Gegenüberstellung von propulsions- und manövrierversuchen in modell- und groszaus-führung mit dem forschungs-schiff FRITZ HORN

von Staatssekretar Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt

Dr.-Ing. Erich Schale

Versuchsanstalt for Binnenschiffbau e.V., Duisburg Institut an der Rhein.-Westf. Techn. Hochschule Aachen

Direktor: Professor Dr.-Ing. Herbert Schneekluth

Gegenuberstellung von Propulsions- und

Maniivrierversuchen in Modell- und GroBausfuhrung

mit dem Forschungsschiff »Fritz Horn«

102. Mitteilung der VBD

Lab.

v. Scheepsbouwkunde

Technische Hogeschool

DeIA

WESTDEUTSCHERVERLAG KOLN UND OPLADEN

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN

Nr. 1985

Herausgegeben im Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kuhn von Staatssekretar Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt

Dr.-Ing. Erich Schale

Versuchsanstalt fur Binnenschiffbau e. V., Duisburg Institut an der Rhein.-Westf. Techn. Hochschule Aachen

Direktor : Professor Dr.-Ing. Herbert Schneekluth

Gegeniiberstellung von Propulsions- und

Manovrierversuchen in Modell- und GroBausfiihrung

mit dem Forschungsschiff »Fritz Horn«

102. Mitteilung der VBD

Verlags-:Nr. 011985

01968 by Westdeutscher Verlag GmbH, Köln und Opladen Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag 'Pritcted iri Gifu:any

Inhalt

Einleitung ₅

Schiffsmodellversuche 6

Propulsions versuche ₇

2.1 Widerstands- und Propulsionsversuche mit der Modellausfiihrung auf

stehen-dem Wasser ₇

2.2 Widerstands- und Propulsionsversuche mit der Modellausfiihrung in

stromen-dem Wasser ₈

2.3 Propulsionsversuche mit der GroBausfiihrung auf stehendem Wasser 8

2.4 Propulsionsversuche mit der GroBausfiihrung in stromendem Wasser 8

2.5 Vergleich der Versuchsergebnisse ₉

Manovrierversuche ₁₀

3.1 Drehkreisversuche mit der Modellausfiihrung ₁₀

3.2 Drehkreisversuche mit der Grof3ausfiihrung 11

3.3 Schlan- gelversuche mit der Modellausfahrung 11

3.4 Schangelversuche mit der GroBausfiihrung ₁₂

Zusammenfassung ₁₃

Anhang ₁₅

Einleitung

Die strengste Priifung fiir die Zuverlassigkeit der Modellversuche und der Umrechnung ihrer Meflergebnisse auf die GroBausfiihrung sind eingehende Messungen an der Gra-ausfiihrung. Die Umrechnung ist insbesondere bei FluBschiffen bedeutend erschwert, da der einzelne Modellversuch auf der ganzen Meflstrecke unter konstanten Fahrwasser-Bedingungen erfolgt, wahrend bei der Groflausfiihrung mit meist stark wechselnden Fahrwasser-Verhaltnissen gerechnet werden mull. Da die ablichen Abnahrnebedingun-gen die Gewahrleistung von Durchschnittsgeschwindigkeiten auf einer besdrnmten Fahrwasserstrecke vorschreiben, ist es also erforderlich, die Modellversuchsbedingungen entsprechend einem Mittelwert der Probefahrtsstrecke festzulegen. Wenn auch unter normalen Bedingungen die Treffsicherheit einer Modellversuchsauswertung eine meist ausreichende Genauigkeit erreicht hat, ist es doch durchaus moglich, dafi gewisse Einzel-Faktoren, die sich normalerweise gegenseidg aufheben, in anderen Fallen verschiedene Groflenordnungen erreichen und dann die Treffsicherheit der Voraussage beeintrach-tigen.

Exakte Versuche mit naturgroflen Schiffen sind stets sehr zeitaufwendig also auch kostspielig. Infolgedessen soil der Anfang solcher, sich iiber mehrere Jahre erstreckender Vergleichsversuche, zunachst mit dem dafiir vorgesehenen Forschungs- und Versuchs-schiff »Fritz Horn« gemacht werden. Spater werden Vergleichspriifungen auch mit Gilter- und Fahrgastschiffen folgen.

1. Schiffsmodellversuche und deren Auswertung

Ober das Versuchswesen mit Schiffsmodellen insbesondere jedoch iiber ihre Bewertung und Genauigkeit, gibt die Fachliteratur in zahlreichen Experimentalberichten und theoretischen Arbeiten Auskunft. Hier sei im Zusammenhang mit den zu behandelnden Problemen des »Flachwasserschiffes« lediglich auf die Ausfiihrungen Prof. S-ruRzELs [I] und Dr. GRAFFS [2] in der Beschreibung der Versuchsanstalt fiir Binnenschiffbau, Duis-burg, sowie auf zahlreiche diesbezugliche Veroffentlichungen Obering. HELMS [3] hin-gewiesen, aus denen hervorgeht, welcher »Sonderbehandlung« die Modellversuchs-ergebnisse mit Binnenschiffen also Flachwasserschiffen unterzogen werden miissen. Es ist eben nicht nur der grundsatzliche Unterschied der Wellenlange und der Wellen-ausbreitungs-Geschwindigkeit der zwischen tiefem und flachem Wasser besteht und der von FROUDE gesetzmaBig erkannt wurde,

ai

(Froudsches Tiefwassergesetz)

a71-ah_, v

(Froudsches Flachwassergesetz)

vg-h

sondern die iiber das normale Mall der Pontentialstromung hinausgehende Beeinflussung der Schiffsumstromung durch Sohle und Ufer mit deren UnregelmaBigkeiten sowie

durch die FluBstromung selbst. Denn bier wechselt nicht nut standig die Sohlenhohe, sondern auch KorngroBe und Kornbeschaffenheit. Der EinfluB wechselnder Ober-flachenrauhigkeit sowohl an der AuBenhaut der Schiffskorper als auch der Sohlen und der Ufer kann so groB sein, daB die idblichen Umrechnungsmittel nut Ergebnisse mit nicht mehr befriedigenden Fehlertoleranzen liefern. Dabei ist es vollig gleichgiiltig, ob these auf die Reynoldsche Zahl zu beziehende Umrechnung des Reibungswiderstandes nach der Methode von FROUDE, SCHOENHERR oder ITTC erfolgte.

Auch bei Modell-Propulsionsversuchen macht sich die Reibung unangenehm bemerkbar. Sie tritt am Propeller als nicht direkt meBbare Kraft in Erscheinung, die je nach Durch-messer und Drehzahl zur Oberbewertung der Drehmomente fiihrt, und zwar werden die auf Reibung zurackzufahrenden Leistungsanteile urn so groBer, je kleiner der Propeller-durchmesser ausfallt. Die letzte experimentelle Untersuchung auf diesem Gebiet wurde von der Versuchsanstalt, Duisburg, selbst ausgefiihrt [4] und zeigt, daB die Leistungs-iiberbewertung bis zu 15% betragen kann. Man bezeichnet these Eigenart des Propellers mit »PropellermaBstabseffekt« und beriicksichdgt ihn dutch eine Rechenkonstante, die

sich nach obengenannter Anweisung bestimmen

Gleiche MaBstabseinflusse sind an Rudern, Wellenblocken und sonsdgen Anhangen zu erkennen.

Ein dritter, bei niedrigen Binnengaterschiffen nicht sehr wesentlicher, bei hochgebauten Fahrgastschiffen jedoch ins Gewicht fallender Korrekturwert ist fiir den Wind in Ansatz zu bringen, und zwar sowohl der natiirliche Wind mit unbestimmter Richtung als auch der Fahrtwind.

Der vielseitige ReibungseinfluB insbesondere im Zusammenhang mit der wechselnden Fahrwassertiefe und in gewissem MaBe auch der WindeinfluB sind Fehlerquellen, die bei der Umrechnung von Modellversuchsergebnissen auf das groBe Schiff qualitativ und quantitativ untersucht werden massen mit dem Ziel, zuverlassige Korrekturwerte zu finden.

Eine Reihe dieser Fragen kOnnen nach und nach mit Hilfe des Forschungsschiffes »Fritz Horn« der Klarung nahergebracht werden. Der Schwerpunkt liegt zunachst bei der Sammlung von Versuchsergebnissen, die unter groBtmiiglicher Genauigkeit gewonnen werden miissen. nberpriift werden soil vor allem die Bemessung der MaBstabeffekte der Rauhigkeits- und Windzuschlage der Ruderkrafte und die Bestimmung der aquivalenten Wassertiefe.

Die genaue Beschreibung des als Versuchsobjekt dienenden Forschungsschiffes »Fritz Horn« einschlieBlich einer Aufzahlung der installierten MeBanlagen und MeBgerate ist im Forschungsbericht 1244 des Landes Nordrhein-Westfalen enthalten [5]. Eine kurze Obersicht mit Aufgabenstellung kann auch der 64. Mitteilung der VBD [6] entnommen werden.

Die Anlagen 1-3 des bier vorliegenden Berichtes enthalten zur weiteren Orientierung den LinienriB, den SpantenriB sowie die Propellerzeichnung.

Urn die in diesem einleitenden Abschnitt beschriebenen Korrekturprobleme auch bild-lich zu zeigen, wurden in Anlage 4 vorab die nach SCHOENHERR ermittelten Werte Rauhigkeits- und Windzuschlag sowie der PropellermaBstabseffekt aufgetragen. Der Berechnung w-urden die Versuchsergebnisse auf Hu, 5,0 m zugrunde gelegt und zu einer Gesamtkorrekturkurve zusammengefaBt. Nahere Erlauterungen dariiber werden in den sich anschlieBenden Abschnitten vorgenommen.

2. Propulsionsversuche

Das Versuchsprogramm sah vor, mit Modell- und GroBausfiihrung Propulsionsver-suche auf 4 Wassertiefen in 1-m- Staffelung auszufiihren, beginnend mit 2,0 m endend mit 5,0 m.

Da die GroBausfiihrung dutch MS »Fritz Horn« vorhanden war, mufiten sowohl der Modellkorper als auch der Propeller und die Anhange maBstabgerecht und form-gleich hergestellt werden. Der MaBstab wurde in Anlehnung an die maximale Tank-tiefe auf 1:5 ausgelegt.

Da zwischen den Konstruktionslinien und den wirklichen Baulinien stets Abweichun-gen vorkommen, wurde das Schiff aufgeslipt und 5 Unterwasserlinien nach 2 Methoden moglichst genau vermessen. Hierbei zeigten sich Abweichungen von durchschnittlich 3-6 mm, in einem Fall sogar urn 24 mm. Der ModellinienriB wurde nach diesen Auf-maBen ausgestrakt und das Modell selbst in glasfaserverstarktem Polyester der GroB-ausfiihrung entsprechend hergestellt. Durch besondere Fertigungsmethoden gelang es, den Aushartungsschwund unter 0,25 mm zu halten.

Das maBstabgerechte Kopieren des Modellpropellers gelang der Versuchsanstalt Wasser- und Schiffbau, Berlin. Dort war es moglich, den naturgroBen Propeller gerade noch auf die Propeller-Kopierfrasmaschine zu spannen und Fliigel nach Flugel getreu der GroBausfiihrung auszufrasen. Ruder, Stevenrohr und Wellenblocke wurden nach Zeichnung gefertigt.

Zum Eintrimmen der GroBausfiihrung standen 20 Stack 25 kg schwere Bleigewichte zur Verfiigung, die em n Jahr zuvor bei der Werftabnahme als »Krangungsgewichte« ge-gossen worden waren.

Vor dem Versuch bekam das Schiff einen neuen Unterwasseranstrich und die Einspritz-pumpen des Antriebsmotors eine Feingewindespindel zur besseren Drehzahlregelung. Die Drehzahl selbst wurde mittels Digitalzahler und 100poligem Induktionsrad auf 10/00 genau gemessen. Ansonsten wurden die in [5] beschriebenen MeBanlagen und die bei Modellversuchen iiblichen MeBgerate verwendet. Die Nacheichung der Drehmoment-und Schubmesser erfolgte taglich. In den Abschnitten 2.1-2.5 sind die Einzelversuche kurz beschrieben uncl in den Anlagen 5-12 in Diagrammform dargestellt.

2.1 Ergebnisse der Widerstands- und Propulsion.sversuche mit der

Modellaus-fiihrung auf stehendem Wasser

Die Widerstands- und Propulsionsversuche wurden nach der in der Versuchstechnik iiblichen Methode ausgefiihrt. Zur Erzeugung der Grenzschicht diente em n 20 mm brei-ter Sandstreifen aus KorngroBen von 1,3 mm auf Spant 9. Zwischen Spant 10 und 9 ist Turbulenz durch den Wirbel an kantigen Steven infolge nur geringfiigigen Verdran-gungszuwachses gesichert. Damit ist also die gesamte benetzte Modelloberflache von einer turbulenten Grenzschicht umgeben, so daB Laminareinfitisse weitgehend entfallen. Die niedrigste Reynoldsche Zahl, entsprechend vs -= 10 km/h der GroBausfuhrung, liegt bei 5 106. Der TankbreiteneinfluB macht sich im kridschen Bereich bemerkbar. Hier betragt das Breitenverhaltnis 9,8:0,7 nur 14 gegeniiber einem anzustrebenden Wert von 20 (nach HELM). Die von ca. 0,8 vkritisch an im Protokoll und Diagramm ein-getragenen Werte wurden aus durchschnittiich drei Versuchsfahrten errnittelt.

Die Diagramme Nr. 5, Nr. 6 und Nr. 7 sind mit diesen Werten entwickelt und enthalten die Komponenten: Wtot = Gesamtwiderstand [kg] = Schleppleistung [EPS] Nu, = Wellenleistung [WPS] np = Propellerdrehzahl [U/mini Sp Propellerschub [kg] nges = Propellerwirkungsgrad []

= Trimm

[Grad] Absenkung [cm]

2.2 Propulsionsversuche mit der Modellausfiihrung in stromendem Wasser Die Versuche in stromendem Wasser konnten auf Grund der technischen

Gegeben-heiten, vor allem des MaBstabs wegen, nur auf 2,0 und 3,0 m korrespondierender Was-sertiefe ausgefiihrt werden. Die dazugehorigen Bezugswerte sind:

vstr vstr

400 mm 2,0 m 0,584 m/s 4,7 km/h 0,2

600 mm 3,0 m 0,622 m/s 5,0 km/h 0,2

= Wassertiefe im Tank

Hy, Wasserdefe in der Natur

tr = Stromungsgeschwindigkeit im Tank usu. = Stromungsgeschwindigkeit in der Natur

I = Gefille in 0/

Die MeBergebnisse sind in Anlage 8 enthalten. Die Stromgeschwindigkeitswerte wur-den addiert bzw. subtrahiert, so daB aus dem Vergleich »bergwarts zu talwarts« ein-deutig die interessante Leistungsverschiebung zu erkennen ist; denn bei gleicher Re-lativgeschwindigkeit ist der Leistungsanteil bei Fahrt gegen den Strom erheblich ge-ringer als bei Fahrt mit dem Strom. Die Geschwindigkeitsdifferenz betrigt im steilen Anstiegsbereich auf 2 m Wassertiefe absolut 1,2 km/h, auf 3 m Wassertiefe 1,5 km/h. Drehzahl, Trimm und Absenkung verhalten sich analog.

2.3 Propulsionsversuche mit der GroBausfiihrung auf stehendem Wasser Fiir die exakte Durchfiihrung dieser Versuche gibt es z. Z. keine MeBstrecke, die auf dem Wasserwege erreicht werden kann. Auf der Suche nach einem geeigneten Kompro-mifi hot sich der Main zwischen Miindung und Frankfurt an. Bei Mittelwasser aus-gefiihrte Langspeilungen zeigten, daB einige brauchbare Strecken mit ca. 2, 3, 4 und 5 m Wassertiefe zu finden sind. Die auf diesen Strecken gewonnenen MeBwerte wurden iiber den gemittelten Wassertiefen ausgetragen und nach dem bekannten Querstrakver-fahren auf abgerundete Wassertiefenwerte bezogen. Die so gewonnenen Kurven sind in Anlage 9 dargestellt.

2.4 Propuisionsversuche mit der GroBausfiihrung in stromendem Wasser Die Versuche in stromendem Wasser w-urden auf dem Niederrhein zwischen Walsum und Wesel ausgefithrt. Hier waren brauchbare MeBstrecken nur fiir 3,5 und 7 m

Wasser-tiefe zu finden, wobei die MeBstrecke mit 3 m Tiefe nahe eines geraden Uferabschnitts scharf begrenzt rnittels Bojen bezeichnet werden mate. Die erhaltenen MeBwerte sind nach Abzug der Stromgeschwindigkeit in Anlage 10 aufgetragen und zeigen die glei-che Tendenz wie diejenige des Modellversuchs.

2.5 Vergleich der Versuchsergebnisse

Von der Vielzahl der gewonnenen MeBergebnisse, die ihrerseits in den Anlagen 5-10 dargestellt sind, lassen sich am besten die Ergebnisse »auf stehendem Wasser« verglei-chen, weil bei ihnen annahernd gleichwertige Ausgangsbedingungen herrschten. Diesen Vergleich zeigt nun die Anlage 11 besonders fur die Wassertiefen 3,0; 4,0 und 5,0 m. Schon auf den ersten Mick erkennt man Iibereinstimmung zwischen Modell- und GroBausfiihrung, obwohl die Modellwerte - wie anfangs schon erwahnt - noch keinerlei Korrekturen enthalten!

Bemerkenswert ist allerdings der Umschlag der Abweichungstendenz. Wahrend die Werte von a 1 bei 3,0 und 4,0 m Wassertiefe stets etwas hoher liegen, d. h. iiber der Geschwindigkeitsauftragung links von a = 5 bleiben, iiberschneiden sich alle Kompo-nenten auf 5,0 m Wassertiefe bei ca. 19 km/h. Wendet man auf dieser Wassertiefe die

iiblichen Korrekturfaktoren an, dann ergibt sich zwar eine geringfiigige Erhohung der Modellkurven, aber keine :Pinderung der eberschneidungstendenz. Da die Froud-schen Tiefenzahlen ah, mit 0,746 0,869 keine Deutungsmoglichkeit liefern, konnten die Langszahlen ai von EinfluB sein.

Hier ergeben sich folgende Werte:

vs [km/h] vs [m/s] Lirg-7] _[ad

Zwischen 0,35 und 0,41 liegt em n ausgesprochen steiler Anstieg der Cw-Werte, also der Widerstandsbeiwerte, d. h. von etwa 19 km/h an setzt der steilere Leistungsanstieg em, schon bevor sich die Flachwasserbeziehungen - ausgedriickt in der Froudschen Tief en-zahl - bemerkbar machen. Diese Gesetzma.Bigkeiten treten im Schlepptank mit seiner auf den Millimeter genauen Sohle natiirlich klar in Erscheinung, wahrend beim Grof3-versuch einerseits gerade die tiefen Strecken sehr unregelmaBige Sohlen besaBen, ande-rerseits aus noch tieferem Wasser angesteuert werden maten. Ein gewisser Schwung verkiirzt dann die Fahrzeiten innerhalb der MeBstrecken und fiihrt deswegen gerade bei hohen Geschwindigkeiten zu etwas hoheren Werten.

In Anlage 12 ist theses Verhalten nochmals einzeln dargestellt. Die gestrichene Kurve laBt erkennen, wie sich der in Abschnitt 1 erlauterte »Gesamtkorrekturfaktor« auswirkt und wie wesentlich es ist, fiir GroBversuche klar definierte MeBstrecken und Anfahr-strecken zu wahlen! Im ganzen gesehen kann im Hinblick auf die Abweichungen zwi-schen Modell- und GroBausfiihrung die Feststellung getroffen werden: Auch auf Flach-wasser gelten fiir den Vortrieb, in seiner Gesamtheit gesehen, die Modellgesetze ein-schlieBlich der iiblichen Korrekturfaktoren, wenn der Wellenwiderstand nach FROUDE und der Reibungswiderstand nach ITTC umgerechnet werden, und es ist damit auch gesagt, daf3 die sehr verschiedenartigen Zuschlage für Anhange, Ruder und zunehmende AuBenhautrauhigkeit ebenfalls unbedenklich iibemommen werden konnen. Hieriiber sind noch eingehende Teiluntersuchungen notig - und auch geplant! In einem sehr eng gefaBten Versuchsprogramm werden z. Z. Vergleichsversuche auf konstanter

Wasser-17 4,72 13,5 0,35

tiefe mit schlepptankahnlichen Querschnittsverhiltnissen ausgefiihrt, die bei Lieferung einer sehr dichten Punktfolge innerhalb der Komponenten noch einen genaueren, de-taillierteren Einblick in das Verhalten des Schiffes zum Modell erwarten lassen.

3. Manovrierversuche*

Die Ergebnisse von Manovrierversuchen mit Modellen weichen erfahrungsgem53 ge-geniiber naturgroBen Untersuchungen mehr voneinander ab als es bei der Propulsion der Fall ist.

Es zeigt sich im allgemeinen, daB das Schiff gegeniiber dem Modell etwas schneller auf Ruderwinkelanderungen reagiert, kleinere Drehkreise fahrt und hohere Drehgeschwin-digkeitswerte annimmt.

Dieses, fiir das Schiff giinstigere Verhalten war mitbestimmend ffir die allgemeine Aus-sage aller Schiffbauversuchsanstalten, wonach die Ergebnisse von Mantivrieruntersu-chungen mit Modellen eine sehr groBe Sicherheit in sich tragen und gerade noch mog-fiche Modellmanover bei der GroBausfiihrung sicher funktionieren.

Die Ursache liegt bei den am umstromten Ruder auftretenden kleinen Reynoldschen Zahlen, die ihrerseits zu geringe Profilauftriebswerte, d. h. im Endeffekt zu geringe Querkrafte entstehen lassen. Urn die Manovriercharakterisdk des Forschungsschiffes weitgehend zu erfassen und Grundlagen fiir diesbeztigliche spatere Detailuntersuchun-gen zu schaffen, wurden Drehkreis- und Schlangelversuche mit Modell und Sclaiff in groBer Zahl ausgefiihrt.

3.1 Drehkreisversuche mit der Modellausftihrung

Die Drehkreisversuche wurden auf 4 Wassertiefen, namlich 2,0; 3,0; 4,0 und 5,0 m ge-fahren. Dabei sind die Ruderwinkel zwischen 250 und 450 (50 steigend) und die Dreh-zahl zwischen 250 und 750 U/min (100 U/min steigend) variiert insgesamt also 168 Drehkreis-Versuchsfahrten ausgefiihrt worden. Die Tankanlage gestattet allerdings

nur aus dem 3-m-Schleppkanal anfahrend em n Anschwenken nach Backbord und auf

Grund der Abmessungen des Manovrierteichs im Zusammenhang mit der ModellgroBe keine Fahrten mit Ruderlagen unter 25°. Die sogenannte »Dieudoru-ie-Spirale«, die genauere Aussagen iiber die Kursstedgkeit und Drehgeschwindigkeit vermittelt, konnte nicht gefahren werden.

Die dimensionslose Auftragung der Rechenwerte Do/L iiber dem Wassertiefentiefgangs-verhaltnis TIHu, mit den Bahngeschwindigkeiten als Parameter, die in den Anlagen 13, 14 und 15 zusammengefaBt sind, liBt den WassertiefeneinfluB deudich werden. Die Gegeniiberstellung in Anlage 14 und 15 zeigt mit der Auffacherung der Parameter

von links nach rechts also von Hu, = no = 1 eine relativ stetige Zunahme

des Drehkreisdurchmessers bzw. Durchmesserlangsverhaitnisses. Das heiBt, je flacher das Wasser wird, urn so trager reagiert das Schiff auf wechselnde Ruderwinkel bzw. urn * Irn Hauptbericht ist das Drehkreisverhalten durch zahlreiche Einzeldiagramme ausfUhrlich dargestellt. Aus Platzgrunden konnen hier nur wenige, zusarnmenfassende Schaubilder ge-bracht werden. Interessenten werden gebeten, sich diesbezUglich urunittelbar rait der VBD, Duisburg, Oststr. 77 in Verbindung zu setzen.

so mehr Zeit vergeht, bis em n neuer Kurs erreicht ist. Aus Anlage 14 ist die gleiche Tendenz zu ersehen, nur daB hier die Darstellungsweise etwas geandert vrurde.

3.2 Drehkreisversuche mit der GroBausfiihrung

Die Drehkreisversuche rnit der GroBausfiihrung fanden im Oberwasser des Ruhrorter Stauwehrs start. Dort bietet sich eine Wasserfiache von 500 m Lange, 130 m Breite und durchschnittlich 4,0 m Wassertiefe an. Sie gestattet, Versuche dieser Art mit Ruder-winkeln zwischen 200 und 450 Die Anlarifstrecke von ca. 400 m reicht aus, urn auch den Anschwenkvorgang exakt zu reproduzieren. Die Drehkreisdurchmesser selbst wurden ebenso wie im Modellversuch durch 90°-Peilungen gemessen. Urn von Bord ausdas

voile Durchfahren der Drehkreise zu kontrollieren, wurde wie bei den spateren Schlan-gelversuchen bereits der Kurskreisel mit eingesetzt.

Ebenso wie die Propulsionsversuche wurden auch die Drehkreisversuche mit allmah-lich steigenden Propeller-Drehzahlen gefahren. Die sich daraus ergebenden Balm-geschwindigkeiten und Drehkreisdurchmesser sind danach zu Mittelwerten zusammen-gefaBt worden. Far 8, 12 und 16 km/h Bahngeschwindigkeit wurde nach der Tendenz der Modellversuchsergebnisse die Wassertiefenabhangigkeit herausgestellt.

Besonders wichtig ist das Vergleichsdiagramm Anlage 15. Hier wurden die Modell- und GroBversuchsergebnisse auf 4 m Wassertiefe iibereinander gezeichnet. Wahrend der rechte Bereich der Kurvenschar his durchschnittlich 9 km/h Bahngeschwindigkeit die in der Einleitung zu diesem Abschnitt erlauterten Erfahrungen, wonach das Modell kleinere Drehkreisdurchmesser fahrt als das groBe Schiff, bestadgt, tritt in diesem Fall von 9 km/h an aufwarts das Gegenteil in Erscheinung. Die Drehkreismesser sind alle etwas groBer.

Die Erklarung dafiir ist im Krangungsverhalten zu suchen. Wahrend bei den voran-gegangenen Modellversuchen auf Grund der »Versuchsroutine« des Personals ebenso wie bei den Propulsionsversuchen die notwendige Verdrangung dutch Einlegen von stablemen Gewichten erreicht vrurde, deren Schwerpunkt nicht wesentlich iiber dem Verdrangungspunkt liegt und infolgedessen bei der Drehkreisfahrt zu keiner nennens-werten Krangung führt, sieht es bei der GroBausfiihrung vollig anders aus. Nach dem Ergebnis des Krfingungsversuchs bei Abnahme des Bootes, liegt der Gewichtsschwer-punkt KG 1,472 m iiber Basis, d. h. 0,522 m iiber der Schwimmwasserlinie bzw. 0,837 m iiber dem Verdrangungsschwerpunkt. Die wahrend der Drehkreisfahrt wirkende Flieh-kraft laBt em n Krangungsmoment entstehen, das bei dem naturgroBen Schiff zu einer Neigung bis zu 8,8° nach auBen führt. Dadurch scheint sich der Querwiderstand zu ver-ringern, und der wahre Drehkreisdurchrnesser wird groBer.

Diese Erkenntnis wird bei spateren Modellversuchen gerade mit Booten, Fahrgast-schiffen und Schleppern in erhohtem MaBe beriicksichtigt werden miissen.

Die Einzelwerte aller Drehkreisversuche sind in den drei Versuchsprotokollen am SchluB zu finden.

3.3 Schlangelversuche mit dem Modell

Eine Schangelfahrt, deren Bahnkurve etwa einer Sinusfunktion gleicht, client in der Versuchstechnik zur Erfassung der Wege, Krafte, Anschwenkzeiten und Drehgeschwin-digkeiten, die bei wechselnden Ruderlagen am Schiff in Erscheinung treten. Im Gegen-satz zum Drehkreisversuch wechseln beim Schlangelversuch sowohl die Vorzeichen aller MeBergebnisse (Plus-Minus) als auch die Anstromrichtungen standig, so daB eine solche

Fiir den Praktiker stellt die Schlangeffahrt em n idealisiertes, periodisch aufeinanderfol-gendes, wechselseitiges Ausweichmanover dar, das seinerseits charakteristisch fiir den Kurs eines Schiffes im freien Verkehr auf einer BinnenwasserstraBe ist.

Nun lohnt es sich, natiirlich nur solche Komponenten exakt zu erfassen, die sich aus sinnvollen Ausgangswerten entwickeln. Man geht deshalb so vor, daB bei konstantem Tiefgang, konstanter Wassertiefe und gleichbleibender Propellerdrehzahl em n bestimm-ter Ruderwinkel fiir die beiderseitige »Hartlage« und em n entsprechender Stutzwinkel vorgegeben wird. Durch systematische Veranderung des Rud und Stiitzwinkels er-halt man eine groBe Zahl MeBwerte, die zu Diagrammen zusammengefaBt einen recht guten Einblick in die Manovrierfahigkeit eines Schiffes geben.

Aus MaBstabsgriinden konnten die Modellschlangelversuche nur auf einer korrespon-dierenden Wassertiefe von 2 und 3 m, die GroBversuche muBten dagegen auf 4 m aus-gefiihrt werden.

Fiir den Modellschlangelversuch im Tank gibt es auf dem Schkppwagen Peileinrichtun-gen, mit denen der Schwerpunktsweg registriert werden kann. Alle iibrigen MeBanlagen befinden sich im Modell selbst. Die Beschreibung der Gerate ist dem NRW Forschungs-bericht Nr. 1072 zu entnehmen [7].

Konstante des Versuchsprogramms :

Gemessene veranderliche Komponenten: Driftwinkel Anschwenkzeit Oberschwingwinkel Querversetzung Fahrweg Errechnete veranderliche Komponenten:

Anschwenkzeit Versetzzeit

Versetzgeschwindigkeit Drehgeschwindigkeit (wenn Stiitzwinkel erreicht) 3.4 Schlangelversuche mit der GroBausfiihrung

Die Schlangelversuche mit der GroBausfiihrung also dem Forschungsschiff »Fritz Horn« fanden ebenso wie die Drehkreisversuche auf der Ruhr, oberhalb des Ruhr-orter Stauwehrs statt.

Die MeB- und Registriergerate sind die gieichen wie beim Modellversuch. Urn den Schwerpunktsweg zu erhalten, war zunachst an the Nutzung des Bord-Radargerates ge-dacht. Es zeigte sich jedoch, daB infolge der zu schnellen Bewegung des Schiffes, kein klares Radarbild zu erhalten war. Als Ausweichlosung wurde die Peileinrichtung des Schleppwagens zunachst probeweise auf der 6 m hohen Wehrbriicke aufgebaut.

Modell M316 Verdrangung 216 kg Propellerdrehzahl 1450 U/min Ruderwinkel 100, 20°, 30°, 40° Kurswinkel (Stiitz -,c) 10°, 16°, 22° Was serdefe 400 mm/600 mm

Schon die ersten Vorversuche zeigten, daf3 bei Anpeilung des Schiffsmastes die Quer-versetzung ebensogut zu fixieren war, wie dies im Modellversuch geschieht, so daf3 das System fur die Hauptversuche und alle spdter folgenden Schldngelaufgaben mit anderen Schiffen beibehalteri werden konnte. Nadirlich ist die Streuung der Mef3werte groBer als im Tank durch dreifache_Wiederholung jeder einzelnen Fahrt. Mit den Kurswinkeln 100 und 22° konnten die Bewegungseigenschaften zu recht genauen Mittelwerten zu-sammengefaBt werden. Die Darstellung erfolgt in der gleichen Weise Wie beim Modell-Versuch. Urn einen angenaherten Vergleich mit den Modellwerten zu ermoglichen, wurden diese auf GroBausfiihrung umgerechnet.

Wie in der Einleitung zu diesem Manovrierabschnitt zum Ausdruck gehracht, reagiert das naturgrof3e Schiff stets etwas schn.eller als das Modell. Die Griinde hierfiir sind recht verwickelt und werden z. Z.- an mehreren Versuchsanstalten in der »Grundlagen-forschung« behandelt. Die Tendenz der Kurven ist jedoch die gleiche. Auch im GroB-versuch ist die Ruderwirkung fiir das Manovrieren des Schiffes zwischen etwa 28° uncl 35° optimal. GrOBere Ruderwinkel verschlechtern die Manovriereigenschaften! Aus-genommen hiervon ist nadirlich das, in der Praxis oft 'lodge schnelle Wenden des Schiffes aus dem Stand heraus. Daftir muB das Ruder in maximale Hartlage gebracht werden.. Die Mittelwerte der Kurven in den Anlagen 16 und 17 beziehen sich natarlich auf gleiche Propellerdrehzahlen (1450 U/min Modell 650 U/min GroBausfiihrung).

4. Zusammenfassung

Eingehende systemadsche Propulsionsversuche mit dem Forschungsschiff »Fritz Horn« und seinem Modell im Ma.Bstab 1:5 geben Einblick in das Leistungsverhalten des Schif-fes auf mehreren Wassertiefen und in Stromung. Durch Vergleich der Einzelwerte sind bekannte Modelleffekte genauer prazisiert und für Verdrangungsboote bzw. Fahrzeuge ahnlicher Fonnen in Zahlenwerten festgelegt worden. AuBerdem wurden dadurch die fiir Grof3versuche notwendigen MeBanlagen auf ihre Eignung gepdift, verbessert und neue Methoden erarbeitet.

Die Erforschung und Darstellung der Manovriereigenschaften brachte ebenfalls neue Erkermtnisse. Besonders hervorzuheben ist, daB bei Modelldrehkreisversuchen, die einen wesentlichen Bestandteil des Versuchsprogramrns einer Schiffbauversuchsanstalt bilden, vorher die Querstabilitaten iiberpriift werden und in den Modellen .durch An-passung der Schwerpunkte Beriicksichtigung finden miissen.

Bei Schlingelversuchen zeigt das Verhalten des Modells scheinbar stets ungiinstigere Eigenschaften. Beschleunigungskrafte folgen den Modellgesetzen nicht so korrekt wie Drehmomente, Leistungen, Drehzahlen, Geschwindigkeiten, Drucke, Strecken und Flachen. Hier muB die Grundlagenforschung tatig werden!

Bei den Modell-Drehkreisversuchen wurde der neue »Rundlauf« der VBD erprobt. Er untersditzt durch das Nachfahren die Arbeit des MeBpersonals sehr wesentlich. Ftir Kraft- bzw. Momentenmessungen auf Kreisbahnen ist er noch nicht geeignet. Urn sol-che Forderungen zu erfiillen, bedarf es verbesserter Laufeigenschaften. Diese Verbesse-rungen wurden schon wahrend der ersten Auswertung der Versuche vorgenommen und erlaubten im darauffolgenden Jahr auch derartige Untersuchungen.

Zum SchluB mochten wir dem Landesamt für Forschung des Landes Nordrhein-West-falen sehr herzlich fiir die Bereitstellting der finanziellen Mittel und für vielseitige Unter-sditzungen wahrend der Laufzeit dieser Auftrage danken.

Literaturverzeichnis

SruivrzEL, GRAFF, Die Versuchsanstalt fur Binnenschiffbau, Duisburg. 1. Mitteilung der VBD. Forschungsbericht Nr. 211 des Landes NRW.

STURTZEL, ScHmiDT-Srmarrz, Bei Flachwasserfahrten durch die Stromungsverteilung am

Boden und an den Seiten stattfindende Beeinflussung des Reibungswiderstandes. 7. Mit-teilung der VBD. Forschungsbericht Nr. 366 des Landes NRW.

HELM, Die Zuverlassigkeit der Ubertragbarkeit von Modellversuchen auf das Schiff in der

Binnenschiffahrt. 286. Mitteilung der HSVA. Schiff und Hafen, Heft 7/1954, Jahrgang 6.

HELM, SCHALE, Versuche mit ummantelten Schraubenpropellern zur Ermittlung der

Mall-stab-Kennzahl. 27. Mitteilung der VBD. Forschungsbericht Nr. 815 des Landes NRW.

SCHALE, DITTBERNER, Forschungsschiff »Fritz Horn«, das schwimmende Laboratorium

fur schiffstechnische Grollversuche der Versuchsanstalt fiir Binnenschiffbau, Duisburg. 54: Mitteilung der VBD. Forschungsbericht Nt. 1244 des Landes NRW.

SCHALE, Das Forschungsschiff »Fritz Horn« 2 Jahre im Einsatz. 64. Mitteilung der VBD.

Schiff und Hafen, Heft 1/1964, Jahrgang 16.

SC HALE, HEUSER, Untersuchung der Manovriereigenschaften von geschobenen Fahrzeugen,

die einzeln oder im Verband befordert werden, unter dem Einflul3 von Stromung und

Fahrwasserbeschrankung. 42. Mitteilung der VBD. Forschungsbericht Nr. 1072 des Landes NRW.

Anhang

Protokoll der Rechenwerte

Protokoll der Drehkreis-Grofiversuche mit MS »FrigHorn« auf h = 4,0 m mit Tg = 0,95 m Drehkreisdurchmesser zu Schiffsgeschwindigkeit Drehkreisdurchmesser zu Schiffslange vs [km/h] 6 8 Ruder H. [m] H. [m] 10 12 H. [m] 14 16 [m] 6 H. [m] 8 10 [m] 12 14 16 [m] H. [m] 450 2,00 40,00 41,00 43,00 46,75 50,75 58,00 2,15 2,20 2,305 2,51 2,72 3,11 450 3,00 39,25 40,00 41,50 43,50 46,50 51,00 2,10 2,15 2,22 2,33 2,49 2,735 450 4,00 38,50 39,00 39,75 41,00 43,00 46,75 2,06 2,09 2,13 2,20 2,305 2,51 40° 2,00 44,75 45,50 47,00 50,50 56,00 63,00 2,40 2,44 2,52 2,705 3,00 3,38 40° 3,00 44,25 44,50 35,25 47,25 51,25 57,00 2,375 2,39 2,43 2,535 2,75 3,06 40° 4,00 43,50 43,50 44,00 45,00 47,25 51,75 2,33 2,33 2,36 2,41 5,35 2,77 350 2,00 48,00 49,25 51,50 56,00 62,00 70,00 2,58 2,64 2,76 3,00 3,33 3,755 350 3,00 47,75 48,25 49,75 52,00 56,00 62,00 2,56 2,585 2,67 2,79 3,00 3,33 350 4,00 47,50 47,50 48,25 49,75 52,50 56,50 2,55 2,55 2,585 2,67 2,81 3,03 30° 2,00 52,00 54,25 57,50 63,00 71,00 80,00 2,79 2,91 3,09 3,38 3,81 4,30 30° 3,00 52,00 53,25 54,75 58,00 62,75 69,50 2,79 2,855 2,94 3,11 357 3,73 30° 4,00 52,00 52,25 53,25 55,00 57,50 62,00 2,79 2,80 2,855 2,95 3,085 3,33 25° 2,00 60,50 63,00 67,25 73,75 62,00 92,50 3,245 3,38 3,61 3,96 4,40 4,96 25° 3,00 60,25 61,25 63,00 66,00 71,50 79,50 3,23 3,29 3,38 3,54 3,84 4,265 25° 4,00 60,00 60,00 60,50 61,00 65,25 70,75 3,22 3,22 3,245 3,27 3,50 3,80 np [UPtni Ruder- An-winkel schwenk-zeit [0] Zeit fur Voll-kreis [s] Dreh- kreis-durclun. [m] Dreh- kreis-umfang Umfangs-geschw. [m/s] Umfangs-geschw. [km/h] max. Krang.-Wi. 290 20 16 88,0 68,5 215,2 2,446 8,80 4,0 290 25 13 92,7 57,6 181,0 1,953 7,03 4,8 290 30 11 85,4 50,2 157,7 1,847 6,65 4,8 286 35 12 75,0 44,2 138,5 1,847 6,65 4,8 286 40 15 71,0 33,1 104,0 1,464 5,27 4,8 284 45 10 71,0 27,9 87,7 1,236 4,45 4,8 381 20 10 73,0 70,2 220,1 3,015 10,86 4,8 380 25 12 66,3 62,6 196,6 2,965 10,67 5,2 379 30 11 64,0 55,0 178,5 2,789 10,04 5,2 377 35 10 60,0 46,7 146,8 2,445 8,80 5,6 375 40 8 57,0 41,2 129,4 2,270 8,17 5,6 374 45 12 56,0 34,0 107,8 1,926 6,93 5,6 478 20 20 62,0 72,4 227,5 3,669 13,21 5,6 475 25 12 57,8 65,1 204,5 3,550 12,78 6,0 474 30 9 53,2 56,0 175,9 3,310 11,82 6,4 473 35 10 50,0 49,5 155,5 3,110 11,19 6,8 479 40 10 49,0 45,0 141,4 2,884 10,38 6,8 473 45 11 47,0 38,3 120,4 2,562 9,22 7,2

Protokoll der Drehkreis-Groflversuche mit MS »Fritz Horno auf h 4,0 m mit Tg 0,95 m

n.

An- Zeit fur. ' Dreh- Dreh- Umfangs- Umfangs- max.

winkel schwenk- kreis- kreis- geschw. geschw.

Krang.-zeit kreis durchm. umfang Wi.

[O] [s] [s] [rn] [in] [m/s] [km/h] 568 20 13 58,2 77,4 243,1 4,180 15,04 5,6 566 25 11 53,0 69,5 218,3 4,119 14,83 6,0 568 30 8 48,0 58,6 184,0 3,835 13,80 6,8 566 35 13 45,0 50,2 157,6 .3,500 12,60 7,2 565 40 7 45,9 45;9 144,2 3,142 11,32 7,2 564 45 9 43,0 38,9 122,2 2,841 10,23 8,0 671 ' 20 16 57,7 88,0 276,5 4,790 17,25 5,2 664 25 11 52,0 73,4 232,0 4,460 16,06 5,6 662 30 15 46,0 63,5 199,5 4,337 15,62 6,8 660 35 10 43,0 50,9 160,0 3,722 13,40 8,0 661 40 12 42,2 47,7 149,9 3,559 12,82 8,8 660 45 12 41,0 41,1 129,2 3,152 11,35 8,8

,t.to0

-11111

An!. 1 LinienriB (Forschungsschiff)

MENET

immlimor

/NW

r.romor

-prA

ma_

A AI

PrmitibArt

AI cvh vit t.Z.111025 Bas,3711)innt E3SCOmm Tc, SeOrnm 1866rtrn44.11e. V .

MMI4-16.

"orArciamti.,

-1111

stikiliffil

1111E1111MBEWLIFMLINN11

,

11111MMINIIITNRAIWAIWAI

cw 11111111EM11111.siNIENZMIWAMIIMINS , AllatrAireASMININIENAMIIMINIVAINIMA , . 11111PAIMEWAIIIIIIIIMMESIMIWAMMEFAIPA4 ., 11111111M.EirNOMINEMEIWIEMINIVAMININ ,

INOMIMS.=1.-11EMEINIPAIIIME

,

11111111VAN1111105.

111111Mill , 1111M1111.1111Mar

NM

A

Nimr_

WA,,jr

1

II

.AK" .1,47f#

4Pdp. 11W1=11111=9;1111

Apr.

R 272 H 141 Anl. 3

Ostermann-Propeller des Forschungsschiffes »Fritz Horn«

2ylinderschnitte 21,991 0,80m ! Nm q822 m For = 031m2 F q5827 m2 4616 Drehsinn: Links GSoMS 57 F45 Din 1709 Gew 495 kg 5.5 kgm,

korrektur 1.°101 25_ 15 - 10-Fahrtwind.5m/sek. -(+) Hw = 50 m 0,96 m ; b2655t P1021 0 Aril. 4 Fahawinci 3m/sek.(+) Aufienhaulrauhlgkell(,) 25% ,--Progellerkennzahl (-) 50% .75% 1 Y? 50 100 150 200 250 300 Nw [WPS]

rEP41

a

5,0 WOO 0

ariplipp

_---g0 40 3,0

No /

8 9 10 11 2 19 74 15 Z 17 18 19

X 21

22 23 24 25

Anl. 5 Forschungsboot »Fritz Horn«; Modell 291; a =- 5

200 2500

1500

100 500

tot _T036m D.26,0 t P1021( Kopie der Gronausfartmg) 40

fk9.7 -2.0 49fl, (etelland. Wagger) 40 tr, 4 3 El S.]14: 5,0 vs ponlal

fa_z

71°

2a,

0 Vs[pmnj

8 9 10 11 12 13 1+ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24- 25 26

Anl. 6 Forschungsboot »Fritz Horn«; Modell 291; a = 5 np SOO 800 700 600 500 400 500

Hw - 2,00 m ; T 0,96 m D 26,55 t Propeller: 102 L (Kopie der aroBausfihrung)

3.00 m _{fahrtbedingung: stromendes Wasser ;Hw} 2,0 m ; 47 km/h

unkorrIglerte Modellversuchsergebnisse Hw - 3,0m Vsk 5,0 km/h np o mItan..1 Absenkung vitimikt] .s 4,? _Trimm

LPSJ ges. 7 $s Ekgj -9000 _2000 2,0 _0000 10 Hw - 2,00m 300 m +00 in 5,00 in

T 0,96In ; 0 - 26,66 t Propeller: 102 L (Kopie der GroPausfalirung)

Fahrtbedingung : stehendes Wasser

unkorrigierte MOdellversuchsergebnIsse

3,0

5,0

Anl. 7 Forschungsboot »Fritz Horn«; Modell 291; a = 5

4,0 5,0 90 24 5,0 4,0

/

/ "o

-a-vs Bode Vs [km /h.1 II 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

200 -4111114PP°-A110111161"°"-

Binew-n p [Upm] 900. 800 :700 600 500 -400 300 200 m T 0,5.5 . 102 t. 3;0.0 : 4;00. ,FChrtb-edingliii4:2?:-;!tiihOides 7. 500 M unhorrigiirte iNadellvei'suchaerivtihis.re .. 10 20 2,0

filf}r

-41.11r.

2,0 .Nw 3 0

di

9 1?2.' 1 5,0 9 10 11 12' 13 14 15 16 11

Anl. 8 Forschungsboot »Fritz Horno; Modell 291'; 5

fra IhJ 25 26 :"--23 24 25 26 -3 Absenkung 2! i° C,

np [Upmj ,3,0 m . - 0,96. pi; 26;55

t

P 021 4,0 m m Fi:thrtbe4ingung.:.S.tehericlei..,INasse'r ' 6,0 m _{Unkorrigiertd .Versu.Msergebn0e:}

Aril. 9 Forschungsschiff »Fritz Horn..

Ain/117 24 Vs Am1171 19 20 21 22 23 24 V 25 26 9 10 11 12 13 14 V15 16 17 .18

Nw fPsJ 4.00- 300-200 900 800 700 500 30.0 200 Hw - 3,00 ,tn 5,00'm 7,00 In -T .096 rn 2655 t ; PropeLLer W2 L 6i-813am:047hr-ring Fohrtbidingling: (Rhein unkortigieite6taversuchsergqbnisse 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Anl. 10 , Forschungsschiff »Fritz Horn«

---Modellwerte D=26,551; P1021

Gronaust

0

4.) unkorrigierte Versuchsergebnisse

Ant 11 Forschungsschiff »Fritz Horn«

Der Vergleich zwischen Modell- und Grallversuchen* im stehenden Wasser .1000 _ I 200 100

2000E-0

SP[119144 ..c fl 1 1 F, .2 Ni3I 202 I 10 20 30 40 0 0 I Steuerlostig

30'

Tr 10 I 4,0/

/

5,1/ ao

/

700 np[Upm] ----..7.---"----5,0

--

...""

I

I 4,0

/

5,0/

/

/

_6,0

300-400

600 500 30

-1--,

, P ....--NwIP5.1 _3,0

/

I I Nw I 4,0 I I I 50/ 6,0

/

/

I

/

/

/

12 13

/

14-15 16 17 18 19 [km/h] Vs 20 21 22 23

Nw twPs.7 400 300 200 np Varna -_Woo _ 900 _ 800 700 _ 600 _ 500 - 400 300 _-200 ; T 0,96 m ; D 2ass r P1021

Noah Anlage 4 korrigierter Modellversuch

Grollvamarch

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Anl. 12 Forschungsschiff »Fritz Horn«

Gegentiberstellung Modellversuch a = 5 zu GroBversuch a -= 1

DelL 3,5_

(Parameter vs rem Modellversuch out die 6rollausfethrung umgeredmet, dufenweise ism 6 bh16km1h)eingezeichnet Parameter der Ruderwinkel:

3,0 -25°

---- 35°

45° 2,5 _ 20_ Anl. 13

Zusammenfassende Darstellung der Drehkreisuntersuchungen Drehkreisdurchmesser/Schiffslange (Do/L) in Abhangigkeit von der Wassertiefe, (H) dem Wassertiefentiefgangsverhaltnis (T11-1) und der Fahr- geschwindigkeit vs [km/h]

6 BeriehtNr186,Ani. 28 --.1601" \I ...,

,

....' .." ..." I

,

..,' ...."

,

...'" b .... ....

,

--8 _ 12 10 8 6 3 Hv. Ina 0:1 0,2 0:3 0,4 0:5

Mir

2,5

-2,0

0 1

Manavrierdarstellung

De IL iiber Hw in Abhangigkeit von Vs km/h (Ve rg(eichsdiagr amm)

1\ \

M 330 a * 5

1

\

\ Parameter Vsvom Modellversuch auf die

k.

\

\

\

Grollaushihrung umgerechnet

\

Stidenweise von 12 -16krnTh eingezeichnet

\

I

\

\

\

Parameter der Ruderwinkel

li\

\

35° III\

\

\

₄₅₀

\\

\

\\

\ \

\

\

\,

\

\ \ \

\ .V

= % \ NssZ45 km/h 1

\ \

N.

14 .

\

\\ N

\ \

N., ... ...12.

\

\

\

...

\

\

\

_.

.

_.

.

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.

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\

..

.

u . km/h

\

.

_.

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_.

_....

_..

"...14 ...

.

.

... ... ...._12 -_,... ---__

_{... _____}

'16km/4 2 3 4 8 9 10 Hw fm] Anl. 14 Zusammenfassende Darstellung der Drehkreisuntersuchungen

Drehkreisdurchmesser/Schiffsange (Do/L) in Abhangigkeit von Schiffsgeschwindig-keit [km/h] und der Wassertiefe

5;5-DdL

5,0

45

90 85 Do Hw= 400m Modell Grodousfohrung 20° 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 vs [kmIh] An!. 15

Zusammenfassende Darstellung der Drehkreisuntersuchungen Drehkreisdurchmesser Do des Models und des Schiffes in Abhangigkeit von der Schiffsgeschwindigkeit vs [km/h] und dem Ruderwinkel (Die Modellwerte skid auf GroBausfiihrung umgerechnet)

80 _ 75 70 _{65 _ 60 _ SS _} 50 45

_

40

_

auf diyiliaiisfahrung - : -r1-10; 30m . . 0rofiversuch ileriut2zeit -20°

Anl. 16 Schlanielversuche »Fntz Homo

ser 20°

"

.4061:TienkzEiit k°-226 4r-229. 0 j. 22° Id° 10° -. _ , ' OO _Ruderwinkel , ' 40° Rrideiiwili'kel 40° kuderwinkel 0R 1-Grcidl

7 6 5 -wfbIseri 8 _ 7 5 4 - 3-1 'r o° Vq[m1s7 2p- 1s- 7,0-0,5 0 0° Grofiversuch Hw 4,0 m

Anl. 17 Schlangelversuche »Fritz Horny

Modellwerte umgerechnet out Gro0ausf6hrung

H_w 3 0 m Driftwinkel 22° 10° Drehgeschwindigkeit 10° _2'0° 300 Versetzgeschwindigkeit ' 30° 40° Ruderwinket 6R[Dradl 36° Ruderwinkel 40° Ruderwinke. t ce_ o 22° 10° 0° 36° 4 3 2 0

Acetylen - SchweiBtechnik

Acetylene Welding gracitice

Acetylene Technique du soudage

Acetilecio Tecnica de la soldadura AtzeTnnen n Tocranca csapm

Arbeitswissenschaft

Labor science Science du travail Trabajo cientifico

Borrpoem Tpy.40n0ro nponecca

Bau Steine Erden

Constructure Construction material.

Soil research

Construction Matiriaux de construction

Recherche souterraine

La construction Materiales de construccion

Reconocimiento del suelo

CTp0aTeabOTHO II CTpOITTeal,IIIIIe MaTepaLLILEJ

Bergbau

Mining

Exploitation des mines

Mineria copnoe neno

Biologic

Biology Biologic Biologia Bilonorms,

Chemie

Chemistry Chimie Quimica )(wenn

Forschungsberichte

des Landes Nordrhein-Westfalen

Herausgegeben im Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kiihn

von Staatssekretar Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt

Sachgrupp env erzeichnis

Druck Farbe Papier

Photographie

Printing Color Paper Photography

Imprimerie Couleur Papier. Photographic

Artes graficas Color Papel Fotografia

Trmorpaipmx Bymara (DororpacInta

Eisenverarbeitende Industrie

Metal working industry Industrie du fer Industria del hierro

MeTannooapaGoTbataionnui tipombriuneunocTb

Elelctrotechnik Optik

Electrotechnology Optics Electrotechnique Optique Electrotecnica Optica anenTpoTexamica a OTITHICa

Energiewirtschaft

Power economy Encrgie Energia 3nepreTwiecicoe X031111CTBO

Fahrzeugbau Gasmotoren

Vehicle construction Engines Construction de vehicules Moteurs Construccion de vehiculos Motores

EportasoAcTso TpaHCHOpTELLIX CpeECTB

Fertigung

Fabrication Fabrication Fabricacion riposanoncrno

Funktechnik Astronomic

Radio engineering Astronomy Radiotechnique Astronomic Radiotecnica Astronomia PannoTexamta acTpoironnin

Gaswirtschaft

Gas economy Gaz Gas raaouoe X03.91[CTHO

Holzbearbeitung

Wood working Travail du bois Trabajo de is rnadera ,Ilepesoo6pa6oTHa

Hiittenwesen Werkstoffkunde

Metallurgy Materials research

Metallurgic Materiaux Metalurgia Materiales MeTannypran H mareplianouwieuue

Kunststoffe

Plastics Plastiques Plisticos Ilmemacem

Luftfahrt Flugwissenschaft

Aeronautics Aviation Aeronautique Aviation Aerondutica Aviacion Anaan;aa

Luftreinhaltung

Air-cleaning Purification de l'air Purificacidn del sire

Ornmemie ao3apca

Maschinenbau

Machinery Construction mecanique ConstrucciOn de miquinas MBIEMBOCTp0HTeilbCTBo

Mathematik

Mathematics Mathimatiques Mathematicas MaTemarusa

Medizin Pharmakologie

Medicine Pharmacology Medecine Pharmacologie Medicina Parmacologia Memnon:La cpapmalconoran

NE-Metalle

Non-ferrous metal

Metal non ferreux

Metal no ferroso U,Berable mwraruna

Physik

Physics Physique Fisica (Duanica

Rationalisierung

Rationalizing Rationalisation Racionalizacion Pawaomumaanaa

Schall Ultraschall

Sound Ultrasonics Son Ultra-son Sonido Ultrasonic° &wit II yabrpaasyx

Schiffahrt

Navigation Navigation Navegacion Cyztoxo,tte.rao

Textilforschung

Textile research Textiles Textil

Bonpocia TeICOTHILbH011 upombuthaennocrm

Turbinen

Turbines Turbines Turbinas Typ6unid

Verkehr

Traffic Trafic Trafico Tpaaenovr

Wirtschaftswissenschaften

Political economy Economic politique Ciencias economicas 3xoaomanecxae aayint

Einzelverzeichnis der Sachgruppen bitte anfordern

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567 Opladen/Rhld., Ophovener StraBe 1-3, Postfach 1620