A R C H I E F
Lab. V. Scheepsbouwkunia
Technische Hogeschool
Delft
H E F T
1
1 9 6 2
Herausgegeben
vom Institut für Schiffbau, in Zusammenarbeit
mit der Schiffbautechnischen Fakultat der Universitat Rosfodc
I n h a l t :
Dr.-Ing. F r i t z G u t s c h e , Berlin
Institut für Schiffbau„ S a m m l u n g und Auswertung von Unterlagen über Kavitation und
Iheoretisdie Propellerberedinung
Dr.-Ing. F r i t z G u t s c h e , Berlin
Institut fUr Schiffbau„Der EinlIuB der Kavitation auf die Propellereigenschaften von
Propellerblattsdinitten"
1. Johigang (1962) Heft Nr. 1. Seite 1 bis 44
20,-I N H A L T
D r . - I n g . Fritz Outsche, I n s t i t u t f i i r S c h i f f b a u
„ S a m m l u n g u n d A u s w e r t u n g v o n U n t e r l a g e n ü b e r K a v i t a t i o n u n d theoretische Propeller-b e r e c h n u n g "
,,Der E i n f l u B der K a v i t a t i o n avif die P r o f l l e i g e n s c h a f t e n v o n P r o p e l l e r b l a t t s c h n i t t e n "
C 0 7 I E P 5 K A H I I E
/(p-niiHf. <DpBT^ T y i e , HucTHTyi cyfloCTpoenns
C o ó p a n u e n oópaóoTKa MaTepnajiOB o KaBHTauan H TeopeTH<iecKOM pacieTe rpeÖHHX BHHTOB
BjinHnne KaBHTauan n a CBOiiCTaa npo$Hjieii ce'ieHHli JionaCTeü rpeÖHUX BBHTOB
C O N T E N T S
D r . - I n g . Fritz Gutsche, I n s t i t u t e f o r S h i p b u i l d i n g
Datas and General B e h a v i o u r of Propeller Blade Sections w i t h regard t o C a v i t a t i o n I n f l u e n c e of C a v i t a t i o n on the P e r f o r m a n c e o f Propeller Blade Sections
S O M M A I R E
D r . - I n g , Fritz Outsche, de I ' I n s t i t u t de c o n s t r u c t i o n navale
4 L a collection et l ' é v a l u a t i o n des r é s i ü t a t s relatives è. l a c a v i t a t i o n et au calcul t h é o r i q u e des helices*
« L ' i n f l u e n c e e x e r c ó e p a r la c a v i t a t i o n sur les p r o p r i é t é s de p r o f i l des sections de pale d ' h é l i c e »
Herausgeber: Institut fUr Schllfbau Rostock
V E B Verbiï Technik, Berlin Ü K
B2.nOI,5:029.12.011.1..'i.-E S : 2 0 L 4
i'ür den Inhalt verantwortlicli: Schiffbau-Ing. Huil Medhig Bestellnummer 2/2/3211
AUe Eechte vorbehalten. Copyright by V E B Verlag Technik, B e r U i V L N 201 • Dg. 375/154/62 Deutsche Deniokrali-sche Eepublik. Satz and D m c k : Gutenberg Buchdruckerei imd Verlagsanstalt V O B „ A u f w l r t s " , Weimai. Die Hefte ..Schlffbauforschung" erscheinen je Quarlal einmal. Bezugspreis je Heft O,— DM, Jahres-Abonnementprels 20,— DM. Bestelliingen nebnaen entgegen: Institut f ü r Schiffbau, Bostock-Osthafen, und V E B Verlag Technik, Berlin.
SCHI F F B M F Ö R S C UVm
H E R A U S G E G E B E N V O M I N S T I T U T F Ü R S C H I F F B A U
B e r l i n - R O S T O C K - P o t s d a m
Z U R E I N F Ü H R Ü N G
Dieses H e f t e r ö f f n e t eine S c h r i f t e n r e ü i e i d i e ü b e r w i s s e n s c h a f t l i c h e A r b e i t e n a u f d e i n G e b i e t e des S c h i f f b a u s b e r i c h t e nsoil
u n d v o m I n s t i t u t f i i r S c h i f f b a u h e r a u s g e g e b e n w i r d . D a s I n s t i t u t f i i r S c h i f f b a u w u r d e i m J a h r e 1989 i m I n t e r e s s e e i n e r b e a c h l e u n i g t e h a l l s e i -t i g e n w i s s e n s c h a f -t l i c h - -t e c h n i a c h e n E n -t w i c k l u n g d e r S c h i f f b a u i n d u s -t r i e d e r D e u -t s c h e nDerno-. - k r a t i s c h e n ' B e p u b h k g e g r i i n d e t Derno-. É s h a t s e i n e n S i t z i n B o s t o c k i m d i m t e r h a l t Z w e i g s t e l i e n i n B e r l i n u n d P o t s d a m . D i e G r e n z e n des A r b e i t s b e r e i c h e s dieses F o r s c h i m g s i n s t i t u t e a s i n d w e i t g e s t e c k t , i m d es i s t i n dieser B e z i e h u n g n i c h t v e r g l e i c h b . a r m i t aus d e r V e r g a n g e n h e i t b e k a n n t e n E i i ï r i c h t u n g e n d e r s c h i f f b a u h c h e n F o r s c h u n g i n D e u t s c h l a n d o d e r h e u t e v o r h a n d e n e n I n s t i t u t e n des A u s -l a n d e s . Als w i c h t i j g s t e r P r o b l e m k o m p l e x d e r S c h i f i f b a u - W i s s e n s c h a f t , d e r f i i r diese n i c h t n u r t y p i s c h ; , i s t , s o n d e r n d e r a u c h seine eigene, v o n a n d e r e n A h w e n d u n g s f a l l e n d e r T e c h n i k a b w é i c h e n d e B e h a n d l i m g e r f o r d e r t , i s t d e r d e r H y d r o m e c h a i i i k anzus.ehen. So i m t e r h a l t e n f a s t a i l e S c h i f f b a u t r e i b e n d e n N a t i o n e n a u f d i e s e m G e b i e t F o r s e h u n g s i n s t i t u t e m i t m e h r o d e r n i i n d e r v o i l -s t S n d i g e n E i n r i c h t i m g e n f ü r d i e U n t e r -s u c h u n g dea W i d e r a t a n d e a , d e r P r o p u l a i o n , de-s S c h w i m m - u n d F a h r v e r h a l t e n s u n d "der S e e i g e n s c h a f t e n des S c h i f f e s , I m a i l g e m e ü i e h be-s c h r a n k e n be-s i c h d i e A i i f g a b e h d e r S c h i f f b a u - V e r be-s u c h be-s a n be-s t a l t e n a u f d i e be-s e n B e r e i c h . - N u r • w e n i g e g e h e n ü b e r d i é s e r i B a h m e n h i i i a u s u n d b e s c h i f t i g e n s i c h aixl3'erdem a u c h n o o h m i t d è n F r a g e n d e r S t a t i k u n d F e s t i g k e i t dea S c h i f f e a . F ü r a l l e a n d e r e n F r a g e n , d i é d e n F a h r - u n ' d S ó h i f f s b e t r i e b b e t r e f f e n , i m d d i e d é r H e r s t e l l u n g s e l b s t , g i b t es n u r i h w e n i g e n Landern spe-zieUe F o r s c h u n g s e i n r i c h t i m g e n , u n d diese w e r d e n t e i l w e i s e d u r c h d i e S c h i f f a h r t s b e t r i e b e a e l b s t , d u r c h d i e I n s t a n z e n d e r Z i ü i e f e r i n d u s t r i e b z w . in g r u n d s a t z l i c h e r B e z i e h u n g v o n d e n ' . , I n s t i t u t e n d e r T e c h n i s c h e n H o c h s c h u l e n u n d a n d e r e r L e h r a n s t a l t e n b e t r e u t . ' E i n S c h i f f i s t n i c h t n u r v o m G e s i c h t s p u n k t seiner K o n a t r i i k t i o n i m d F e r t i g u n g , s o n d e r n a u c h v o n d e m d e r h i e r b e i a u f t r e t e n d e n u n d z u l ö s e n d e n P r o b l e m e a u C e r o r d e n t U c h v ï e l g e s t a l t i g u n d s t e Ü t a n W i s s e n s c h a f t u n d T e c h n i k h o h e A n f o r d e r u n g e n . E s i s t e i n E r z e ü g h i s , a n d e i n faeben d e r W e r f t i n d ü s t r i e f a s t d i e g e s a m t e I n d u s t r i e é i h e s L a n d e s b é t e U i g t i s t . E s e r g e b e n s i c h • • d a h é r b e i d é r G e s t a l t u n g ü n d H e r s t e l l u n g P r o b l e m e , d i e b é i e i h e r . B e s c h r a n k u n g . a u f d i e o b e n g e n a i m t e n k l a s s i s c h e n S c h i f f b a u - W i s s e n s c h a f t e n , der H y d r o r n e c h a n i k u n d S t a t i k , n i c h t g e l o s t w e r d e n k ö n i i e h , d i é a b e r d i e E i g n u n g u n d d e n w i r t s c h a f t l i c h e n W e r t eines S c h i f f e s m i n d e s t e n s i n g l e i c h e m , w e n n n i c h t i n n o c h h ö h e r e m Mal3e b e e i n f l u s s e n . , • , D a s derri I n s t i t u t f ü r S c h i f f b a u gegebene S t a t u t f o r d e r t v o n i h m d i é B e h a n d l u n g a l l e r A u f r g a b ê n , v o n d e r e n L ö s u n g der t e c h n i s c h e E n t w i o k l ü n g s s t a n d d e r E r z e u g n i s s e ü n s ê r é ï W e r f t e n s o w i e d é r e n P r o d u k t i v i t a t u n d R e n t a b i l i t a t a b h a n g i g i s t . Z u s e i n e m A u f g a b e n g e b i e t g e h ö r e n : U n t e r s ü c h i m g e n d é r ' e i n g a n g s e r w a h h t ë n Art a u f d e m G e b i e t d e r H y d r ó m e c h a n i ' k ' u n d S c h i f f s t h e p r i e s o w i e d e r S t a t i k u n d F e s t i g k e i t , d i é e n t w e d e r z w e c k g e b i i n d e n als B e s t a n d t e i l d e r P r o j e k t i è r u n g v o r z u n e h m é n s i n d o d e r a b e r - a l s F o r s c h u n g s a r b e i t f i i r d i e E r w e i t e r u n g u n s e r e r E r k e n n t n i s s e t i n d f ü r d i e S c h a f f u n g g r i m d s a t z l i c h é r U n t e r l a g e n f ü r P r o j e k t i è r u n g u n d ' " K o n s t r u k t i o n d i e n e n ; • • . r U n t e r s u c h u n g e n ü b e r d e n E i n s a t z e l e k t r o n i s c h e r R e c h e n a n l a g e n f ü r d e n E r s a t z b i s h e r an-" g e w e n d e t e r z e i t r a u b e n d e r , ü b l i c h e r R e e h é n p r ö z e s s e b z w . z u r - E r m ö g l i c h u n g d e r a n a i y t i s c h e n B e h a n d l u n g . v o n P r o b l e m e n , d i e b i s h e r w e g e n i h r e r K o m p l i z i é r t h e i t e i h é r k o n v é n t i ö h é l l é n . " B e r e c h n u n g n i c h t z u g a n g i g w a r é n ; SchifTbiiurorscbuDii 1 1/1962: i :
U n t e r s u c h u n g e n a u f dem G e b i e t d e r L a r m b e k a m p f u n g , d e r S c h a l l u n d W a r m e i s o l i e r u n g u n d des K o r -r o s i o n s - u n d B e w u c h s s c h u t z e s ; U n t e r s u c h u n g e n i i b e r . d i e A n w e n d u n g s m ö g U c h k e i t n e u e r W e r k s t o f f e , i n s b e s o n d e r e d e r P l a s t e , i m S c h i f f -b a u ; U n t e r s u c h u n g e n ü b e r d i e g r u n d s a t z l i c h e G e s t a l t u n g v o n S c h i f f s t y p e n , ü b e r i h r e n k o n s t r u k t i v e n A u f b a u u n d i h r e E i n r i c h t u n g u n d A u s r ü s t u n g ; U n t e r s u c h u n g e n a u f a l i e n G e b i e t e n d e s S c h i H s m a -s c h i n e n b a u -s u n d d e r S c h i f f -s e l e k t r o n i k , d a r u n t e r : U n t e r s u c h u n g e n ü b e r d e n w i r t s c h a f t l i c h s t e n S c h i f f s a n t r i e b , d i e A n w e n d u n g s m ö g U c h k e i t n e u e r A n t r i e b s s y s t e m e , d i e z w e c k m a B i g s t è n S y s t e m e d e r e l e k t r i s c h e n S t r o m v e r s p r g u n g , des A n t r i e b s d e r D e c k s h U f s m a a c h i n e n u n d d i e A u t o m a t i s i e r u n g s m ö g U c h -k e i t e n s o w i e s o n s t i g e V e r e i n f a c h u n g e n d e r m a s c h i : neUen u n d S c h i f f s f i i h r u n g s a n l a g e n ; B e h a n d l u n g a l l e r g r u n d s a t z U c h e n P r o b l e m e d e r V . e r f a h r e n s t e c h n i k i m W e r f t b e t r i e b u n d d e r t e c h n o -l o g i s c h e n O r g a n i s a t i o n , E n t w i c k -l u n g n e u e r V e r f a h r e n i m d E i n r i c h t u n g e n s o w i e V e r b e s s e r u n g 4 e r b e s t e h e n -d e n O r g a n i s a t i o n s f o r m ; Untersuchungen ü b e r d i e z w e c k m a B i g s t e G e s t a l t u n g " d e r W e r f t a n l a g e n u n d d i e Z u s a m m e n s e t z u n g u n d A n o r d n u n g i h r e r E i n r i c h t u n g e n . - . Dias I n s t i t u t i s t das w i s s e n s o h a f t l i c h t e c h n i s c h e Z e n / t r u m des I n d u s t r i e z w e i g e s . A l s solches h a t ea F u n k t i o n e n , d i è ü b e r d e n B a h m e n e i n e r r e i n e n F o r s c h u n g s -a n s t -a l t w e i t h i n -a u s g e h e n . N e b e n d e r D u r c h f ü h r u n g eigener F o r s c h u n g s - u n d E n t w i c k l u n g s a j - b e i t e n i s t es u . a. v e r a n t w o r t U c h f ü r d i e F e s t l e g u n g d e r P ë r s p e k t i v e d e r F o r s c h u n g s - u n d E n t w i c k l u n g s t a t i g k e i t u n d d e r Z i e l s e t z u n g f i i r d i e t e c h n i s c h e E n t w i c k l u n g s r i c h t u n g i m I n d u s t r i e z w e i g ; d i e A n l e i t u h g d e r F o r s c h u n g s u n d E n t w i c k l u n g s s t e l l e n , d e r K o n s t r i i k t i o n s b ü r o s u n d d e r . t e c h n o l o g i s c h e n A b t e i l u n g e n d e r W e r f t e n , b e i d e f e n D u r c h f ü h r u n g v o n E n t w i c k l i m g s u n d P r o j e k t i e r u n g s a r -b e i t e n ; d i e A n l e i t u n g . d e r W e r f t e n b e i d e r ' V e r b e s s e r u n g d e r s p e z i f i s c h s c h i f C b a u l i c h e n F e r t i g u n g s v e r f a h r e n d e r B e t r i e b s - u n d A r b e i t s o r g a n i s a t i o n ; d i e A u s a r b e i t u n g d e r Z i e l s e t z u n g u n d A u f g a b e n s t e l l u n g f ü r d i e E n t w i c k l u n g s t a t i g k e i t d e r Z i U i e f e r -• i n d u s t r i e , i n s b e s o n d e r e des M a s c h i n e n h a u s u n d d e r E l e k t r o t e c h n i k ; . d i e A n l e i t u n g d e r g e s a m t e n S t a n d a r d i s i e r u n g a a r b e i t u n d des E r f i n d u n g s - u n d . V o r s c h l a g s w e s e n s i m I n d u s t r i e z w e i g u n d d i e v e r a n t w o r t U c h e B e a r b e i t u n g
des Dokumentationswesens u n d M i t w i r k u n g a n d e n
F a c h z e i t s c h r i f t e n . . . . . E i n e -wichtige F u n k t i o n des I n s t i t u t e s i s t z u d e m d i e S t e u e r i m g d e r I n t e r n a t i o n a l e n Z u s a m m e n a r b e i t u n d . seine u n m i t t e l b a r e M i t w i r k u n g s o w o h l i m d i r e k t e n z w e i s e i t i g e n E r f a h r u n g s a u s t a u s c h m i t d e n I n s t i t u t e n des b e t r e u n d e t e n A u f i l a n d e s -wie a u c h i m a l l g e m e i n e n R a h m e n d e r A r b e i t des R a t e s f ü r gegenseitige W i r t -s e h a f t -s h i l f e . D e r U m f a n g d e r A u f g a b e n i s t g r o B . Sie s i n d auBero r d e n t l i c h v i e l g e s t a l t i g i m d steUen h auBero h e A n f auBero r d e -r i m g e n a n d i e Q u a U f i k a t i o n d e -r B e a -r b e i t e -r . • I m I n s t i t u t f ü r ' S c h i f f b a u i s t eine g r o B e Z a h l v o n S p e z i a l - F a c h k r a f t e n t a t i g , d i e w o h l i n d e r L a g e s ü i d , i j ^ d i e s i c h a u f i h r e m F a c h g e b i e t s t e U e n d e n A u f g a b e n z u •^j^lösen. I h r e A r b e i t s k r a f t r e i c h t a b e r n u r z u e i n e m ' T e i l , •/faUe e r f o r d e r l i c h e n A r b e i t e n s e l b s t d u r c h z u f ü h r e n . Sie Tmiissen s i c h d e s h a l b v i e l f a c h a u f d i e F e s t l e g u n g d e r z u b e h a n d e h i d e n T h e m e n u n d i h r e r _^ A u f g a b e n s t e U u n g b e s c h r a n k e n . I n s o l c h e n F a U e n trittJdas I n s t i t u t , e n t s p r e c h e n d seiner F u n k t i o n als w i s s e n s c h a f t U c h t e c h -nisches Z e n t r u m d e s j i n d u s t r i e z w é i g e s , a l s L e n k u n g s o r g a n i n E r s o h e i n u n g u n d b e d i e n t s i c h d e r e n g e r e n Z u s a m m e n -a r b e i t m i t d e n E n t w i c k l u n g s s t e U e n d e r W e r f t e n u n d d e r Z u l i e f e r i n d u s t r i e , m i t a n d e r e n I n s t i t u t e n u n s e r e r W i r t s c h a f t u n d apezieU m i t d e n L e h r s t ü h l e n d e r S c h i f f b a u -t e c h n i s c h e n F a k u l -t a -t a n de'r U n i v e r s i -t a -t R o s -t o c k . D e r i m J a h r e 1 9 5 1 a n d e r U n i y e r s i t a t R o s t o c k n e u g e g r ü n d e t e n S c h i f f b a u t e c h n i s c h e n F a k u l t a t s t e h e n d u r c h i n d e r Z w i s c h e n z e i t i n g r o B z ü g i g e r W e i s e g e -s o h a f f e n e N e u b a u t e n a u -s g e z e i c h n e t e E i n r i c h t u n g e n f ü r - w i s s e n s c h a f t l i c h e U n t e r s ü c h i m g e n a u f v i e l e n G e b i e t e n des S c h i f f b a u s z u r V e r f ü g u n g . B e i d e r E r r i c h t u n g des I n s t i t u t s f ü r S c h i f f b a u -wurde h i e r a u f R ü c k s i c h t gen o m m e gen tmd d e m z u f o l g e a u f d e gen A u f b a u s o l c h e r L a b o r -a n l -a g e n , d i e -a n d e r S c h i f f b -a u t e c h n i s c h e n F -a k u l t -a t b e r e i t s v e r h a n d e n s i n d , v e r z i c h t e t . E i n é enge Z u s a r n m e n a r b e i t z w i s c h e n b e i d e n w i s s e n s c h a f t l i c h e n E i n r i c h t u n -g e n w a r also v o n v o r n h e r e i n -g e p l a n t ; j e d o c h v e r f u -g t d a s I n s t i t u t f i i r S c h i f f b a u ü b e r d i e w i c h t i g s t e n A n l a g e n , d i e f ü r e i n e s y s t e m a t i s c h e F o r s c h u n g e r f o r d e r l i c h s i n d u n d i n A r t i m d G r ö B e ü b e r d i e E r f o r d e m i s s e eines L e h r b e t r i e b e s h i n a u s g e h e n , selbst. So u n t e r h a l t es i n P o t s d a m a n d e r K a n a l b r ü c k e in M a r q u a r d t eine S c h i f f b a u -V e r s u c h s a n s t a l t m i t e i n e r S c h l e p p r i n n e v o n 280 m L a n g e , einer B r e i t e v o n 9 m i m d e i n e r W a s s e r t i e f e v o n 4,5 m . D i e z. Z . . e r r e i c h b a r e W a g e n g e s c h w i n d i g k e i t b e t r a g t 8,5 m / s . D i e A n l a g e w i r d i n n a h e r Z u k i m f t d u r c h e i n e S c h n e l l s c h l e p p u n d F l a c h w a s s e r r i n n e , e i n e n K a v i -t a -t i o h s -t a n k u n d e i n e n M a n ö v r i e r -t e i c h e r g a n z -t . S e i t d e m J a h r e 1 9 6 0 wurde a m A u f b a u eines e l e k t r o -n i s c h e -n R e c h e -n z e -n t r u m s g e a r b e i t e t , d a s — m i t e i -n e m Z R A 1 des V E B Zeiss J e n a a u s g e r u s t e t — i m ' I . Q u a r -t a l 1 9 6 2 seine A r b e i -t a l s e l e k -t r o n i s c h e s R e c h e n z e n -t r u m des B e z i r k e s R o s t o c k b e i m I n s t i t u t f ü r S c h i f f b a u a u f -g e n o m m e n h a t . W e i t e r e I n v e s t i t i o n e n s i n d i n -g r o B e m U m f a n g e v o r g e s e h e n . S o w o h l d e r m a t e r i e l l e E n t w i c k l u n g s s t a n d w i e a u c h das u m f a n g r e i c h e A u f g a b e n g e b i e t m a c h e n es v e r s t a n d -l i c h , d a B d a s I n s t i t u t f ü r S c h i f f b a u a u c h n a c h di-ei-j a h r i g e m . B e s t e h e n n o c h i m m e r i m A u f b a u b e g r i f f e n i s t . V o r a U e m i s t z u b e d e n k e n ; d a B es — w i e a u c h d i e S c h i f f b a u i n d u s t r i e s e l b s t — riieht v o m e r s t e n T a g e s c h o n ü b e r e i n e n v o U z a h l i g e n S t a b g u t a u s g e b U d e t e r u n d m i t l a n g j a h r i g e r E r f a h r i m g a i i s g e s t a t t e t e r F a c h -k r a f t e v e r f ü g e n -k o n n t e . E s w a c h s t i n d e m M a B e , w i e seine M i t a r b e i t e r a n i h r e r A u f g a b e w a c h s e n . D i e Z u -s a m m e n -s e t z u n g d e r h e u t e t a t i g e n M i t a r b e i t e r -s c h a f t , i n d e r a l t e e r f a h r e n e F a c h l e u t e u n d j u n g e H o c h s c h u l i n g e n i e u r e e i n w o h l a u f e i n a n d e r a b g e s t i m m t e s K o l l e k -t i v b ü d è n , i n d e r n I n g e n i e u r e , P h y s i k e r , M a -t h e m a -t i k e r i m d V o L k s w i r t s c h a f t l e r e i n a n d e r e r g a n z e n , g e b e n d i e G e w a h r , d a B d a s I n s t i t u t f i i r S c h i f f b a u s e i n e n A u f -g a b e n als w i s s e n s c h a f t l i e h - t e e h n i s c h e s Z e n t r u m d e s I n d u s t r i e z w e i g e s v o l l g e r e c h t w e r d e n w i r d . I n a b e s o n d e r e d i e E r g e b i u s s e dea v e r g a n g é n e n J a h r e s , d i e a u f p r a k -t i s c h e m G e b i e -t d i e e r s -t e n g r e i f b a r e n E r f o l g e u n d a u f w i s s e n s c h a f t l i c h e m w e r f v o U e E r k e n n t n i s s e g e b r a c h t h a b e n , s i n d e i n B e w e i s f ü r d i e B e r e c h t i g u n g dieses - A n s p r u c h e s ; 2 SchlOTbauforschimg 1 1/1962W i s s e n s c h a f t l i c h e A r b e i t e n u n d d i e a u f i h n e n a u f -. b a b e n d e n F o r s c h u n g s - u n d E n t w i c k l u n g s e r g e b n i s s e h a b e n n u r d a n n e i n e n Z w e c k , w e n n sie o h i i e Z e i t v e r l u s t d e r V o l k s w i r t s c h a f t z u r p r a k t i s c h e n N u t z u n g z u g e f ü h r t w e r d e n k ö n r i e n . B e i s o l c h e n A r b e i t e n , d i é z u n e u a r t i g e n G e r a t e n o d e r v e r b e s s e r t e n K o n s t r u k t i o n e n f ü h r e n , i s t diese N u t z b a r m a c h u n g k e i n g r i o n d s a t z l i c h e s P r o b l e m , w e n n a u c h o f t m a l s É n e r g i e u n d Ü b e r z e u g i m g s k r a f t n o t w e n d i g s i n d , v o r h a n d e n e T r a g h e i t i i n d d i e L i e b e z u m A l t h e r g e b r a c h t e n z u ü b e r w i n d e n . D a s s e l b e g U t f ü r n e u e t e c h n o l o g i s c h e V e r f a h r e n u n d O r g a n i s a t i o n s f o r -m e n . D e r enge K o n t a k t des I n s t i t u t s -m i t d e n W e r f t e n i m d B e t r i e b e n i s t d i e G r u n d l a g e einer s c h n e l l e n A n -w e n d b a r m a c h i m g s o l c h e r N e u e r u n g e n . S c h w i e r i g e r i s t d i e A u f g a b e b e i F o r s c h u n g s e r g e b -nissen g r u n d s a t z l i c h e r A r t . I m a l l g e m e i n e n lassen sie k e i n e s o f o r t i g e N u t z b a r m a c h u n g z u . Sie s i n d rneistens erst d e r A u s g a n g f ü r n o o h d u r c h z u f i i h r e n d e é i g e n e oder f r e m d e E n t w i c k l i m g s a r b e i t , d e r e n B e a r b e i t i m g n o c h v o n w e i t e r e n E r k e n n t n i s s e n ^— o f t g e n u g a u f a n d e r e n G e b i e t e n — a b h a n g i g i a t . Z u n a c h s t b e s t e h t i h r e N u t z -b a r m a c h u n g i n d e r U -b e r m i t t l i m g dea g e w o n n e n e n W i s s e n s a u f e i n e n m ö g l i c h s t w e i t g e f a f l t e n K r e i s d e r a u f d e m j e w é ü i g e n G e b i e t a r b e i t e n d e n F a c h l e i i t e . D e r ü b -l i c h e W e g z u r V e r b r e i t i m g s o -l c h e r E r k e n n t n i s s e i s t d e r d e r B e r i o h t e r s t a t t i m g i h w i s s e n s c h a f t l i c h - t e c h n i s c h e n I n s t i t u t i o n e n u n d a h n l i c h e n G r e m i e h , m e i s t e n s v e r b i m d e n m i t d e r n a c h f o l g e n d e n V e r ö f f e n t l i c h u n g i n T a g i m g s -h e f t e n o d e r p e r i o d i s c -h e r s c -h e i n e n d e n w i s s e n s c -h a f t l i c -h e n Z e i t s c h r i f t e n . H a u f i g g e n u g i s t eine d e r a r t i g e P u b h -k a t i o n o h n e e i n e v o r a u s g e g a n g e n e D i s -k u s s i p n d i e e i n z i g e M e t h o d e . ' F ü r d i é B e r i o h t e r s t a t t i m g ü b e r w i s s e n s c h a f t l i c h e A r b e i t e n s t a n d e n d e m I n s t i t u t f i i r S o h i f f b a u , d e r ' S c h i f f b a u t e c h n i s c h e n F a k u l t a t u n d deri E n t w i c k l u n g a -s t e l l e n d e r W e r f t e n i m w e -s e n t l i c h e n b i -s h e r n u r d i e i S c h i f f b a u t e c h n i s c h e H e r b s t t a g u n g d e r K D T u n d d i é F a c h z e i t s c h r i f t , , S p h i f f b a u t e o h n i k " zur. V e r f ü g u n g . B e i d e F o r m e n d e r P u b h k a t i o n . w e n d e i i s i c h a n e i n e n g r o B e n I n t e r e a s e n t e n k r e i s , i h d e m W i s s e n s c h a f t i e r d i e M i n d e r h e i t a ü i d . D i e e r f o r d e r l i c h e K ü r z u n g d e r W i e d e r -gabe u n d d e r Z w a n g z u e i n e r m e h r oder m i n d e r g e m e i n v e r s t a n d l i c h e n D a r a t e l l u n g b e e i n t r a c h t i g e n d e n W e r t solcher B e r i c h t e . D i e A u t o r e n w i s s e n s c h a f t U o h e r A r b e i t e n - w a r e n m e i s t g e z w u n g e n , s i c h a u f d i e B e k a n n t g a b e des M p t i v a u n d des E r g e b n i s s e a m i t e i n e r n u r k u r z e n B e h a n d l u n g dea L ö a u i i g s w e g e s z u b e s c h r a n k e n . Ü b e r V e r s u c h s e r g e b n i s s e . k ö n n t e n u r i n d e m M a B e b e r i c h t e t w e r d e n , w i e sie z i u : B e w e i s f ü h r u n g d e r v o m V e r f a s s e r g e f u n d e n e n S c h l u B f o l g e r u n g e n e r f o r d e r l i c h w a r e n . D i e aus s o l c h e n D a r -s t e l l u n g e n a b g e l e i t e t e n A r b e i t -s u n t e r l a g e n h a b e n ge-w i a s é r m a B e n n u r d e n W e r t v o n R e z e p t e n , d e n e n o f t m a l s d i e B e u r t e U i m g s m ö g l i c h k e i t a u f R i c h t i g k e i t u n d G i U -t i g k e i -t s g r e n z e n a b g e h -t . ' , , S o i l d i é B ë r i c h t e r s t a t t u n g ü b e r w i a s e n s c h a f t h c h e A r b e i t e n N u t z e n b r i n g e n , so i s t eine e i n g e h e n d e B e -h a n d l u n g des L ö s i m g s w e g e s d i e e r s t e V o r b e d i n g u n g . E r w ü n s c h t i s t d a r ü b e r h i n a u a d i e B e k a n n t g a b e des g e s a m t e n e x p e r i m e n t e l l e n M a t e r i a l s , d a s d e m L e s e r n i c h t n u r d i e V o r a u s s e t z u n g z u r Ü b e r p r ü f u n g u n d • e i g e n e n A u s w e r t u n g g i b t , s o n d e r n a u c h z u s a t z l i c h d i e M ö g h c h k e i t , v p n d e r ü b e r m i t t e l t e n G r u n d l a g e aus-g e h e n d , u n t e r V e r m é i d u n aus-g u i m ö t i aus-g e n D p p p e l a u f w a n d e s i n e i g e n e r A r b e i t w e i t e r z u f p r s c h e n . D é r j e n i g e F a c h -m a n n , d e r a u f d e -m g l e i c h e n S p e z i a l g e b i e t t a t i g i s t w i e ' der B e r i c h t e r s t a t t e r , i s t — a b g e s e h e n v e n seinerri W u n s c h n a c h e i n e r m ö g l i c h s t l ü c k e n l o a e n B e k a n n t g a b e e x p e r i m e n t e l l e r E r g e b n i s s e — m i t eiher n u r das a l l e r w e s e n t -l i c h s t e b r i n g é n d e n D a r a t e -l -l i m g i z u f r i e d e n . W e r m n u n a u c h b e i d e r a r t i g e n w i s s e n s c h a f t l i c h e n P u b l i k a t i o n e n n i c h t d a v o n a u s g e g a n g e r i w e r d e n k a ï m , d a B d e m Leser • d i e e r f o r d e r l i c h e n S p e z i a l k e n n t n i s s e m a n g e i n , so ers c h e i n t eers a b e r d o c h n ü t z h c h , d i e B e d e u t u n g deers B e -g r i f f e s „ S p e z i a l k e n n t n i s s e " n i c h t ü b e r t r i e b e n e n -g z u f a s s e n , d a m i t a u o h d e r i n R a n d g e b i e t e n des b e h a n d e l t e n S t p f f e s t a t i g e W i s s e n s c h a f t i e r o h n e M ü h e d e n L ö s u n g s -w e g v e r f o l g e n u n d b e u r t e i l e n k a n n . E i n soloher K o m p r o m i B d e r D a r s t e U u n g w i s s e n s c h a f t l i c h e r P ü b U k a t i o n e n e r ö f f n e t diesen eine w e i t e r e w e r t voUe F u n k t i o n , n a m U c h d i e , d u r c h eine achneUe u m -f a s s e n d e B e k a i m t g a b e m i t j ü n g s t e n F o r s c h u n g s a r b e i t e n , d e n L e h r e r n u n d S c h ü l e r n a n u n s e r e n H o c h s c h u l e n neue E r k e n h t h i a s e u n d e i n L e h r m a t e r i a l z u v e f m i t t e l n , das i n L e h r b ü c h e r n s o n s t n u r i n d e r Z u s a m m e n f a a s i m g g r o B e r Z e i t a b s c h n i t t e b e r ü c k s i c h t i g t w e r d e n k a n h . D i e N o t w e n d i g k e i t , a u c h d i e E r g e b n i s s e soloher r e i n w i s s e n s c h a f t l i c h e n A r b e i t d e r V o l k s w i r t s c h a f t n u t z b a r z u m a c h e n u n d d i é K r i t i k a n d e n M ö g l i c h k e i t e n - d e r b i s h e r v e r f ü g b a r e n P u b l i k a t i c n s f ö r m e n s i n d d i e G r ü n d e , aus d e n e n s i o h das I n s t i t u t f ü r S c h i f f b a u e n t s c h l p s s e n h a t , F o r s c h i m g s b e r i c h t e i n e i g e n e r Z e i t s c h r i f t h e r a u s z u g e b e n . D i e „ S c h i f f b a u f o i s c h u n g " . w i r d V e r ö f f e n t -l i c h ü n g e n aus d e m g e s a m t e n e i n g a n g s a u f g e f ü h r t e n A r b e i t s g e b i é t des I n s t i t u t e s b r i n g e n , s i c h a b e r g a n z a u f w i s s e n s c h a f t l i c h e T h e m e n b e s c h r a n k e n u n d i n ' d e r e n ' B e h a n d l i m g d i e o b e n b e s c h r i e b e n e F o r m d e r a u s f i i h r -Uohen D a r s t e U u n g a n w e n d e n . Sie s t e U t s i c h n e b e n d i e b e k a n n t e Z e i t s o h r i i t , , S c h i f f b a u t e c h n i k " , d i e n a c h w i e v o r i n g l e i c h e m U m f a n g e u n d g l e i c h e r C h a r a k t e r i s t i k e r s c h e i n e n w i r d . E s i a t b e a b s i c h t i g t , d i e n e u e Z e i t s c h r i f t z u n a c h s t i n v i e r t e l j a h r l i c h e n A b s t a n d e n e r s c h e i n e n z u l a s s e n . D i e eraten B e i t r a g e ' b é t r e f f é n F i - a g è n d é r P r o p u l s i o n ' u n d ' d e r S o h i f f a s c h r a ü b e , d e r K a v i t a t i o n s o w i e d e r i m Z u s a m m e n h a n g m i t dieser a u f t r e t e n d e n E r o s i o n s u n d K o r r o s i o n s e r s c h e i n u n g e n , F r a g e n des s y s t e m a t i s c h e n S c h i f f s -e n t w u r f -e s u n d ' d -e r A n w -e n d u n g d-ea -e l -e k t r o n i s o h -e n R e o h n e n s i m a o h i f f b a u l i c h e n E n t - w u r f s v é r f a h r e n - . E s h a n d e l t s i c h b e i U r n e n u m w i s s e n s c h a f t U c h e U n t e r -s u c h u n g e n — z. T . D i -s -s e r t a t i o n é n d i e -s o w o h l d u r c h M i t a r b e i t e r des I n s t i t u t e s als a u c h d u r c h A n g e h ö r i g e d e r S c h i f f b a u t e c h n i s c h e n F a k u l t a t i m A u f t r a g e des - I n s t i t u t e s d u r c h g e f ü h r t w o r d e n s i n d . W e n n a u c h d i e s e n b e i d e n I n s t i t u t i o n e n d é r H a u p t a n t e U a n d e r G e s t a l t u n g d e r n e u e n Z e i t s c h r i f t v o r b e h a l t e n b l é i b e n soU, so ist es d o c h d e r W u n s c h d é s H e r -ausgebers, a u c h a n d e r e n A u t o r e n , g e g e b e n e n f a l l s aus-l a n d i s o h e n , d i e M ö g h c h k e i t ziu- B e r i c h t e r s t a t t i m g ü b e r w e r t v o U e , d i e S c h i f f b a u w i s s e n s c h a f t b e r e i c h e m d e A r -b e i t e n , z u g e -b e n . D i e Z e i t s c h r i f t „ S c h i f f b a u f o r s c h u n g " des I n s t i t u t e s f ü r S c h i f f b a u w u r d e g e g r ü n d é t , u m d i e W i s s e n s c h a f t u n d d e n t e c h n i s c h e n F o r t s c h r i t t i n d e r D e u t s c h e n D é m o k r a t i s c h e n R e p u b l i k a u f d e m G e b i e t d e r S c h i f f s -t e c h n i k z u f ö r d e r n . Sie soU a b e r a u c h ü b e r d i e G r e n z e unseres L a n d e s h i n a u s w i r k s a m w e r d e n , i h d e m sie v o n d e r A r b e i t u n s e r e r I n g e n i e u r e u n d W i s s e n s c h a f t l é r b e r i c h t e t i m d v o n i h r e r B e r e i t s c h a f t z u e h r l i o h e r Z u s a m m e n a r b e i t m i t aUen d e n F r i e d e n h e b e n d e n K r a f -t e n d e r W e l -t . S £ A 1 Br.-Ing. e, h, Künzel Schiffbaufoischung 1 1/1902 3
Sammlung und Auswertung von Unterlagen über Kavitation
und theoretische Propellerberechnurig
V o n D r . I n g . F . G u t s c h e , B e r h n -I n s t i t u t f ü r S c h i f f b a u , R o s t o c k ( S V A - B e r i c h t N r . 103) 1 . E i n l e i t u n g I n .'der v o r l i e g e n d e n A r b e i t w e r d e n d i e w i c h t i g s t e n B e o b a c h t u n g s e r g e b n i s s e v o n P r o f i l v e r s u c h e n m i t K r e i s a b s c h n i t t s p r o f i l e n i m W i n d k a n a l u n d i m K a v i t a t i o n s k a n a l . z u A r b e i t s d i a g r a m m e n u n d I n t e r p o l a t i o n s f o r -ineLn f ü r d e n G e b r a u c h b e i E n t w u r f u n d A n a l y s e v o n S c h i f f s s c h r a u b e n z u s a m m e n g e f a l J t . I n e i n e r W e i t e r f ü h r u n g d e r F o r s c h u n g s a r b e i t s o i l d i e A n w e n d b a r k e i t d e r a b g e l e i t e t e n I n t e r p o l a t i o n s f o r m e l n a n d e m B e i s p i e l v o n M o d e l l v e r s u c h s e r g e b n i s s e n n a c h g e w i e s e n w e r d e n , d e r e n W e r t e m i t B e n u t z u n g d e r a b g e l e i t e t e n I n t e r p o l a t i o n s f o r m e l n i m d e i n e m f ü r v ó l l k a v i t i e r e n d e S c h i f f s s c h r a u b e n e n t w i c k e l t e n B e r e c h -n i m g s v e r f a h r e -n e r m i t t e l t w e r d e -n .
2 . 1 . . AufgabensteUung urid Stand der Technik
B e i t ) b e r s c h r e i t § n b e s t i m m t e r A r b e i t s b e d i n g u h g e n f ü r S c h i f f s s c h r a u b e n , d i e d u r c h H ö h e d,er S c h r a u b e n -drehza,hl, d e r S o h r a u b e n b e l a s t u n g u n d d é r T a u c h t i e f e d e r ' S c h r a u b e u n t e r d e r W a s s e r o b e r f l a c h è g e g e b e n s i n d , e n t s t e h e n i n 'der s t r ö m e n d e n F l ü s s i g k e i t a n d e r F l ü g e l o b e r f l a c h e ' d e r S c h r a u b e n H o h h a u m e , d e r e n E n t s t e h u n g s g e s c h i c h t e u n d d e r e n A u s w i r k u n g a u f d i e S t r ö -m u n g u n d d i e S c h i f f s s c h r a u b e a l l g e -m e i n -m i t K a v i t a t i o n b e z e i c h n e t w e r d e n . W a h r e n d d i e E n t s t e h u n g dieser B l a s e n , i h r W a c h s t u m u n d i h r n a c h f o l g e n d e s V e r s c h w i n -d e n eine A n g e l e g e n h e i t i s t , -d i e n u r i n engster V e r b i n -d u n g m i t d e n b e i d e r U m s t r ö m u n g d e r P r o p e U e r f l ü g e l a u f -t r e -t e n d e n h y d r o d y n a m i s c h e n V o r g a n g e n z u b e h a n d e l n -ist, - b i l d e n d i e als n a c h f o l g e n d e - B e g l e i t e r s c h e i n u n g e n a n d e r F l ü g e l o b e r f l a c h e a u f t r e t e n d e n Z e r s t ö r u n g e n des M a t e r i a l s e i n S o n d e r p r o b l e m d e r M a t e r i a l f e s t i g k e i t s -f ó r s c h u n g . D e r v o r h e g e n d e B e r i c h t b e -f a -f l t s i c h l e d i g l i c h m i t F r a g e n d e r S t r ö m u n g s t e c h n i k , d e r e n spezielles .Gebiet i n d i e s e m F a l l m i t K a v i t a t i o n i m e n g e r e n S i n n b e z e i c h n e t w e r d e n k a n n , w a h r e n d d i e h i e r n i c h t beh a n d e l t e n F r a g e n d e r M a t e r i a l z e r s t ö r u n g z w e c k m a B i -g e r w e i s e u n t e r d e m S a m m e l b e -g r i f f K a v i t a t i o n s s c h a d e n z ' i i s a m m e n z u f a s s e n w a r e n . F ü r d i e B e u r t e i l u n g d e r B e t r i e b s b e d i n g u n g e n , u n t e r d e n e n K a v i t a t i o n s e r s c h e i n u n g e n a n S c h i f f s s c h r a u b e n a ü f t r e t e n k ö n n e n , s t e h e n ' i m S c h r i f t t u m K r i t e r i e n z u r V e r f ü g u n g , d i e d a s ' A ü f t r e t e n d e r K a v i t a t i o h ' i n A b -h a n g i g k e i t v o n L e i t z a -h l e n a n g e b e n , z u d e r e n A u f b a u d i e Z a h l e n w e r t e des F l a c h e n v e r h k l t n i s s e s , des D i c k e n - . v e r h a l t n i s s e s i i n d d e r T a u c h t i e f e b e n u t z t s i n d . D i e s e L e i t z a h l e n b e r ü c k s i c h t i g e n i m w e s e n t l i c h e n d i e B e o b a c h t u n g s e r g e b n i s s e e i n i g e r V e r s u c h s r e i h e n m i t M o d e l l -s c h r a u b e n i n K a v i t a t i o n -s k a n a l e n , d e r e n Ü b e i : t r a g u n g a u f d i e n a t u r g r o f l e A u s f i i h r i m g d u r c h A n n a h m e z w e c k m a B i g g e w a h l t e r B e r i c h t i g u n g s w e r t e e i n i g e i n n a f l e n s i -c h e r g e s t e l l t w u r d e ; D i e s e B e u r t e U i m g i s t n a t u r g e m a i J mur i n d e n F a l l e n m ö g h c h , i n d e n e n s o w o h l d i e G e s t a l t d é r S c h i f f s s c h r a u b e als a u c h i h r e B e t r ' i e b s b e d i n g i m g e n d u r c h B e o b a c h t u n g s w e r t e " a n e n t s p r e c h ó f i d e n B e i s p i e l e n dei M o d e l l v e r s u c h e é r f a B t s i n d . D i e s e E i n s c h r a n k u n g a u f S c h r a u b e n g e s t a l t u n d A r b e i t s b e r e i c h d e r u h t e r -s ü c h t e n - M o d e l l -s c h r a u b e n m a c h t i n v i e l e n F a U e h d i e B e u r t e i l u n g . e i n z e l n e r S c h r a u b e n f ü r a u C e r g e w ö h n l i c h e B e l a s t u n g s f a l l e n o c h z u e i n e r s c h w i e r i g e n A u f g a b e , z u d e r e n L ö s u n g d i e v e r f ü g b a r e n V e r s u c h s e r g e b n i s s e n i c h t g e n ü g e n . D a r ü b e r h i n a u s g e b e n diese L e i t z a h l e n n u r i n w e n i g e n F a l l e n A u s k u n f t d a r ü b e r , a h w e l c h e r i S t e l l e n des P r o p e l l e r f l ü g e l s u n d i n w e l c h e r A u s d e h n u n g d i e K a v i t a t i o n s e r s c h e i n u n g e n a ü f t r e t e n . E r s t i h j ü n g s t e r Z e i t g e l a n g es, d u r c h V e r v o l l k o m m n u n g d e r V e r s u c h s -t e c h h i k h i e r ü b e r e i n i g e B e o b a c h -t i m g s e r g e b n i s s e a n e i n z e l n e n M o d e U s c h r a u b e n u n d a n n a t u r g r o B e n S c h r a u -b e n z u s a n i n i e l n [ 5 ] [ 9 ] . E i n e w e i t e r e M ö g h c h k e i t z u r A b s c h a t z u n g d e r K a v i t a t i o n s g e f a h r b i e t e n , 'die D r i i c f c m e s s i m g e n a n d e r O b e r -flache v o n F l ü g e l p r o f i l e n , d i e a n e i n i g e n s y s t e m a t i s c h e n P r o f U g r u p p e n i m W i n d k a n a l i n A b h a n g i g k e i t v o m A n s t e U w i n k e l d e r V e r s u c h s f l ü g e l b e o b a c h t e t w ü r d e n . I n V e r b i n d i m g m i t d e n A u s s a g e n d e r t h e o r e t i s c h e n S c h r a u b e n b e r e c h n u n g n a c h d e r T r e i b s c h r a u b e n w i r b e l -l e h r e , d e r e n D u r c h f ü h r i m g g r u n d s a t z -l i c h f ü r b e -l i e b i g g e s t a l t e t e . S c h r a u b e n i n e i n e m w e i t e n A r b e i t s b e r e i c h m ö g l i c h u n d d u r c h ' d e n V e r g l e i c h m i t e n t s p r e c h e n d e n V e r s u c h s b e o b a c h t u n g e n als g e s i c h e r t a n g e s e h e n w e r d e n k a ï m , lassen diese B e o b a c h t u n g s w e r t e g l e i c h f a l l s ë i h e B e i u r t e U u h g d e r K a v i t a t i o n s g e f a h r f ü r d i e e i n z e l n e n S c h n i t t e des F l ü g e l b l a t t é s z u . "VVahrend d i e e b e n e r w a h n t e n U n t e r l a g e n f ü r d i e B e -u r t e i l -u n g d e r K a v i t a t i o n s g e f a h r n -u r f ü r k a v i t a t i o n s f r e i e U m s t r ö m u n g d e r F l ü g e l b l a t t e r g e l t e n , s t e i l t e n
Walch-•ner [ 6 ] u n d Marlyrer [ 7 ] V e r s u c h s e r g e b n i s s e aiis M o d e l l - '
v e r s u c h e n z u s a m m e n , d i e d i e P r o f l l e i g e n s c h a f t e n dieser M o d e l l f l ü g e l a u c h b e i . a u s g e b i l d e t e r K a v i t a t i o n w i e d e r -g e b e n . A l l e r d i n -g s b e s c h r a i i k e n s i c h diese 'Versuche a u f d i e U n t e r s u c h u n g v o n n u r w e n i g e n ' P r o f i l e n , so d a B i h r e r a U g M n é i n e n V e r w e n d u n g i n S c h r a u b e n b e r e c h -n u -n g e -n d e r M a -n g e l a -n I -n t e r p o l a t i o -n s m ö g h c h k e i t e -n e n t g e g e n s t e h t . . - B e i d i e s e m S t a n d d e r T e c h n i k w a r d i e H a u p t a u f g a b e d e r v o r h e g e n d e n A r b e i t d a r i n z u sehen, d i e f ü r d i e S c h r a u b e h b e r e c h n ü n g v o r h a n d e n e n b r a u c h b a r e n U n t e r -l a g e n z u s i c h t e n u n d i n z w e c k m a -l 3 i g e r F o r m s o r g f a -l t i g z u s a m m e n z ü s t e l l e n , u m sie f ü r d e n E n t w u r f u n d d i e U n t e r s ü c h i m g v o n S c h i f f s s c h r a u b e n m i t u n d o h n e K a v i -t a -t i o n b e l i e b i g v e r w e r -t e n z u k ö n n e n . E i n e a l l g e m e i n e Ü b e r s i c h t ü b e r das K a v i t a t i o n s p r o -b l e m a n S c h i f f s s c h r a u -b e n g a -b d e r V e r f a s s e r i n e i n e m R e f e r a t a u f d e r H e r b s t t a g u n g des F a c h a u s s c h u s s e s S c h i f f s t e c h n i k d e r K D T i n B e r h n i m J a h r e 1955 [ 8 ] . D i e B e r i c h t e d e r v o r n N P L T e d d i n g t o n i m S e p t e m b e r 1955 v e r a n s t a l t é t e n K a v i t a t i o n s t a g u n g , , S y m p o s i u m o n c a v i t a t i o n i n h y d r o d y n a m i c s " [ 9 ] b r i n g e n z w a r z u e i n i g e n S o n d e r p r o b l e m e n , w i e e t w a d e r È n t s t e h v m g d e r L u f t b l a s e n o d e r d e r t h e o r e t i s c h e n E r m i t t l i m g d e r A u f -t r i e b s b e i w e r -t e f ü r v o U k a v i -t i e r e n d e K r e i s b o g e n p r o f i l ë , e i n i g e B e i t r a g e : D i e B e d e u t i m g dieser B e i t r a g e l i e g t j e d o c h m e h r a u f p h y s i k a h s c h e m G e b i e t , so d a B sie w o h l f ü r g n m d l e g e n d e B e t r a c h t u n g e n g e e i g n e t e r s c h e i n e n , s i c h i n d e s s e n n i c h t f ü r d i e D u r c h f ü h r u n g p r a k t i -scher R e c h n u n g e n e i g n e n .
3.1.
I • • Seit d e r V e r ö f f e h t h c h v m g d e r E r g e b n i s s e d e r g r t m d l e g e n d e n : V e r s u c h e ü b e r D r u c k m e s s u n g e n a n s y s t e m a -t i s c h e n P r o f i l r é i h e n i r i d e n J a h r e n 1933 u n d 1938 [ 1 ] [ 2 ] e r s c h i e n e n i n d e m a u s l a n d i s c h e h S c h r i f t t u m [ 3 j . [ 4 ] A u s a r b e i t u n g e n dieser E r g e b n i s s e , d i e i n e i n i g e n B e -r e i c h e n d e -r D a -r s t e l l u n g e n g e g e n ü b e -r d e n O -r i g i n a l w e -r t e n u n e r w ü n s c h t e A b w e i c h i m g è n z e i g t e n . D a s i c h diese D a r s t e l l u n g e n i m w e s e n t h c h e n a u f d i e erste V e r ö f f e n t -l i c h i i n g [ 1 ] s t ü t z e n , s i n d i n i h n e n n i c h t d i e E r g e b n i s s e der. s p a t e r e n V e r s u c h e b e r ü c k s i c h t i g t , d i e i n ë i n i g e n . B e r e i c h e n B e r i o h t i g i m g e n d e r e r s t e n aus G ö t t i h g e r M e s s ü n g e n a b g e l e i t e t e n E r g e b i i i s s e e r g a b e n . I m H i n : 4 SchilTbauforscluing .11/10G2Bild 1. Attftriebsbeiwert in AbhanBigkeit vom AnsteUwInkel fOr.Kreisseg-mentgruppe Cx, = ƒ (a»; f/c) b l i c k d a r a u f , d a f i diese D a r s t e l l u n g e n d i e e i n z i g e n U n t e r -l a g e n b i -l d e n , d i e i m i n t e r n a t i o n a -l e n S c h r i f t t u m f i i r d i e B e u r t e i l i m g v o n K a v i t a t i o n s f r a g e n a u f G r u n d d e r T r e i b s c h ï a u b é n w i r b e l l e h r e z u r V e r f ü g u n g s t e h e n , i v u r -d e n -diese D a r s t e l l u n g e n m i t B e n u t z i m g -d e r i n -d e n Q u e l l e n [ 1 ] u n d [ 2 ] z u m A b d r u c k g e k o m m e n e n O r i g i h a l u n t e r l a g e n ' ) e i n e r s o r g f a l t i g e n U b e r a r b e i t u n g u n t e r -zogen,' n e u ausg'estrakt u n d i n d e r v o n Schoenfierr [ 3 ] b e n u t z t e n D a r s t e l l u n g s a r t n e u a u f g e t r a g e n (s. B i l d 14 i m d B i l d 15 des n a c h f o l g e n d a b g e d r u c k t e n S V A ^ B e -r i c h t e s N -r , 3 3 5 ) . U n b e -r ü c k s i c h ' t i g t b l i e b e n w e i t e -r h i n d i e E i n f l ü s s e d e r G i t t e r s t e l l u n g , d i e s i c h n a c h d e h V e r -s u c h e n de-s V e r f a -s -s e r -s i n e i n i g e n G i t t e r a n o r d n u n g e n d e u t l i c h z e i g t e n [ 2 ] . S t e l l t m a n d e n E i n f l u B d e r G i t t e r s t e l l u n g a u f d i e D r u c k v e r t e i l u n g eines P r o f i l s i n A b -h a n g i g k e i t v o m A u f t r i e b s b e i w e r t d a r , d a n n w i r d er g e r a d e i m w i c h t i g s t e n A n s t e l l w i n k e l b e r e i c h so k l e i n , d a f l s i c h seine g e s o n d e r t e B e r ü c k s i c h t i g u n g n i c h t m e h r l o h n t . I n S o n d e r f a l l e n , i n d e n e n P r o f i l s c h n i t t e u n t e r . e i n e m v o m s t o B f r e i e n E i n t r i t t s t a r k a b w e i e h e n d e n A n -s t e l l v r i n k e l a n g e -s t r ö m t w e r d e n , e m p f i e h l t -s i c h i n d e -s -s e n eine N a c h p r ü f u n g dieses E i n f l u s s e s , s o w e i t diese N a c h p r ü f i m g a n H a n d d e r i n [ 2 ] v o r l i e g e n d e n ' B e o b a c h t u n g s -ergebnisse ü b e r h a u p t m ö g l i c h i s t . D e r V e r g l e i c h , der f ü r K a r m a n - T r e f f t z - P r o f i l e err e c h n e t e n D err u c k m i n i m a m i t d e n v o m V e err f a s s e err b e o b -a c h t e t e h W e r t e n s t i m m t f ü r d e n B e r e i c h des s t o B f r e i e n É i n t r i t t s (a„ = 0 ° ) r e c h t g u t ü b e r e i n >(s. a u c h [ 8 ] , B i l d 6). ( A l s V e r g l e i c h s p u n k t e s i n d d i e W e ' r t e d e r K a r m a n - T r e f f t z - P r o f i l e z u b e n u t z e n , b e i d e n e n d i e P r o f i l w ö l b u n g ƒ g l e i c h d e r h a l b è n g r ö B t e n P r o f i l d i c k e w i r d , so d a f i d i e D r u c k s e i t e e b e n b l e i b t ) . W i e w e i t d e r V e r l a u f d e r f i i r d i e K a r m a n - T r e f f t z - ' P r o f i l e r e c h n e r i s c h b e s t i m m t e n D r u c k m i n i m a f ü r ge-w ö l b t e D r u c k s e i t e n u n d a u B e r h a l b des . , . s t o B f r e i e n : E i n t r i t t s b e r e i c h e s " m i t - d e n w i r k l i c h a u f t r e t e n d e n D r ü c k e n ü b e r e i n s t i m m t , m ü B t e n D r u c k m e s s u n g e n a n d e r a r t i g e n P r o f i l e n i n L u f t o d e r 'Wasser z e i g e n . D a d i e D r u c k v e r t e i l u n g a u f d e r g e k r ü m m t e h S a u g s e i t e n f l a c h e i m w e s e n t l i c h e n d u r c h i h r e W ó l b i m g u n d d u r c h - das V e r h a l t e n d e r z u g e h ö r i g e n G r e n z s c h i c h t b e s t i m m t w i r d , i s t f ü r d i e K a r m a n - T r e f f t z - P r o f i l e k a u m m i t e i n e r r n e r k l i c h e n E r w e i t e r u n g des A n s t e l l w i n k e l - B e r e i c h e s z u r e c h n e n , i n d e m das D r u c k m i n i r h u m d i e W e r t e d e r g l e i c h d i c k e n K r e i s a b s c h h i t t p r o f i l e b e i s t o B f r e i e n A n -s t e l l w i n k e l a u f w e i -s t . Z u e i n e r a h n l i c h e n S c h l ü B f o l g e r u n g g e l a n g t m a n a u c h , w e n n m a n d i e E r g e b n i s s e e i n e r V e r s u c h s r e i h e b e i r r t e i l t , d i e Burrill Lm K a - v i t a t i o n s k a n a l m i t B e n u t z u n g v o n v i e r
') Die auaführlicben Originalunterlagen der 'Verauclie wurden lin Jabie 1043 durch Krlegselnwirkuiig vemlchtet.
v i e r f l ü g l i g e n P r o p e l l e r n {Ad/A^ = 0,5) d u r c h f ü h r t e , d i e s i c h b e i sonst g l e i c h e n - A b m e s s u n g e n u n d g l e i c h e r F l ü g e l g e s t a l t n u r d u r c h d i e A r t d e r B l a t t s c h n i t t e u n t e r -s c h e i d e n [5J. E i n e r die-ser P r o p e l l e r e n t -s p r a c h i n d e r A u s f ü h r u n g seiner B l a t t s c h n i t t e d e n v o n Troost [ 1 0 ] v e r ö f ï e n t l i c h t e n M o d e l l s c h r a u b e n s e r i è n der W a g e n i n g e r V e r s u c h s a n s t a l t . E i n z w ' e i t é r P r o p e l l e r e r h i e l t K a r m a n -T r e f ï t z - P r o f i l e e n t s p r e c h e n d d e m E n t w u r f s v e r f a h r e n v o n Ludwieg u n d Oihzel [ 1 1 ] . Z w è i w e i t e r e w i e s e n B l a t t -s c h n i t t e a u f , d i e d e n N A C A - P r o f i l -s e r i e n 16 b z w . 66 e n t s p r a c h e n . D a s E r g e b n i s d e r V e r s u c h e i h i t d i e s e n v i e r S c h r a u b e n i m B e r e i c h ü b l i c h e r F o r t s c h r i t t s - u n d K a v i t a t i o n s z i f f e r n w i e s k a u m m e r k l i c h e U n t e r s c h i e d e a u f , so daS m a n z u d e r S e h l u B f ö l g é r u n g k o m m t , d a f i d i e U n t e r s c h i e d e i n d e n g e n a n n t e n P r o f i l a r t e n z u g e r i n g f ü g i g s i n d , u m m e r k l i c h e U n t e r s c h i e d e i m K a v i t a t i o n s -v e r h a l t e n n a c h s i c h z u z i e h e n . D a d e r d e n W a g e n i n g e r M o d e U s c h r a u b e n e n t s p r e c h e n d e P r o p e l l e r i m H a u p t -a r b e i t s b e r e i c h d e r F l ü g e l b l -a t t e r K r e i s -a b s c h r i i t t e -a u f : w e i s t , w u r d e i n d i e s e m F a l l die o b e n v e r m u t e t e G l e i c h w e r t i g k e i t z w i s c h e n K r e i s a b s c h n i t t e n u n d K a r m a n -T r e f f t z - P r o f i l e n d u r c h d e n M o d e U v e r s u c h b e s t a t i g t . Diese F e s t s t e l l u n g b e r e c h t i g t z u d e r aUge'meinen A n - ,
Sttd 2. Auftrlebsbeln-ert in Abhfingigkelt vom AnsteUwinkel für
Trag-liügelgruppe Cj^ = Ha,; Uc)
n a h m e , d a f i f ü r d e n E n t w u r f ü b l i c h e r S c h i f f s s c h r a u b e n , d e r e n B e t r i e b s b e d i n g u n g e n d e n E i n s a t z u n d d i e A u s b i l d u n g v o n K a v i t a t i o n b e f ü r c h t e n lassen, d i e A n w e n -d u n g v o n K r e i s a b s c h n i t t s p r o f i l e n m i t n i c h t g e w ö l b t e r D r u c k s è i t e n f l a c h e f ü r d i e F l ü g e l b l a t t s c h n i t t e z w e c k -m a B i g e r s c h e i n t . T a t s a c h U c h f ü h r t a u c h d i e V e r w e n d u n g d e r K a r r h a n T r e f f t z P r o f i l e i n s e h r v i e l e n F a U e n z u e i n e r i m H a u p t -b e r e i c h d e r F l ü g e l u n g e w ö l -b t e n D r u c k s è i t e n f l a c h e . • Z u r B e s t i m m u n g des f ü r e i n e n v e r l a n g t e n P r o f i l a u f -t r i e b s b e i w e r -t C-t e r f o r d e r U c h e n . A n s -t é l l w i n k e l s s i n d i n B i l d . 1 u n d 2 d i e A u f t r i e b s b e i w e r t e f ü r K r e i s s e g m e n t -u n d T r a g f l ü g e l p r o f i l e n a c h [ 1 ] -u n d [ 2 ] i n ü b e r a r b e i t e t e r F o r m n o c h e i n m a l dargesteUt.;
3.2. Jnierpölationsformel für Kreisabschnïttprofile- mit voll ausgebildeter Saugseitenkavitation
U m d i e E r g e b n i s s e d e r P r o f l l v e r s u c h e v o n Walchner [ 6 ] , d i e dieser f ü r d r e i v e r s c h i e d e n e D i c k e n v e r h a l t n i s s e (i/c _= 0 , 0 3 8 5 ; . . 0 , 0 7 3 5 ; 0,1475) u n t e r s u c h t e , f ü r j e d e s b e f i e b i g e D i c k e n v e r h a l t h i s ^ i n n e r h a l b eines w e i t e n B e r e i c h e s a n w e n d b a r z u m a c h e n , wnrde e i n e I n t e r p o l a t i ó n s f o r m e l e n t w i c k e l t , d i e f ü r aUe d i e j e n i g e n B e t r i e b s z u s t a n d e des B l a t t s c h n i t t e s g U t , i n d e n e n s i c h d i é K a v i -t a -t i o n s b l a s e der S a u g s e i -t e bis z u r F l ü g e l h i n -t e r k a n -t e u n d d a r ü b e r h i n a u s e r s t r e c k t . Scblffbauforschung 1 1/1B62 5 '
'iavifa/iensd/ase auf Saugseite ^ ^ Bild 3. V 1 Kafitationsbtass ^ auf.Druchseite .
dem Profllrücken (Xg'lc > 0) elnsetzender Saugselten- und teilweise ausgebüdeter Druckseitenkavitation (sdieniatisch).
Auftriebsbeiwert: N a c h d e n B e o b a c h t u n g e n v o n Walchner a u i d f o l g e n d e K a v i t a t i p n i z u s t a n d e m ö g h c h ( b e i a U m a h l i c h é r E r -h ö -h u n g des A -h s t e U w i f i k e l s a,,): a) -Bei n e g a t i v e m A n s t e l l w i n k e l b i l d e t s i c h auf d e r e b e n e n D r u c k s e i t e u n r n i t t e l b a r h i n t e r der B r o f i l -y p r k a n t e eine K a v i t a t i o n s b l a s e , d e r e n L a n g e xa m i t z u n e h m e n d e r Anstellung, d . h . A n n a h e r i m g a n d e n
Anstellwinkel
N u l l a l l m a h l i c h k l e i n e r w i r d . b ) N o c h b e y o r . d i e K a v i t a t i o n s b l a s e a u f d e r D r u c k s e i t e v o l l k o m m e n v e r s c h w i n d e t , b i l d e t s i c h a u f d e r .Saugseite e t w a a u f M i t t e P r o f i l t i e f e eine w e i t e r e K a v i t a t i o n s b l a s e , d e r e n L a n g e m i t a b n e h m e n d e r K a v i -t a -t i o n s z a h l a g r ö C e r w i r d .-0
y/ -^y
/ y y y y
yyy ^y
y y ^i^-^y
y
• yy
r—Jl - - y . . .yy o,!/y
y\y^'
y y
/ y
y /
y
y^^ IV
y
y^y
— / y
X y^
y
o.i/y
< , y,
1 .y y
y^'o.iy^
y y
t , 0.7 .0,9 y . -I- a Profllwiderstandsbeiwert: + CT r u r O und +. 0^ • O werden -t- K . Ox, = ( - | - a.-t-CT^ a; + Cp + K, also £ = ~ = a, + • • ^ , - S r a „ - f C T 1 c) B e i w e i t e r e r S t e i g e r u n g . des A n s t é l l w i n k e l s w a n d e r t d i e - E n t s t e h u n g s s t e l l e d e r K a v i t a t i o n s b l a s e a u f d e r S a u g s e i t e n a c h v o r n b i s sie n a c h Ü b e r s c h r e i t e n d e r G r e n z e f ü r s t o B f r e i e n E i n t r i t t m i t d e r V p r d e r k a n t e z u s a m m e n f a l l t . i'r
O' • -1' -^d/^'O,—
-i rj _y^^ y — —y. _ ._ ^— . . - - _ _ < ^ ^ / t . / , y^Dy''^ y y ' y yy y y y y y . . - j . . . y ^ - .-
(30 y^^ "
y
y^y
y y y y y yojy^
y
y ' y y . / y y^ 1 1 r jr y y y / / y'y^.
S' 0,o^y^
0 l / i : — ~ 0,15 y yd2y.^y
y y y yy
y y y y ^ •^
.^
^ \ \ v^
y yy
yy
y./
0'-f ' " ^ ^ -—' " y •• \ •Bild 4. DnickseltenSavitation; Lage der Verdicbtungszbne ln Vorkante Bild (x^ = 0) und aüf ein Viertel der Profiltiefe (x^ — 0,25 • c) nach
• Walchner [6]
S. DruckseltenkaVltatlon; Lage der Verdlchtungszone auf Jlitte'
P r o f l f ( ï ^ = 0,5-'c)iind in Hinterkante («^ = c) nacb TFa^c/i.'.ierio]
0 ~ •IS' : it r s' 2'
r
-1° ——— n^— •OMw
>~^0,l. 'OM — J i i . ^ AS 111 0 Biia 6A \
\v
•OJS.- \ \
- \ j . 1 1 I ' l - . Hi \0 0 Siti 7 Bild 6Bild fi bis S. Lange der Eavitationsblase auf der Druckseite xi In
AbKfingig-kelt vom AnsteUwInkel d:„ und der Kavitationszalil a fSr Kieia-aegmentproflle nach BUd 4 ünd 5
F ü r d i e B e n u t z u n g ' d e r n a c M o l g e n d e n ï n t e r p o l a t i b r i s f o r m e l n i s t d i e L a n g e d e r a u f D r u c k t i n d S a u g s e i t e a u f t r e t e n d e n K a v i t a t i o n s b l a s e n v o n e n t s c h e i d e n d e r B e -d e u t u n g ; a) f ü r d e n A n w e n d u n g s b e r e i c h d e r F o r m e l a n s i c h b ) f i i r d i e E r m i t t l u n g d é r K r a f t b e i w e r t e . B e r ü c k s i c h t i g t m a r i d i e T a t s a c h e , d a f i f ü r d i e E n t s t e h u n g u r i d A u s b i l d u n g d e r K a v i t a t i o n s b l a s e n E i n -flüsse m a f i g e b e n d s u i d , d i e b i s h e u t e w e d e r q u a l i t a t i v •noch q u a n t i t a t i - v a u s r e i c h e n d e r k a n n t s i r i d , so k a n n es s i c h i m g e g é n w a r t i g e n . S t a d i u m d e r K e n n t n i s v o n d e n S t r S m i i n g a v o r g a n g e n b e i d e r A u f s t e l l u n g ü n Ü B é h ü t i z i i n g d e r I n t e r p o l a t i o n s f o r m e l n l e d i g l i c h u r n R i c h t w e r t e h a n d e l n , d i e e i r i e n f ü r p r a k t i s c h e Z w è c k e a u s r e i c h e n d e n G e n a u i g k e i t s g r a d b e s i t z e n . D i e K a v i t a t i o n s e r s c h e i n u n g e n a m B l a t t s c h r i i t t . i n i t d e r Lang'e c u n d d e r r i z u g e h ö r i g e n . Z e r i t r i w i n k e l cp^i d e r u n t e r d e m A h s t r ö m w i n k e l « j a n g e s t r ö m t sei, w e r d e n d u r c h d i e b e i d e n M a f i e Xd u n d x'g g e k e n n z e i c h n e t ( B i l d 3 ; d i e ' W i n k e l s i r i d a l l e i n B o g e n m a . B e i n z u s e t z e n ) . D a s M a f i Xd s t e l l t d i e L a n g e d e r K ' a v i t a t i o n s b l a i s e d a r ; d i e s i c h a u f d e r D r u c k s e i t e h i n t e r d e r é i n t r é t e n d e n Schiffbaüforscbung 1 1/1902 7
0,1i O
. . • Bitd W
Bild 9 bia 11. Iange dor Saugaeitenbenetzung x,',-und.AnstrCmwlnkèl (p' (Bogengiad) nach Gin. (1) bis (3)
K a n t e b i l d é t . A u s d e n A n g a b e n v o n Walchner [ 6 ] • w u r d e n d i e D i a g r a m m e B i l d 4 u n d 5 z u ' s a n i m e n g e s t e l l t . D i e i n diese D i a g r a m m e e i n g e t r a g e n e n L i n i e n s t é l l è n d i e G r e n z e n d e r A n s t e l l w i n k e l d a r , b e i d e r e n Ü b e r s c h r e i t e n m i t e i n e r a m P r o f i J k o p f b e g i n n e n d e n K a v i t a t i o n s b l a s e a u f d e r D r u c k s e i t e z u r e c h n e n ist> d e r e n A u s d e h n u n g i n S t r ö m u n g s r i c h t t m g d u r c h I n t e r p o l a t i o n z w i s c h e n d e h • g e n a n n t e n G r e n z e n . . . . •Xd = O'- c-, Xd = 0,2Sc; Xd = 0,5 cwadXd = 'l,0c g e s c h a t z t w e r d e n k a n n . Z u r E r l e i c h t e r u n g dieser I n t e r -p o l a t i o n Büid i n d e n D i a g r a m m e n B i l d 6, .7 l i n d 8 f ü r e i n i g e D i c k e n v e r h a l t n i s s e Q u e r k u r v e n g e z e i c h n e t , d i e b e i s p e z i e l l e n R e c h n m i g e n als A r b e i t s b l a t t e r . b e n u t z t • w e r d e n k ö n n e n . H i e r b e i m ü s s e n d i e r e c h n e r i s c h e n B l a t t s c h n i t t e a l l e r d i n g s .so g e l e g t w e r d e n , d a ö i h r D i c k e n v e r h a l t n i s . g e r a d e e i n e m d e r d a r g e s t e l l t e n D i c k e n v e r h a l t n i s s e e n t s p r i c h t . A n d e r n f a l i s ' s i n d d i e f i i r a b w é i c h e n -d e D i ' c k e h v e r h a i t h i s s e e r f o r -d e r U c h e n A r b e i t s b l a t t e r aus •:8 SchlfTbauforichüng 11/1962
d e n D i a g r a m m e n v o n B i l d 4 u n d 5 f ü r d e n E i i i z e l f a l l g ë a o n d e r t a u f z ü t r a g e n . •- •. \
F ü r das MaQ Xs' g i b t Walchner k e i n e BeobacKtuiigs-!'-w e r t e a h . Diese W e r t e BeobacKtuiigs-!'-w u r d e n u n t e r B e n u t z u n g d é r b e k a n n t e n D r u e k v e r t e i l u n g s m e a s u n g e n a n der v e r g l e i c h -b a r é n P r o ü t ó e r i e m i t K r e i s a -b s c h n i t t e n [ 1 ] s o w ï e m i t B e n u t z u n g d e r E r g e b n i s s e v o n Walchner d u r c h f o l g e n d e e m p i r i s c h e I n t e r p o l a t i ó n s f o r m e l d a r g e s t e l l t : — c, w o r m 0,15 1' — '.Itjc (1) :(2) F ü r d i e W e r t e x/ < O f a l l t d e r K a v i t a t i o n s b e g i n n m i t d e r P r o f i l v o r k a n t e z u s a m m e n . B e z e i c h n e n (p^ d e n Z e n t r i w i n k e l des K r e i s a b s c h n i t t e s , (f' d e n m i t t l e r e n A n s t e U w i n k e l d e r S t r ö m u n g gegen d e n b e n e t z t e n T e i l d e r Salugseite, d a i m w e r d e n m i t (f' d e r A h f t r i e b s b e i w e r t c l ' (3) q • c • b Xd\ , Xs
i - ( ^ ^ + ^
c c (4) u n d d e r P r o f l l w i d e r s t a n d s b e i w e r t Od-D n Xd\ , Xs (5) w o r i n Cj? d e n R e i b u n g a b e i w e r t e b e n e r F l a c h e n . u n d K eine K o n s t a n t e d a r s t e l l e n , d i e d e r K a n t e n d i c k e d e r P r p f i l e i n t r i t t s k a n t e i n E i n h e i t e n d e r S c h n i t t l a n g e c e n s p r i c h t . Z u r E r l e i c h t e r u n g d e r p r a k t i s c h e n A n w e n d u n g d é r i n Gl.; (4) u n d (5) a u f g e s t e l l t e n F o r m e l f ü r d e n A u f t r i e b s -u n d P r o f l l w i d e r s t a n d s b e i w e r t s i n d d i e B e z i e h -u n g e n der H i l f s g r ö Ö e n X j ' u n d (f>' n a c h G l . (1) u n d (3) i n B i l d 9, 10 u n d 11 f ü r e i n i g e D i c k e n v e r h a l t n i s s e i/c d a r g e s t e l l t . F ü r s c h a r f k a h t i g e K r e i s a b s c h n ï t t p r o f i l e ( J f = 0) m i t Xc' ••= O u n d Xd = O g e h e n d i e o b i g e n G l e i c h u n g e n ü b e r i n d i e v o n Betz [ 1 2 ] g e n a n n t e n B e z i e h u n g e n : u n d Od=
aorh
ff)
«o' +
Op (6) (7) d e r e n w e i t g e h e n d e Ü b e f e i n s t i m i n u n g m i t d e n b e o b -a c h t e t e n W e r t e n v o h W-alchner f e s t g e s t e l l t w u r d e . D i e P r o f i l g l e i t z a h l e w i r d f ü r d i e s e n Z u s t a n d Cn C F (8) V e r g l e i c h t m a n d i e E r g e b n i s s e d e r s i c h aus d e r v o r -s t ê h e h d e n G l é i c h i m g e r g e b e n d e n P r o f l l g l e i t z a h l e n m i t d e n e n t s p r e c h e n d e n Z a h l e n w e r t e n f ü r k a v i t a t i o n s f r e i l o m a t r ö m t e K i e i s a b s c h r u t t p r o f l l e , ' d a n n e r h a l t m a n f ü r s c h w a c h b e l a s t e t e P r o f i l e m i t v o l l a u s g e b i l d e t e r S a u g s e i t e n k a v i t a t i o n G l e i t z a h l e n , d i e u n t e r d e n e n d e r e n t -s p r e c h e n d ë n P r o f i l e m i t k a v i t a t i o n -s f r e i e r S t r ö m u n g l i e g e n . D i e s e s t a r k e V e r b e s s e r u n g d e r f ü r v o U k a v i t i e r e n -de P r o f l l e n a c h d e r G l . (8) a n g e g e b e n e n W e r t e gegen-ü b e r d e n G l e i t z a h l e n f gegen-ü r ' n i c h t k a v i t i e r e n d e P r o f i l e e n t s t e h t i n e r s t e r L i n i e d u r c h d i e V e r n a c h l a s s i g u n g d e r e n d l i c h e n E i h t r i t t s k a n t e n d i c k e . B e r ü c k s i c h t i j g t m a n die-se, e t w a ' d u r c h A d d i t i o n eines W e r t e s AOo = 5 - 1 0 - ' , w i e é r s i c h ^ a ü 8 i i e n V e r s u c h e n n a c h [ 1 ] f ü r é i n e D i c k e d e r P r p f l l v o r l c a r i t ë Ï.K = 0,008 • c e r g i b t u n t e r d e r A n n a h r n e , daG d i e f ü r k a v i t a t i o n s f r e i u m s t r ö m t e n P r o f l l e b e o b -a c h t e t e n M i n i m -a l w i d e r s t -a n d e des D r u c k w i d e r s t -a n d e s d i e s e m K a n t e n w i d e r s t a n d g l e i c h z u s e t z e n s i n d , so h e g e n d i e ' G l é i t z a h l e h f ü r b e i d e S t r ö m u n g s z u s t a n d e ' e t w a g l e i c h h o c h ( B i l d 12). A u s dieser B e t r a c h t u n g f o l g t , d a f i d e r z. T . v ó n d é r G l e i t z a h l a b h a n g i g e P r o p e l l e r w i r k ü n g s g r a d f ü r s c h w a c h b e l a s t e t e P r o p e l l e r diuch das A ü f t r e t e n v o l l e r S a u g s e i t e n k a v i t a t i ó n n i c h t w e s é n t h c h b e e i n -flufit w i r d , v o r a u s g e s e t z t , d a f i d i e d a m i t v e r b ü n d e n e A r i d e r u n g d e r e f f e k t i v e n S t e i g u n g k e i n e n v e r s c h l e c h -t e r n d e n E i n f l u Q a u s ü b -t .3.3. Grenzen der Kavitationsbereiche und des Anwendungs• bereiches der Interpolatiónsformel
Walchner g i b t i n seinern B e r i c h t [ 6 ] f ü r d>e v o n i h m
u n t e r s u c h t e n P r o f i l e j e e i n D i a g r a m m , i n d e n e n er das
Ohne Kavitation fiir VWS-Profile. mit stampfen Kanten
OfiS Ofi3
bel Kavitation fmit stampten Kanten
.bei Kavitation
mit scharren Kanten
0,1 0,2 0.3 0,4 O.i
mid yz.. .Vergleich der Profllzahlen £ f ü r drei dünne Blattschnitte o h n e
Kavitation, mit' denen bei v o l l e r Saugseitenkavitatión (An-nahme: Cp = 0,004) / A ü f t r e t e n d e r K a v i t a t i o n a n Saug- o d e r D r ü c k s e i t e z u s a m m e n m i t i h r e r A u s d e h n u n g . ü b e r d i e . P r o f i l t i e f e i n A b h a n g i g k e i t v o n d e r K a v i t a t i o n a z a h l u n d d e h i A n s t e l l w i n k e l d a r s t e U t . ' D e r V e r g l e i c h dieser v o n Walchner i m ' K a v i t a t i o n s -k a n a l b e o b a c h t e t e n W e r t e m i t deri v o m V e r f a s s e r aus W i n d k a n a J v e r s i i c h e n e r h a l t e n e n E r g e b n i s s e n f ü h r t f ü r v e r g l e i c h b a r e Z a h l e n w e r t e i m a U g e r n e i h e n z u r F e s t s t e l l u n g r e c h t g u t e r ' Ü b e r e i n s t i m m u n g . B e i d e r B e u r -t e i l u n g dieser Ü b e r e i n s -t i m m i m g i s -t a l l e r d i n g s z u be-: a c h t e n , d a f i d i e V e r s u c h s f l ü g e l v o n Walchner sch'arfe P r o f l l k a n t e n h a b e n , w a h r e n d d i e v o m V e r f a s s e r u n t e r s u c h t e n 250 m m l a n g e n B l a t t s c h n i t t m o d e l l e K a n -t e n v o n 2 m m D i c k e m i -t h a l b k r e i s f ö f m i g e r A b r -t u i d ü n g a u f w e i s ë n . D é r h i e r d u r c h e h t s t e h e n d e U n t e r s c h i e d i n d e r • w i r k s a m e n P r d f i l k r ü m m i m g [A — = ; r — = 0,008 \ c 250 i s t e n t s p r e c h e n d z u b e r ü c k s i c h t i g e n . D i e V e r s u c h e v o n Walchner w u r d e n b é i e i n e r Rey-; n o l d s c h e n Z a h l Bn = 0,3 b i s 0,5 • 10« d u r c h g e f ü h r t ^ w a h r e n d d i e D r u c k m e s s u n g e n des V e r f a s s e r s z ü r B e -s t i m m i m g d é r D r u c k r h i n i m a b e i e i n e r R e y n o l d -s c h e n Z a h l B„ = 0,7 • 1 0 ' b e o b a c h t e t w m d e n . D e r U n t e r -s c h i e d z w i -s c h e n die-sen v e r -s c h i e d e n h o h e n Z a h l e n d ü r f t e SchlfTbauforschuDg 1 1/1902 9
