet nagemeten.

Het freeakopje beetaat uit

sen zeer klein puntig

boite].-tje, dat met 80.000 0mw/min ronddraait.

_{De aandrijvig}

van het beiteltje geschiedt pneumatisch. Interessant

_is

de lagering van de geleidestang,

_{die door}

drukiuclit-smering uiterst weinig wr&jving

_heeft.

TECHNISCHE HOGESCHOOL. Laboratorium voor

Scheepsbouwkunde.

DE LP T.

-6-2)

De Admiralty Experiment Works te Haslar.

Voorafgaand aen de beapreking

met de etaf van de A.EW.

werden de beide eleeptanks en de zeer

grote

stuurvijver

bezichtigd

onder

leiding van Mr. Voaper.

De atuurvljver heeft de volgend.e afmetingen: langte 120 .

breedte 6o ,,,.

diepte in

In de etuurvijver is aun

n zljde, tevens sen z.g.

"rota-ting arm9 aangebracht, waarmee

nietingen

san modellen, die

sen cirkelvormige baan volgen, uitgevoerd kunnen worden.

Ook hier is de

dakconstructie in aluminium uitgavoerd.

In verband met hinderlijke reflecties op het

wateropper-vlak ztjn

op enige

afatand.

onder de dakramen uf

soherm-platen aangebracht; de verlichting van het

wateroppervlak

is hierdoor gelijkmatiger wat van

voordeel is b&j

fotogra-f eren ofotogra-f fotogra-filmen.

Ttjdens de bezichtiging

werd gedemonstreerd. met een

draad-boa bestuurd

model.

De hierna volgend.e bespreking onder leiding van Mr.Newton

(Superintendent) behandelde de volgende punten:

plaatabepaling van het model.

het

sturen van list model.

list meten van grootbeden in list model.

het opwekken en regiatreren van golven.

zeewaardigheidsproeven.

a) De plaatebepaling van

het

model, welke btj de A.E.W. In

gebruik is, is zeer

elegant en eenvOudig. Aan één der

emden

van

het bassin bevindt zich

sen platen-camera op

een betonnen atatief. De camera is zodenig geplaatat, dat

zowel. de richting als de pleats ervan 6énduidig bepaald.

zijn, onafhankelijic van variaties in omgevingatemperatuur.

Het gehele

wateropperviak

kan met de camera

gefotogra-feerd worden.

TECHNISCHE HOGESCHOOLII

Laboratorium voor Scbeepsbouwkunde.

DELF T.

-7-Ret acheepamodel is uitgerust met tee sterke lampen, walks op gelke hoogte boyen het wateropperviak op mast en

zijn opEesteld.

De onderlinge al stand wordt, rekening

boud.end mt de ].engte van bet model, io groot mogelijk

gekozen. Gedurende de vaart

van hat model wordt de

slui-ter van de camera sen aanta].

malen

geopend (overdag tot

17x op 66n plaat) waard.00r een perspectivieche foto ont. staat van de lampen op verechullende bekende ttjdstippen.

Deze foto wordt flink

vergroot (s.0 x 60 cm) en

voor-zien van merktekens tegen de op de Loto

zichtbare bassin-wand, zodanig dat daze de lichten op bet model zouden

vooratellen ais dit zich in die wand (dus op sen bekend.e

plaata) bevindt.

De Loto wordt nu bedekt met sen "Perspex" p].aat waarop

beide vaste

merktekens en een rechthoekig

cordinatie.-atelsel In perspectief gegraveerd staan.

Ret viak van bet cordinaten atelsel gaat door de vaste

punten.

De cordinaten van de op de foto voorkomende liohtpunten

kunnen. nu eenvoudig worden afgelezen, waarmee de positie

van het model op de

verachillende ttjdatippen in kaart kan

worden getr acht.

Baan, gierhoek en aneiheid van bet model kunnen op deze

wljze zeer anel bepaald worden.

De camera is door de A.E.W. zell ontwoz'pen en bestaat uit een aluminium huis dat uit óên atu.k bestaat. Dit buis is de drar van bet objectiez en de platen

cassette zodat

een maximum aan stijfheid gewaarborgd is Daar de camera apeciaa]. gemaakt moet wordeñ, ].ijkt bet aan te bevei.en

on daze direct zod.anig te construeren, dat bet perapec-tief op de plaat reeds gecorrigeerd word.t.

Op daze wtjze ial de contr6le op de stand van de camera eenvoudiger zijn, omdat bet negatief zuiver waterpas moet liggen.

TECHNISCHE HOGCHOOL.

Laboratorium voor Scheepabouwkunde.

DE LP T.

-.8-b) Het sturen van het model.

De ons getoonde radiografisohe besturing werkte volgena hot bekende amateur systeem. Eon ultra hoog frequente draaggolt wordt siechte met start en stopsignalen

gemodu-leerd. Hierbij past men F.M. toe daar eon A.M. syateem zeer

gevoelig is voor afetandeverachullen en reflecties tegen do metalen kopoonstructie van de tank. Pijdena de demonstr&

tie was de zander opgeateld op een ttooggelegen galertj

langa de korte zijde van de tank. B&j doze opatelling bleken

enkele delen van de tank niet bestreken te kunnen worden. Het ugt in de bedoeling de antenne onder eon platform op

te hangen, dat zich boyen het midden van hot baaain

be-vindt.

Voor de toekomat ztjn plannen gernaakt orn via een pulemodu-latie syateem de verachillende bestux'ingecomponenten

continu variabel te malten. De energie wordt verkragen uit lood. aoou's (1,5 pk voor de voortetuwing).

Zilver-zink accu's bleken eon te korte levenaduur te heb-. ben.

Men overweegt orn de batterijen na iedere vaart te verwisse-len en bij te laden.

Eon uitgebretde disivasie ontetond. over het aturen in

gol-ven. Ret werd betrourd dat een referentiebasis b.v. in de vorm van eon lichte rail en eon onbemand wagentje niet aanwezig is. De grote hoogte van hot dak boyen hot

water-opperviak maakt het aisnog aanbrengen van een dergelljke voorziening erg moeilijk.

Hot sturen in golven denkt men met de hand uit te voeren. Gewezen is op de bezwaren die hot N.5.P. hierbij heeft

ondervonden, waardoor o.a. de reproduceerbaarheid van de proeven gevaar loopt. Ook de tijdschaal waarin de roer-correctiea plaatevinden is dan niet julat. Eon aantal

moge]Jjke systemen, zoals eon

leiddraad, eon "optical beam" en eon beaturing door eon gyroscoop werden besproken.

TECHNISCHE HOGICHOOL.

Laboratorium voor

Sobe epsbouwkunde.

D ELF T.

-9-e) Het meten van grootheden in hot model, zoals roerkoppel,

toerental, stamp-

en slingerhoeken denkt men op dezelfde

wijze uit te voeren als bet N.PIL. Er wordt echter 00k

gedacht aau bet

overseinen naar de wa]. van

gedigitaliseer-de gegevena.

Met de olosaing van al deze vraagetukken is men

flog

nan-we]ijks begonnen.

Voor hat opwekken van golven

zljn twee

golfmakers aanwezig.

Aan een der

korte zjden le eau plunjer golfmaker (uit één

stuk) sangebracht, terwij]. over sen gedeelte van én der aanliggende z&jden sen gedeelde golfmaker is opgeeteld.. De elementen van deze laatste zijn echter zeer groot,

zodat hiermee goen echuine golven opgewekt kunnen worden. Ret aandrtjvend mechanlame was nog niet geread, zodat met

de golfmaker nog niet gewerkt kon worden.

De onregelmatige

zee

die opgewekt kan worden, wi]. men op 48 punten, verapreid over het opperviak van de stuurvi.jver

meten in digitale vorm. Over de analyse van deze

meting

kon weinig meegedeeld worden.

Zeewaardlheidsproeveu.

Er b]Jjkt geen fundamentes]. ond.erzoek op dit gebied

ultge-voerd te worden.

We]. wordt getracht de scheepsvorm in incidentals gevallen

te verbeteren t.av. de

bewegingen in golven. Zo werden ons enkels resultaten getoond van zeegangaproeven

in

_én

der

beide eleeptanks met een mode].

van

sen

vliegdekschip.

Men heeft sen aantal modificaties van voor- en achterschip (o.a. met vinnen aan de boeg) beproefd en is

tot de

con-clusie

gekomen,

dat de bewegingen greduceerd kunnen worden ten koste van lets meer weerstand.

Daze proeven ztjn uitgevoerd voor de

marine,

zodat bet rar-port niet voor derden beschlkbaar is. Men wenst iii. hot ge-val van onregelmatige golven zo sue]. mogelijk tot één of

r &

TECHNISCHE HOGCHOOL.

Laboratorium voci'

Ocheepabouwkunde.

D BLP T.

10

-meerdere standaardzeen te besluiten orn een routine

onder-zoek moge]Jjk te maken.

De analyse van aen dergelijke zee in de tank vorrnt nog een

probleeni dat men waarsohijnlijk denkt op te besen door specti'ale analyse met bebuip van de beschikbare ZEBRA,.

t) De door one uitgevoerde _{stex'ktemetingen met behuip van} plastic modellen zijn besproken. Over 't algemeen zag men

hat nut van derge]ijke proeven niet

in, omdat de conventio-nele sterkteberekeningen nog steeds goede resultaten

op-leyeren.

Het bezoek aan de A.E.W. was goad georganiseerd, zodat in

betrekkeiijk korte tljd een groot

aantal

_ond.erwerpen

bespro-ken kon worden.

3) De Sleeptank van

Vickera Armstrong.

Geaproken is met Mr. Moor, de superintendent _{van deze}

corn-mercile tank.

Onze

interesse ging vÒornamelijk uit

_{naar de sterktemetinen} in golven, de regaling van de schroefmotor voor constant

koppel, constant irermogen en constant toerental _{en naar de}

achroeven freesbank.

De sterktemetingen worden uitgevoerd met _{gedeelde houten.} modellen; de optredende momenten worden met behuip van

rek-atrookjesgemeten. One inziens worden te grote modellen

gebruikt: de lengte van de modellen is ± 14 ft. en de breed-te van de tank bedraagt 20 ft.

Men ziet er echter geen bezwaar in _{orn zelfe in hat lage} snelheidsgebied metingen uit te voeren.

De regaling van de schroet motor welke op de I.T.T.C. con-ferentie te Madrid werd aangekondigd, bleak niet goed. te

werken. Alleen constant koppel kan toegepast worden.

TECHNISCHE HOGESCHOQL. Laboratorium voor

ScheepBbouwkunde.

D ELF T.

tekening wordt omgewerktteneinde axiaal aequid.istante

door-aneden te verkrijgen. Hiermeewordt volgena de atapelmethode een 5 x vergroot houten

_{8ChrOefbladinodel}

_{vervaardigd, dat} geheel glad wordt afgewerkt.

In een zeer oenvoudige oopierfreesmachine wordt _vervolgens

hot gietatuk a.tgefreesd waarbij de mal radiaa]. _{word.t afgetaat}

Na elke freesgang worden mal en gietstuk automatiach over eon kleine

hoek

_{verdraaid, zodat aan hot afgefreesde model}

met de hand nog maar weinig bijgewerkt behoeft _{te worden.}

Ook hier wordt hot reaultaat niet _nagemeten.