Einzelfahrten von schubverbänden in schiffahrts-kanälen

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Einzelfahrten

von Schubverbänden

in Schiffahrtskanälen

Ing. H. Binek, Dr.-Ing. E. Müller*)

164. Mitteilung der Versuchsanstalt tür

Binnenschiff-bau e

.V.,

Duisburg, Institut an der

Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen,

Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Industrieller

Forschungsvereinigungen

Daten der untersuchten Schiffstypen (Großausführung): Die Abmessungen der einzelnen Kanäle sind aus Bild 1 zu entnehmen. Die dort angegebenen Maße beziehen sich auf Großausführung.

Das Abdichtmittel mußte seinen Zweck voll erfüllen und dennoch leicht entfernbar sein,weil fünf versch ied e n e Ka-näle auf- und abgebaut wer d en mußten.Durch Festschrau-ben der Segmente im Bereichdes Böschungsfußes mit dem Tankboden,Abdichten mit Bitumenstreifen und Verkleben der Stöße mit Plastikfolie wurdeein e geeignete Lösung ge-funden. Um dem recht erheblichen Unterdruck im Kanal während der Versuche standzuhalten, sind die Segmente zusätzlich mit Hohlblocksteinen beschwert worden.

3. Versuchsdurchführung

Die Modellgeschwindigkeiten wurden in Anlehnung an die z. Z. gültige Binnenschiffahrtsstraßen-Ordnung und unter Berücksichtigung der unterschi ed li chen Ka n äle und Schiffstiefgängefestgelegt. Die maximalenModellge schwin-digkeitenergabensich zwangsweise durch den st e ile n An-stieg der jeweiligen Leistungskurve. - Der gesamte Ver-band war starr gekoppelt.

Sämtliche Untersuchungen erstreckten sich auf einspurig-eingliedrige und einspurig-zweigliedrige Verbände, g ebil-det entweder aus Europa-Leichtern Typ I oder Typ lImit einem 20-m-Kanal-Schubboot. Variiert wurden die Leich-tertiefgänge.

In folgenden Kanalprofilen (Idealausf ührung) fanden die Untersuchungen statt: Propellerdaten : D ~~ 1,65m pm = 1,027 AE/A_o = 0,594 Z = 3 70,0 m 9,43m 2,00 m 2,50m 2,80m V = 1202,0 m' = 1518,0 m' = 1708,0 m' 76,5 m 11,33m 2,00m 2,50m 2,80m V= 1544,0 m' = 1945,0 m' = 2197,0 m3 (Trapezquerschnitt) (Trapezquerschnitt) (Trapez-Rechteckquerschn.) (Trapezquerschnitt) (Rechteckquerschnitt) Typ I LU.a. = Ba.Spt. = T = Typ 11 Lü.a. = B".Spt. = T = LU." . = 20,5 m B".Spt. = 9,46 m T = 1,60m 2 Verdrängung b) E u r 0p a - Lei eh t e r Länge über alles Breiteauf Spanten

Tiefgang a) Rhein-Main-Donal-Kanal b) Rhein-Herne-Kanal c) Rhein-Herne-Kanal d) Dortmund-Ems-Kanal e) Rechteck-Kanal Verdrängung a) Kan als c hub b0 0 t Längeübe ralles Breite auf Spanten Tiefgang

Anzahl der Propeller

c) E u I'0Pa - Leich t e r Länge üb e r alles Breite auf Spanten Tiefgang

0) Die Mittelzur Durchführung di es er Untersuchungstellte dan-kcnswerterweisc die Arbettsuemetns ch a tt Industri eller For -schung svere inigung en zu r Ver fü gu n g. De r nusfü h r liche B

e-richt kann von der Ve rsuch s anstalt für Binnensch i tr b a ugegen Erstattungde r Kopie r k ostenbezogen werden.

1. Einleitung

Das Transportmittel Schiffhat für die Industrie eine sehr große wirtschaftliche Bed eutung. Der Bau von Schubver -bänden für die Binnenschi ffahrt nimmt von Jahr zu Jahr zu.Auch in der Kanalfahrtist eine steigen d e Tendenz des Einsatzes dieser Schiffseinheiten zu verzeich n en . Angab en über die zulässigenFahrgeschwindigkeitenin den einzelnen Kanälensin d zwar in der Binnenschiffahrtsstraßenordnung enthalten, ih r e Festlegurig er f ol gt e jedoch nicht unter Be-achtung hyd romech anisch er Kriterien wie z.B. Wasser-spiegelabsenkung, Rückstromgeschwindigkeit, Sohlen- und Böschungsd ruck od e r Trimm und Absen kung der Schiffe. Zur Aufstellung optim aler bzw . maximaler Geschwindig-keiten mü ss endieseGröß enaber berücksich ti gt werden.

Für verschiedene Schubv erbandform a tionenwurden des-halb in mehreren Kanalprofilen die hydrodynamisch opti-malen Geschwindigkeiten bestimmt, bei denen keine Schä-den an Böschungenund Sohlen auftretenund bei denen mit Sicherheit keine Grundberührung des Verbandes erfolgt.

2. Versuchsplanung und Versuchstechnik

Unabhängig von den Schleusenlängen in den Kanälen sind Untersuchungen mit einspurtg-eln gli edrtgen und ein -spurig-zweigliedrigenLeichterverbänden derEuropaklasse I und II in versch ied en en Kanalprofilendurchgeführt wor -den. Die in der Binnenschiffahrtss tra ß en-Ordnung erl a sse -nen Vorsch r iftenüberma ximaleLadetief gänge. Abmessun-gen und Geschwindigkeitenfür Schubv e rbändein denwest -deutschen Kanälen und dem RMD-Kan al konnten unbe-.rücksichtigt bleiben, da mit den geplantenUntersuchungen

die hydrodynamischenGrenzen neu festzustellen waren. Das Kanalprofil zum Einbau in den großen Flachwasser-tank wurde im Maßstab 1:16 in der VBD hergestellt. Die Kanallänge sollte zunächst 80 m betragen . Durch Ausein-anderziehen bzw.ZusammenschiebenderbeidenB öschungs-seiten bekommt man gr ößere oder kleinere Tr apez-Kanal-querschnitte, durch Drehen der Segmente ein er Seite läßt sich ein Rechteck-Trapezprofil herstellen, und durch Ver-tauschen beiderProfilseiten entsteht ein Kanalmit Recht-eckprofil.

Die Modelle wu r d en mit Eigenantrieb untersucht. Zu messen waren am Schubboot die gesamtePropellerleistung und die Drehzahl sowie Trimm und Parallelabsenkung des Gesamtverbandes.Zusätzlich wurden in einem Kanalquer-schnitt die Wassergeschwindigkeitsänderun gen, die Drücke auf dem Kanalboden und an der Böschung sow ie die Was-serspiegelverformungen aufgen om m en. Während der Ver-suche fuhren die ModelleinKanalmit~e.

Das verstellbareKanalmodell gestattet es,die westdeut-schen Kanäleund den Rhein-Main-Donau-Kanal mit Tra-pezprofil oder eins eiti g bzw, beidseitig gespundeten Pro-filen im Maßstab1:16 nachzubilden.

Ein Problem stellte da s Abdichten der Segmente unter-einander und zum Tankboden dar. Es durfte vom Kanal-inneren zum Außenwasser kein Druckausgleich stattfinden.

Bild 1 Untersuchte Kanalproflle

Die Wassertiefe betrug für alle Kanäle mit Ausnahme des

Rhein-Main-Donau-Kanals h = 250mm~4,0m.Im letzten

Fall wurde eine mittl.Wassertiefe von h = 259mm~4,15m

eingestellt, um die in Großausführung vorhandene geringe Neigung der Kanalsohle zur Kanalmitte hin zu

kompen-sieren.

4. Ergebnisse und Auswertung

4.1 Rhein-Main-Donau-Kanal

In Bild 2-5 sind die Wellenleistungen PD an den

Propel-lern sowie der Trimm1:und die ParallelabsenkungenSzder

untersuchten Formationen über der Schiffsgeschwindigkeit

V aufgetragen worden. Parameter ist der jeweilige

Leich-tertiefgang Tmit 2,0 m; 2,5 mund 2,8 m. Die

Leistungs-grenze des eingesetzten Kanal-Schubbootes liegt bei PB =

2 X 800PS.Zur Feststellung der hydrodynamisch optimalen

Geschwindigkeiten wurden die Versuche jedoch bis zu

we-sentlich höheren Wellenleistungen durchgeführt (~PD

=

4000PS).

Die in Bild 2 und 3 wiedergegebenen Ergebnisse beziehen sich auf einen einspurig-eingliedrigen und einspurig-zwei-gliedrigen Schubverband mit Leichtern des Typs Europa I

(Lü._{a .}= 70,0m; B= 9,43m), während in Bild 4 und 5 die

Ergebnisse mit Leichtern des Typs Europa II dargestellt sind.

Charakteristisch für den Verlauf der Leistungswerte in sämtlichen Abbildungen ist der ab einer bestimmten Ge-schwindigkeit beginnende steile Anstieg. Damit verbunden ist immer ein starkes Anwachsen der Parallelabsenkung so-wie ein Wechsel des relativ geringen kopflastigen Trimms

in einen größer werdenden steuerlastigen Trimm.

Die hydrodynamisch zulässigen Geschwindigkeiten im R-M-D-Kanal liegen je nach Formation und

Leichtertief-gang zwischen V= 10,5 krn/h und 13,5 km/h , die dafür

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Bild 2 WeIlenleistung an den Propellern

R-M-D-Kanal; h = 4,14 m

2-S-Schubboot Lüa 20,5 m

Leichter Lüa = 70,0 m

Bild 3 weüeutctstungan den Propellern

R-M-D-Kanal; h = 4,14 m

2-S-Schubboot Lüa = 20,5 m

Leichter Lüa = 70.0 m

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Bild 4 Wellenleistung an den Propellern

R-M-D-Kanai; h = 4,14m

2-S-Schubboot Lüa = 20,5 m

Leichter Lüa = 76,5 m

Bild 5 WeIlenleistung an den Propellern

R-M-D-Kana1; h = 4,14 m

2-S-Schubboot Lila = 20.5 m

Leichter Lila = 76,5 m

forderlichen Leistungen jedoch verhältnismäßig hoch. Für die einspurig-eingliedrigen Verbände läßt sich eine wirtschaftlich vertretbare Leistungsgrenze im Bereich von PD

=

1600 PS ziehen, wobei Fahrgeschwindigkeiten zwi-schen V= 9,7-7-12,55km/h erreicht werden. Analog dazu wäre für die einspurig-zweigliedrigen Verbände ein Lei-stungsbereich von PD

=

2000 PS vertretbar, wobei auch hier Schiffsgeschwindigkeiten zwischen V= 9,6-12,5km/h ge-fahren werden können. - Für den Tiefgang T = 2,8m be-steht bei V

>

10,5km/hdie Gefahr der Grundberührung.

Die strömungstechnischen Veränderungen im R-M-D-Kanal während des Fahrens der Schubverbände zeigen Bild 6-7-15. Den charakteristischen Änderungsverlauf ge-ben Bild 6 und 7 wieder. Hier sind die Wasser

spiegelände-rung ~h,die Wassergeschwindigkeitsänderung ~V und die Sohlendruckänderung ilp während der Durchfahrt eines einspurig-eingliedrigenbzw. eines einspurig-zweighedrlgen

Schubverbandes durch den Meßquerschnitt des R-M-D-Kanals aufgetragen. Die Fahrgeschwindigkeit beider For-mationen beträgt V= 11 krn/h bei 1800 bzw , 2800 PS. Der Leichtertiefgang war T = 2,5m. Meßstelle I lag a~15,5m aus Kanalmitte, also genau über dem Böschungsfuß. Meß-stelle II lag a ~8 maus Kanalmitte,Meßstelle III gen au in Kanalmitte (s. Bild 1). Die Zuordnung der Strömungsver-änderungen zur Leichterformation wird durch die am unteren Bildrand eingezeichnete Verbandslänge ermög-licht. Die Buchstaben A und B bedeuten, daß die Meßwerte

neben bzw. unter dem Hauptspant des 1.bzw. 2. Leichters ermittelt worden sind, der Buchstabe C kennzeichnet die Stelle der größten Meßwerte.

Bei sä m tlich en Formationen treten maximale Werte im Bereich der hinteren Schulter des letzten Leichters bzw. an der vorderen Schulter des Schubbootes auf. - Ein Vergleich der Meßwerte zwischen der einspurig-eingliedrigen und der

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Bild 6 lIydrodynamische Veränderungen Imn-st-n-xanar.

Elnspurig-einglledrlgerSchubverband;

LeichtertypEuropa11;T = 2,5 m; V= 11,0km/h

Bild 7 lIydrodynamlsche Veränderungen Im R-M-D-Kanal.

Einspurig-zw ei ghcdri g erSchubverband ;

LeichtertypEuropa 11; T =2,5 m; V= 22,0 km/h

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Bild 8 Wasserspiegeländerungin denBereichen A-B-C;

MeßsteUeI, R-M-D-Kan al; h =4,15m

Bild 9 wassersptcgetänrterungin den Bereichen A-B-C;

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Bild 10 ,vassergesch~vindigkeitsänderungin den Bereichen A-B-C;

Meßstelle I, R-M-D-Kan al ; h ~ 4,15m Bild 11 Wassergeschwindigl,eitsänderung in den Bereichen A-B-C;Meßstelle I, R-M-D -Kan al ; h = 4,15m

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Bild 13 Snh len druckä nrtcrungin den ßereichenA-B-C;

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Bild 14 Sohl()ndruckänderung in den Bereichen A-B-C;

Meßstellc III, R-M-D-Kanal; h =4,15 m

Bild 15 Sohlendruckänderungen in den Bereichen A-B-C;

Meßstelle III, R-M-D-Kanal; h = 4,15 m

einspurig-zweigliedrtgen Formation zeigt, daß'der längere

Verband im R-M-D-Kanal die günstigeren Werte bringt.

In Bild 8 und 9 wurden für die zweigliedrigen Formatio

-nen die in den Querschnitten A, B, C ermittelten

Wasser-spiegelabsenkungen ~h über der Schiffsgeschwindigkeit V

aufgetragen.Es sind zusätzlich dimensionslose Skalen

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V _h

und~)

_Lu.a.

angegeben worden. Parameter der Diagramme ist wieder

der Schiffstiefgang T.

Die auftretenden Wassergeschwindigkeitsänderungen

~V/Vder langen Verbände sind in Bild 10 und 11 über der

Schiffsgeschwindigkeit dargestellt.

Die Druckänderungen~pauf der Kanalsohle in der

Meß-stelle 111 werden in Bild 12 -7- 15 gezeigt. Die gemessenen

Dr ü ck e sind mit dem Staudruck Q/2'v2 _{normiert worden.}

Der Unterdruck an der Kanalsohle verhält sich entspre

-chend der Wasserspiegelabsenkung. Im Bereich der mittle

-ren Muldentiefe ist der direkt unter Schiffsmitte gemessene Druck immer größer als der aus Kanalmitte versetzt ge-messene.

Die absolut höchsten Unterdrücke bei Durchfahrt der For-mationen durch den Kanalmeßquerschnitt wurden wieder im Bereich C festgestellt, wobei zwischen Meßstelle 11 und 111 bei jeweils gleichen Formationen kaum nennenswerte Unterschiede zu erkennen sind. Auch hier zeigt sich wieder, daß die zweigliedrige Formation etwas günstigere Werte

bringt als der eingliedrige Verband.

4.2 Rh ein - H er n e - K a n a I

In diesem Kanal liegt der steile Leistungsanstieg der

ein-spurig-einglledrigen Formationen je nach Tiefgang und

Leichtertyp zwischen V= 7,5 und 11km/h. Eine

Geschwin-digkeitssteigerung um 0,1 km/h kann dabei bereits eine

Leist u n gsv e rd op pelu n g bedeuten. Bei der wirtschaftlich

noch vertretbaren Leistung von PD

=

1000PS werden mit

dem Europaleichter I je nach Tiefgang Geschwindigkeiten

von V

=

9-10,5 kmlh und mit dem Europaleichter 11 von

V

=

7-9km/herreicht.

Die einspurig-zweigliedrigenVerbände zeigen einen nicht

ganz so steilen Verlauf der Leistungskurven wie die

ein-spurig-eingliedrigen. Auch diese Formationen können

Ge-schwindigkeiten zwischen V = 7,5km/h und 10,5km/h er

-reichen. Kopflastiger Trimm und Parallelabsenkungen sind etwas geringer als bei den eingliedrigen Verbänden. Die maximal erreichbaren Geschwindigkeiten bei Leistungen

zwischen 3500-4000 PS sind für sämtliche Verbände an

-nähernd gleich groß.

Im Bereich C können maximale Wasserspiegeländerungen

bzw.Muldentiefen von~h= 0,9bis 1,2 m auftreten.Die

For-mationslänge hat auf die Übergeschwindigkeiten keinen

großen Einfluß.Bei den Formationen mit dem Europaleich

-tel'Typ 11 sind zwischen V= 8 und 9km/h im Bereich C die

höchsten Unterdrücke mit ßP= 3200_{10 des Staudrucks}

er-mittelt worden.

Die an der Meßstelle 111 ermittelten Drücke liegen um

etwa 10-20010nie d ri ger .

4,3 Itanal mit Rechteck-Trapezprofil

Die höchsten Fahrgeschwindigkeiten bei konstanter Lei-stung werden mit dem elnspurig-eingliedrtgen Verband des

Leich t er t y ps Europa I und die niedrigsten

Geschwindigket-ten mit dem einspurig-zweigliedrigen Verband des Leich-tertyps Europa 11 erreicht. Der

Geschwindigkeitsunter-schied hierbei beträgt je nach Schiffstiefgang etwa~V = 1,5

km/h. Die einspurig-eingliedrigenFormationen haben etwas

stärkeren kopflastigen Trimm und geringere Abccnkungen.

Je nach Formation und Tiefgang sind bei

Gecchwtndig-keiten zwischen V= 10-7-12km/h in den Bereichen A, B

und C Wasserspiegelabsenkungen von~h= 0,40m bis 1,20m

gemessen worden.Bei gleichen Verbandsformationen lassen

sich zwischen den Meßstellen I und IV keine nennenswerten

Unterschiede feststellen.

Bei den Wassergeschwindigkeitsänderungen ~V treten

zwischen den Meßstellen I und IV ebenfalls keine merk

-lichen Unterschiede auf. Die Ergebnisse der Formationen mit Europaleichter Typ 11 liegen sowohl im Bereich der mittleren Mulde (A, B) als auch im Bereich des Maximums

"Cuum ca. 100_{1 0höher.}

Die Sohlendruckänderungen ßP zeigen in den Bereichen

A und B der Meßstellen 11 und 111 keine wesentlichen Un-terschiede für die jeweilige Formation auf.

4.4 Dor tm und - Em s - K a n a I

Je nach Schiffstiefgang liegt die erreichbare Höchstge

-schwindigkeit für den Verband mit einem Europaleichter

Typ I zwischen V= 8,4-7-11km/h und für den Verband mit

zwei Leichtern dieses Typs zwischen V= 8,2 -;- 10,4km/h.

Bei wirtschaftlich noch vertretbaren Leistungen werden

Fahrgeschwindigkeiten von höchstens V = 8-10km/h für

den 90.5m langen Verband und V= 7,5-9,5km/h für den

160,50m langen Verband erreicht.

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G;ld 16 ,Vcllenleistung an den Propellern,

Kanal mit Rech te ck p r'o fil ; h = 4,0 m

2-S-Schubboot Lüa = 20,5m

Leichter Lüa = 70,0m

Bild 17 'Vell e n l e ist ll ngan den Propellern,

Kanalmit Re chteckprofil ; h = 4,0 m

2-S-Schubboot Lüa = 20,5 m

Leichter Lüa = 70,0m

Die Höchstgeschwindigkeiten derFormationen mit Euro

-paleichtern Typ II liegen zwischen V= 7,2-;- 9,5km/h bei

dem einspurig- ein gli edrigen und V= 7,0-8,9km/h bei dem

eim:purig-zw eigliedrigen Verband. Akzeptabel sin d aber

bestenfalls Geschwindigkeiten von V

=

6,5-9,2krn/h bzw.

V

=

6,5-8,2krn/h,

Die Absenkungen lieg enbei denein gli ed r igen Verbänden

etwas niedriger als beiden zweigli edrigen. Der Trimm hat

dabei die höheren kopfla stigen Werte und wech selt erstbei

größeren Geschwindigkeitenzur Steuerla stigkeit.

Die höchsten Werte der Wasserspiegel änderungenim

Be-reich C liegen zwischenL'lh = 1,0m bis 1,30 m.

Die Ubergeschwindigkeiten liegen bei denbreiteren Euro

-pa l eich t ern Typ II teilweise um 20 010-30010 höher als bei

den Europaleichtern Ty p I.Der Verlaufder Ubergeschwi

n-digkeiten deutet daraufhin, daß die höchsten Werte abhän

-gig vom Leichtertiefgang und der Schiffsg eschwindi gkeit

zwischen Froud'schen Tiefenzahlen von Fnh= 0,35-0,45

au ft r ete n. Die größeren Werte im Bereich C lieg en bei

!:J.V/V = 60-140010. Die.Sohlendruckänderungen an den

MeßstellenII und III des 90,5 m langen Verband es in Me

ß-stelleII un tersche iden sich nur unwesentlich von denen des

160,5 m langen Verbandes.Mit den größeren,Eu r op a le

ich-tern Typ IIsin d gerin ge Unterschiede fü r einigeTiefg än ge

zwischen eins p u r ig -eing li ed r ig em und ein spurig-zw

eiglted-rigem Verbandermitteltworden.

4.5 Kanalmit Rechteckque rschnitt

Die Ergebnisseder Messun genin die semKanal von Wel

-lenleistungen PI), Trimm "t und Absenkungen Sz der ver

-schiedenen Formationen sind in Bild 16und 19dargestellt.

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Bild 18 \Vellcn leistungan ncn Propellern,

KanalmitRcchtcckprofil ; h 4,0I,.

2-S-Schubboot Lüa 20,5 m

Leichter Lüa = 76,0m

Bild 19 Wellenleistungan den Propellern,

Kanal mitRe chteckprofil ; h = 4,0m 2-S-Schubb o ot Lü a = 20,5m

Leichter Lüa = 76,0m

678 HANSA-SchilT ahrt- SchiITbau-Hafen- 113.Jahr gan g-1976 - NI'. 8

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• Bild 20 Hydrodynamische Veränderungenim Kanal mit Rechteckprofil.

Einspurig-eingliedrigerSchubverl:and; Leichtertyp Europa II;T =2,5 m,V =11,0km/h

Bild 21 Hydrodynamische Veränderungen im Kanal mit Rechteckprofil.

Einspurig-zweigliedrig erSchubverband;

Leichtertyp Europa II; T = 2,5m,V = 11,0 km/h

Erreichbare Höchstgeschwindigkeitenliegen je nach

Schiffs-tiefgang für den Verband mit einem Europaleichter Typ I

zwischen V = 11,5 bis 13,7 krn/h und mit zwei Leichtern

zwischenV = 11,5 bis 13,5km/h.Der Verb and mit Europ

a-leichtern Typ II erreicht ein sp u r ig-ein glicd r ig V = 10,8

bis 12,8 km/hund einspurig- zweigli edrig V = 10,5 bis 12,6

krn/h,Im BereichderHöch stgesch windigk eit sind zwischen

den einspurtg-eingliedrt gen und denein spurigzweigli edri

-gen Verbänden Unterschiede von tJ.V = 0,2 bis 0,3 km/h

festzustellen.

Die mit Rücksicht auf die aufzub ringende Leistungwirt -schaftlich vert re t ba1"en Gesch windigk eit en (unterhalb des

steilen Lei stungsa n sti eg s) sin d im Kanal mit Recht

eckpro-fil höher als in allen ander en untersu chten Kanälen ein-schließlich des Rhein-Main-Dona u-Kanals.

Realistische Geschwindigkeiten hinsichtlich der aufzu

-bringenden Leistung en liegen für den 90,5 m langen

Ver-band in Abhängigkeit vom Tiefgang zwischen V = 11,3

und 12,6 km/h und für den 97 m langen Ve rband zwischen

V

=

10,4 und 12,4 km/h.Die Zahlen des 160,5mVerban

-des sind V = 10,7 bis 12,9km/h und des 173,5-m-Verbandes

V

=

10,0 bis 11,8 krn/h.

De r kopflastige Trimm der ein sp u r ig - ein gli ed r ige n For

-mationen ist stärker als der der zweigliedrigen Verbände.

Zwei charakteristische Schriebe (Bild 20 und 21) zeigen

wieder den Verlauf derhydrodynami schenVeränderungen

im Kanal. An den MeßstellcnI und IV sind Wasserspi

egel-änderungen und Wassergeschwindigkeiten gemessen

wor-den, an den Meßstellen II und III die Bodendrücke. Die

mittleren Wasserspiegeländerungen ,~ h der zw eiglied r ige n

Formation mit Leichtern Typ II sind in Bild 22 und 23

dargesteilt.

Die höchsten Wasserspiegelabsenkungen ergeben sich

wiederum im Bereich C (max.L\ h = 1,20 m bis 1,40rn). In

diesem Kanalprofil sind jed och höhere Fahrgeschwindi

g-ke iten möglich als im Dortmund-Ems-Kanal oder im

Rhein-Herne-Kanal und z.T.auch im Rh

ein-Main-Donau-Kanal.

Je nach Bereich, Formation und Meßstelle liegen die

übergeschwindigkeiten(Bild24und 25) zwischentJ.h= 20Ufo

bis 80% der Schiffsgeschwindigkeit, wobei zwischen den

Meßstellen I und IV keine nennenswerteUnterschiedeauf

-treten.

Der Verlauf der Bodendrücke zei gen Bild 26 und 27.Die

Formationen mit EuropaleichternTyp I bringen gegenüber

den Europaleichtern Typ II um ca . 20Ofo niedrigere Werte.

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u sam m en fa ssun g

In fünf Kanälen mit unte rsch iedlichen Querschnitten

sind Modellversuche durchgeführt worden. Zwei Typen

des Europaleichters in Verbindung mit einem Strecken

-schubboot wurden zu einspurig-eingliedrigen und einsp u

-rig-zweigliedrtgen Formation en zusammengestellt, die bei

drei Tiefgängen in Kan almitte geschleppt worden sind.

Am Modell wurden Well enleistung PD, Trimm T und

Ab-senkung Sz gemessen, während im Kanal an den verschi

e-denen lVIeßstellen die Wasserspiegeländerungen L\h, die

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Bild 22 Wasserspiegeländerungin den Bereichen "\-B-C: MeßstelieI, Kanal mit Re chteckprofil; h = 4,0 m

Bild 23 Wasserspiegel änderung in denBereichen A-B-C; Mcßstelie IV, Kanal mit RechteckprofIl;h ~~4,0 m

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Bild 24 lVassergeschwindigkeitsünderung in den Bereichen A-B-C;

Meßstelle I, Kanal mit Rechteckprofil; h = 4,0m

Bild 25 lvassergeschwindigl,eitsänderung in den Bereichen A-B-C;

Meßstelle IV, Kanal mit Rechteckprofil; h = 4,0 m

übergeschwindigkeiten I'lV und die Bodendrücke I'lp er-mittelt worden sind. Sämtiiche Modellwerte wurden auf Cioßausfübrung umgerechnet und in Diagrammen dar-gestellt,Der untersuchte Geschwindigkeitsbereich erstreckt sich von V = 5,0 km/h bis zu einem Villa", resultierend aus einer Gesamtwellenleistung PD = 4000 PS.

Die Untersuchung hat gezeigt, daß grundsätzlich in s

ämt-lichen Kanälen sowohl Leichter des Typs Europa I wie auch Europa II in einspurig-zweigliedriger Formation bei Tiefgängen von T = 2,8 m i n K a n alm i t t e gefahren werden können.

Als hydrodynamisch günstigster Kanal erwies sich der Kanal mit Rechteckprofil. Danach folgen der Rhein-Main-Donau-Kanal, das Rechteck-Trapezprofil. der Rhein-Herne-Kanal und der Dortmund-Ems-Rhein-Herne-Kanal. T

wasscrtrere

Vlasserspiegelverformung SchifTslänge über alles

Pr'op ellerdrehz ahl

Propellersteigung lIIaschinenleistung Wellenleistung Dl'uckä"deru"g

Parallelabsenkung des Schiffes Schitfstiefgang

Schiffsgeschwindigkeit

Gescllwindigkeitsändcrung des Wassers Verdrängung

Flügelzahl des Propellers Dichte Süßwasser Modellmaßstab SchifTstrimm

6. Symbolverzeiehnis

a A,B,C AE/AO BaS pt. D F nh

=

Abstand der Meßstelle aus Kanalmilte

Meßbereiche,Meßquerschnitte bezogen auf die

Ver-bandsformation

Propellerflächenverhältnis Schiffsbreite auf Spanten Propeilerdurchmesser

V Froude'sche TIefenzahl

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7. Schrifttum

Hel rn, K.: Einfluß der verschiedenen Flacllwasserprofile auf

Widerstand und Vortrieb von Binnenschitfen. "Hansa", Heft 11/12,

1965.

Müll er, E.,Bin e k , H. :Untersuchung der

Wasseroberftächerr-verformung beim Begegnen zweier Schilfe im Kanal.·Forschungs

-bericht des Landes Nordrhein-Westfalen, Nr. 1987.

Sc h u s tel', S.:Untersuchung über Strömungs- und

Widerstands-verhältnisse bei der Fahrt von Schiffen in beschränktem Wasser.

Jahrbuch der STG, 1952. • B ~ , _ , ~.-::...-_/

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Bild 26 SohJenrlr\l(:künderungin den Bereichen A-B-C;

Meßstelle II,Kanal mit Rechteckprofll; h = 4,0 m

Bild 27 Sohlendrnckünderung in den Bereichen A-B-C;

Meßstelle III, Kanal mit Rechteckproül : h = 4,0 m