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Scheepsbouwk'rnd
Sônderdrud aus der Zeitschrift ,,Schfffbautechnik", H. 1/1962, S.
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Die schiffbauliche Schleppversuchsanlage am Institut für Theorie des Schiffes
der Schiffbàutechnischen FãkultAt, UniversitAt Rostock
Aus dem Institut für Theorie des Sehiffes an der Universität Rostock, Direktor: Prof. Dipl.-Ing.
K. Th. Brauñ
V?n Dip1.Ing. H Gatzer, Rostock
Einleitung
Am 16. Mai 1961 erhielt die Faku1tt im Rabmen eines Festaktes bei der Ubergabe des Neubaus durch den Vertreter des Staatssekretärs für Hoch- und Fach-schuiwesen, Herrn T8cher.ich, auch ibre neue schiff.
baulicho Versuchsanlage.
Bereits nach der Gründung der Fakultät stelite man vom damaligen Institut für Schiffstheorie und Entwurf
erste (Therlegungen an, MOglichkeiten zir Durchfuhruig experimenteller schiffbaulicher Untersuchungen zu schaffen. Em groBerer. Umlaufkanal schien dama1 für diese Zwecke geejgnet. Das Projekt kam jedoch, nicht
zur Ausfithrung:
Im Jahre 1954 wurden diese Gedanken wieder auf-gegriffen mit dr Zie1etzung, innerhaib des gepianten
Neubaus der Fakuitat em schiffbaiiliches Laboratorium vorzusehen.
1n den darauf folgenden Jahren wurde in
Zusammen-arbeit der Institute für Stromungslehre, Theorie des Schiffes iind, der Bauverwaltung der Universftät em Projekt entwickelt, das eine versuchstechnisch seh gunstige Kombination einer Langsschlepp. mid einer Rundlaufardage (Institut fui StrOmungs1hre) in einer
Halle darsteilte.
In den ersten Monaten des Jahres 1957 konnten these
Arbeiten zu einem vorlaufigen Abschlul3 gebraclat
werden mid fanden von seiten des Institutes für Theorie
des Schiffes ihren Niederschiag in einem Abschhü3-bericht, in dem dëtailliertó .Forderungen hinsichtlich Abmessungen dor LangsschIeppaniago mid dier dazu
gehörigen Einrichtung und\. Ausrustun'g festgelegt
waren. Da es unb&dingt erforderlich war, den Studio.
renden gewisse Möglichkeiten der experirnentellen
Ar-beit zu bieten mid die im .Rahmen der Lehre notwen-digen tThungen dürchführen zu können, wurde nach einem Entwurf des Instituts mit geringern Kostenauf-wand em vorhandener ehemaliger FeuerlOschteih in
eine provisorische Versuclisanlage umgebaut. Diese, als
Drahtschlepp mit Zwangsantrieb ausgeftthrte Anlage gestattete es 'trotz vieler Mangel, den Studenten einen
Einblick in die schiffbauiiche Versuchstechxiik zu geben ixnd auch den Mitarbeitern'des Instituts Erfahrungen in der Versuchstechnhl mit kleinen Modellen zu sammein, die bei der Auslegung des neuen Labors mid für die wei-tere experimentelle Arbeit nut der jetzigen Aniage von
grol3em Nutzen waren. Diese behelfsmal3ige Anorclnung
lieI3 ausschliel3lich Widerstandsversuche mit kleinen
Modëllen bis maximal 2 m Lange zu. So wurden u. a. im
Rahmen verschiedener Diplom- mid Belegarbeiten
verschiedentliche Untersuchungen uber the Wirksamkeit
verschiedenér Turbulenzerreger angesteilt. (Ther die
Anlage mid einige Ergebnisse - von Versuchen mit
kleinen Modellen 'wurde bereits bericlitet [1) [2] und [3].
Versuchsmöglichkeiten
Bei der Proj ektierung der neuen Laboreinrichtungen, zim grol3ten Tell von Mitarbeitern des Instituts durch-gefuhrt, wurde beson'derer Wertaufgrol3e Vielseitigkeit
der Versuchsanordnungen gelegt. So steht neben der
Wagenschleppeinrichtung auch eine der alten älmliche
Drahtschieppanordnung mit Zw&ngsantrieb zur iVer-fugung, die in erster Linie für den tbungsbetrieb
vor-gesehen ist.
Neben Widerstands- und Propulsionsversuchen bei Tief- mid Flachwasser besteht die Moglichkeit, das
Verhalten von Modellen in zwéidimensional regulärem Seegang zu untersuchen, wobei allerdings speziell bei
Propuisioneversuchen, bedingt durch the beschränkte
ModellgrOBe, ein stärkerer Mal3stabseinfiuB nicht
ver-meidbar ist. Die Kombination von Langsschlepp- und
Rundiaufkanal gestattet auch in gewissem MaBe
ManOvrierversuche mit ferngeteuerten kleinen Mo-dellen.
Gesamtanordnung
-Die gesamte Versuchsanlage ist in der modrnen in Form mid Innengestaltung sehr ansprechenden Halle
untergebraoht. Eine Lufthéizung sorgt für gleichmäl3ige
Temperatur. Durch Vorhange an alien Fenstern Ial3t
sich der Raum abduxikeln,um starkeren Algenbewuehs in den Kanalen zu verhindern.
Zum Einsetzen der M&delle indeñ Kanal und zum-Tranlport des Wellenerzeugers sind entspreohen4e Hebezeuge vorhanden, die in einer unterhaib der Decke liegenden Profilschienenkonstriktion laufen;
gut ausgerustete Werkstatten, Modell-, Material-, Gerate. und (Thungsraume fugen sich harmonisch in die Gesamtanlage ein.
In einer fruheren Veroffentlichung [3] wurde bereits ausfiThrlich uber das Prójekt mid die wichtigsten
Ein-richtungen berichtet, so da1 hier nur kurz noch emma!
die wesentlichen Daten mid Angaben zu einigen Einzel-heitengebracht werden sollen.
Schiepprinne.
Die Sch1epprinn, in Stahibeton ausgeführt, besitzt
rechteckigen Querschnitt, läuft tangential in den Rund.
Iaufkanal ein und kann bier durch einen versetzbaren
Ponton gesehiossen werdén. Die Abmessungen wurden
Bud 1. Ansicht der Hale von der Nordoatseite.
mit 40 (55) x 5 x 3,25 m (einscliliel3lich Trimrntank) so gewählt, daI3 Modelle üblicher Schiffe bis etwa 3 m
Lange ohne nennenswerten WandeinfluB geschleppt
werden konneri und auch bei konstanter
Geschwindig-keit eine ausreichende MeBzeit verbleibt. So ergibt
sich z. B. für em 3-m-Modell des Victory-Schiffes em Verengungsfaktor von 0,54% und eine MeBzeit von
twa 38 8 bei einer Beschleunigung tmd Verzögerung von jeweils 0,6 m/s2, wenn die Geschwindigkeit ent-sprechend 17 kn der GroBausfuhrung gewählt ist. Die
Wassertiefe ist mit 3 m ausreichend bemessen.
Beson-derer Wert wurde auf die einwandfreie Ausbildung der Kana1olile gelegt, urn bei Flaehwasserversuchen Storungen infolge Unebenheiten des Bodens zu ver-meiden.
Em vor délu Verschiiil3potston befindlicher,
heraus-nehmbarer Strand, der aus einer Anordnung '&on drei unabhAngig voneinander versteilbaren Lattenrosten
besteht, hat sich recht gut bewährt uxid verhindert
praktisch voilkommen die Reflexion von Wellen. Auf etwà halber Kanailange liegt eine Beobachtungs-grube. Von bier aus kSnnen durch in der Wandung
em-'
gelassene, vergiaste Fenster Unterwasserbeobachtungenan Propellern und Schiffsinodellen vorgenommen
wer-den.
2
Bikl 2. Schleppkanal mit Wagen
Schleppeinrichtungen
Wie bereits erwáhnt, éind zwei Anordnungen vor-handen. Der Schleppwagen lauft, bedingt durch die
Moglichkeit der Ausnutzung eines Teils des
Rundlauf-kanals auf, in bezug auf die Rinne, einseitig verlegten Schienen. Ala Rohr- und Blechprofilkonstruktion
besitzt er bei groBer Steifigkeit eine Masse von etwa 3,8 t. Der Antrieb erfolgt uber iwei elektronisch geregelte
Gleichstromnebenscliluilmotoro von je 6 kW. Neben der MOglichkeit der Handsteuerung ist eine
halbautoinati-sche Steuerung vorhanden, die nach Vorwahi von
Beschleunigung, Geschwindigkeit, Weg und VerzO-gerung das gewählte Programm auf Knopfdruck ab-laufen lallt. Damit 1st eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Schleppstrecke und eine eindeutige Re.
produzierbarkeit verschiedener Geschwindigkeiten ge-währleistet.
Die Wagengeschwixdigkeit läBt sich, je nach Wahl der entsprechenden Untersetzung, in zwei Stufen von
0,05 bis 1,5 und 0,1 bis 3 m/s, maximal 4 mIs, kontinu-ierlich einstellen mid wird durch die elektronischë Re. gelung konstant gehalten.
Zur festen 4usrustung des Wagens gehoreii
FOto-träger, 1, 2-kW.Leonard-Aggregat für
Propellerdynamo-Bild 3. Sciiieppwagen mit Wlderstandsdynamorneter und ModeU
meter mid eine in. der Robe versteilbare ArbeitsbUbne zur Durchfubrung von Flachwasserversuchen.
Die Schienenanordnung ist in Bild 3 erkennbar. Die
Schienen in FlachstálilausfiThrung smd alle 625 mm in feat verankerten Sdhienenstühlen mit Moglichkeiten zur
HOhen- und Seitenausrichtung gelagert. Die sehr
zeitaufwendige Justierung wur2e mit einern speziell
konstruiérten Gerät vorgenommen, so daB die
Ab-weichungen in der Parallelitãt zur Wasseroberfläche mid. auch in Seitenrichtung aul3erordentlich klein- gehalten
werden konnten. .
-Das Prin.zip dér Drahtschleppanlage let aus dem
Schema ersichtlich (Bud 4). Urn die Reibungsverluste klein zu halten, sind sämtliche Rollen kugelgelagert,
z. T. reibungsarrn ausgefi.thrt. Bei einer Schleppstrecke
von etwa 40 m beträgt die Maximalgeschwindigkeit 3,5 rn/s. Das Gegenlager in HOhe des Rundlaufkanals kann eingezogen werden. Der Antrieb des endlosen,
uichtroseenden Stahldrahtes erfolgt über einen stufenlos regelbaren Gleichstromnebensoblul3rnotor mid einer Leistung von 0,8 kW. Urn Besóhädigungen der Anlage
zu vermeiden, ist die Drehrichtungsumstetserung nur zeitverzOgert mOglich. z(Q/z.I-P.p.0 Nagwigswizage P. Z6 loseRs//en W .1 3.4.7 fjs/e Rn/len P0 (ReB,venrdnfg/) 0 Spa7ngas'tht! P.An!lug4rwf.th/
0/l.W p K,izflnudwhme dr*gii1gs&sv5ge W MYiis/e,r!end
Wellenerzenger
Zur Durchfiihrung von Modeilversuchen mit von -vorn
oder hinten anlaufendem Seegang kann im Schlepp-kanal el nach dem Táuchkorperprinzip arbeitender
Wellenerzeuger, vor dem hierbei abgeschotteten Trimm-tank aufgestellt weiden. Der 5-kW-Antrieb de Maschinè
wird von einem groBeren Leonard- Satz gespeist, der
auch Gleiähspannung für die Obungs- und Geräteräume liefert Die .Steuereinrichtungen sind mit denen der Drahtschleppanlage ineinem Schaltpult untergebracht, das am Kopfende der Rhine neben dem Trimmtank steht. Frequenz und Amplitude der trochoidenartigeh Weilen kann in weitem Bereich geandert werden. Tm
ailgerneinen ist der Wellenerzeuger n der Stirriwand der Halle auf einem Podest abgestellt.
Ausriistung
Entsprecheid den vôrhandenen
VersuchsmOglich-keiten würdeauch die zugehörigé Ausrustung mit
Mel)-geraten vorgesehen. So stehen neben einem
Wider-standsdynamometer mebrere Propellerdynamometer
für Propulsions- und Propellerfreifabrtversuche
zur-Verfugung. Preifahrtmessungen an Propellern bis etwa 30 cmDmr. sind môglich.
Bild 6 zeigt omen Mornentenindikator. Mit diesem
Gerät kann die statische Stabilitdt eines Schiffsmodelles bei einem maximalen Krangungsmoment.von ± 75 kpcm bis zu Krangiingswinkeln' von 1000 ermittelt, werden. Propel] eraufmeBgeráte, Filmkamera und weitere Mel)-und Registriergerãte .vervollständigen die Aüsrilstung.
In diesem Zusammenhang ist erwähnenswert, daLi zur
Durchfühnmg von ManOvrierversuchen mit
fernge-steuerten Mödellen eine Anlage zur Aufnahme der Balm des Modelles im Drehkreis vorhanden ist.
Modelle
Wie bereits erwähnt, konnen in eigener Werkstatt gefertigte Modelle bis maximal 3 m Lange geschleppt
werden. Sic werden.z. Z. aus HoLz in ublicher
Schichten-bauweisé hergestellt. Die Mal3tóleranzen entsprechen
Bid 5
Welienerzeuger
Bid 6 Momentenindikator
den von Moore und Silverleaf [4] gegebenen Empfeh. lungen. In Perspektive ist die Herstellung von
Paraf-finmodellen vorgesehen. Da sich der Mal3stabseinflul3 bei diesen Modellgral3en sehr stark bemerkbar macht,
werden sämtliche Modelle, von Sonderversuchen
ab-gesehen, mit Turbulenzerregeranordnungen
ausgestat-tet. Tm ailgemeinen werden Stolperdrahte von etwa
1 mm Dmr. beñutzt, aber auch Stifte in verschiedenén Anordnungen haben sich recht gut bewdhrt.
Ausbilek
Mit den vorhandenen Einrichtungen vrfügt d.as Institut über el gut ausgestattetes Labor, das
vie!-faltige Moglichkeiten bietet, -die in den Vorlesungen
vermittèlten Erkenntnisse in Obungen und durch
experimentelle Arbeiten zu vertiefen- und zu erganzen,
sowie in gröl3erem Umfange ale bisher Forschuxigs.. arbeiten durchuführen, mit der ersten Zielsetzung, die
bei det Anwendung ]deiner Modelle auftretenden Pro-bleme -zu untersuchen.
Literatur
-Braun, K. Th.: Zwei Beitrage zu schifftheoretischen Fragen bei Eimer-baggern. Schiffstechrilk 7 (1960) R. .37, 5. 115 bls 123.
Bossow, 0.: Schleppversuchseinrlchtusig fOrLehr- und 1Ybungszwecke. Schiffbautechnik 8 (1958).H. 1. S. 14 bis 20.
-Boesow, 0.: Bisherige und zukOnftige Modeiludtersuchtmgen am In-. stitut für Theorie des Schiffes. Schiffbaütechnik 10 (1960) H. 1, S. 6
bis 15.
[4], Moore, 1). J., und .Silverlea/, A.: A procedure for Resistance and Pro-- pulsion 1xperiments with Ship Models.
Paper tobe presented at the Symposium on the Towing Tank Facilities, Instrumentation and Measuring Technique Zagreb 22. hIs 25.
Septem-ber 1959. , . . SbA 3927
