VERSUCHSANSTALT FUR WASSERBAU UND SCHIFFBAU
Widerstand und Propulsion -Erste Ergebnisse der VWS-Gleitkatamaran-Serie '89
B e r i c h t Nr.: 1230/93 (106) E r w e i t e r t e r
Text des a n l a g l i c h des I 6 . BMFT-Statusseminars am 2 1 . 10. 1993 i n Hamburg gehaltenen Vortrages.
Der B e r i c h t umfa^t 21 T e x t s e i t e n 32 Abbildungen B e r l i n , den 05.11.1993 Der D i r e k t o r Der B e a r b e i t e r Prof. Dr. H. Amann Dr.-lng. B. M i i l l e r - G r a f
WIDERSTAND UND PROPULSION
-ERSTE ERGEBNISSE DER VWS-GLEITKATAMARAN-SERIE 89
Dr.-lng. B. M i i l l e r - G r a f
Versuchsanstalt f i i r Wasserbau und S c h i f f bau, B e r l i n 1 . E i n l e i t u n g
Aufgrund des n i e d r i g e n Leistungsbedarfs gegenüber aquivalenten Mono-h u l l s und der TatsacMono-he, dap d i e s p e z i e l l e n EigenscMono-haften des Katama-rans weitgehend d i e Forderungen des Marktes nach s c h n e l l e n Fahrgast-fahren
- für den Küstennahverkehr, - für den urbanen Nahverkehr,
- für den t o u r i s t i s c h e n Ausflugsverkehr, - für den F e r i e n r e i s e v e r k e h r
erfüllen, s t e l l e n Gleitkatamarane s e i t M i t t e der 80er Jahre den e i n -zigen w e l t w e i t expandierenden Schiffbauzweig dar. Von der F l o t t e der 1988 i n Dienst b e f i n d l i c h e n mehr a l s 25 kn schnellen 584 Fahrgastfah-ren e n t f i e l e n 28 % auf Katamarane. Etwa d i e H a l f t e der I65 Katamaran-E i n h e i t e n waren 25 b i s 35 m l a n g und 30 b i s 40 kn s c h n e l l .
Für diesen Katamarantyp s i n d b i s heute aus Konkurrenzgründen w e l t w e i t keine brauchbaren Unterlagen veröffentlicht worden, m i t deren H i l f e es möglich i s t ,
- d i e optimale Rumpfform auszuwahlen, - den Leistungsbedarf zu e r m i t t e l n und - das Seeverhalten
abzuschatzen.
Den deutschen m i t t e l s t a n d i s c h e n Werften standen daher im Gegensatz zu i h r e n auslandischen Konkurrenten keine geeigneten Entwurfsunterlagen zur Verfügung, um i n den rasch wachsenden Markt s c h n e l l e r Katamaran-fahren e i n s t e i g e n zu konnen.
Um diesen Mangel zu beheben, wurde i n der VWS b e r e i t s 1984 e i n Pro-gramm zur systematischen Untersuchung von Gleitkatamaranen e n t w i c k e l t , dessen V e r w i r k l i c h u n g aber e r s t im Rahmen des BMFT-Förderschwerpunktes SUS, Teilvorhaben A "Gleitkatamarane", moglich wurde.
2.Zielsetzung
Z i e l des d i e Hydrodynamik s c h n e l l e r Katamarane b e t r e f f e n d e n T e i l s des BMFT-Vorhabens SUS A, an dem d i e d r e i deutschen Schiffbau-Versuchsan-s t a l t e n b e t e i l i g t Schiffbau-Versuchsan-s i n d , i Schiffbau-Versuchsan-s t eSchiffbau-Versuchsan-s, auf der Grundlage e i n e r Schiffbau-Versuchsan-sySchiffbau-Versuchsan-stematiSchiffbau-Versuchsan-sch e n t w i c k e l t e n Knickspant-Katamaran-Serie
- Erkenntnisse über den E i n f l u ^ der b e i diesem S c h i f f s t y p w i c h t i g s t e n Formparameter auf Widerstand, Leistungsbedarf und Seeverhalten zu e r a r b e i t e n und
- Daten für eine z u v e r l a s s i g e Prognose des Leistungsbedarfs und des Seeverhaltens zu e r s t e l l e n .
Die Systematik der Katamaran-Serie s o l l t e entwurfsbezogene Daten für jede der v i e r von den Werften zu entwerfenden Katamarangropen
L è 20,0 m (Fassmer W e r f t ) ,
L ^ 6 0 , 0 m (Peene-Werft), L > 6 0 , 0 m (HDW AG) l i e f e r n ,
Widerstands- und Propulsionsversuche waren
- im t i e f e n Wasser h^/L^L > 1.0 b e i der HSVA und der VWS, - im Wasser begrenzter T i e f e h^/L^L ca. 0 , 8 b e i der SVA, - im extrem flachen Wasser h^^/LwL < 0 , 5 b e i der VBD
durchzuführen, um den E i n f l u p der Wassertiefe auf den Leistungsbedarf aufzuzeigen.
Die Ergebnisse der Widerstands- und Propulsionsversuche s o l l t e n i n e i n e r für d i e p r a k t i s c h e Anwendung geeigneten Form d a r g e s t e l l t und darüber hinaus so a u f b e r e i t e t werden, dap s i c h m i t H i l f e e i n f a c h e r K o r r e k t u r f a k t o r e n für den I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d auch d i e s y s t e m a t i -schen Widerstandsdaten s c h n e l l e r Monohullserien i n engen Grenzen für d i e Leistungsprognose von Gleitkatamaranen verwenden lassen. Ferner s o l l t e m i t H i l f e der L e i s t u n g s g l e i t z a h l e n d i e e r f o r d e r l i c h e A n t r i e b s -l e i s t u n g der Motore b e r e i t s i n einem frühen Entwurfsstadium e r m i t t e -l t werden konnen.
3.Auslegung der VWS-Katamaran-Serie 89
Die Auslegung d i e s e r systematisch v a r i i e r t e n Serie beruht auf e i n e r s t a t i s t i s c h e n Auswertung von 200 b i s I 9 8 9 gebauter, mehr a l s 25 kn s c h n e l l e r Katamarane m i t Langen b i s zu maximal 4 9 , 0 m. Die ursprüng-l i c h e Ausursprüng-legung k o n z e n t r i e r t e s i c h auf den meistgebauten Katamarantyp, d i e 25 b i s 35 m langen Nahverkehrsfahren m i t b i s zu 200 Fahrgasten, der v i e l f a c h einsetzbar i s t und auperdem noch d i e Möglichkeit zur F e r t i g u n g i n k l e i n e n Seriën b o t , da der B e t r i e b von Nahverkehrsverbindungen s t e t s mehrere k l e i n e E i n h e i t e n und n i c h t wie im F e r i e n r e i s e -verkehr e i n i g e wenige, dafür aber um so g r o t e r e E i n h e i t e n e r f o r d e r t . Ferner entsprachen d i e Hauptabmessungen der Nahverkehrsfahren
weitge-hend dem Fertigungskonzept der m i t t e l s t a n d i s c h e n Werften. Fiir diesen Fahrzeugtyp wurden d i e folgenden Langen-Breiten-Verhaltnisse der Demi-h u l l s gefunden:
- M i t t e l w e r t L ^ l / ^ D H = 9.55.
- Maximalwert L^^l/Bqpj = 11,55.
- Minimalwert L^^L/BDH =
7.55-Im Rahmen d i e s e r d r e i V e r h a l t n i s w e r t e s o l l t e n a l l e d i e Formparameter v a r i i e r t werden, d i e den Widerstand von Knickspantriimpfen b e e i n f l u s -sen.
Aufgrund der Teilnahme der v i e r Werften an den Vorhaben SUS A, d i e fUr i h r e j e w e i l i g e KatamaranLange d e t a i l l i e r t e r e Leistungsdaten f o r d e r -ten, mupte d i e Zahl der Langen-Breiten-Verhaltnisse um den Wert
L w l / B d H = 13.55 v e r g r o p e r t werden, da m i t der absoluten Rumpflange auch d i e Gröpe des Langen-Breiten-Verhaltnisses zunimmt.
Die i n B i l d 3.1 v o r g e s t e l l t e Katamaran-Serie 89 der VWS i s t durch d i e nachstehenden Formparameter gekennzeichnet:
Langen-Breiten-Verhaltnis Luu./BDH
V i e r Langen-Breiten-Verhaltnisse werden u n t e r s u c h t : L ^ ^ l / B ^ h = 7.55;
9,55: 11.55; 13.55- Der k l e i n s t e Wert g i l t a l s M i t t e l w e r t für 10 b i s 20 m lange Katamarane, der gröpte Wert a l s M i t t e l w e r t für d i e i n der
Wasserlinie 50 m langen Katamarane. Für d i e etwa 80 m langen Katama-rane der HDW AG ware sogar e i n Wert von L^U^m = 15.55 e r f o r d e r l i c h gewesen.
Da b e i der Gropausführung m i t dem Langen-Breiten-Verhaltnis d i e Lange i n der Wasserlinie zunimmt, wurde diese Tendenz auch b e i den Modellen v e r w i r k l l c h t . Bei einem nahezu konstanten V e r h a l t n i s von B d h / T r wachst d i e Lange der Modelle von L ^ l = 3.6 m b e i L ^ l / B d H = 7.55 auf L ^ l =
5,6 m b e i L ^ l / B d r = 13.55 an. Die Wasserlinienlangen der Gropausfüh-rung betragen hierfür L]^ = 23,5 m und 36,5 m.
Spantform
I n f o l g e des s i c h b e i Dienstgeschwindigkeiten von V = 30 b i s kO kn b e i Wasserlinienlangen von L ^ l = 60,0 m e i n s t e l l e n d e n Zustandes des t e i l -weisen Gleitens wurde d i e hierfür optimale Knickspantform a l s Spant-form für d i e Katamaran-Serie vorgesehen. Da diese SpantSpant-form eine ko-stengünstigere Fertigung des Rumpfes a l s d i e Rundspantform e r l a u b t , wurde d i e Vergroperung der benetzten Flache und des Reibungswiderstan-des um maximal 3 % a l s v e r t r e t b a r angesehen.
Die Erweiterung der Katamaran-Serie auf d i e mehr a l s 60 m langen Ein-h e i t e n der HDW AG füEin-hrte b e i den vorgeseEin-henen DienstgescEin-hwindigkeiten von V = 35 b i s 40 kn h i e r zu den r e l a t i v n i e d r i g e n Froude-Zahlen von ca. Fn = 0,65 b i s 0,7. Diese Katamarane l a u f e n daher n i c h t wie d i e 25 b i s 35 m langen Einheiten im oberen Bereich des t e i l w e i s e n G l e i t e n s , sondern im unteren, d i c h t über der r e i n e n Verdrangungsfahrt. Für Froude-Zahlen von etwa 0,6 b i s 0,7 bedingt d i e Rundspantform einen n i e d r i g e r e n Widerstajid a l s d i e Knickspantform. Aus diesem Grund wurde b e i dem gropten Langen-Breiten-Verhaltnis L ^ l / B d H " 13,55 für eine m i t t l e r e Aufkimmung von = 27°
- e i n Katamaran i n r e i n e r Rundspantbauweise und
- e i n Katamaran m i t Rundspanten im V o r s c h i f f und Knickspanten im Achter-s c h i f f
vorgesehen. Spantsymmetrie
Zur Klarung des E i n f l u s s e s der Spantsymmetrie auf den Leistungsbedarf wurden für das k l e i n s t e Langen-Breiten-Verhaltnis d r e i Spantformen vorgesehen:
- d i e symmetrische, b e i der s i c h der K i e l des Demihulls auf Bdh/2
b e f i n d e t ,
- d i e asymmetrische, b e i der der K i e l r e l a t i v zur M i t t e des Katamarans auf der I n n e n s e i t e des Demihulls auf BpH angeordnet i s t ,
- d i e semi-symmetrische, b e i der der K i e l bezüglich der M i t t e des Katamarans auf Bdh/'* der inneren H a l f t e des Demihulls l i e g t .
M i t der h i n s i c h t l i c h des Leistungsbedarfs im g l a t t e n Wasser a l s o p t i -mal gefundenen symmetrischen Spantform s o l l t e n d i e d r e i gröperen Langen-Breiten-Verhaltnisse untersucht werden.
Aufkimmung
Da d i e Aufkimmung des Bodens - den Widerstand,
- den hydrodynamischen A u f t r i e b ,
das Seeverhalten, d. h. Stampfamplituden und V e r t i k a l b e s c h l e u n i g u n -gen im V o r s c h i f f
b e e i n f l u p t , wurden für a l l e Langen-Breiten-Verhaltnisse am Hauptspant j e d r e i Aufkimmungen,
Pm = 38°; Pm = 27°; Pm = 16°,
am Spiegel dagegen für a l l e symmetrischen Spantformen eine Aufkimmung von PxR = 6°
vorgesehen.
Die d r e i Auf kimmungen wurden so gewahit, dap s i e i n Verbindung m i t der j e w e i l i g e n Spiegeltauchung eine hydrodynamisch zweckmapige Anord-nung der d r e i vorgesehenen Propulsoren erlauben.
Die gröpte Aufkimmung b e s i t z t d i e k l e i n s t e Spiegeltauchung und ermög-i ermög-i c h t daher, v o l l g e t a u c h t e P r o p e l l e r unter dem hochgezogenen Boden des A c h t e r s c h i f f e s unterzubringen.
Die m i t t l e r e Aufkimmung i s t m i t e i n e r m i t t l e r e n Spiegeltauchung kombi-n i e r t . Hierdurch kökombi-nkombi-nekombi-n t e i l g e t a u c h t e oder v o l l g e t a u c h t e P r o p e l l e r
Die k l e i n s t e Aufkimmung ermögiicht d i e Anordnung von Wasserstrahlan-t r i e b e n , deren Einlapöffnungen s i c h aufgrund der h i e r gröpWasserstrahlan-ten Spie-geltauchung v e r h a l t n i s m a p i g t i e f unter der Wasseroberflache befinden und somit weitgehend gegen L u f t e i n b r u c h geschützt s i n d .
Die asymmetrische Spantform weist am Hauptspant eine Aufkimmung von
^^ = 21° und am Spiegel von pxR = 3° auf.
Für d i e semi-symmetrische Spantform betragen d i e entsprechenden Werte
Pm = 5 5 7 2 6 ° und P t r = i2°/4°.
Spiegeltauchung
Die auf den Tiefgang des Rumpfes geltauchung b e t r a g t b e i
= 38°: T t r / T h = 0 . 5 1 2 ;
Pm = 27°: T t r / T h = 0,69 - 0,71;
Pm = 16°: T t r / T h = 0,92 - 0,95.
ohne Totholz bezogene r e l a t i v e
Spie-Verdr'angung
A l l e Formvarianten wurden e i n h e i t l i c h für eine Gropausführungsverdran-gung von A = 111,6 t ausgelegt. Jedoch s o l l t e n z u s a t z l i c h eine 15 % k l e i n e r e und e i n 15 % gröpere Verdrangung untersucht werden.
Verdrangungsschwerpunkt
Eine nahezu konstante Lage des Verdrangungsschwerpunktes der Lange nach m i t XAB/LPP = 0,426 konnte nur für d i e grope Aufkimmung b e i a l l e n Langen-Breiten-Verhaltnissen eingehalten werden. Innerhalb eines Lan-gen-Breiten-Verhaltnisses wandert der Verdrangungsschwerpunkt m i t abnehmender Aufkimmung nach achtern von XAB/LPP = 0,426 b i s auf XAB/LPP = 0,38.
Rumpfabstand
Die S c h i f f s d a t e n l i s t e z e i g t e einen von der absoluten Wasserlinienlange weitgehend unabhangigen r e l a t i v e n Rumpfabstand m i t einem M i t t e l w e r t von B t / L w l = 0,167. I n Anbetracht der meist sehr begrenzten Anlege-moglichkeiten wurden a l l e Katamarane nur m i t diesem Rumpfabstand untersucht, zumal s i c h wahrend der Versuche z e i g t e , dap oberhalb Fn =
0,6 b e i den gropen Langen-Breiten-Verhaltnissen L ^ l / B d h > 11-55 der I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d verschwindet und somit eine Vergröperung des Rumpfabstandes im Bereich des t e i l w e i s e n G l e i t e n s keine Leistungsver-besserung h e r v o r r u f t .
Propulsionsorgane
Die Propulsionsversuche i n der VWS s o l l t e n m i t v o l l g e t a u c h t e n , subka-v i t i e r e n d e n P r o p e l l e r n
- h i n t e r einem T o t h o l z , - an schragen Wellen und - t e i i w e i s e g e t u n n e l t
sowie m i t t e i l g e t a u c h t e n P r o p e l l e r n - h i n t e r dem Spiegel und
- t e i i w e i s e g e t u n n e l t durchgefuhrt werden.
Die t e i l g e t a u c h t e n P r o p e l l e r waren m i t Zustromklappe zu untersuchen. S p r i t z l e i s t e n
Aufgrund der sehr gropen Aufkimmung der V o r s c h i f f s s p a n t e n wurde von vornherein eine aufgesetzte d r e i e c k i g e S p r i t z l e i s t e e n t l a n g e i n e r von den Reedern und den Werften v e r l a n g t e n i n t e g r i e r t e n Abripkante vorge-sehen, um das Hochlaufen des S p r i t z e r s an der Aupenhaut innen b i s zum Tunneldach und aupen b i s zum Deck auszuschliepen. Die Abmessungen von Abripkante und S p r i t z l e i s t e wurden h i e r b e i den Angaben [ l ] entnommen.
Anhange
Aufgrund der u n t e r s c h i e d l i c h e n Anordnung der Propulsionsorgane waren auch verschiedene Anhangskonfigurationen zu untersuchen.
Am Boden der Demihulls a l l e r Katamarane, auch der m i t der k l e i n s t e n Aufkimmung, war zunachst achtern j e e i n Totholz vorgesehen, um
- das 6° - 8° i n F a h r t r i c h t u n g a n g e s t e l l t e Stevenrohr aufzunehmen, - d i e Rümpfe r e l a t i v e i n f a c h doeken zu können,
- im H i n b l i c k auf d i e a u s s c h l i e p l i c h e Fahrt i n Kustengewassern m i t be-grenzten Wassertiefen d i e P r o p e l l e r v o r Beschadigungen im F a l l von Grundberührungen zu schützen,
- beim Einsatz i n Entwicklungslandern das T r o c k e n f a l i e n des Rumpfes zwecks Reinigung des Bodens und der P r o p e l l e r zu ermögiichen.
Das Totholz wies daher eine Höhe auf, d i e dem Propellerdurchmesser zuzüglich des Betrages des P r o p e l l e r f r e i s c h l a g e s entsprach.
Die Untersuchungen m i t f r e i e n schragen Wellen und m i t Tunneln s o l l t e n nur b e i e i n i g e n Formvarianten durchgeführt werden. B e i den Versuchen m i t schragen Wellen war das i n den K i e l übergehende Totholz zu e n t -fernen. Das Ruder war zwecks s c h n e l l e r e n Ziehens der Schwanzwelle um 0,2 m b e i der Gro pausführung aus M i t t e Totholz nach innen verschoben angeordnet worden.
Trimmklappen
A l l e Rümpfe besagen zur Verminderung des Widerstandes eine über d i e gesamte B r e i t e des Spiegels veriaufende e i n s t e l l b a r e Trimmklappe.
4.Versuchsprogramm
4.1 Widerstandsversuche m i t a l l e n Katamaranen
- b e i einem Katamaran j e Langen-Breiten-Verhaltnis b e i e i n e r Verdrangung von A = 123,8 t ,
- b e i den v i e r A n s t e l l w i n k e l v a r i a t i o n e n des S t a u k e i l s 6^ = 0°,
4°, 8° und 12,°
- b e i einem l i c h t e n Rumpfabstand von B ^ / L l w l = 0 , l 6 7 ,
- j e w e i l s i n einem Geschwindigkeitsbereich = 0,25 b i s 1,35
4.2 Widerstandsversuche m i t a l l e n Einzelrümpfen zwecks Bestimmung
des I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d e s
- b e i den halben Verdrangungen des Katamarans, - b e i den g l e i c h e n A n s t e l l w i n k e l n des S t a u k e i l s und
- i n dem g l e i c h e n Geschwindigkeitsbereich wie beim Katamaran
4.3 Widerstandsversuche m i t dem aus den beiden asymmetrischen S e i
-tenrümpfen zusammengesetzten Monohull - b e i den g l e i c h e n Verdrangungen,
- b e i den g l e i c h e n A n s t e l l w i n k e l v a r i a t i o n e n des S t a u k e i l s , - i n dem g l e i c h e n Geschwindigkeitsbereich F^ = 0,25 b i s 1,35
wie im F a l l des Katamarans
4.4 Propulsionsversuche
4.4.1 T o t h o l z k o n f i g u r a t i o n : a l l e Katamarane
- b e i e i n e r Verdrangung A = 111,6 t ,
- b e i der optimalen S t a u k e i l a n s t e l l u n g 6^ = 8° - b e i einem l i c h t e n Rumpfabstand B^/LV^L, = 0,l67,
- i n einem Geschwindigkeitsbereich von F^ = 0,25 b i s 1,355, - b e i Tank- und Probefahrtsbedingungen
m i t subkavitierenden P r o p e l l e r n zweier Durchmesser und v e r s c h i e -dener S t e i g u n g s v e r h a l t n i s s e
Versuchsbedingungen wie 4.4.1
4.5 Seegangsversuche m i t ausgewahlten Katamaranen i n regelmagigen
Wellen von vorn
- b e i e i n e r Verdrangung A = 111,6 t ,
- b e i der optimalen S t a u k e i l a n s t e l l u n g 6^^ = 8°, - b e i v i e r Wellenlangen und j e d r e i Wellenhöhen,
- b e i v i e r Geschwindigkeiten zwischen = 0,5 und 1,0.
5.Ergebnisse
Obwohl d i e Widerstands-, Propulsions- und Seegangsversuche aufgrund des neunmonatigen A u s f a l l s des Schleppwagens noch n i c h t abgeschlossen s i n d , l i e f e r n d i e b e r e i t s durchgeführten Versuche so v i e l e neue Er-kenntnisse, dap h i e r nur d i e w i c h t i g s t e n i n gekürzter Form wiederge-geben werden können.
5.1 Widerstand
I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d
Der I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d s t e l l t d i e d r i t t e Hauptwiderstands-komponente des Rumpfwiderstandes von Katamaranen dar. Er i s t d i e D i f f e r e n z zwischen dem Katamaranwiderstand R^c und dem Wider-stand zweier unendlich w e i t voneinander angeordneter Demihulls
RiNTRT = RtC " 2 RdH- ^ Der I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d kann p o s i t i v sein und eine
Vergröpe-rung des Katamaranwiderstandes gegenüber dem der beiden Demi-h u l l s bedeuten. Der I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d kann aber aucDemi-h n e g a t i v s e i n und eine Verminderung des Katamaranwiderstandes bedeuten.
Unterhalb = 0,6 t r i t t b e i a l i e n Katamaranen e i n p o s i t i v e r I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d auf. Die Widerstandsvergröperung b e t r a g t f i i r d i e symmetrische Spantform
- b e i L w l / B d H = 7,55 maximal 29 %,
- b e i L w l / B d h = 11'55 maximal 20 %,
- b e i L w l / B d H = 13,55 maximal 17,5
des Widerstandes der beiden Demihulls. Zwischen F^ = 0,9 und Fn = 1,2 t r i t t e i n negativer I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d von b i s zu
7,5 % auf ( B i l d 5-1.1).
E i n f l u p der Katamaran-Konfiguration
Auf der Basis g l e i c h e r Verdrangung und Wasserlinienlange w e i s t der Katamaran m i t der symmetrischen Spantform gegenüber dem aus zwei asymmetrischen Rumpfhalften zusammengesetzten Monohull zwischen Fn = 0,5 und Fn = 1,25 einen b i s zu maximal 28 % k l e i -neren Widerstand auf ( 5 . 1 . 2 ) .
Oberhalb Fn = 1,3 w i r d der Widerstand des Katamarans zunehmend gröper a l s der des Monohulls ( B i l d 5.1-2).
E i n f l u p des Staukeils
Die Anordnung eines S t a u k e i l s s t e l l t d i e wirksamste Magnahme zur Verminderung des Rumpfwiderstandes von Katamaranen dar. Die Widerstandsabnahme i s t b e i L ^ l / B d h = 7,55 am gröpten (ca. 1 %
pro 1° S t a u k e i l a n s t e l l u n g ) und b e i L ^ l / B d H = 13.55 am k l e i n s t e n ( B i l d 5 . 3 ) . Die grope Widerstandsverminderung des S t a u k e i l s i s t nur durch das Zusammenwirken m i t e f f e k t i v e n S p r i t z l e i s t e n im V o r s c h i f f möglich. Weder S t a u k e i l noch S p r i t z l e i s t e n a l l e i n können d i e gemeinsam e r z i e l t e Widerstandsabnahme h e r v o r r u f e n . E i n f l u g der Spantsymmetrie
Der Katamaran m i t der symmetrischen Spantform w e i s t - den k l e i n s t e n Rumpfwiderstand,
- den gröpten p o s i t i v e n I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d und - den k l e i n s t e n negativen I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d auf.
Der Katamaran m i t der asymmetrischen Spantform i s t durch - den gröpten Rumpfwiderstand,
- den k l e i n s t e n p o s i t i v e n I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d und - den gröpten negativen I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d
gekennzeichnet.
Der Katamaran m i t der semisymmetrischen Spantform b e s i t z t
- gegenüber der symmetrischen Spantform einen ca. 3 % gröperen Rumpfwiderstand und
- den gröpten negativen I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d .
Für d i e Fahrt im g l a t t e n Wasser b e i Geschwindigkeiten des t e i l -weisen G l e i t e n s s t e l l t d i e symmetrische Spantform h i n s i c h t l i c h des Rumpfwiderstandes d i e günstigste Spantform dar. Der E i n f l u p der Spantsymmetrie nimmt m i t wachsendera Langen-Breiten-Verhal-t n i s ab.
E i n f l u g der Spantform
Bis etwa F^ = 0,45 entspr. FnV/2 = 1-0 der Rumpfwiderstand des Rundspantkatamarans b e i a l l e n Langen-Breiten-Verhaltnissen b i s zu 3 ^ k l e i n e r a l s der des Knickspantkatamarans. Oberhalb Fn = 0,5 entspr. FnV/2 = 1-2 w i r d der Rumpfwiderstand des Rund-spantkatamarans zunehmend g r o t e r ( B i l d 5-'+). der den r e l a t i v gröpten I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d aufweist ( B i l d 5-1)•
E i n f l u g der Aufkimmung
Innerhalb eines Langen-Breiten-Verhaltnisses v e r u r s a c h t b i s Fn =
1.0
- d i e k l e i n s t e Aufkimmung den gröpten und
Oberhalb = 1,2 bedingt
- d i e gröpte Aufkimmung den gröpten und
- d i e k l e i n s t e Aufkimmung den k l e i n s t e n Rumpfwiderstand,
Generell i s t der E i n f l u p der Aufkimmung auf den Rumpfwi-derstand
- b e i L w l / B d h = 7.55 am gröpten, - b e i L w l / B d H = 13.55 am k l e i n s t e n , E i n f l u g des L'angen-Breiten-Verh'altnisses
M i t der Zunahme des Langen-Breiten-Verhaltnisses nehmen der Rumpfwiderstand und der I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d sehr s t a r k ab, Ab
L w l / B d H = 11-55 t r i t t k e i n negativer I n t e r f e r e n z w i d e r s t a n d auf { B i l d e r 5.5.1 und 5.5.2).
E i n f l u g des Rumpfabstandes
Oberhalb Fn = 0,8 verursacht eine Vergröperung des
Rumpfabstan-des B t / L w l = 0.167
- f u r L w l / B d h = 7.55 eine Zunahme, - für L w l / B d H > 11-55 keine Anderung
des Katamaran-Widerstandes ( B i l d e r 5-2 und 5.5.2), E i n f l u p der Anhange
Der Widerstand der k o n v e n t i o n e i l e n schragen Wellen i s t s t e t s k l e i n e r a l s der des Totholzes, Er b e t r a g t b e i L ^ l / B d H = 7.55
etwa 55 % des Totholzwiderstandes, Dieser A n t e i l w i r d mit dem Langen-Breiten-Verhaltnis noch k l e i n e r , da m i t L ^ l / B d H die Ab-messungen des Totholzes und seine benetzte Oberflache zunehmen, d i e Lange der schragen Wellen jedoch unverandert b l e i b t .
Propulsion
Bei der Anordnung v o l l g e t a u c h t e r subkavitierender P r o p e l l e r üben Formparameter und Verhaltniswerte den gleichen E i n f l u p auf d i e P r o p e l l e r d r e h l e i s t u n g aus wie auf den Widerstand. Die Gröpe des mit der Geschwindigkeit von Fn = 0,55 b i s Fn = 1,35 s t e t i g zu-nehmenden Propulsionsgütegrades TID hangt weitgehend vom Schub-belastungsgrad ab und i s t daher
b e i den gropen L^L/BDHVerhaltnissen gröper a l s b e i den k l e i -nen ( B i l d 5.6),
- b e i der symmetrischen Spantform gröper a l s b e i der asymmetri-schen,
- b e i den Tankbedingungen gröper a l s b e i den Probefahrtsbedin-gungen. Die Propulsionsgütegrade s i n d - b e i Fn = 0,45 - 0,5 entsprechend Vs = 10 - 12 kn m i t no = ^'^9 am k l e i n s t e n , - b e i Fn = 1,1 - 1,35 entsprechend Vg = 35 b i s 40 kn m i t no = 0,725 am gröpten.
Den gröpten S c h i f f s e i n f l u p g r a d nn weist oberhalb Fn = 0,6 d i e symmetrische Spantform m i t 1,0 < < ^-035 auf. Den k l e i n s t e n S c h i f f s e i n f l u p g r a d verursacht d i e asymmetrische Spantform m i t
0,88 < HH ^ 1,0 ( B i l d 5.7).
Die für d i e Wellenneigung und den Trimmwinkel k o r r i g i e r t e n Sog-z i f f e r n betragen 0,08 < tx < 0,11.
Die Nachstromzahlen b l e i b e n b e i a l l e n Formvarianten unterhalb
Wx = 0,1. Sie sind b e i der asymmetrischen Spantform am k l e i n s t e n
Der Gütegrad der Anordnung HR b e t r a g t 0,98 < TIR ^ 1,04 und i s t b e i der asymmetrischen Spantform am k l e i n s t e n , b e i der e r u n t e r -halb TIR = 1,0 l i e g t ( B i l d 5 . 7 ) .
6. Zusammenfassung
Die b i s h e r i g e n Untersuchungen haben gezeigt:
1. Nur b e i k l e i n e n Langen-Breiten-Verhaltnissen L ^ ^ l / B d r < 9,55 h a t die Spantsymmetrie einen gropen E i n f l u p auf den Rumpfwider-stand.
2. Die symmetrische Spantform verursacht u n t e r h a l b = 1,3 den
k l e i n s t e n Widerstand und Leistungsbedarf.
3. M i t zunehmendem LangenBreitenVerhaltnis nehmen I n t e r f e r e n z
-und Rumpfwiderstand ab.
4. Die Rundspantform bedingt unterhalb F^ = 0,45 einen ca. 3
k l e i n e r e n Leistungsbedarf, verursacht aber den gröpten I n t e r -ferenzwiderstand .
5. Eine Vergröperung des Rumpfabstandes Uber den Wert B-p/L^^L = 0,167 hinaus b r i n g t nur f i i r F^ < 0,5 eine Verminderung, oberhalb
Fn = 0,6 jedoch eine Vergröperung des Katamaran-Widerstandes.
7. Widerstands- und Leistungsprognose
Die umfangreichen Versuchsergebnisse wurden so i n Diagrammform darge-s t e l l t , dap m i t i h r e r H i l f e r e l a t i v genau
- sowohl Widerstand und Schleppleistung - a l s auch d i e P r o p e l l e r d r e h l e i s t u n g
von Katamaranen m i t ahnlichen V e r h a l t n i s w e r t e n i n u n t e r s c h i e d l i c h e n Entwurfszustanden s c h n e l l und e i n f a c h e r m i t t e l t werden können.
Das a n a l y t i s c h e Verfahren geht von den Widerstands- oder Restwider-s t a n d Restwider-s g l e i t z a h l e n a h n l i c h e r Katamarane oder Restwider-syRestwider-stematiRestwider-scher Monohulls e r i e n auMonohulls, d i e für den S t a u k e i l e i n f l u p und für den I n t e r f e r e n z w i d e r -stand k o r r i g i e r t werden. Die P r o p e l l e r d r e h l e i s t u n g w i r d anhand des Propulsionsgütegrades r\-Q bestimmt, der d i r e k t den Diagrammen entnommen oder der aus seinen d r e i Komponenten no. ilH und T)r zusammengesetzt werden kann. S c h i f f s e i n f l u p g r a d und Gütegrad der Anordnung l i e g e n i n Diagrammform v o r ; T\Q kann m i t H i l f e systematischer P r o p e l l e r s e r i e n e r m i t t e l t werden.
Eine s c h n e l l e und d i r e k t e Abschatzung der A n t r i e b s l e i s t u n g von Katama-ranen i n einem frühen Entwurfsstadium, wenn nur Verdrangungen und Hauptabmessungen bekannt s i n d , i s t m i t H i l f e der im B i l d 5.8 über der Froudeschen Verdrangungszahl d a r g e s t e l l t e n L e i s t u n g s g l e i t z a h l eg mög-l i c h . Die e r f o r d e r mög-l i c h e Leistung am A b t r i e b s f mög-l a n s c h des Motors i s t durch EB • A • Vs Pb = kW 0,1982 m i t Vs S c h i f f s g e s c h w i n d i g k e i t kn A Verdrangungsmasse t gegeben. 8 . S c h r i f t t u m 1 Müller-Graf, B.: " E i n f l u p g e s t a f f e l t e r S p r i t z l e i s t e n auf d i e
Ausbildung des S p r i t z e r s und den Widerstand s c h n e l l e r Rundspant-boote". B e r i c h t Nr. 202/1988, Forschungszentrum des Deutschen S c h i f f b a u s . Hamburg, I 9 8 8 .
9. SYMBOLLISTE
1. Geometrie von S c h i f f und P r o p e l l e r
Index "M" bezeichnet das Modell Index "S" bezeichnet das S c h i f f
Symbol CC-Symbol Bezeichnung D e f i n i t i o n Ae AE Gestreckte Flügelflache Gestreckte Flügelflache
eines P r o p e l l e r s augerhalb der Nabe
AQ AO P r o p e l l e r k r e i s f l a c h e TT-dV^ B h BXDH Gröpte B r e i t e des
BxDH BXDH Demihulls i n der DWL
B q a b o a B r e i t e des Katamarans Gröpte B r e i t e des über a l l e s Katamarans B t BT Tunnelbreite L i c h t e r Abstand zwischen
den Demihulls i n der DWL B^R BTR S p i e g e l b r e i t e B r e i t e des Spiegels i n
der DWL D DP Propellerdurchmesser DWL DWL Entwurfswasserlinie
HQL HCL B o d e n f r e i h e i t Abstand zwichen Tunnel-decke und Wasseroberflache i g ANEN W a s s e r l i n i e n e i n t r i t t s
-winkel
L L Lange des Rumpfes (allgemein zwischen den Loten)
L q a LOA Lange über a l l e s Lpp LPP Lange zwischen den
Loten
Lj^L LWL Lange i n der Wasserlinie
P P P M i t t l e r e A r b e i t s s t e i g u n g
des P r o p e l l e r s auf 0,7 R Pq p p o Grundsteigung des
P r o p e l l e r s auf 0,7 R
SWH SWH Benetzte Oberflache Benetzte Oberflache ohne b e i Ruhe eingetauchte S p i e g e l f l a c h e
T h T t r Pm P t r A ^so TH TTR XAB NPB BETM BETTR MA DELW EPSSO DISV Rumpftiefgang
Tiefgang des Spiegels Abstand des Verdran-gungsschwerpunktes Anzahl der Propeller-flügel
Gröpter Tiefgang des Rumpfes ohne K i e l
Entfernung zwischen Ver-drangungsschwerpunkt und hinterem Lot
Aufkimmung m i t t s c h i f f s Aufkimmung auf L^^l/2 Aufkimmung am Spiegel
Verdrangungsmasse p.v A n s t e l l w i n k e l des S t a u k e i l s Wellenneigung
Verdrangungsvolumen
Winkel zwischen der Pro-p e l l e r w e l l e und der H o r i z o n t a l e n b e i Ruhe m m m rad rad t rad rad m^ 2. Widerstand und Propulsion
PlNTRT FINRT FN Gesamtinterferenz- ^SCAt/^SDH widerstandsfaktor FnV/2 Fes n Pb FNVOL FEPSS N PB P b t r p b t r P d PD P d t k p d t k Auf d i e Wasserlinien-lange bezogene Froude-zahl
Auf d i e halbe Katama-ranverdrangung bezogene Froudezahl G l e i t z a h l f a k t o r P r o p e l l e r d r e h z a h l A n t r i e b s l e i s t u n g (allgemein) A n t r i e b s l e i s t u n g u n t e r Probefahrtsbedingungen P r o p e l l e r d r e h l e i s t u n g 2^'Q-n b e i Fahrt im g l a t t e n Wasser P r o p e l l e r d r e h l e i s t u n g unter Tankbedingungen v/^g*LWL v/yg-(7/2) ES(6w)/ES(6w = 0) L e i s t u n g am Motor-a b t r i e b s f l Motor-a n s c h Hz kW kW kW kW
P d t r P e P e t k P e t r Q Rp RiNTRT R t c a t R t d h R t RXTR V Vs Acs ER ER PDTR PE PETK PETR Q RF RINRT RTCAT RTDH RT RTTR THDFX THPSI V VS WFTT DELES EPSB EPSR P r o p e l l e r d r e h l e i s t u n g unter Probefahrtsbe-dingungen Schleppleistung Tankschleppleistung Probefahrtsschlepp-l e i s t u n g S c h l e p p l e i s t u n g unter Tankbedingungen S c h l e p p l e i s t u n g unter Probefahrtsbedingungen Drehmoment (allgemein) Drehmoment am P r o p e l l e r
p/2-V^.Cf-Swh Reibungswiderstand (allgemein) Gesamtinterferenz-widerstand Gesamtwiderstand des Katamarans Gesamtwiderstand des Demihulls Gesamtwiderstand (allgemein) Gesamtwiderstand u n t e r Probefahrtsbedingungen RtCAT - ( 2 R t D h ) R'T
Fiir Wellenneigung und
Trimmwinkel k o r r i g i e r t e [ l - ]
S o g z i f f e r ET-fcosT A x i a l e r Schub Schub i n Richtung der
P r o p e l l e r w e l l e F o r t s c h r i t t s g e s c h w i n -d i g k e i t (allgemein) Geschwindigkeit im g l a t t e n Wasser Nachstromziffer, basierend auf S c h u b i d e n t i t a t R e l a t i v e Gesamtwider-standsanderung L e i s t u n g s g l e i t z a h l Restwiderstands-g l e i t z a h l (allgemein) E^SDH l ] - 1 0 0 ^SCAT Pp'/A'g'V R t - Rp V'p'g kW kW kW kW kNm kN kN kN kN kN kN kN m/s m/s
es EPSS EscAT EPSSC eSDH EPSSD ES(6w=0) EPSDWO ES(6W) HD
m
TIM nSH EPSDW ETAB ETAD ETAG ETAH ETAM ETA0 ETAR ETASH Gesamtwiderstands- R^ g l e i t z a h l (allgemein) V'p'g Gesamtwiderstands- ^TCAT g l e i t z a h l des Katamarans V"p*g Gesamtwiderstands- ^TDH g l e i t z a h l des Demihulls V/2-p'g Gesamtwiderstands-g l e i t z a h l b e i der S t a u k e i l a n s t e l l u n g 6]^=0° Gesamtwiderstands-g l e i t z a h l b e i der S t a u k e i l a n s t e l l u n g 6^^ Wirkungsgrad des P r o p e l l e r s h i n t e r dem S c h i f f Propulsionsgütegrad Mechanischer Wirkungs-grad des Getriebes S c h i f f s e i n f l u p g r a d P x / P d = T'VA/2TT'Q'n P e / P d (1 - t ^ ) / ( l - Wt) P d MechanischerWirkungs-grad von W e l l e n l e i t u n g HSH'TIG = —
und Getriebe Pg
Wirkungsgrad des T'Va/(2TT'Q*n)
f r e i f a h r e n d e n P r o p e l l e r s
Gütegrad der Anordnung rig/rio Mechanischer
Wirkungs-grad der W e l l e n l e i t u n g
1. Rumpflangen 20 - 80 m
2. Verdrangungen
2 0 - 1 0 0 0 t
3. Eignung
als Dienst- und Überwachungsfahrzeuge
als Fahrgast - Fahre
als Ladungstrager
4. Dienstgeschwindigkeiten
Maximalgeschwindigkeit
35 - 40.0 kn
45.0 kn
5. Auslegung der Formparameter für die Geschwindigkeitsbereiche
des teilweisen Gleitens und der reinen Gleitfahrt
6. Formgebung und Eignung des Achterschiffs
für die Anordnung
von vollgetauchten Propellern 1 freilaufend oder
von teilgetauchten Propellern J in Tunneln
von Wasserstrahlantrieben
7. Beschrankung der Formparameter - Variationen
auf die für die Praxis geeigneten Bereiche
1. Langen - Breiten -Verhaltnis
der Demihulls
2. Langen - Scharfegrad der
Demihulls
L W L / B X D H = 7 , 5 5 - 9 , 5 5 - 11,55- 13,55
1/3
LWL / (V/ 2 ) = 6,25 bis 9,67
3. Breiten - Tiefgangs - Verhaltnis B X D H / T H = 2,0 bis 2,80
4. Spiegeltiefgangs - Verhaltnis TTR / TH
= 0 , 5 - 0 , 7 - 0 , 9 5
5. Spiegelbreiten - Verhaltnis
BTR / BXDH = 0.92
7. Spantform
alle Varianten
Varianten mit der
Aufkimmung
Q>m
= 27°
Variante LWL / BXDH = 13,55
mit der Aufkimmung
Q>m =
27°
8. Verdrangungsschwerpunkt
9. Wasserlinieneintrittswinkel
10. Lichter Rumpfabstand
Symmetrisch
Knickspantform
Rundspantform
r Rundspantform im Vorschiff
\ Knickspantform im Achterschiff
X A B / L W L = 0,425 bis 0,38
iE= 14° bis 9°
B T / L W L = 0,167
L W L / ( D I S V / 2 ) ^ / ^
XAB/LWL
1 0 - r 0.5
9 +
|0 ro> 8
CM>
^ 7
^ 6 +
5-J-A : = 3 8 ° ,
O: ^ = 2 7 '
X :)5 = 16°
XAB/LWL
'^^ 1
^ — A n •© 2 1 O 11 - 2 0
- deg
- 1 5
z:
LU h i o <LWL/BXDH —
B E R L I NFormparameter
A : = 3 8 ° ,
O: ^ = 2 7 ° ,
X: |5 = 16'
BTR/BXDH
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
m 1.0
0.5
0.0
- r 1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
Q X DQ OQ5
5 8 4 f i g 1 . l o y < 9 3 1 122.1011 >[ BTR/BXDH
^
-GB_XDH/TH__
— e- — '
— — " - - « - r -A8
- r
9
— I 1 1 —10 11 12
LWL/BXDH —
- | r13
14
B E R L I NFormparameter
3.1.2
Mod.Nr. 2563.1
SM 38-11.55-DW6/8
Mod.Nr. 2564.1
SM 27-11.55-DW8
/
PI
/
/
/
/
i
/
/,
/
//
/
K /H
/ , / / / \1
/1
'.—1 >•'Vf
1
•1 :Mod.Nr. 2565.1
SM 16-11.55-DW8
Spantenrisse
3.3.2
SM 38-13.55-DW8
SM 27-13.55-DW8
SM 16-13.55-DW8
SM 27-13.55-DW8
RCSM 27-13.55-DW8
RSM 27-13.55-DW8
BM=38°
symm. hard chine
BM=38°
symm. hard chine
15M=27°
symm. hard chine
symm. round bilge
BM=27°
symm. hard chine
symm. round bilge
BM=16°
symm. hard chine
BM=16°
symm. hard chine
schemol B E R L I N
BM=38°
symm. hard chine
BM=27°
symm. hard chine
symm. round bilge
BM=16°
1 ' 1
symm. hard chine
BM=38°
symm. hard chine
BM=27°
symm. hard chine
symm. round bilge
symm. round b. foreb. hard chine afterbody
BM=16°
1
symm. hard chine
Schema der VWS
3 8 ° 2514.0-1 Symm. hard chine hull SM 38-7.77-DW6 21 ° 2535.0-2 A s y m m . hard chine hull A S M 38/21-7.55-DW6 7.55 5 8 V 2 6 2544.0-1 Semi-symm. hard chine hull SSM 38/26-7.55-DW6 7.55
2 7 ° 2555.0-1 Symm. hard chine hull SM 27-7.55-DW6 2 7 °
Symm. round bilge hull RSM 27-7.55-DW6 16° 2558.0-1 Symm. hard chine hull SM 16-7.55-DW6 3 8 ° 2574.0-1 Symm. hard chine hull SM 38-9.55-DW6 + 2AB 3 8 °
2601.0-1 Symm. hard chine hull SM 38-9.55-DW6
2575.0-1 Symm. hard chine hull SM 27-9.55-DW8-t-2AB 9.55 2 7 ° 2602.0-1 Symm. hard chine hull SM 27-9.55-DW8
Symm. round bilge hull RSM 27-9.55-DW8
16° 2576.0-1 Symm. hard chine hull SM 16-9.55-DW8-F2AB 16°
2603.0-1 Symm. hard chine hull SM 16-9.55-DW8 3 8 ° 2563.0-1 Symm. hard chine hull SM 38-11.55-DW8 11.55 2 7 ° 2564.0-1 Symm. hard chine hull SM 27-11.55-DW8 11.55 2 7 °
Symm. round bilge hull RSM 27-1 1.55-DW8 16° 2565.0-1 Symm. hard chine hull SM 16-11.55-DW8 3 8 ° 2570.0-1 Symm. hard chine hull SM 38-13.55-DW8 2571.0-1 Symm. hard chine hull SM 27-13.55-DW8 13.55 2 7 ° 2578.0-1 Symm. round bilge hull RSM 27-13.55-DW8 13.55 2 7 °
2579.0-1 Symm. round bilge forebody
w i t h hard chine afterbody RCSM 27-13.55-DW8 16° 2572.0-1 Symm.hard chine hull SM 16-13.55-DW8 3.78 21 ° 2 5 3 5 . 2 Symm.hard chine Monohull S M M 2 1 - 3.78-DW6
K e n n z e i c h n u n g der A n h a n g e : Mod.Nr. T y p b e z e i c h n u n g .0 .01 . 0 2 . 0 3 . 0 4 B E R L I N DW TH DW 6 6 6 + 2 A B ^ T o t h o l z m i t eso=6° Wellenneigung T o t h o l z m i t £so=6*' Wellenneigung, V e r d r . S c h w e r p k t 2% von LWL vor der S t a n d a r d p o s i t i o n w / o LS LS (
ss
ss
T T 0 5 / 6 DW8
o h n e Totholz lange freie Welle lange freie Welle k u r z e freie Welle k u r z e freie Welle P r o p e l l e r t u n n e l T u n n e l h ö h e 0.5 D 6 " Wellenneigung Sso Sso Sso p r o p>
bei 6 °Modellnummern und Typenbezeichnung der VWS Katamaran-Serle'SQ
"
1 . 4
-2 5 1 4 . 0 / . 1
2 5 3 5 . 0 / . 1
2 5 4 4 . 0 / . 1
Rundspt.
s y m m e t r i s c h
L W L / B Ha s y m m e t r i s c h L W L / ( V / 2 ) ^ / ^
s e m i — s y m m e t r i s c h
B T / L W Ls y m m e t r i s c h [ 3 ] <5w
B e z u g s o b e r f l a c h e = SWH
1.5
0.9
0.8-J
WS/L483C0D.LAY <931 108.15562 5 3 5 . 0 K a t a m a r a n 0 . 1 6 7
2 5 3 5 . 1 2 Demihulls «
2 5 3 5 . 2
Monohull
R u m p f f o r m : a s y m m e t r i s c h
LWL/BDH = 7.5535 k n 40
WS/L483Q35D.LAY < 9 3 1 1 2 2 . 1 0 2 5 > B E R L I NEinfluB des Runnpfabstandes
2 5 3 5 . 0 K a t a m a r a n 0 . 1 6 7
0.20
H
W S / L 4 8 3 0 3 5 D . L A Y < 9 3 1 1 2 2 . 1 0 3 1 >
B E R L I N
EinfluB des Runnpfabstandes
2 5 1 4 . 0
s y m m e t r i s c h
2 5 3 5 . 0a s y m m e t r i s c h
2 5 4 4 . 0s e m i — s y m m e t r .
B e z u g s o b e r f l a c h e : SWH
B e z u g s r u m p f a b s t a n d :
B J / L W L = 0 . 1 6 7 L W L / B H = L „ L / ( V / 2 ) ^ / ^ = B T / L W L 7 . 5 5 4 6 . 1 9 7 — oo3'
8 0.9^^-<^rnT I M
1 . 3 1 4 1 I WS/L4835AAD.LAY <931122.1037> B E R L I NRel.Zunahme des Katamaranwiderstandes
bei BT/LWL = "
R u m p f f o r m : s y m m e t r i s c h
B e z u g s o b e r f l a c h e : SWH
0 . 9-F,
to to CO CO(5w
- 4 ° - 8 ° - 1 2 ° = 1 1 1 . 6t
L W L / B H = 7 . 5 5 4 L W L / ( V / 2 ) ^ / ^ = 6 . 1 9 7 B T / L W L = 0 . 1 6 7Bezugsanstellwinkel
des S t a u k e i l s : öw = 0 °
0 . 8 W S / L 4 8 3 A 5 D < 9 3 1 1 2 5 . 1 1 4 2 >EinfluB der Staukeilanstellung auf
die Widerstandsgleitzahl Cg
5.3
B E R L I NEinfluB der Staukeilanstellung auf
0 . 2 0 -0 . 1 5
0 . l o
-c o s
0 . L W L / ( V / 2 ) ^ / ^ = 6 . 1 9 7 B T / L W L = 0 . 1 6 7K a t a m . Mod.Nr. R u m p f f o r m '
2 5 1 4 . 0s y m m e t r .
2 5 3 5 . 0a s y m m e t r . I
— 2 5 4 4 . 0s e m i - s y m n n e t r . /
Rundspt. s y m m e t r . ^
"-^^ W S / L 4 8 3 1 F D A . U Y < 9 3 1 1 1 8 . 1 2 2 6 > B E R L I NEinfluB der Spantsymmetrie auf die Widerstandsgleitzahlen
^ 2
— S M 3 8 - 1 1 . 5 5 - D W 6 3 8 °
S M 2 7 - 1 1 . 5 5 - D W 8 2 7 °
S M 1 6 - 1 1 . 5 5 - D W 8 16°
S M 3 8 - 1 3 . 5 5 - D W 8 3 8 °
S M 2 7 - 1 3 . 5 5 - D W 8 2 7 °
- S M 1 6 - 1 3 . 5 5 - D W 8 16°
0 . 2 0
-0.15
co CO cc CO0.10
0.05
S M 3 8 - 7 . 5 5 - D W 6
= S M 3 8 - 1 1 . 5 5 - D W 6
S M 3 8 - 1 3 . 5 5 - D W 8
0.00
I
I I I I I I I I II
I I I I I I I I I M ' ' ' 1' ' ' ' 1
' ' • ' I0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Fnv/2 —
WS/L584Q14FFD.LAY 0 3 1 1 1 5 . 1 1 3 ^ B E R L I NGesamt- unci
RestwicJerstancJs-gleitzahlen für |S
M
= 38''
0 . 2 0
-0.15
if)
co
co
0.10
0.05
0.00
0.0
—
- S M 3 8 - 7 . 5 5 - D W 6
S M 3 8 - 9 . 5 5 - D W 6
S M 3 8 - 1 1 . 5 5 - D W 6
—
SM38-A = 1 1 1 . 6
B e z u g s o b e r f l a c h e SWVO
T r T 1 \ r T 1 1 r0.5
Fn
1.0
1.5
W S / L 5 8 4 R 4 4 3 0 1 A . L A Y 0 3 1 1 1 8 . 1 0 0 4 B E R L I NEinfluB des Langen-Breiten-Verhaltnisses
auf den Widerstand
Mé.
1 . 5
1 . 4
-1.3
< ü (/) to X Q CO to OdINTRT
R u m p f f o r m
S M 3 8 - 7 . 5 5 - D W 6
S M 3 8 - 1 1 . 5 5 - D W 6
S M 3 8 - 1 3 . 5 5 - D W 6
A = 1 1 1 . 6 t
(5w = 8 °
B e z u g s o b e r f l a c h e = SWH
0.8-J
B E R L I NEinfluB des Langen-Breitenverhaltnisses
auf den Gesanntwiderstandsinterferenzfaktor
6000
kW
h 0.8 0.7 0.6 5 0 0 0 — 0.5 4 0 0 0 - S M 3 8 - 7 . 5 5 - D W 6 - - - - S M 3 8 - 1 1 . 5 5 - D W 6 ; S M 3 8 - 1 3 . 5 5 - D W 8 ; - 1 2 0 0 m i n 1 0 0 0 3 0 0 0 - - 8 0 0 - 6 0 0 - 4 0 0 2 0 0 0-I
- 2 0 0 Q - 0 CL - 0 1 0 0 0 -A = 1 1 1 . 6 t öw = 8' Probef a h r t s b e d i n g u n g e n m i t R n - K o r r e k t u r O I I I I I i M I • I • I M 11 ' I ' I ' M I I I ' 1 • I • I ' I I I ' I I I ' I O 1 0 2 0 3 0 k n 4 0 P S / L 5 8 4 P 5 1 3 E D 1 . L A Y 0 4 0 2 2 4 . 1 1 4 7 > B E R L I NEinfluB des Langen-Breitenverhaltnisses
kW
5 0 0 0
-4 0 0 0 H
g -\- 600
Q CL3 0 0 0 - - 4 0 0
- 2 0 0
2 0 0 0
-h O
1 0 0 0
-m i n
M o d . N r . 2 5 7 0 . 0
M o d . N r . 2 5 7 1 . 0
M o d . N r . 2 5 7 8 . 0
A = 1 1 1 . 6 t; (5w
K a t a m a r a n e
S M 3 8 - 1 3 . 5 5 - D W 8
S M 2 7 - 1 3 . 5 5 - D W 8
R S M 2 7 - 1 3 . 5 5 - D W 8
I • I • I I I • I • I • I I I I I I IO 10
P S / L 5 8 4 P 5 1 5 E 1 D . L A Y 0 4 0 2 2 4 . 1 1 0 8 > ' I ' I ' I I I I I I I I I I I I I I I I I2 0 . . 3 0 kn 4 0
Vs — *
B E R L I NEinfluB der Spantfornn
auf die Propellerdrehleistung
5.6.
2 5 1 4 . 0 s y m m e t r i s c h 2 5 3 5 . 0 a s y m m e t r i s c h 2 5 4 4 . 0 s e m i — s y m m e t r i s c h L W L / ( V / 2 ) ' / ' BT/LWL = 6 . 1 9 7 = 0 . 1 6 7 iw/LwL = 0 . 0 2 7 7
r 1
Probef a h r t s b e d i n g u n g e n m i t Rn—Korrektur X h 1.0 1 . 2 + 0 . 8 1 . 0 0 . 8 -0 . -0 X XV
R
0 . 2 _ i _ i 0 . 4-n —"
0 . 6 0.8 I ' 1.0 1.2 1.4 1.6 0 1 0 2 0 3 0 4 0kn
5 0Vc:
—
B E R L I NMittelwerte des SchiffseinfluBgrades
0.2
H
0.1
-0.0
SM 3 8 - 1 1 . 5 5 - D W 6
SM 1 6 - 1 1 . 5 5 - D W 8
P r o b e f a h r t s b e d i n g ungen
P r o p . N r . 1 8 4 8 / 4 9 ; P / D = 1 . 4 1 ( P o / D = 1 . 3 2 2 ) ; D = 1 . 3 3 7 m ; A E / A O = 0 . 7 7 2 ; Z = 4
S o g z i f f e r n f ü r T r i m m w i n k e l und Wellenneigung k o r r i g i e r t
\ \ / tx = ! - • RTTR cor|>Fn
0.0 0.2 0.4
I _ i I I0.6
I0.8
I1.0
J L1.2
J1.4
J , L1.6
I0
10
20
30
40
Tkn
5 0
P S / L 5 8 4 D 4 D . L A Y 0 4 0 2 2 4 . 1 1 3 9 > B E R L I NEinfluB der Aufkimmung auf die
SM 3 8 - 7 . 5 5 - D W 6 SM 3 8 - 7 . 5 5 - D W 6
A= 1 1 1 . 6
t ; ÖW= 8°
A= 128.3
t ; öw= 8 °
SM 3 8 - 7 . 5 5 - L S 6
A= 109.1 t;
ÖW= 8'
P r o b e f a h r t s b e d i n g ungen
0.15n
0 . 1 0
0 . 0 5
-Prop.Nr.1 8 4 8 / 4 9 ; P / D = 1 . 4 1 ( P o / D = 1 . 3 2 2 ) ; D = 1 . 2 4 1 m ; A E / A O = 0 . 7 7 2 ; Z = 4
- 0 . 0 5
PS/L584C1D.LAY 0 4 0 2 2 4 . 1 1 2 9 > B E R L I N
