Manövrierversuche auf gerader und gekrümmter strecke des neuen Main Donau Kanals, ausgeführt mit dem schiffstyp JOHANN WELKER und mehreren schubverbänden in den haltungen Bamberg und Strullendorf

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He ro usgeber t

Prof. Dr..!ng. Dr.1ng. E. h. G. Sdinodel

1. Einleitung

Die in diesem Artikel aufgeführten Untersuchungen wur-den mit der allgemeinen Bezeichnung ,,Manövrierversuche" versehen, uni nicht schon in der Überscbrift die verschieden-artigsten Einzelmessungen klassifizieren zu müssen. Die Art der Gliederung gibt hierüber jedoch genügend Auskunft und läílt erkennen, daß das nautische Verhalten der Schiffe bzw. Verbände im Vordergrund steht.

Die Versuchsanstajt für Binnenschiffbau hat 1959 zunächst mit Einzeluntersuchungen begonnen, Grundlagen zur späte-ren theoretischen Durchdringung des sehr komplizierten Pro-blems des Begegnens und Uberholens von Schiffen auf fla-chem, beschränktem Wasser zu schaffen. Da die Fachlitera-tur außer einigen stationären Messungen von Taylor, Thom-son, Krey und Helm wenig ergiebig ist, mußte praktisch neu angefangen werden, lin Zusammenhang mit den damals gerade beginnenden Untersuchungen von Schubverbänden wurde diese Gelegenheit genutzt und Begegnungs- und Uberholversuche auf gerader und gekrümmter Strecke des Dortmund-Ems-Kanals ausgeführt [1]. Kurz danach lief eine weitere Versuclureihe über die gegenseitige Beeinflussung sich überholender Schleppzüge auf flachem, jedoch sehr breitem Wasser [2] sowie über das Passieren zweier Motor-güterschiffe in unterschiedlichem Abstand auf stehendem und strömendem flachen Wasser [3].

Die Auswertung dieser Versuche zeigt, daß die gegensei-tige Kräfte-Beeinflussung zwischen zwei Schiffen oder Schiffsverbänden auf das mitlaufende Strömungsfeld zu-rückzuführen ist, das seinerseits durch die Verdrängungs-strömung und die Wellenbildung um die einzelnen Schiffe gekennzeichnet ist. Relativ zu dem fahrenden Schiff ist das eigene Strömungsfeld stationär, solange sich Geschwindig-keit und Fahrwasser nicht ändern. Bei der Uberholung von Schiffen überlagern sich die einzelnen Strömungsfelder, und dieser Vorgang ist zeitlich instationär.

In der Praxis ist ein solcher instationärer Vorgang inner-halb einer Begegnungs- oder Uberholperiodean zwangsläu-figen Ceschwindigkeits- und Kursänderungen des Schiffes sowie erhöhter Wasserspiegelabsenkung im Kanaiquerschnitt zu erkennen. Mechanisch gesehen ist es ein ständiger Wech-sel der Kräfte in Längs- und Querrichtung, die ihrerseits im

Schiff Längs- und Querbeschleunigungen erzeugen. Inwie-weit diesen Kräften durch das Schiffsruder und durch Ände-rung der Propellerdrehzahl entgegenzuwirken ist, muß der Schiffsführer selbst entscheiden.

Lab. y. Scheepsbouwkunde

Technische Hogeschool

Schriffleitung: Homburg 361ftIJtWaII 32 Fernsprether: Hamburg 3679 + 367830

DAS ORGAN DER SCHIFFBAUTECHNISCHEN GESELLSCHAFT E.V.

Organ des Germanischen Lloyd

Monatszeitsthrift for die Fathwis.nsdiaft und Praxis des Sdiiffbaijes, Sthiffsmasthinenbaues, der Strom.

und Hafentedinik und zugeh8rigen Industrie . MJtteilungsblatt des Archivs für Schiffbau und Schiffahrt

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Manövnerversuche auf gerader und gekrümmter Strecke

des neuen Main-Donau-Kanals,

ausgeführt mît dem Schiffstyp Johann Welker" und mehreren

Schubverbänden ¡n den Haltungen Bamberg und Strullendort

Von Dr.-Ing. E. S ch ä le

97. Mitteilung der Versuchsanstalt für Binnenschilfbau e.V., Duisburg, Institut an der Eheiniseh-Westfülischen Technischen Hochschule Aachen

Das Kräftespiel und die daraus abgeleiteten Vorgänge sind in der VBD analysiert und in der 90. Mitteilung [4] veröf-fentlich worden. Ein allgemeingültiges Schaubild - ge-trennt nach Begegnung und Uberholung bei vorgegebenem Parallelkurs - hat Gruff anläßlich seines Vortrags im Haus der Technik, Essen, 1967 gebracht (s. die Abb. i und 2).

Bei Begegnungen und Uberholungen innerhalb gekrürnxn-ter Kanaistrecken wirkt die Fliehkraft als dritte Kraft zu-sätzlich mit. Bei Alleinfahrt Ist sie auf Kreisbahnen konstant; sollten Begegnungen oder gar Uberholungen stattfinden, wechselt i}r Betrag proportional mit den Längsbeschleuni-gungen bzw. Fahrgeschwindigkeiten.

Der Fliehkraft entgegen 'Wirkt eine hydrodynamische Kraft gleicher Größe. Diese hydrodynamische Gegenkraft wird durch entsprechende Winkelanstellung der Schiffs-achse gegenüber der Tangente an die Fahrbahn erzeugt. Für die Erhaltung des Gleichgewichts sorgt das Schiffsruder sei-nerseits durch entsprechende Anstellwinkel.

Der Winkel zwischen Schiffsachse und Bahntangente wird in Anlehnung an die Begriffe der Nautik mit Drift-oder Derivationswinkel bezeichnet. (Die Abkürzung war früher ô, nach ITTC wird jetzt ß dafür eingesetzt).

Der Betrag des Winkels ß ist direkt proportional zur geschwindigkeit und umgekehrt proportional zum Bahn-radius.

Abb. 3 zeigt eine Anhäufung von diesbezüglichen Modell-Meßwerten in Abhängigkeit von R (V - 10-14 km/h). Um die Fahrbreite eines Schiffes oder Verbandes auf gekrümm-ter Bahn zu errechnen, muß demnach die Größe des Drift-winkels bekannt sein.

Da sie sich vorerst nur experimentell ermitteln läßt und die statistischen Angaben der VBD noch mit einigen Unsi-cherheiten behaftet sind, wurde das Versuchsprogramm der Kanal- und Schiffahrtsversuche Bamberg erweitert und die Bestimmung des Driftwinkels in Abhängigkeit von der Fahr-geschwindigkeit bei konstantem Radius_{- bezogen auf einen} 160 m langen Schubverband- mit aufgenommen. Darüber hinaus sollten in der gleichen Kanalkrümmung mehrere Be-gegnungs- und Uberholversuche ausgeführt werden. Der erste Begegnungsversudi begann mit der Maßgabe, die Ka-nalmittelachse als Kurslinie während der Annäherung durch beide Verbände zu verfolgen, bis das Ausweidunanöver

un-umgänglich wird. Diese extreme Versuchsfahrt diente zur Bewertung der Sichtweite, unter Umständen auch zur Beur-Sthiff und Hafen, Heft 6/1968, 20. Jahrgang

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teilung, welchen Abstand Waldgrenzen äquidistant zum Ka-nalufer haben müssen.

Schließlich interessierte ein tberholvorgang zweier un-gleich großer Schiffseinheiten auf gerader und gekrümmter Kanaistrecke und zwar so, daß das 80 m lange Europasdiiff mit voller Maschinenleistung den mit reduzierter Leistung fahrenden 160 ni langen Schubverband ebenfalls sicher

pas-sieren kann. 2. Meßmethoden

Während der meßtechnische Aufwand zur Erfassung von Manövriervorgängen im Modellversuch sehr hoch ist,

ins-392

Sdziff und Hafen, Heft 6/1968, 20. Jahrgang

besondere dann, wenn neben dem Kursverlauf noch Kräfte und Momente bestimmt werden müssen, gestattet die Ba-dartechnik bei naturgroßen Versuchen auf einfachste Weise eine Reproduktion von

Kurs,

Fahrgesthwindigkeit und Drehgeschwindigkeit,

kurz, allen Bewegungen in horizontaler Ebene, wenn das Radarbild kartografisch ausgewertet werden kann. Dies setzt zunächst den Besitz eines einwandfrei funktionierenden Ra-dargerätes mit Fototubus, automatischer Kamera und elek-trischem Zeitschalter sowie maßstabgetreues Kartenmaterial

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Abb. 1: Kraftverlauf

nen Phasen beim Begegnen in

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Abb. 2: K-aftverlauf beim Überholen in ein-zelnen Phasen

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voraus. Bei den handelsüblichen Radargeräten ist oft die Nahverzerrung zu groß oder das Bild durch natürlichen Ver-sthleiß der Bauteile nicht ausreichend scharf genug. Außer-dem wird immer wieder festgestellt, daß der Ringabstand nicht linear ist.

Um die. Auswertung im voraus zu erleichtern, hat sich die VBD ein spezielles ,,Meßradargerät" von der Firma JFS Elektronic J. Sturtzel, Rotkreuz/Schweiz, anfertigen lassen. Während des zu untersuchenden Manövers wird das Radar-bild in konstanten Zeitintervallen fotografiert. Die Auswer-tung erfolgt durch möglichst fehlerfreie Projektion des Film-bildes in eine den Strom- oder Kanalabschnitt enthaltende Karte, wobei die Uferkonturen und die Echos markanter, sich Bild für Bild wiederholender Celändeformen in Dek-kung zu bringen sind. Für den Rhein haben sich die Direk-tionskarten im Maßstab 1:5000, für Kanäle Streckenkarten o

im Maßstab 1:1000 bestens bewährt. Aus dem Radarbild werden jetzt die Lage des Antennenpunktes und die Kurs-linie ggf. auch benachbarte Schiffe zeichnerisch

übernom-zweischiffig

men und auf Mittschiffsachse sowie Schwerpunkt transpo-niert. Wird dieser Vorgang Bild fü Bild wiederholt, dann lassen sich die vorn erwähnten Veränderungen sehr eindeu-tig erfassen und darüber hinaus auch Driftwinkel und Fahr-bahnbreiten bestimmen.

Während dieser Manövrierfahrten können nebenher na-türlich noch alle Komponenten der Propulsion und weitere schnell ablaufende Vorgänge wie Ruderlagenänderung, Drift-winkelverlauf, Drehgeschwindigkeiten u. ä. erfaßt werden. Weitere Beschreibungen der Meßmethode erübrigen sich, weil sie aus den diesbezüglichen Abbildungen und den darin enthaltenen Diagrammen eindeutig hervorgehen.

3. Driftwinkelmessungen auf gekrümmter Fahrbalus Driftwinkelxnessungen wurden innerhalb

der Haltung

Strullendorf in der sog. Hirschaider Schleife bei einem kon-stanten Krümmungsradius von 1000 m sowie in der Mün-dung des Hafenbeckens 1, Bamberg, ausgeführt. De Quer-schnitt der Haltung Strullendorf, der von dem Einheitsquer-schnitt abweicht, ist Abb. 4 zu entnehmen. Luftaufnahmen der Versuchistrecken enthalten die Veröffentlichungen [5] und [8]. Abb. 5 zeigt eine Einfalirtrompete in das Hafen-becken 1. Dieses eignet sich besonders gut für die Prüfung der Driftwinlcelausbildung bei kleineren Fabrbahnradien

etwa zwischen 200 und 600 m.

In der Haltung Strullendorf mit der Hirschaider Schleife stromt das Wasser mit einer Durthsthnittsgesthwindigkeit Von 0,23 rn/s = 0,88 km/h. Dies ist bei allen Vergleichen

12&

einschlUg

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abo ,ao oo ,Lio «oo bo êbo abo too azoo ùo Abb. 3

Abb. 4: Querschnitt der Haltung Strullendorf dea Main-Donau-Kanals mit den Meßstüben des VBD

Driftwlnkel ilber Bahnradluc

eines einspurigen Schub veibandes

L176'n,B.9.5rn T-2.5m, y 10 kin/h

(ModcI versuche)

Abb. 5: Einfahrtrompete In das Hofenbecken I Bamberg der Meßwerte zu beachten. (Auf den diesbezüglichen Lage-plänen läuft die Strömung von rechts nach links).

Eine Fahrt des Zwei-Leithter-Sdiubverbandes (Vers.-Nr. 14.8) ist in Abb. 6 dargestellt worden. Sie zeigt nicht nur die Phasenlage des Verbandes, sondern gibt gleichzeitig Aus-lcunft über Fahrgeschwindigkeit, Wellendrebzahl, Maschi-nenleistun& Driftwinkelverlauf, ferner über zurückgelegte

Wegstrecke und maximale Fahrbahnbreite.

Da die Fliehkraft als physikalische Größe auf die ruhende Umgebung bezogen wird (Erde), muß der Driftwinkel bei gleicher Fahrgeschwindigkeit gegen die Strömung zu Berg kleiner - zu Tal größer sein.

Schiff und Hafen, Heft 6/1968, 20. Jahrgang

393

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Die Staffelung von_fiin Abhängigkeit von V [Cesthwin-digkeit über Grund (Erde)] verläuft also sinngemäß.

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Besonders bemerkenswert erscheint die Anstenerung der Krümmung durch die Schiffsführung! Man erkennt aus der Bildfolge sehr deutlich, daß der Verband erst merklich in den Radius einschwenkt, wenn er mit voller Länge in die Krümmung eingefahren ist. Infolgedessen bildet sich der maximale Driftwinkel auch erst dann aus, wenn der Ver-band, der Kurvenbahn folgend, um ein Geringes übersteu-ert werden mull. Ein solches Verhalten ist auch aus dein Blickfeld des Schiffsführers heraus verständlich; denn er wird den zu fahrenden Kurs innerhalb der Kanalkrürnmung erst dann voll beurteilen können, wenn er den Verlauf der ein- und ausbuchtenden Böschungen abschätzen kann. Diese

nautische Eigenart dürfte für die Bremsung von

Quer-schnittserweiterungen in Krümmungsstrecken sehr wichtig sein. Interessant ist in diesem Zusammenhang, daß also auth bei Wasserstraßen ein tYbergangsbogen zwischen der Gera-den und der Krümmung ähnlich wie im Schienen- und Straßenverkehr von Vorteil wiire!

lip,

At

I

I'

14.1 9,15 + 0,83 9,98 0,55° 14.2 9,75 0,83 8,92 0,30° 14.3 10,45 + 0,83 11,28 0,60° Vdw ±Vätr V110 fiMittel Vers.-Nr.

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4. Driftwinkelmessungen in der Hafeneinfahrt Bamberg Die Versuche innerhalb der Einfahrtrompete zum

Hafenbecken I also auf einer relativ breiten Wasserfläche

-gestatteten, Fahrbahnradien zu simulieren, die wesentlich kleiner als in der geografisch festliegenden Hirschaider Schleife sein konnten. Von voller Maschinenleistung ausge-hend, sollte der Schiffsführer vom geeigneten Ort aus mit mehr oder weniger Ruderlage so in das Hafenbecken hin-einfahren, daß Fahrbahnradien etwa zwischen 200 m und 400 m erreicht würden.

Die tatsächlichen Maße stellten sich natürlich erst nach Auswertung der Radarphasenaufnahmen heraus. Eine solche Versuchsfahrt ist Abb. 7 zu entnehmen.

Die maximalen Driftwinkel in Abhängigkeit von R undV8

betragen: 4 2 o '0 '12 Bui SVJ4otz

Diese Werte würden beibehalten werden, auch wenn sich der Bogen über Zentriwinkel größer als 20° fortsetzte! 5. Begegnungen und Uberholungen auf der geraden

Kanaistrecke

5.1 Schubverband begegnet Schubverband

Es wurden vier nach Drehzahl gestufte Begegnungsver-suche ausgeführt. Die einzelnen technischen Daten und das Verhalten während der Fahrt Nr. 10.4 ist Abb. 8 zu entneh-men.

In allen Fällen verlief die Begegnung yo lii g g e f a h r -I o s, ganz gleich, ob sich der Ansteuerungskurs mit der Ka-nalmittelachse deckte, oder ob er für den einen oder ande-ren Verband auf der zweischiffigen Achse lag. Bei geringer Anfangsgeschwindigkeit ist der Verlauf der Geschwindig-keitskurve und des Kurses etwas unstetiger als bei höheren Geschwindigkeiten - die Grundtendenz bleibt aber erhal-ten. Da die Wechseikräfte in der Horizontalen durch ent-sprechende Ruderkräfte kompensiert werden, erscheint die Begegnung sehr gestreckt zu verlaufen - die Aufzeichnun-g des Driftwinkels läßt jedoch erkennen, daß Werte bis zu 4° erreicht wurden. (Der Driftwinkel ist hier mit dem Kurs-winkel gleichzusetzen, weil er auf die Kanalachse bezogen wurde.) Der Abstand zwischen den Bordwänden betrug wäh-rend der Begegnungsphasen in Parallel-Lage 7 bis 11 m, während der Annäherung Bug/Bug 4-8 m, während der Entfernung Heck/Heck 2-5 m.

5.2 Motortankschiff überholt Schubverband

Unter Versuchsnuxnmer 9.1 und 9.2 wurden zwei Uberhol-fahrten ausgeführt. Das MTS ,,Rheintank 11" sollte mit je-weils 240 U/mm 420 WPS 9,4 km/h den

Zwei-Leidi-710 _'P ₇₇₂ sp

I-

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.---.-_'{s i_

SV.Frankfurt

/

Fahrweg 10 8 6 715 km

Der Bug des MTS hat das Heck des Sthubbootes erreicht.

Mitte MTS liegt auf Ho-he des Schub-boot -H edcs; 'nan beachte die beginnen-de verstärkte Absenkung an der Kanal-böschung. MTS-Vor-schiff hat die Mitte des Leichtervbandes er-reicht; man beachte die durch Schat-tierung klar erkennbaren vorlaufenden Wellen. Mittschiff MTS passiert Leichter-Bug. Nur der Schubverband liegt noch schräg zur Kanaladzse.

Uberholvor-gang Ist

ab-geschlossen, die Schiffs-und Ver-band.gachse liegt wieder parallel zur Kanalachse.

Abb. 9: MTS überholt Schubve,-band auf gerader Kanaletrecke. Motorleistung ca. 600 Ps. PDM 'An(ahFtF PD_F

= 250

U/mm

= 440

WPS = 9,8 km/h = 1330 U/mm

= 645

WPS

395

Fahrt R [ml Vs [km/h] ßmax [Winlelgrad] i 330 10,8 4,0 2 230 10,8 6,0 3 220 9,5 5,0 4 2,50 9,3 4,0 5 220 9,8 5,6 6 290 11,0 5,0

vs1

12 10 8 77.54,,,

Abb. 8: Vers. Nr. 10.4 Schubverband Metz" begegnet Frankfurt", beide mit je zwei Leichtem.

Passierstrecke: Kanal-km 11.0-11.5 (500 m) Max Fahrbahnbreite: BF = 35,00 m

VAfl!flhrtMm0'= 9,0 km/h

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Abb. 10: Vers. Nt. 12.2 Sdzubverband Frankfurt" überholt Metz", beide mit fe zwei Leichtem

ter-Schubverband Metz" überholen, der mit 160 U/mm, 110 WPS bzw. 200 U/min = 280 WPS langsam vorausfuhr. Bei-de tYberholversuche verliefen beanstandungslos. Die Fahrt 9. 2 wurde in Abb. 9 dargestellt.

5.3 Schubverband überholt Sdsubverband

Abb. 10 (Vers.-Nr. 12.2) zeigt das gegenseitige Überho-len zweier Schubverbände auf gerader Strecke. Diese Ver-suchsfahrt wurde im Bereich des Kraftwerkseinlaufs im Oberwasser der Schleuse Strullendorf ausgeführt, um gleich-zeitig eine extrem hohe Störung in die den Turbinen zulau-fende Wassermenge zu bringen. (Das Kraftwerkspersonal prüfte während der Überholung den Gleichförmigkeitsgrad der Turbinenumdrehungen.)

Außerdem mußte vermutet werden, daß das quer abströ-mende Kraftwerkswasser möglicherweise einen Kursversatz der Schiffe zur Folge haben könnte. Aus den Radarphasen-aufnahmen ist zu erkennen, daß der Schubverband Frank-furt" (F) zwar einer geringfügigen Kursversetzung unterliegt

- diese aber ebenso der Wechselwirkung mit dem SV

Metz" (M) zugeschrieben werden könnte. Der Schubver-band Metz" selbst durchläuft die Meßstrecke mit einem Driftwinkel zwischen 10 und 4°. Diese ständige Anstellung wird vermutlich von einer Zirkulationsströmung verursacht, die im Grunde genommen an Ausläufen kaum vermeidbar

.9 kmß rtu 25OUImln .44OWPS 3 2

i

0 o Ws.-N, 11.4; Wassers Max. 127 1Z8 1W 18.0 18.7 18.2

396

Abb. 11 km 18 18.3 78.4 78.5 Fah,weg [km) vs (km/h) '7 75 73 V, Pass/erstrec/qe: Kanal - km 74.0-14.8 (800m) _4. 8

Wasserstrdniung von km 78.8-l4A=023rn/s5Q83k,nJ?

Max. Fahr bahnbreite BF40.00rn

(6 km

Fahr

weg

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D F,,nklu,r

D,ift4 -V.,kmI -

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flp a km/h .1220U/min =500WPS 4, 20

---,

-- GTh,indigk,s,.,Ia,d--10 8 0° _¿ km -2'

Fahrweg-VAnrahI.tM = 7,5 km/h = 190 U/mm POM = 190 WPS

ist. Sie gefährdet jedoch in diesem Falle nicht den Schiffs-verkehr! Geschwindigkeitsverhalten und Drift- bzw. Kurs-winkelverlauf zeigen die Diagramme auf der grafischen Dar-stellung.

6. Begegnungen und Uberholungen auf gekrümmter Kanalstreeke

6.1 Schubverband begegnet Schubverband

Nachdem die Begegnungs- und tYberholversuche auf ge-rader Kanalstrecke völlig beanstandungslos verliefen, wurden zunächst die Begegnungsversuche in der Hirschaider Schleife vorbereitet. Da mit Sicherheit nicht vorausgesagt werden konnte, ob auch in der Krümmung ein zum Ufer

äquidistan-ter Kurs auf zweischiffiger Achse verfolgt werden konnte, ist ein Vorversuch ausgeführt worden, bei dem der Verband auf der rechten Seite mit einer Geschwindigkeit zwischen 6 und 7 km/h fahren sollte. Das Ergebnis dieses Versuchs zeigte entgegen allen Erwartungen, daß ein solcher Kurs auf zweischiffiger Achse auch in der Kanalkrüinmung verfolgt werden kann. Die Routine des Schiffsführers - in diesem Fall sogar etwas übertrieben demonstriert - gestattete ein so dichtes Heranführen des Schubboot-Hecks an die Bö-schung, daß der Bug des Verbandes einen noch größeren Abstand von der Kanalmittelachse erreichte als in der

Quer-.9,8 km/h

1130 U/rn/n

645WPS

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schnittszeichnung angegeben. Nach diesem günstigen Ergeb-nis wurden die geplanten Begegnungsversuche ohne Beden-ken aufgenommen. Drei Versuchsfahrten, mit 7 bis 8 km/h beginnend und urn jeweils 1 km/h nach oben steigend, zeig-ten, daß ein Begegnen der Zweileichter-Schubverbände (160x9,5x2,5) auch in dieser Kanaikrümmung mit R = 1000 m selbst unter erschwerenden Verhältnissen (Ansteue-rung auf Kanalmittelachse) ohne besondere Aufwendungen (Bugruder oder Bugstrahlruder) beanstandungslos vonstatten geht. Abb. 11 zeigt eine solche Fahrt unter Einbeziehung der Meßwerte zu Vers.-Nr. 13.3. Aus dem Verlauf des Driftwin-kels ist indirekt die Ruderarbeit zu ersehen. Es ist verständ-lich, daß sie größer sein muß als bei Begegnungen auf ge-rader Strecke.

6.2 Uberholungen ¡n der gekrümmten Kanaistrecke Oberholungen innerhalb gekrümmter Kanaistrecken, ins-besondere solcher Krümmungen, wie sie die Hirschaider Ka-nalschleife darstellt, können nicht gestattet werden. Selbst wenn es nautisth möglich sein sollte und kein ausgesproche-nes Uberholverbot besteht, wird kein erfahrener Sthiffsfüh-rer einen Uberholversuch einleiten. Es kann aber durchaus

o

776

km w

7. Allgemeine Ma övriereigenschaften und nautisch zulässige Geschwindigkeiten

Die Manövriereigenschaf ten eines Schiffes oder eines Schubverbandes hängen primär ab von:

der Unterwasserform des Schwimmkörpers, insbesondere von der Gestalt des Hintersthiffes, der Wirksamkeit der Ruderlage,

der Schnelligkeit, mit der Propellerdrehzahlande-rungen und UmsteuePropellerdrehzahlande-rungen vorgenommen werden können,

den Stoppeigenschaften, sekundär von

der Wassertiefe, dem Tielgang,

dem Querschnittsverhältnis FK/AM, den optischen Sichtverhälthissen,

der Reaktionsschnelligkeit der Schiffsführung sowie von dem Vorhandensein und dem sinnvollen Einsatz geeigneter Manövrierhilfen.

Ver&-N - ubveth r. .

-80'

Maa-fá7,rbahnb - 30.5m

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. %.i,tz .

erstromw,g von km 78.4 /7.6 Q23 m 83tra,7

Anfohrgesthwjndg/jren: SV.Metz: 5 6km/h SV.&onkf; 72krn/h

möglich sein, daß besondere Umstände dazu zwingen, inner-halb eines solchen gekrümxnten Streckenabschitts zumindest Motorgüterschiffe überholen zu lassen. Infolgedessen wurde die Gelegenheit genutzt und tYberholversuche ausgeführt.

Fü die Versuchsfabrten konnte ebenso wie auf den ge-raden Strecken verfahren werden. Trotzdem sind die Ergeb-nisse dieser Untersuchungen als Extremwerte anzusehen. Da das Motortankschiff ,,Rheintank 11" zu dieser Zeit nicht mehr verfügbar war, wurde das Schubboot Frankfurt" mit einem Leichter verwendet und dadurch die Versuthsbedin-ungen erfüllt. Eine der drei Versuchsfa}irten ist in Abb. 12 dargestellt worden. Besonders charakteristisch ist der Ge-schwindigkeitsverlauf Während der Zwei-Leichter-Schub-verband Metz" mit 6 km/h Ausgangsgeschwindigkeit in Pa-rallel-Lage durch die Wechselwirkung bis auf 3 km/h abfällt und dann wieder beschleunigt, durchläuft der SV Frank-furt" _{diesen Verzögerungs- und Beschleunigungszustand} zweimal. Die gegenseitige Beeinflussung zwischen Uberholer und ilberholtem ist bei diesen Versuchsfahrten in der

Kanal-krummung besonders eindrucksvoll.

erholt Schubverb.14e7z - o 718 18.0 12 18.4 Fahrweg

(km!.'-Abb. 12 etz:na22Oj'nhjÇ';l '29OWPSf2Lekhter) ':n15OmirÇ'; I=.900WPS f ILeichIer)

Dem Typschiff und dem modernen Schubboot hat der Konstrukteur aufgrund jahrelanger Erfahrungen zwangsläu-fig gute Prizneigenschaften verliehen, die noch heute von Jahr zu Jahr durch Neuheiten" verbessert werden.

Einen wesentlichen Einfluß auf Nutzungsgrad und Wirk-samkeit dieser Eigenschaften haben das Wassertiefen-Tief-gangsverhältnis und das Querschnittsverhaltnis. Die StriS-mungsmessungen (Vèröffent.lichung [8]) gaben nicht nur Aufschluß über Betrag und Richtung des das Schiff urnströ-menden Wassers, sondern zeigten vor allem auch, daß das Ruder im unteren Bereich in umgekehrter Richtung

_{- also}

von achtern - angeströmt wurde. Die Stärke dieser keines-falls erwünschten und die Ruderkraft teilweise aufhebenden Anströmung hängt unmittelbar von der Fahrgeschwindigkeit des Schiffes ab.

Infolgedessen ist die Angabe einer ,.nautisch zulässigen Schiffsgeschwindigkeit" wiederum mit den in [61 vermute-ten Grenzwervermute-ten identisch.

Während der Passierversuche, aber auch schon während der Propulsionsversuche konnte eindeutig festgestellt wer-Sthif-f und Hafen» Heft 611968, 20. Jahrgang

397

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den, daß die Ruderwinkel auf dem Motortankschiff ithein-tank U" und dem Schubboot Metz" sowohl bei langsamen als auch bei sehr schnellen Fahrten größere Werte erreich-ten als bei solchen, die man als ,,Betriebsgeschwindigkeierreich-ten" ansehen könnte.

Die folgenden Tabellen zeigen diese Tatsache:

Verband: SV »Metz" + 2 Leichter Fahrgeschwindigkeit 6,30 km/h 7,56 km/h 9,05 km/h 10,79 km/h MTS ,,Bheintank 11" überholt SV »Metz" SV »Frankfurt" überholt SV Metz" ß Versuchs-Nt. 8.1 bis 8.4 W7 max. Ruderwinkel (BB/StB) 5° 4° 20 3° Versuchs-Nt. 12.2 Versuchs-Nr. 9.1 + 9.2 V5 Frankfurt"; Ruderwinkel V5 »Metz"; Ruderwinkel

7-11 km/h

5° 7,5 km/h 8°

In keinem der angegebenen Fälle waren Ruderwinkel über 10° nötig. Wenn man weiterhin bedenkt, daß maximale Ruderkräfte erst bei 350 ei-zeugt und der Kräfteanstieg zu mindest bis 80° linear verläuft, sind für alle ausgeführten Versuchsmariöver nicht mehr als 30°/o der installierten

Ru-derkraft notwendig gewesen.

Daraus kann wohl der Schluß gezogen werden, daß die nautisch zulässige Falirgeschwindigkeit moderner Schiffe und Verbände keinesfalls unter der wasserbaulich zulässigen liegen dürfte.

Alle notwendigen Schiffsmanöver vor und nach den Ver-suchen sowie außerhalb und innerhalb der Schleusen, with-rend der Ein- tmd Ausfahrten, wähwith-rend des Stoppens und Rückwärtsfahrens, die von allen Einheiten auch hier in ge-wohnter Weise ausgeführt werden konnten, zeigten, daß die neue Wasserstraße vom Main zur Donau allen derartigen Anforderungen genügt. Von allen Beteiligten, aber auch von allen kritischen Beobachtern, wurden als besondere Vorteile der große Kanaiquerschnitt mit 55 m Wasserspiegeibreite, die für Großleichter-Schubverbände ausreichende Schleusen-länge, die dalbenfreie Schleuseneinfahrt und die großen Krümmungsradien mit Genugtuung zur Kenntnis genommen, die zusammen mit den außerordentlich kurzen Schleusungs-zeiten einen relativ schnellen Schiffsverkehr erwarten lassen.

8.8 Zusammenfassung

Die experimentielle Untersuchung der Manövrierfähigkeit von 80-m-Motorgüterschiffen und 160-m-Schubverbänden im Main-Donau-Kanal, insbesondere der Begegnung und Überholung auf gerader und gekrümmter Strecke zeigt, daß die neue Wasserstraße, auch wenn durch Kraftnutzung in einigen Haltungen Strömung herrscht, die Anforderungen eines modernen Wasserverkehrs erfüllt - ja, daß darüber hinaus noch gewisse Reserven, vor allem für den Verkehr mit Großleichtem, festgestellt werden konnten. Begegnun-gen können mit den während der Propulsionsversuche ermit-telten Höchstgeschwindigkeiten ausgeführt werden - bei tYberholungen ist eine Ceschwindigkeitsdifferenz von 30 bis 400/o notwendig. Krümmungen stellen keine Hindernisse dar. Bei Radien größer als 1000 m sind Querschnittserwei-terungen nicht unbedingt nötig - wie ausgeführte Drift-winkelmessungen bewiesen haben. Die Ergebnisse letzterer rind einem zus.mmenfassenden Diagramm (Abb. 13) zu ent-nehmen. [31 [41 (51 Oriflwinkelverlauf R= 220-7000m V5=9 11km/h Abb. 13

Alle für die Versuche eingesetzten Schiffseinheiten konn-ten ihre Manövriereigenschafkonn-ten voll nutzen. Trotzdem wa-ten in keinem Versuchsfall mehr als 30°/o der installierwa-ten Ruderkraft aufzuwenden.

Die Ergebnisse sind in maßstabsgetreuen Kartenclçi7ren, Diagrammen und Tabellen dargestellt sowie durch Fotos belegt0).

Uteraturangaben

[Il Sturtzel, Sdiäle, Heuser: Untersuchung der Manövriereigensdiaften von geschobenen Fahrzeugen, die einzeln odor im Verband be-fördert werden, unter dem Einfluß von Strömung und Fahrwasser.

beschränkung. NRW-Forsdiungsberidst Nr. 1072

(21 Sturtzel, Craft: Untersuchung über die gegenseitige Beeinflussung der Geschwindigkeit und des Kursverhaltens beim Uberholen eines Schleppzuges durch einen anderen Schleppzug oder einen Selbst-fahrer. NRW.Forsdiungsberitht Nr. 1623

Graft: Untersuchung über die beim Passieren von Schiffen auf-tretenden Kräfte und Momente. NRW-Forsdiungsberitht Nr. 1272 Müller: Untersuchung über die gegenseitige Kursbeeinflussung von Schiffen auf Binnenwasserstraßen. Schiff und Hafen, Heft 6/1967 Schäle: Propulsionsversuche in einem Stiliwasserkanal

trapez-förmigen Quersdinitts, ausgeführt mit dem Schiffstyp Johann Welker und mehreren Sdiubverbänden in der Haltung Bamberg des neuen Main-Donau-Kanals. Schiff und Hafen, Heft 4/1968

(61 Schäle: Strömungsversudie In einem Stillwasserkanal

trapes-förmigen Quersthnitts, ausgeführt mit dem Schiffstyp Johann Welker und mehreren Sdsubverbänden in der Haltung Bamberg des neuen Main-Donau-Kanals. Schiff und Hafen, Heft 5/1968 ) Die gewonnenen Versuchsergebnisso konnten aus Platzgründen nur

sehr stark gekürzt abgedruckt werden. Der Originalbericht bzw. auch einzelne Originaldiagramme können von der Versuchsanstalt für Binnenschiffbau, Duisburg, Oststraße 77, gegen Erstattung der Selbstkosten bezogen werden.

V MTS; Ruderwinkel V0 SV; Ruderwinkel

8,8 km/h 6° 6,2 km/h 8°

9,4 kmlh 4° 7,1 km/h 6°

Schiff: MTS ,,Bheintank 11" Versuchs-Nr. 3.1 bis 3.7 Fahrgesd-iwindigkeit max. Ruderwinkel (BB/StB)

6,34 km/h 10° 6,52 km/h 10° 8,61 km/h 7° 9,83 km/h 4° 10,40 km/h 3° 11,04 km/h 2° 11,54 kmlh 6°