tic-T,ui^.:. . i l i a E i n r / i r l a m c doc P r o v . G l l a r s auf d i e S c h i f i ' s f o r m ,
•
-Q:-, , ent.r:.':h.-i'idst i n h-etracht ].i';heEi Masfio den G i i t e g r a d das
/ :• t r - i o ^ ' S . -i'ot e.bor bishc-r v/edor t h e o r o t i s c b e r o c h - - m p i r i ^ c h e
'! .;-;d!v-.'.bon, im m i t Si'-ihorhoit cünstir'sto V r ; r h a l t n i s s o b t i d<ir
A-: •:;.tv--u;rcio;; 'I-^T i^o^irr^.-; 211 v e r v / i r k l i c h o n . Die Jilr L ^.hrun'^ h i t
•/vc'lrohr ' : ; l o > i r t , d'lr;:^ o f t d i o A n t r i e b s v e r h a l t n i s n e s c h o i n b a r
•••.hi-ilicb-i'^ "••:hirf> e r h e b l i r : h o U n t e r s c h i o d o aufvreison, u^id
r\..s3 d u r j h --::i-,-;':>te
k o n 3 t r u l ' : t ive Befeinriur;3un!? d a r
So:rv;ir-'G-G'^L' G G I
1 1 J i c h i i j f E J besondors E i n s c h r a u b o r i s c h i f f a , t a i 1 w e i 3 a
• . ' o t r r - c h t l i c h , b i r . zu , i n i h n a n A n t r i
•:b3:TÜta::ri'.d z\i Vr-;rbessarn.
i j ? t .v..1.r;o a i n o h C T V o r r c T G n ' i
:vTs.ktisoha Mot•.'ondlgkait,
l^..ch^;-i,• on- u:!d ior;-in:virI-cu;v;an so su k l a r e n , d M s s d a r
Kon-stï'Vtkt::ui- vo:i voi---!h:.-roi'i m i t S i c h a r h o i t a i n nöglichst ^ünstigas ,
S a ' . i f f .-:.nt"^rfa'l lir,;?;-. Da^ a i n 2 - i " a H i t t e l dazu b a s t e l i t i n
syrt'—
• .•::L:;C1\ '.•,U b..'.ut I T
Vcrsuchan
2 u rrrr.".:""iindung d a r ïïachsa.lt-n'.T'kunGr.
"^-•v.'-j'^n ^ • ' v ' o a a l l e r i:nd S c h i f f s f - m ' .
Die C-''öh;ilichan S a l i i f i sforinsn s i n d h^.-i-uits v i •.•"!
zn
i i / : i a i ' - t , um dr.s Stuc'iun das "'robla.Tis m i t o i n i ' ^ o r A M : ; s i l i t
r.-j.;'
'^-••ïnX"
n.;rr.i t t alb-Ar 'i.n i h n a n 7
.11
b a z i n n e n , a s i s t vielr.'.-hr
:r-::r-•ru:i?-ahst die Gi:--;irkuns d a s Pro"pellt-rs
i\ui
ainf^'^hstü
T'atïiemat 1. ••••h f i r . ^ i :r-br,r'" ,
JAG h s an s y n r i s t r i scha Forrian 7,11 un^ a r —d i a z u r V a r - a i d u n ^ voi; OborfiHchaneinflüssan
völTir-u" :::r3„-1-.vacht f i d i r a n . - —
.-'Is
2 i n i•'.cht'it J K ö r : " 7 r f o r m -./urda a i n t o r n e d o a h r
].iohai-.tion?>:öracr- vy-; t m
JjC
n.";' und 300 Durohaosr;cr r ; i t v e r
-r!'--!i..'G.y; vöili:-: [ [ i n t a r s c h i j T s r . . - l l r : e \ 7 . ? . h l t und i n ainèr,"
der E r f a h r u n g , dass b e i langsamen G e s c h w i n d i g k e i t e n d i e
Kopff o r m belan:los i s t , u n d v e r h a l t n i s m a s s i g langsame G e s c h w i n d i g k e i
-t e n kamen für d i e Un-tersuchung' von Nachs-trom und Sog i n Frage,
n u r
veil T / n h r s c h e i n l i c h / b e i i h n e n w e s e n t l i c h o B i n f l u s s e auftreten»
Dio v e r s c h i e d e n e n H i n t e r s c h i f f s f o r m e n wurden d u r c h
R o t a t i o n e i n e r h a l b e n S i n u s k u r v e g e b i l d e t , d i e b c i g l e i c h e r
Am-v e r s c h i e d e n e r , , ^
p l i t u d e von S:^&^e.h»» Lange war. Es e n t s t a n d e n dadurch d i e m
Pigo 1 d a r g e s t e l l t e n 6 K o r p e r f o r m e n . Ausserdem vmrde e i n e s i e
b e n t e K o r p e r f o r m u n t e r s u c h t , d i e b i s zum h i n t e r e n Ende z y l i n
-d r i s c h ausgeführt wur-de m i t e i n e r k l e i n e n Abrun-dung -d e r h i n t e r e n
Kanton. H i n t e r d i e s e n Körperformen, d i s a l l e 300 mm Durchmcsser
h a t t e n , "Turde e i n P r o p e l l e r von 200 mm Durchmesser und 200 mm
Stei:;:ung b e i v e r s c h i e d e n e n F o r t s c h r i t t s g r a d e n von O - i g e f a h r e n .
Die s i e b e n Körporformon haben f o l g e n d e V o r h a l t n i s s e :
M o d e l l
218 .
Volumen
cdm
O b e r f l a c h o
. cxdm .
Völligkeit des
0,9 m langen
H i n t e r s c h i f f e s
I
344,95
366 ,1
0,407
I I
251,2
368,7
0,506
I I I
257,5
371,3
0,604
IV
263,8
573,9
0,704
V
267,0
375,2
0,752
V I
270 ,0
376 ,5
0.803
VTI
282,2
388,7
0,993
Es
Es wurde z u n a c h s t , w i e b e i einem g e w o h n l i c h e n M o d e l l
-v s r s u c h , d e r W l d e r s t a n d d e r s i e b e n Körper ohne P r o p e l l e r
gemes-son. Darauf wurde d e r W i d e r s t a n d des Körpers m i t P r o p e l l e r i n
den v e r s c h i e d e n e n Zustanden gemessen sowie Schub, Drehmoment
und T o u r e n z a h l des P r o p e l l e r s . D i e E r g e b n i s s e s i n d i n
F i g o2
und 3 d a r g e s t e l l t . Die Erhöhung des W i d e r s t a n d e s m i t P r o p e l l e r
gegenüber dem Y f i d e r s t a n d ohne P r o p e l l e r z e i g t den S o g e i n f l u s s
des P r o p e l l e r s b e i den v e r s c h i e d e n e n Körpern.
E i n V e r g l e i c h des r e i n e n R e i b u n g s w i d e r s t a n d e s , w i e
e r nach P l a t t e n v e r s u c h e n e r r e c h n e t
w i r d ,m i t dem
Gesamtwider-s t a n d deGesamtwider-s Gesamtwider-s c h l a n k e Gesamtwider-s t e n KörperGesamtwider-s - 218 I - z e i g t ( i n P i g . 2 ) , daGesamtwider-sGesamtwider-s
d e r z u s a t z l i c h e W i r b e l v / i d e r s t a n d n u r ganz g e r i n g i n d e r Grosse
von etwa 2% a u f t r i t t , und dass Oberflacheneinflüsse j e d e n f a l l s
b e l a n g l o G
s i n d . Der ïïiderstand wachst
e r s ts t a r k e r von M o d e l l
218 V, d.h. 0,75 an. "
A l s B e i s p i e l , w i e d i e Versuche durchgeführt wurden,
d i e n t F i g , 4 . Nachdem d e r ïïiderstand ohne P r o p e l l e r gemessen
v/ar-wurde p r o g r e s s i v m i t 4 k o n s t a n t e n T o u r e n z a h l e n des P r o p e l l e r s
c e f a h r o n , sodass für j e d e n Körper 5 W i d e r s t a n d s k u r v e n , 4
Schub-k u r v o n und 4 DrehmomentSchub-kurves e n t s t a n d e n . -A.us d i e s e n Schub-konnten
dann d i e ïïerto, b e i v/elchen d e r Schub des P r o p e l l e r s g l e i c h dem
ïïiderstand der S c h i f f s f o r m i s t , wobei a l s o d e r P r o p e l l e r d i e
S c h i f f s f o r m m i t d e r b e t r o f f e n d e n G e s c h w i n d i g k e i t t r e i b t ,
besond e r s a u s g e w e r t e t werbesonden, unbesond besond i e b e i besondiesera G l e i c h s g e w i c h t s z u
-s t a n d h e r r -s c h e n d e n ïïerte für d i e v e r -s c h i e d e n e n Körperforraen -s i n d
l n den K u r v e n b l a t t e r n ( F i g . 2, 3 und 4) a l s P r o p u l s i v f a h r t k u r
-von e i n g e t r a g e n .
UB ™ f e s t z u s t e l l s n , i n w e l c h e r Strömung d e r P r o p e l l e
b e i don v e r s c h i e d e n e n Formen t a t s a c h l i c h a r b e i t e t , vmrde d e r
Nachstrom gemessen, und zwar r i n g w e i s e durch g e e i c h t e
Flügelra-d e r . Diese Messungen ( F i g . 5 unFlügelra-d 6 ) z e i g e n , Flügelra-dass Flügelra-d e r Nachstrom
b e i d e n s c h l a n k e n Formen I , I I , U I , auch i n d e r M i t t e n i c h t b i s
zu 100% a n s t e i g t , wahrend e r b e i den völligeren Formen i n gan/.on
B e r e i c h 100f5 b e t r a g t , woraus zu ersehen i s t , dass b e i
d i e s e nFor-m e n von I V ab s i c h b e r e i t s e i n e Totwasserzone h i n t e r deFor-m Körper
a u s g e b i l d e t h a t . Aus d i e s e n ringförmigen Nachstrommessungen i s t
d u r c hI n t e g r a t i o n d e r m i t t l e r e Nachstrom bestimmt und i n F i g . 6
e i n g e t r a g e n f ü r CTesch.v/indigkeiten von 0,8, 1,2 und 1,6 m/sek.
i/enn d e r Nachsi-.-rnTng l e i e h m a s s i g a u f den P r o p e l l e r e i n w i r k e n
vürde, so müsste d e r m i t t l e r e Nachstrom, d e r s i c h aus d i e s e r
Flügelnessung e r g i b t , übereinstimmen m i t dem Nachstrom, d o r s i c h
aus d e r A n a l y s e d e r P r o p e l l e r w e r t e e r g i b t , wenn man d i o s p e z i
f i s c h e n Schübe des f r e i f a h r e n d e n und des h i n t e r dem Körper b o
-v r e g t e nP r o p e l l e r s m i t e i n a n d e r v e r g l e i c h t . Es z e i g t s i c h j e d o c h ,
dasö n u r b e i don s c h l a n k e n Körpern d e r P r o p e l l e r den Nachstrom
v o l l a u s n u t z t , dass dagegon, j e völliger d e r Körper w i r d , d e r
? r o p o l l a r n u r e i n e n g e r i n g e r e nNachstrom a u s n u t z t . Es mag d i e s
d a h e r r ü h r e n , d a s sd e r Totvmsserraum
i mI n n e r n des P r o p e l l e r s
n u r g e r i n g eWirkung h a t , und dass überwiegend d i e aussaren
l e i l ed a s P r o p e l l e r s für d i e Schubv/irkung l n Frage kommen.
Die NaiSistrom- und Sogwirkung des P r o p e l l e r s auf d i a
v a r s c h i e d e n e nKörperformen i s t i n F i g . 6 zusammenfassend d a r g o
-s t o l l t .Daraus e r g i b t s i c h , dass e i n e merkbare Vergrösserung
d e r c o g e n s o i t i g e nE i n w i r k u n g o i n t r i t t , wenn d e r
g r a d des H i n t e r s c h i f f e s g r o s s e r a l s 0,73 w i r d . Sin g l e i c h e s
Verh a l t c n z e i g t aucVerh d e r n o m i n e l l e S l i p , d e r e b e n f a l l s bex V o l l i g
-k e i t s g r a d e n über 0,73 s t a r -k anv/iichst ( F i g . 7 ) .
I n F i g . 8 i s t d e r g e g e n s e i t i g e S i n f l u s s d e r eiijüelnen
F a k t o r o n
z u s a i m e n g e t r a g G n .Es z e i g t
s i c h ,dass d e r P r o p e l l e r
-w i r k u n g s g r a d i n f o l g e des s t a r k zunehmenden S l i p s s t a r k e r
a b f a l l tA n d s r e r s e i t s e r g i b t d i e besonders g r o s s e Zunahme des Nachstromes
über e i n e n Völligkeitsgrad von 0,73 h i n a u s e i n A n s t e i g e n des
Gütegrades d o r S c h i f f s f o r m , d e r Ja e i n P r o d u k t aus d e r Nachstrom
und Sogv^irkung d a r s t e l l t . Dcr Gesamtgütegrad d e r P r o p u l s i o n a l s
P r o d u k t ces S c h i f f s f o r m g u t e g r a d e s und d e s P r o p e l l e r w i r k u n g s
-grades z e i g t daher, dass d e r zunehmende Nachstrom zunachjs_t_b_ei_
v o l l i g e r e n Formen e i n A n s t e i g e n des P r o p u l s i o n s w i r k u n g s g r a d e s
b e d i n g t . E r s t b e i Formen, d e r e u Völli'::keit über 0,78 bstragt?,
n a c h t s i c h e i n A b f a l l e n des P r o p u l s i o n s w i r k u n g s g r a d e s
bemerk-b a r , das
d a n nb e i g r o s s e r e n Völligkeiten über 0,8 h i n a u s r a s c h
zunimmt.
I n F i g . 9 s i n d d i e den P r a k t i k e r n a m e n t l i c h i n t e r
-e s s i -e r -e n d -e n L -e i s t u n g s g r a d -e a u f g -e t r a g -e n , n a m l i c h das V -e r h a l t n i s
von ïïiderstandsleistung z u r T r a n s p o r t l e i s t u n g , das dem
Verh a l t n i s von T/iderstand zum Deplacem.ent und d e r i n d e r F l u g t e c Verh
-n i k - e b r a u c h l i c h e -n sogöSiï-n-nte-n G l e i t z a h l , d.h. dem V e r h a l t -n i s
von ïïiderstand zum A u f t r i e b e n t s p r i c h t , f e r n e r das V e r h a l t n i s
von M a s c h i n e n l e i s t u n g z u r T r a n s p o r t l e i s t u n g .
Die b e i d e n L e i s t u n g s g r a d e u n t e r s c h e i d e n s i c h . öa-durch,
d ü s o
d e r e r s t e n u r d i e E i g e n s c h a f t e n d e r r e i n e n S c h i f f s f o r m
ohne P r o p e l l e r k e n n z e i c h n e t , w^ihrond d e r z w e i t e d i e P r o p e l l e r
V f i r k u n c
e n t h a l t und das K r i t e r i u m d a r s t e l l t , welches für den
p r a k t i s c h e n B e t r i e b massgebend i s t o
Ganz a l l s e m e i n g e h t aus P i g . 9 h e r v o r , daes d e r r e i n e
S c h i f f s w i d e r s t a n d b e i Völligkeitsgraden über .78 a l l m a M i c h r e
-l a t i v s t e i g t , sodass e r b e i ƒ - 0,80 schon i O % , b e i - / - 0,9
be-r o i t s 35 bi.?! 4.5^ höhebe-r i s t a l s b e i t/ = 0,70
B e i E i n i v i r k u n g des P r o p e l l e r s ve.rschiebt s i c h d i e
w i r t s c h a f t l i c h a u s n u t z b a r e Völligkeit etwas nach oben i n f o l g e
der Nachstromausnutzung des P r o p e l l e r s so n a i a l i c h , dass b e i
- 0,76 d e r L e i s t u n g s g r a d e r s t 5 - 7 % s c h l e c h t e r i s t al's b e i
- 0,40. B e i ^ r 0,8 w i r d e r um 13% s c h l e c h t e r , dann f i l l a S V ^
d i n g s v o r s c h l e c h t e r t e r s i c h r a p i d e und w i r d b e i
<
.
;
' = 0,S u a
100^3 s c h l e c h t e r . Daraus e r k l a r t s i c h d e r o f t b e s t a t i g t e
plötzlich«*4r©iienorm s t e i g e n d e L e i s t u n g s b e d a r f s e h r v e i l i g e r F r a c h t
und F l u s s c h i f f e , b e i denen ausser d u r c h d i e völlige H i n t e r
-s c h i f f -s f o r m . auch noch d e r Z u f l u -s -s zum P r o p e l l e r u n t e r Um-stan-
Umstan-den d u r c h d i e Nahe des FlussboUmstan-dens b e h i n d e r t w i r d .
I n t e r e s s a n t i s t d i e F e s t s t e l l u n g b e i dem stumpf
ab-s c h l i e ab-s ab-s e n d e n P l l n t e r ab-s c h i f f , daab-sab-s h l e r b e i d e r P r o p e l l e r
über-haupt k e i n T/asser mehr von v o r n e r h a l t , senders es s i c h von
h i n t e n heransaugefi muss, um es dann wi-eder b e s c h l e u n i g t nach
h i n t e n h e r a u s z u s c h l e u d e r n , Nachstrom und S l i p s t e i g e n daher
b e i d e über 100^. Dass s o l c h e F a l l e auch i n W i r k l i c h k e x t v o r ¬
kommen, h a t s i c h kürzlich b e s t a t i g t , indem e i n a k n l i c h völliges
D o p p e l s c h r a u b e n - P l u s s c h i f f i n f o l g e d i e s e r , von den Schrauben
e r z e u g t e n VorwÈirtsströmung h i n t e r dem Heck e i n e e s t g e g e n g e s e t z t e
Ruderv/irkung e r f u h r und m i t h a r t St.B. g e l e g t e m Ruder nach B.B.
f u h r . .
Die Völligkeitsgrenze l i e g t a l s o bei^-'= 0,76 - 0,78,
s i e i s t e i n e s e h r e r n s t e Grenze, deren U e b e r s c h r e i t u n g sehr
t e u e r zu stehen kommen kann.
Des v / e i t e r e n i s t nun noch b e i einem Aer Körper d e r
E i n f l u s s d e r F r o p e l l e r l a g e u n t e r s u c h t und d i e E r g e b n i s s e s i n d
i n F i g . 10 d a r g e s t e l l t v/orden.
Vfahrend d i e b i s h e r i g e n Versuche a l l e m i t einem
be-stimmton Abstv",nd von 15 mm des P r o p e l l e r s vom H i n t e r s c h i f f
aus-geführ-t vror-den' s i n d , i s t b e i dem Körper V I von 0,8 Völligkeit
der S i n i l u s s von 4 v e r s c h i e d e n e n Abstiinden zwischen M o d e l l und
P r o p o l l o r u n t e r s u c h t v/ordon. Es h a t s i c h d a b e i g e z e i g t , dass
der Gescntwirkungs^ï^ad d o r P r o p u l s i o n um so bossor 7 / i r d , j e
nahc'r d s r P r o p e l l e r an d o r S c h i f l s i o r m a r b o i t e t , veil d e r
Nachs t r o m v e r h a l t n i Nachs m a Nachs Nachs i g mehr zunimmt a l Nachs d e r Sog. Der U n t e r
-s c h i o d im L e i -s t u n g -s g r a d b e t r a g t b i -s zu 8%. D i e -s y -s t e m a t i -s c h e n
Versuche b e s t a t i g e n a l s o d i e auch sonst schon h a u f i g gemachte
Ei-fahrung, dass os d a r a u f ankommt, den P r o p e l l e r i n demjenigen
B e r : i c h d e r S c h i f f s f o r m a r b e i t e n zu l a s s e n , wo d e r Nachstrom
möglichst k o n z e n t r i e r t i s t . D i e s e r Satz i s t abor auch umkehrbar
i n - s o f e r n , a l s d i e E r f a h r u n g e b e n f a l l s g e l e h r t h a t , dass es
•..•ichtig i s t , wenn d i e Lage des P r o p e l l e r s aus bestimmten
Grün-d u r c h G e s t a l t u n g Grün-d e r S c h i f f s f o r m
den vorgegebon i s t , den Nachstrom/im B e r e i c h des P r o p e l l e r s zu
k o n z e n t r i e r e n , um e i n e g i i n s t i g e Ausnutzung d e s s e l b e n zu s i c h e r n .
Von Bodeutung i s t s c h l l e s s l i c h noch d i e F e s t s t e l l u n g ,
dass d e r L e i s t u n g s g r a d e i n - s s o l c h e n symmetrisehen, rohrförmigen
Schiffskörpers b o i mSssi-on G e s c h v / i n d i g k e i t e n , d.h. b e i
Froude'schen Zahlen b i s zu = 0,26, d.h. i n einem B e r e i c h , i n
don f a s t e l l o nonnalen H a n d t f ^ s c h i f f e f a h r e n , s i c h nur un etwa
5% v e r s c h l e c h t o r t , wenn d e r Völligkeitsgrad des H i n t e r s c h i f f e s
von 1^,4 b i s auf 0,7 g o s t e i g e r t w i r d .
Pür d i o u n t o r s u c h t e n V e r h a l t n i s s e , b o i denen d i a
Pro-p o l l a r f l a c h e 4/9 dos S c h i f f s f o r m q u e r s c h n i t t o s b e t r a g t und d i o
Form- und Z u f l u s a v a r h a l t n i s s o so günstig w i e möglich s i n d , w i r d
d i a Vorschlochtarüng dos L o i s t u n g s g r a d e s m i t zunehmender
Völ-l i f - ' k 3 i t
