Untersuchung über die möglichkeit der rolldämpfung bei einem massengutschiff

SCHIFFST[CHNIK

Untersuchung über die Möglichkeit der Rolidämpfung

bei einem Massengutschiff

Mitteilung uris(1cm Institut fürTheorie des Schiffes der Universität Rostock Direktor: Prof'. Dipl-ing. K. Tu. 13ru un

Von Dipl-ing.K. Reijer

1. Einleitung

lu (leI' 1) p]ornar]eit des Verfassers am [TS wurden die neuesteiì iii 1er J"iichuit eral ir angegebenen Verhchreii

zur I erech iI

g von l

al h I Topil irgstanks ausgewertet (lull III tine lin' mItui 1iuiit

iii

kteur iru hti-she Fornì

ge-hraehit. l)ie si) ait bereit teli Veifii}irì'n suoi ini

Ihn-blick auf i n'o ElgiluaLt zur Kliiri ng hit iiuìlitel'

l'io-hleiuo der I oTlda i h g ciligi'sel hit zt w ari

Es\'1il'lIeclic Miig!ielikeit nit ersitihit. (larch \erhiiziiliiiig

seitlicherDoppelhodeiiiu'lli'n tui l'iiielfl Massu'iigiitseliilf 1lallddmpfinigstuniks '/ii HelliillIli uniI so lie

t'i

i'iiiigiai

l3i'lunliuiigszuislaiitleii Iiiigiliist glu I](ull\eiliuilt 11H51' 1l verbesseri i.

2, Das Verfahren nach van den Bosch und Vugts [2] und [3]

liii xiii ('nier II uikctunp] i'i,iet'ti'a illi(I zwechur'iuu Iligeti 1-1 iiillii i Iug voti u ial luigi'ii i. r

little

la ii iìg i i ilS

IlolILläm])tiiilgstui uilcs itìit freier lluissigkuitsoherhlaehe

viirdeui loo 'itu I/ru I/usc/iuhf J tuftsiii grund li'gei ideii

I3eziHiiiuii,ti'ii 1(11(1 Ibll1uiul('tel (11(1(11 uiiuitiiigui'iihtet \Ìc'r-suchìe experinii'rululIliiiiittelt un_algraphisch a afget rageli. Fur die Eat wii'ldtaug ihet' theorit it'I itui ( rurallagen des

Verfahrens iiultu'a hulgu'nde VaruiuIssi'tiuhigu'ui

1. das ScIaIt führt cmi' leine liolihewegnag uths:

2, die Rol achse geht tluu'eh diii1\lassenmitteliahtikt des

Sela lies:

3. für die ßol lhcvegungeii des Schiffes besteht

Lineari-tüt.

Die unter ulii'sonì Voraussetzungen entstehende

Bewo-gungsgk'icliu u i a ist glu'blu der eines Pii idels. das unì

eine feste \

ifni' irzwii

ligeuie Scliìviiigu iigen ausführt. Di'i' Ein (lui 1.1 des Ta ti knuomeu its, das durch clic im Tali k bui- tintilutreu' lientli' 'lultwehle entsteht, wird als

Reak-tituii di's 5iuluu ('u's' nuit' ilas eiiitvuikiiide Welleuimoment bet ì'acht et. 1J it 'r il eseln A spi'kti st dieses Momentvon

den Verfassei'ii als line Korri'ktui' tlt-r Koeffizuu'nten der

Jicuweguuiigsgh'iuhiuiiig ha'luiiiih'lt niid iii die (ituiuchuiig

eiiigi'f'tihii't eau liii

--J,p0)2 il?q,)sin uit - (N,11 w --¿1 N11 w) COS ct

-¡tilla

sin(cot -f- E;up)

mit

A I?,,, ---- cos t

'ita

'1a AL\t11 --- - sun r1

SChtftiiauii.tìnic 18 5/19t8

Den tendeuizmiií]igen Vei-ltulf (lieser beidemi

1'ou'rektcii-gi'ölleu zeigt Bibi I

Die Si'lìvii'riglai t (1er Bistiinui-ìuing des Tanknìonuu t s lii'gt iii di',' uiielitlinearen Itu'zieliuiuig ziviseheti ilu'iii 'l'sui

k-If101iilcit uuiiif dut' flalJauiìplitude. Diese Seliw-iurigkuitcn tV(u'(lu'lt cluiu'i'iu bui t lt'hi'auclì von Arbeitsdiagi'ainrnen

hei iIi Taiìhlci'i'ecluuuuiiig umgangen.

Ziel cli's Eu tiuiu rI'st-'oigiiuigs ist es, Oleicliheit zwischen

deii kigetul uu'u]ií'lizeli les rolleiìdeii Schiffes nuid ties

'funks vu gt'uu iubuuJt'isteii, da (lin Tiiik an

Ri'uuiiiuiz-iuiuikl tuo vui'ksainsteiì ist. Dic durch die \nweseiihieit

iIi's l':cuuks hueriiuu-gi'ruifeiien Verihuideriingeii dii Schiffs-11ilui unter Iiibruii vii i'uuiem iterativen Entwuii'fsprozeli.

(lei' cibi'] u Iii-iii uit-ii lust aiusselil ii'I3hicliiii ( u'hum}

von l)iiruuiiunu'ii n'Ittivi'iuifac'hi nial schiii,l1 \'Oiistat-t-Cfl

geht,

I )iu' T)i;igruutnuuu' siuuil für versehiedeuue Lageuì dis Tiuuks (ii-lu uit- iJuu'su'uiunittelpuiiikt is cies Siliilfes it'

hull t lt ivcic'ileii l'a, diii I-eso1-1anzI)uitilst iii1 kuuineuì die \\ 'l'te _{dur 'Fuuuuklauualionenten für ilas (tiltSI)ri'('llt'uiiii'.}

chic' Eigu'tuli-u-u it'i iv thu's Tanks liest immonde 1"üllvt'i

hiu(ltiiis li/It l'ui I)uucuviuuruimnen entnommen werdu'uu, l'iit

llu'iHfiiu'l flit' tut' kraut tI uiuig der die Diimpfuingsti irkuiuig

histuuiiuuiiuuuIci _{lfluuuífluunponente des Taiikmuiomenìt-s,}

lui'1' il iisgecii'ückt dt i reh

- sul r1

/iuiSui E1 = ,

fit Iì3 i

wird im Bu luI 2 gezeigt-. Prinzipiell wird oin

Frequenz-bereich 0,70 - _{1,25 betrachtet, Die mit dim}

In-W,1

dcx C1 \'ers'lietheii Werte ergehen sich als erst-er

Ito-rationsscfirit t icutch lbc'rücksichtiguiìg des Einflusses (les Tanks cui f clic Sehiiffspuiramet-er.

DieI )iuìgrammu' smi] 'lin eine Rolhuìmphitnde von

11,1 ruaI -- 5,7 °

tuuiuuou Ieuot worden. Ihr Uiiltigkeitstur'u-u'irli

-u-flIt Schaf']'' tout rnetazi'uiti'iselieiu Hñhc'n zu', uu'luu'ii

11,1)3 1/ und 0,1 ti 1?, Um (hem niehithiiieac'i'n

Ztlsiinniiuh-buiuug 'ici uscluu'ui _{'l'ui uilcrnornent unii AmphI idi' Rw'liicuiuig} 'ici t ragt'u i, u iii lIt ('ti h iese Diagramme für verseh u edi'ite

Aunplitucihi'uì erunittIt ivu'i'ulen. Zut' Vert'iaf'ticliniug des

Ente iirf'svuuu'gangu's uu t'tI jedoch cille einzige t'un 0,1 rd

als ausus' ii-land angl'!uomunen. die als Maxi inuun u t ir

norinafi' tuch

ils Mutti fii'

schlechtere Btuliuig'iiiigu'iu

liti gesc hell tr u nil

-Mit dcii tutti bekannten Tacìkkolnponc'uuten ist,

di'

Rincil t linie

cl''

_{hiuullliuec'gcnig des Sc'hafl'cs aus der}

llewi'giiuigsglu'ii'luciiig uiclit mehr schwiei'ig,

Lib? I

ita iuivl'it tir

'I iiikiiiiirii'iit I<iiiiiti'iiIl'lit l'lì VIlli

t'i' k'i ii iiìri,z

Jtihl 2 I lila,IlIti! ¡tir

Inil k i,, ii,.' tite

des Tait k,,, itili'rtlS

Ziti 1i1'f,tlIiLtig titi iO\V('.ttii,t, III iitlil'_il'Iiilii I3l(fl'i Se-Liiiiig \' it'd iii'' 11i1('ti1O(I(

tlti

i1iiLti'ttli'iì .I)iciito

nitgewill-I lit.

i );ts ilttt'gilegtí' \TeilalìI(iI 'i,,ii'liiiet utili ittiii'l, (ill' wìit

-i e e \rei'\t'tt (Itt I g ¿'Nl)! l'liti! 'I it'll i titi it? I i

Zi('litiiti_l'tlIItIu. i)i'i 'iii itt ,'il,ii,ilt i,t,illii'iìi,tl i'i'l,i

w,iiiil iii? diiie'iitupteelìíiiìl ,_iIt'ilii.i 1iii \ iii Il e/t'tifo ciii

1 J ii'/iiii'J ti i t tI i(l(lt ('it \tiÏIi ii''i i I 'i, ii Il iii udii! g

i-i' ii')! _I'I] li III iii J)I(l it £ìiI ill ìi ( tiltiti (ill Lii 'g ti l'itt, liii t

ii!1,tditigu II ,oiitli(lt iilfll,itìLit(iIl1(ri'iI, ii,,itI(('Iiiat ittl,i'ti

l)'/,i(!1(iIiLil,i I il i lu.

3 'Verfahri'n iiaeiu Stigtr ¡iii Bereliii u 11g vofl ¡J-Tanks

I I ii 'ii 'u \Ter'l a I i t'i i 4 1 g'sI ii t t 't d e I ko il i i , i i i i e Ici' V'

i-Iiiiig iiiti't llu'lugeiì

IT_'I citls ittil' die 1ullhewegiiiig

l'ti liS el i 't'tu,

lid dcii (li,tetkler der Ititvi'guiiguizli'ti'litiiiguii leutini-liii ((leu tutu limen UI cl \ci'l 'iii luci ici, Liii si icE die.

a'lliti. wie nj ilini obi'ii (lSt'i,hLit

ii VcrIilii,ii.

ihr ltei'celtittiiig (1(5 'I'iitiku ttii'il sti'ta tin e',itt'/.er

liii ii''/aI(t't'lI(lt'i l"ieqit'iii}ti'i'iteli hut i'u'iitiit ¿ud ni('ht

iCi ivisi t,t liti liti iUli' thi I titiin IC/ill iii IL t \t' ' hei (lii ii

iihiit VOi'I!ililIl'l(.iI \'ei'Iiilit'iii, l)ie ili'I hoch inch utiqfi'r hetit IullI.IIu'(l(m die i1gltvhikeit. titi ciii hielihigis Si'Iitít' tul ilii'i'ftein Weg 'tetti iivuuzlich (les gauuzeuc l'it'i1iii'tiyli,'iijiltes oltiiuluilii 'I'itik',u f,tatjuiuincui. i)ie lti'iiiiittiiiii NOi cliii (11111 liellti ji'll) IJ' flu SCilifIds

tiiel ihm \\' tutkel up zwiselett t Iii 11(1 h'icbcmie des 'luinks

unid dir ihimIi (ii(' Wassei'iifc'ttliiriii i't'zetugteui l'.Eieiiei

iii t tejitiit Ih'iuiilterit -tverdi'ti diii'ili iii,'

(irljj1dlli)n1t'S-stillgimi \'flii cIittt muid Tuck iitu01di'iit'lt. Nit Hilfe

(jeudi l?iicliuitgeii werden dii licilttigtiegc'n l'cr

opI1-mnttle t t Iii lisielliulg voti ,fiqfcr liiu'gcieitet. Es wird

(likVOii ì1lisg(gltIgen. (1(113 Idi dcii Eut 11(111 eiTlesU-Tnttks

tut' Abmitiusungemi des Sclitifis gi'gu'lui'n aiuti. so d,ìß dic Konstrtu ktion iii dir Vn iii der l'un kutbntessungen

ein-geschnEit 1 t wird.

j1h' lewtgtttigsg1eichututgi'n fil ilie '[iii lciliissigkeit 1111(1

(lits Svsl in .. Welle miii Shiff' basieren nuf deti voit

2Ven'toìt ferme lierten Gtsot ri it.

J)ie i_hitting dei Bewegungsgleielviittgr'n erfolgt durch

(,lid Daritl'I lung (1er ais Vekioteut xii chmeihemldeiiIìi'nlleiì

' unii (- (WeIliiiuielgung) ils louttpli'xe (rïit3eut. lije

I'eiftiiit'ii teil der Ldituiigin W('I'( len durch Buiidwert-llciililiziliugeui ('rinittelt.

i)Iiiltit lut unen in der Luge, die RollItitvigiuìig des

Schif-fes. iiisgi'iiri'tckf durili p. u lu Eimuktion voit (O für eilten

wi Iklirlitlituit Temi k zu hertclteiii.

-0028 4015 f- 0,010 - 0,805 o 05

Dim darn it entittelumii leu Wunsch, einen opt malen

Tui i ulc möglichst (ti iekt zu i'iinittc'lii, kommt che iii (1cm

Virhihl'eli emit lialteuie M('tl1011( emitgegeui.

Tiir vcu'uehiedem,, Weite der .Dömnpfitug der Bewegung dit' Flüssigkeit 1111 Ttik (z',') wurde die Selitffuhcw'cgiiitg

hiii'tthmiet

(lIlI 1).

Attu diii der Abbildiiiig

/ll

t'itt-miehrni'ndemi Ti'i,di'iui,'it dis ilnilverhalteus iii \lihuitigiu,r-keit t'oli zj' uiiiil di,' Iti'iiitigiiiigeui fur optiutahi

Stuhl-iiuitruuug hi'i'liit lull', ltiuuiiuil iììi'musen die Eui'iiiiiuiteri q'i,/

E)o dei itti'icliui l''ix1tiiitkt t gl('i('Il Sein, Uii(t zinn auideiimi

mnmmi3 ileu iì\IulxinillluetI (l'i' Oi'duuiatemi ip11/loih'i diel)('i(fiIi Pimuikte ptluulerc'i i len K t uve deren Miniinalwei't erred' liii i

-Aus diesem! Iterlimigiiiigiii ergeben sich (lie itotwetidigen

]tliuiuiOt ir Idi il&'ui 'lui n k

4. l'ntersutlmung (icr Mugi i('hkeit der RoildiEmplung auf i'iiit'uii i\lassen4utsehiuï

(h'uii,iIi ([(iiI \oiseliiuig 'imuets l'iapttiiiis sollte die

i\Ieg-lichkeit illtt('i'uil('ltt 'i'iili'ti, die 1tollfie\\-egillig des

Schif-it's unit T:{i iii' iii 'i' vo i'gi'sefi I uìgeiu'mlrFartlLpaaIi zut diin'uj III n. Lutti t \,ui l'gulzututi' f lii I g i III' angefert igten Diplomat'bei tu

sollte zunächst vers Rl it werden, d eses Problem nu i t

}lIlftt des eimigutigs behandelten Verfuihuemis nuiidu i"afl

Rotc/i und j' tiglI Zu lösen, Eine Vcrbindiuiig dei'

«'it-lii' lumi l)e)pi'lhudeiìtimìks entsprecheiirl dem Vorschlag

wiii'ile j('(l(lCll Flu] muche Rolldu'iirmpt'uiigstauiks I, Ait

ei'gc'ben. T)ie hiei'hei utiil'treteitdit duiinptemtde %Vim'kiiuig

w'ird dimi'c'lc eine demi I'euidelgesetzen geliomefieuile,

oszillierende Wa,ssermasse erzeugt. Die dämpfende

\Vmr-kumug (ic's von ion i/cit flosch ttmad T'ugts umitersnehl en

Tanks beruht jedoch uil lier physikalisch völligamidemen

Erscheinung i'mnes \Velli'uvorguimigs im finchen Wasser.

Demzufolge ist cuje Iiu'h,t i ucliting dieses Problems wilt

dieser TI i 'om'ie nic'Itt miltigl c'li,

Entupm'ecl 'nil der A ut t'gui I n'usteilung wurden deshit flu die

Tanks its li'i'ichnt'sclme Rolldümpfuingstauiks 1. Art

he-rech net,

Auf die 'l'iteorue (les Fi'u Iiun'selìeuì Tanks soll h icritielit

eluigegangeil w't'm'di'mi,

l)i'

elmisehidgige Litem'a,tiur gIbt

(luirüber erscltöpt'i'mcl Aumskttuft [5].

Die Lago der '¡III' Diskussion gestellten rfOnkpllii1.e ist

(lcr 1,Jbem'sieiltszeicllilhllig tun Illid 4 zut i'iìtie'hnti'tI.

Zttniii'bst wtmi'di'ui (lui' 'l'i'iiglIi'lt sm'adieui tumid 1-tolizeiten

für dii' wichtigsten lb'luiiliimìgszmistände mit Hilbi der

tiiigegehi'uemi itiet'zi'mit risi'luemi Höhen m'mie huiet,. Diese

Rullpei'iiiih'ii (les S('lli l'fi' }lildi'ten lie (rtiuiulltige hilt' elle 'l'umil-:lti'reclimutiig. uhu ihie Kigeuifreipiemizemi vomi Schiff

immtd 'l'mi L üln'rt'iust inillli'ii sollten.

2 O

¡11H 1

lit il I Iltcwcgiing iii \ItIiii rl1iiI'-cil

liii tltt 1fi n pfittig

1lli1 -1 Lageplait lei

ii ii terucIit cii 'iinkliaarc

pSOi)( Icres Aiigeninerk reni 13t e dem als iiiìgünstigíiten

iu11ZiN(II(ii(iPI1 13(Itl(hIilgt4ZlIf 1111(1 g(vi(Iinet \\eIdi11.

iN-tcI-t ioi(ll1lessuligIii \\Il1'(]elI \Oh1ì lipitíiii hPi

Ju1lait-fililit UJ)Ci' (1111 I\Oi(I1ItltLiIf k TO1Zeit(11 \Ohi li biS 1 s

llig(.lt'J)(T1. 1)ie ('ii(iCIltPll lIliiXiiflhlI('fl Rú1IviiikiI von

fi) ° tt. i (t(iL jedoch mit d'in Klieomr'ter geniessen.

1('Sii('fl \Verte bekaniìt] (lì iih(i (('ii wiildicheii liegeii.

j R il i(p1fl Zustand iii -itzt Ilte-i tU1iLff elio lrl(taZefl-liisclie 1-Iöhc' von I .59 n. I)ie ccitt 1--I ¡lie dii Euler'sclien

k1itt-iiigiingsfornìe1

LtieIiiitte

Eigillselleiiignhigs-daiii Jctitige

1,8 s, eickt si1i also nut den ali Reid ge\vol I l(11(tfl Ergchnisseii.

I'liiiZi})i(ll \%1r(1eu (lie iiiteisiivhte Ttuìkpiìare tiiif

(iies(li Re1aIuiigiziittttiiid lJ)g4tji1unt.

.Ati 3erdeni wtirde der Ej n f I ii 3 (letS 'Fl i iks iiif (1 e a iìdei'eii 1)CltC1lflit. T)ie erreic1l1)aieiì

1)i)lflj)-fuiig.iIittrakteristkeii iiiid IoI1zpiteui sijiil iii Iaf'e1 i

li I id la tel 2 zusaininciigefu [3 weiden.

_\ Li erstes vurde das am güiistigsteii hiiisie}ìtlic'h Lage

titel ( röíe ('rSCli(iliI'iì(lC 'J'11!Ìkr)litii L/3 iii Reziig ìiif

cicii Bflhiastzilstafl(i jinterstitlil. Dnljei \vtii(1e elije zu

Ci'tViiltt'ii(l('

k von

2.2f °

ei-i'ecliiitt . 1)ei ertOi(I('rli(Iie (iitiiiIiiiil t (11,-i

\"elI)iil(Iliilgi-]aixa1s heti'igt, et oo 7 iiiien Elii})IIeI iii clii

.tü-iuetrischeii Verhi1i liste dii Aitluge VeflhIitt(ll Hilil 5. Die diesein Weit ztigi'uiidtTiegeiide ( riit[iiìordiiiiiig lìiÍ3t

von voriiherein elite Viii rsiiclìung iie 'I'ttIih1)tiaris 4/

41 OiS inìzw'eekiïtiiilig erscheinen. zinnal dii Verhindiiiig wegen. des darunterliegenden Lii iiir1 i ines n tir als iii dcii

Sciiotts entltìiìgzufühtrende Ilolirleitting zu

verwnk-liehen tvtre. Ziidiin würden lie d;idureii eiitstelandeiì.

öuÍ3erst ungünstigen itt i/iiiiiiiigsterhniitilieii

\iiliiilt-aniso de \Vii-kuiig des Tuiks iii Frage stillen.

])ie Wirkung ties abgestimmten Tanks ist zwei fich. Ei n-nitil dümpit (Ile iii Resonanz mit dem Schiff sclìwingeiide \Vtissirsii,nle die Holibewegiing, und zum anderen wird die Illef t'tetti risehe Hölte ditieh dits Voriittitdenseiii [ir litan OheufIdelien ni diii Saitenheli/ilttrn verringert..

J )rtiiit ist eine Vei'l/iiierung (icr Eigenrollzeit

ver-hunden. [en vorliegenden Fall betrügt diese 14,9 s

gegen-fil i r i 8 S Olino Trink hei ciii er Verminderung der

nieta-net ri ehen Höhe nul 0Ml) in auf (1.09 ru. il erhei wird i u r tier Riti [It iß der Verringern tig der metazentrisehen

iliilit berücki-iiclìtigt.

Brisero \Verte er}t[ilt. man, wenn auch die hydrodyna-mische Wirkung des Wassers berücksichtigt. wird 'l)ie

Jlt'm'eehnungcn ii dieser Richtung ergahen für (len

be-tiproehein 'i i Ladefal i nao] t llera [C] eine Rolizeit von

I .M.2 s. i )aiui fand die Lage des Tanks itinsielitiicli tier ge i les M asseninitteip ii iiktes der hlöht nach l3eaeh -ti 1g. (linie i[triicksieht ignlg dieses Einflusses würe elite

lief i i. it voti 18,7 s zu erwarten.

Et e ¡huit werden innO, dall (Iii Ilerechnungemi nach Horn

iii r der Voruuissefziung d/inijiluiiig.sioser i'Iiissigkeit im

'Liait titircigefühtut e nrtlttt. Rei Euutiizitltinig der

Eigen-dhimn1if'uuug tier 'L'iinkflüssigkcit infolge Reihung und S(hUihaut( ch ilk 1K 5/194i8

32/33 3233 34/35 38 31) 32/33 mIN/erer Wa3sers fond innerer ßodtn 71 p 79 27 /11 Dopjic/bodcnfc,iks I u 149

obere Se/iCC fonts

40

47 I t! II 43

Tafel 1. Sit'ftieiiuti'kel,e Höhen 31G in in und irreicliltare

l)iiiiipfwigu-'hartiki inst iki'n 'x in bei lin utiitt'uue1ite Ltitlezuliiiìilen iiiitl

Itt n kkumi ti nit t toni/il

l'aule Italls.itftilirt Sclutitfgit)Ùehrt Th'tksltst

lIgluutu

Tttfef 2, Eie,'it,uliwiuitnuuti.nz,' iOn 7' iii s des Schufts bei tun tuitersticlilen

1,:i,it'ziu,,tiitutiu'ut lui 'L'ttiultletjiiil)iizutiOiiLit

IoI'I/ei/uing + 7713 e- y

t

,jMo/longs be ¡omm

¡21h! 5. Tzunkpaai 32/33 als Frttlunu'scher Itolidilnipluingutank filrkallastfuiltrt

\Virbelverlustcn würden zwar clic Rollzeiten etwas ge-ringer sein, jt'dolt würde gft'iehzeufig ('itt)' 1)i'iinifuittg dir Ro]lhewegtuutg einsetzen. Bei Beritcksielit itziunr t 'r

Diimpluitg wurde aber das Gosnmtem-gehtuis nicht niuuf.l-gehheli beviuilfnlit. werden, so daß (lie Vermnenintiig des ungI cicli gill fit'ie i i Rechennu t wo tules gu 'mee lit kit t gt. er

-scheut., limiter der Vou'aussetzuiuig (lui(ui)l(Itugs l'ri er 1"lusstgkeit w'tt'íl dit' zuum' 13i'ru'cltmìuuuig dt'u'

Rigeneclioumi-gmtmlgs(l((lult' zuu lhiitemude' (uleieltmmutg 4. 1 maules nuf ('iulO

qìiiidtuuliselme i'eduizn'rt, ila zwu'i der Kocftiziciit,u.'mi zu Null iverdemi.

2 i

l'aile iiallttstf:thit (iu'giuuut Eule Suhlitfgutfa(urt Iitueiuuiu knut' l)tekslast Ilginn Etude il 11.7 11,8 iSt) 1272 1(155 15,4 3.2,33 2:12 18,2 1995 18.08 25,2 24,5 32!33 34/35 67

27330,3

25 38, 31) 19,15 14,9 17,85 16 19,5 18,8 32,3:la 21.8 15,9 2203 18(1 2t) 23.8

kette liuginit Eunle iiu'ginn Etude 159 (i.1194 0,71) 0,41)8 005 1)643 071e, 13,2(1)1 0)15 (1,33 2,26 0.46 0.24 037 itugitïv 4.22 1.211 0619 (1,77 0388 0463 158 0.1(80 0,4113 o.e,:1s 0,2(11 (1,326 2.43 w IT 1V lii if I 49 54 0/ tP? ro f34 47 17g VL 8200 5509

i)t'r 1'nikpitfli ¡3 iif fltUI('T'(' I ('Il(Iti-ZUSt i1I(I( \''IIl'(l()

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iiii iiii_in-tigsteii 1i fùr

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])op1)ei-1)iII'I1ZI'lIi1I

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(ilil})e1HhIt(T \Ohi (1(1 lTttSC1ìiTf(I)e1ìP iiiid

iki' zinn -iìifl1--'iid .i-iiig»ì- \\eicI(lulen

(tiiscIiniÙts-lli(f1(' I(ì Mii 1111! l'lil('

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i ..f) -i-\\artif, \eIc1II. I )u- i;('I-e(-}lIlilrìg (1-folgte als 11it telit g

ziiispheii tlii ( lirikferiitikriì

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¡ìiigsaii-kIii i in r iin ii t i-li sijid . Die

(ii'ieliittIkicIieii silI(l (liIi

(f(IIti1I) nuut. dei voi'-d 'ir' li id i iiìteren U('kt('1izLI iii.sIlücIie des Tinkpaares

:3t4/3u.

I)ien]iI -i i 11111(1 2 otitlìall -ii al l lriehiiie«' iii bezug

auf' 1)iinjfiiiigschii-akeii.l ile-ii und ]IoIIz-lteIl .-iiI.li'i'-(Illil 11J(I i-Ii- iiitzeiìtii--fiiii i 1Ie-ii iIe_(g(})(1i.

:1:l3i _{l)(/iCIiIi('t (1(11} L1Il --lìi iil fi Iii-f ahg.tinnf 'ii

r1,111J _{Dinuit iviirde weiìigsf-ii' (lii \'. (-Iltigste iioiiiiI}

1elacliingsziistaiii[ deiait ('IlnIit - iI;i I. (ill 1aukjaii auf

diuse \Tc'r1uiftuiisse abgeu.tiIu1Lu1 \\ulJ(lP.

%Viiu dia Zu1uÌuuifl('riSt'lIuIIC z'It_I .

killt dis fili

IuiIIuit-f u i I u I i ÌI('iluO()l u iu'i'i-i' lu u uk1;l u i :2:33 fui ii i i luuI

legs-'/iu l uialu' alÌuuuIIITI})al(' 1l_'- l)!IIS(' ei\vuuli 'li. I)ie

Iiuri'll-seite uiguuiigszeiteui liegeti duI!luivg titar (let \Ol1

13t'suiti.uuuig als uuiìgetiehîn iiul]>IuluuiI-llll voli ituigefuilit

18s.

Bei du ZuisuinìinetisebaItuini. (1(1 I'uuuu k/33 uutol :J4/:l.

\\111 l('ii liii- c l ugo iuuuli'fuiI Ir i i uud I<i u I u t)k l gui>titSS'

1 uuur fuuat . 'iii (las Iuiulu lui f uIlut luihit uugulut sielu

zwar eiuue sehr gute Düinpfiutitt-laruktcristuk uuual cute

luiugu' Ealizeit bei atutieluuuuluuun-i iii-t uietiti'isliei Höhe,

i'dou'Ii liegt diese bei Iìeu-e'Iuueuuuui 111(1 bei

Decksiast-fa liii i ud-u- NS lie des Nii_uf u L tes. Fi d esci u Fuillen wäi'o

es -inhuIelull'iiswert, tuai- i'iui l'uiar euiuiuuseliuulteit.

Die Ergehiusse wurdet u iii uti'i- 1301!Itil i lugu'ui gew'oruneli,

clii in [alge der Ljtierfuif3i ui Lei! cuuuiger Eui li i 13crkl3eti

liii (u'gebeiu1ueiteiuut w isuuluuvu'iehuun. ISnunal wurde dii- Eigeioliirnpfuuug dei l'liussigkeit vernneliluissigt. Iii wu-lu-luitu \Ia13e dur Döinpfuiuigshunvert c-due-lu durchdie

uuuueuuuuAtiiZi'ii -utrömungst i-uiuiii5uIueui Verlualtuuisse beim

'iii-ucuing vom Verbi iiuliiii [-kuiilui-1 zu den Seiten-belualterti utud durch (lie iii ulu'iu eliugebautteti

Boden-wrulugell (-t(tstehendu'li Beuiiuuuiuevurluu-ite t011 (1er au

-gegeheuuu-ru olieren Grotuze,di diu - 'uuruuuhme der Diinip.

funigsfi-eilieit noch gesta! il iii uneicht. kann nicht festges tell! u-orden. Wahrsu'iuu -ii lieb w-iirees

empfehlens-wert. Ic- fur Tauikbeueeluuii lic ziuuiiuide liegu-uuden

h're-lt(i'liZ 1(115 lus 1O0 111)11cl uuuzuiseizi-uu_ rumsodí-iu holieren

Ileibutugs- iiuud \Vi-belveilunuteui (liii (li (IfniVel'gtOßeltefl

Kiwuab uu--rseluuu itt entgegenzu\viilui Eine derart exakte

Alustiuuinuuuuug ist jedoch i-it leu nuieluen Schiffen

sinn-V011, 1)1)1 deuueii ihn inetíiìeuiliisclueui Ilahien iiigewissen

Cretizen weitestgehend kouistauut bleiben. Bei dem bici'

vouH-gu-ruuli-ii Prol,lern cities Massengutseliuhes ist das

j('(hu)ilu nicht der Fall.

Eini uiu eitu'r Utusn-hurrheitsfa kf or stellt die Ermittlung

du- r 1 .i nutze (les uniti leten W u sserf'uii fu-ns dar. Bedingt (fuunefu deuu uuristetigeli Verhuuif des Qiiu-nsehuuuits Ikilt sich

di-i \-rluuui! des iuuitt!u-ieri \\urii'rÍiuuluiis iÌi('hl euiiileuitig

les! legen, soiluil.ldie wii-kluu'luu' 'luinikh'equieuiz ini geringem ,l ui-3e dut relia uus Voit ili'i h('techileteR ahweichiui 1< aun

-1)uii-eli hio lliuri-e!iii,iiito-ii il!ti ilu-u 'tie1iiveiiu (-ufulau-lit, iiu-u-ili-iu_ lui!,! i'iii i-i('liuliì-it luuuuu'ut ii.le!ii-l- Seite lueu i-iii Tini-iui-iu (lu_s u-hiuIIis iii du-u gu-uu-liiluhi-uten \Veise

geu-i-i-lit-u'u'tigt uei-ulu-uu kiiiuii. I )ieuun lue-Iuweis tvtui-1i' t'oh ut-iut'l((ht. Nitliln'hii-bI iriiit,l fi-slgi'stirllt vetdeui, (lui-11 uhu- 'ou--hiiuulerieui 'I-i u ku1iuu-iihuuii f te ¿iii

i

(rttnd deu' letiuluelicrì

(ii-gi'lieiiluu-il iii du--u Schilfes tut-lit dazu geeiguuet sind,

u_-iluu, Oli! uiiuuile i-hiluuugunu-duiindiuiigsaiiIage zut sihuifleri.

Als hi-soiudirs inïungc-lliui-ft t t'itt das F(-hleri (wIll-u' ge-u i ige-u gege-ul ill - Il Steighd h e i ii u lu - i u Sei tetibeh a Itetui i ri Ei

-scheiuilli g.

Iiiw-jeu-eit sieh ein solelies 11ropht tu-chiuse- jind

li-ou-stuuuktiv vetwiu'klicliiuu lilhÍ. ujuiLl -vveitei-euu Ltil u-u--sulculluulgeui u-ouhu-!uaiteui blei bert. Es ti-ut-dc-ui lid glich

etuuige konstruktive Vorschliige hitusichthich der et-fou-iher.

I u-huit Luuftlli! 1111g genacIit, die wohl iii jedem Fall tilur

ils ullui Sliott befestigtet. zweckmdlligerweise

recht-cekförmigeu KauiaI zut beelu-ti Seiten. des Tauili-s aus-gefiilirt Wurululi li-ututit. Getaute ini Bei-cicli des

¡)oppel-huudi-ns als u-uiiem uler fest iiuku-itsmuïßig wicht igsteuu trageu dcii Elemente des Sí-li ft--s bei-IS u-lu-ui li-mist u-ui li-t ive

Verdndeuiitigen sorgfditigst uu IIntersuucluuiuug. Besonders

bei du-un tau-1 iu-getideui Problem durfte sich eine

Ent-feruilung clu'u- i\littel- unu! Seitenl[itigsti-Sger im Tank-luu-ru-icli tìielit ver-nu-id-u lisseui. Tnw-iu-weit ein Auisglu-ucli (lui-u-ii z. 13. inzniluiingeiii!u- \7crstSrkiurigen an doti-

-zw si-lien ole-n-u-u- Kuin ui luibuu luu-kuuig unnI iuuulerer Doppel-liodi-uiluu-gr-u-uuiuuig \-i-i-lulu-ului-uuululi Truigu-rstegen gescluui

f-fu ut tuercieui kuunuu, fi hersleigt uluti Ha tunen rein

schiffs-t hiu-oschiffs-teschiffs-tiselieu' Uulschiffs-terslu-lìulnigclschiffs-t lui-i w-i-ischiffs-tem.

_'i-iuehu br-dat-f' uhu' Biluiuii. ilur Nutziuiug des Sc!uif'l'sríuuimeuu

cille!' (Jbi-ruufiudi lug. Iniuni-rfnui benötigt dur 'l'uuuk zwisclieui 3,-t ui ui 4,3% iler \u-rdi-Sngiuig ali Eiguui

-voliiiuueu. I)iu- iii cIen bu-t n-fÍeuudeui Doppelboileuu-zellu-ni hu-l[in-h-u-te Ki-uiftstoffmu-uugu- inuuf,l an uuuulerer tu-1lc un

S-luiff luuitergu-!urachit wurden. Es ist nuitiiu-Ìicli unögliu'hu. anstelle voti Wasser als l'uuululiihluiuigKraftstoff zu

tu-r-wu'tideui. Die atiderw-u-itig iunut-u'zuhii-itugende Ku-aftsto!i-nui-tige w-fit-dedadut-elui-i-luu-ful elireduziert.

Sofu-rtu i-lu-i' Tank uuiut 'r lk-uie!ituinug der bestehenden

in-tiruiuticuuialu-n Veru-iuul)uiu-iuuigeui ils Vccliseltuìuìlu aus-get Slit-i wou'deuu duui-F, IS Ill sich un Bedarfsf all i!iu Auulage

iiichi twit Seeivasset ini l!u'triuh unIti-ui..

Verzeichnis der verwendeten Symbole

Ii Bici! e iles Tunu Ls ui ic!uffsi1ueu-u-ic}itung

g Erdbeschleuuuigntug

h Fülihöhe ciesWassers im'l'nudi-

-Iz MassenträgheiiSmoinent cies Schiffes

J' da u-eli die Flut t uvelle erzeugtes Tauikmornent

voti ilet- Welle erzeugtes iIoment

i Auscielinuing desTauiks lui Schiffsulängsrichtuiuig

N Duímpfutigsko-lliziu-uut

Rub Rfiekstelhfakler

tRIP l'hascnversel iii-huurug zwischen Wellenmoment und Beweguuig

i-t Phasenverschiehutng zwischen Tankmomc-nt 1111cl

Beweguun g C-) \Velleuineigitng

(-) Lüuige desdio Größe auisdrückeuicieui

Rotations-vektars

xr Maßfür clic Ddunpfung der Bewegutug der Flüssig-li-cit in-i Tank

ou Diu-iu te der 'i'onkllüssigli-eit if, 1a Julluu uuu1d titi-le

Tii Lduig- i-ii-s die GröLle q aiisdrückeuideui

Rotatiouis-vektors

(iii) Frequenz

0), Rcsotuauzfrequetiz

Zusaniinetif a ssung

Nach cilio! kiii',oti flerloguiìg (icr ei(i(rI Urli

rrisliiiir-1ì('ilSt('!Ì i']ii'i)il it('TI \i'l't']l}lri'II /11! li ('Ti]' iiiiiiiig VUII

iOtl(i]il!]!(I]tt!t ll]ts1 irirlr'ii II Sli(1I( g((lrnhIgt]'l' I'ciii

die ( esicilts1)Urlkt(' itiid I'ohIPllÌ' ilirgelegt, dIe bei der

i'iilr(('iltlliIg ('li]('( loiI(i]u!Ì1)1iiiigst]1ii4(s turf (rili'rri

ge-hauten i'Iutff vu houuciiteii -uiud. lit (loro 5)1'71'tl('u F'rdI

iIç'-; \oriu('Curu(h'ii 1]l*('i]g(it]('luIll('e \\Ill(l('i] ('1111g' Ì)-pelhoderrv.eiloiu 1111f ilii'e iigitiiiiuz uil Flliil'u('il]' [(1)11

duro1 kiiigstaiik i ..Ar t uiritersiit'ht. Die aiil3ercrt

geO-riietriuiclì'iì I)ilI('.o.4uiiugen sollten dabei lueili(rlei

Ver-](il(l('iuilig etiliioii. lin' 1'rgr'Jiiuisse h'i' ler'eciiinIiuueIt

\VUideii r.1f1 zuivannnu('niLr('ír(iit.

\Verier l'r' Seiivierigkcul onu Fien (1er Verivirklieiiuiig eines

soluheni Pro1uhtcs siini weileru' IJiutei'siu'Iuiiuigeii.

1)0-soriulers lniiisiclui heu den' Festigkeit sprobleiiie.

(lUrch-Probleme des Düsenpropellerantriebs von Schiffen

Von Dr-Ing. F. Gulsche

T)er itutzbitre Schuh T (lilO]] I )iisenpr'olIlers etitstoht

OIlS (1er .l_I)Ifli'rOi(z (les iui((lI('l( Si ru(luI]-4('i(ulin's T 1111(1 (hA

Eigenuviderstaiides des Düseninaittels DD

qn

₌

-

_(i)

De unendlich weit hinter' dei n System Prni iii 1er' 1111(1

Düse vOrll]in(i('i(e Inlpulsün(I(rIliig (lOF Strnniuiiig

rit-spricht (hrn uni vhareni Se liii) 7'. l'tu' die Uestiininiiiug

der it der Propellerebene n uteri Li] II) des Düseiunrrn i tels auftretenden J)uirciriritt -i'('A(ltw n(idl2k(it U0 --: '

ist daher dei' nlu'lle S1niulseiiuh 'J'j (lluvusetzeil.

Unter (lei] vereinüieheiiduui ,\nuiiul Iuinìì. (1013 (11F

I"lunc)ieri-robait des i )ihe'niaustrit Ls l, glea'li (loin Iniiuilt

(Ir

Pi'opellci'krei.'iilia'!ie A0 SOI. 1111(1 der Treilstruilil iii

Düsenaustritt nla numb unnnnttelhiin' hinter dem

Pro-peller' gegend hei' dciii uniigu'iM'nden( \\ossei' keine

Druck-iindcruingen ariliveise. fulgt ii i Ir tJbereinistininnuing

des Ti'eibstrui}u impulses nut dorn idec]ieri Striulniseluri h

Crf-- I'o -10 (2)

für (lie aus Durrhtrittsgeschwindigkeit Un unid

"ort-selurittsgeschw uni igkci t l' golulilete Verhiiltnisznilul

(i +

Y' H- 2 CT]), (3)

Da sich uniter dcii eingangs enuurirìteu Annahmen für

(1(11 1' itrot endet I Diii'nstiu1i I mut B'nutziinig (1er

Ber-iiou]iisela'ni (ieo'hiiiug Iuuìehuv('is]'r( huit-. (lund dun'

Scimb-hu'iastrtngsgrad des in den' 1)iise mit dein Di'ueklagen'-schub T arbeitenden Propellers [2]

(4)

ist, wird die ideelle Sogziff'er t,i für diesen. (len tatsuieli-lichen Verhiiltriissen sehr nui bekommenden

arigenom-mene n Fri il der I) fisenst i'iirnur ig (T i

((ji = Ç] (5)

Tp

=1

_i CT( (6)

(i ±

1 _H- 2

CT--

i

ü A uuii i ganis ei n'un (ìuustvíurtrag an 1er Tuch n (,'lui'nT Ioci(s('liui leiii Wien

gi'leiiit( cli eiiui'ui K]u!I(i(]l(tluiuliflur Ñiuifflihrtsti'etunulk irin25.April 1557.

chlIrbautecl unuk 18 5/1958

zuil'ülii'en. hei (1er vor'Iiegei]der( Aiheit burin es inn weseult

-lielu'ni (l(1JiUIt iii. uhis uuinfgegriffi'uie Projekt voir der

s(i(lfIAl I 'oi'el-i iu('I( Seite mer zu hi'Jeincliteii.

Literatur

I'i/ei, J(. l(ii' 'lli,',,iii' i('i' llolluIaiuutfuung i(ii('ln ('Oli (le], ((0,1

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Hiiiii, 1''.: Theorie lee Vr,iluuiu'sclui'ni Scluliiugertaniko, J:(luhuucl( di,u' 14111,

12 (19(1(5, 455 1(15 450. SCA 581f

l'di' (lie Bostinumunuig iles Fluieheninihuiltes (lei' Düsen-ennutnIttsllnlcli(' Ac. ('u'gii(t die ('iiugel(('nude Betrachtung tre [21 im vorliegenden l'un Il (lie uuael_ustehende Beziehung

'i i,2 i e

i

1 _u2 /" (7)

WOi'iil (len' Pakt ni'

k =

_{+ L4ÇI --)}

(S)

rue (Jnngh'ichlí'iir'nnlgkeit der Geschwii_ucligkeitsvert 'ulullIg ill ul'r 'i(ui(]lnl:ilui' des 1)iiseneiiulanif'es Fu'r'rieksielit ugt. Fili' eleit It'flfn(']]î'/ ('nfl Düscunpropeiiern gelten ganz

all-gennc'ui die nnrlcilstelic!u(l('uI 1ic'lt1iiücn.

Die Strnuuhthcorie des Düsenpropehlers l'tiiii'l il tuo Bei'ücisielnt iguing (les Diiseneigenwidei'standes ['tir ille

Beluesturigsgrade zu cuter 1'herlegenlieit des Diisciipro_

pel 1ers.

Bei Beriicksiciitigung des Diiseneigenwiderstauides wird die tíher'legeiìheit deis Diiset_upropellers auf

Be-l('i('he des Selrunlula'lastuuigsgradcs eiiìgesehriinkt . ,lei'eri

ennitere Greruze ii u] Ci) höher liegt, je gr'ölier dei'

Pilsen-eigeri'widerstariu I eu u i'd.

Dio \Vauih d'i' i)11s'nöffnungs-Verhuilt nujszuulu I .

ho ngt u( tiller "orn i hitiuu]itulìgsgrad CT VOIt (l]'r firofle (les IDuisnneigi'n uviden'standsheiwertes CD ah.

.Jo kleiner der B'lustuingsgrad des Dülsi'n]pu'opellers ist, um so geriuug]'r nuuuß zur Erzielung (les optimalen

Wirkunigsgrad]'.'i den' Ditseneigeitwiderstund seht. Die Einuhnlie (Ii's \\'irkurnigsga'ades

liii hohen

Be-lastuaugeiì durch zut ki('nne OffnungsverliiItuosse ist, in vie len Fällen von geringer Bedeutung.

(i. Bei der \S'alil di's Pn'op'llers kitnuiteri di(' Eu'gebiìisse

der hekanrei en Pi'opehleu'freifahr\ersnielui' bernd 'it wer-den. Die virtuelle }'ortschrittsgeseluwiiiihgkeit (h's ini CI('I' Düse a,'hoiteruul]'ui l'roputlhcr's w-i rd nudi dein iii [1] nene-gegebeneit Ver'íutlnren bestimmt,

Als Iloispiel fut' ililS Verlhten von Bnn(lerdüSeii 011(1 (lue

in 131 veu-öffeiit i eut-en i\l i'fl'rgebiuisse ['ile il ie l)üse O

olure St ii)llii-(ult iii' jun lii hI i als Poinn'e t'tu' verschiedene

Fortselnn'it tzuti'en'n .1 wIedergegeben. Du ti io

heubach-tungsuv('n't e der 1(uii('rdÜsp unid des Pi'opi'llers znsarn-mengefafit als resti lt iererude \Vert n des H