von Dipl.-Ing. G. Luthra
179. Mitteilung der Versuchsanstalt für Binnenschiffbau e. V. Duisburg Institut an der Rheinisch-VVesthlischen iechniichen Hochschule, Aachen,
Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen e. V., Köln
Untersuchung iiber die erreichbaren
Leistungseinsparungen bei Schubverbanden durch den
Einsatz von Katamaranen als Schubboot
Sonderdruck aus der Zeitschrift fur Binnenschiffahrt und Wasserstraben
Heft 3 - Alba 1978 Selten 83-88
2 9 MEI 1980
Lab. v. Scheepsbouwkna
-ARCH1EF
Technische HogeschooI
Dipl.-Ing. G. Luthra
Untersuchung iiber die erreichbaren
Leistungseinsparungen bei Schubverbanden durch den
Einsatz von Katamaranen als Schubboot
179. Mifteilung der Versuchsanstalt fur Binnenschiffbau e. V., Duisburg "), Institut an der Rheinisch-Westfalischen TechnischenHochschule,
Aachen,, Mitglied der Arbeitsgemeinschaft lndustrieller Forschungsvereinigungen e. V, KoIn,
Einleitung
Die Katamaran-Bauart hat sich fur ver-schiedene Bereiche der Schiffahrt, be-sonders aber bei Schiffen, die zugleich
die bekannten Vorzuge dieser Bauart
hinsichtlich des Stabilitatsverhaltens
ausnutzen, bereits als zweckma8ige
Die Mittel zur DurchfUhrung dieser
Un-tersuchung stellte dankenswerterweise
das Ministerium fUr Wissenschaft und Fbrschung des Landes
Nordhein-West-falen zur Verfugung.
Ubersicht iiber die Versuche
Modelle X = 16 Schubleichter: M 751-721, Typ EUROPA II", im Zweigliedrig-Zwillingsverband
Schubboote: I. M 799, II. M 880 1. Var. Totholz, III. M 902
880 2. Var. Totholz
Zweischrauben-Stretkenschubboot in Katamaranform Modell- und Propellerarten siehe unter 2.1
Variante erwiesen. Auf dem Sektor der Schubschiffahrt bietet die
Katarnara-n-form vor allem bei kleinen
Schubboo-ten, ebenfalls aus Grundeh der groBen
Querstabilitat, relativ breiten
Pecks-flache und besseren ManOvrierfahig-keit bestimmte Vorteile, die bei
ver-gleiChbaren Einrumpffahrzeugen ohne
weiteres nicht zu realisieren sind
[5-7].
Einzelversuche mit Katamaranen als
Schubboot [7, 9] lassen auBerdem
er-kennen, da6 die
Zweirumpf-Formge-bung beirn Schubboot eine
Verbesse-rung der WasserzufuhVerbesse-rung zu den
Pra-pellern innerhalb des breiten, verwir-belten Nachlaufs hinter dem Leichter-yerband bewirkt, wodurch eine
gun.-stige Beeinflussung der Sogwirkung
.und damit des PropulsionsgUtegrads zu .erwarten ist. Zur. Klarung dieser Frage
werden in der vorliegenden Arbeit die Zusammenhange zwischen dem
Pro-pulsionsgutegrad und den hier maBge-benden EinfluBgrOf3en wie
Schubboot-abmessungen bzw. Propellerabstand
und,-eintauchtiefe, Tiefgaiig des
Leich-terverbands und Wassertiefe
unter-sucht..
Anhange Gruppenruderanlage mit 4 Haupt- und 4 Flankenrudern je Propellercluse:StandarddUse naoh VBD.
Versuche Wassertiefe'
h [m]
I. M 799 I 1L M880-1/2880-1/2
Tiefgang des Leichterver
[m] TL [m]
III. M 902 ban des
TL [m]
a) Trossenzugmessungen voraus
mit veranderter Winkelstellung
der. Flankenruder; V
=
0 und-7,5 3,7 3,7
8.0 km/h
b) Propulsionsmessungen mit
ver-andertem Abstand. zwischen bei-den Schubbootriimpfen 7,5 3,7 c) Propulsionsmesaingen 7,5 3,7 3,7 3,5 5,0 3,2 3,2 3,2 2,8 2,8 2,8
2,1 Modell- und Propellerdaten
Propeller Durchmesser Steigungsverhaltnis Flachenverhaltnis Flugelzahl profillange D [m]P/D
-
AE/A0-Z -CO37R [M]lm einzelnen sind vergleichende
Lei-stungsmessungen an drei Katamaran-Schubbootmodellen
Zwillingsverband, deren Hauptabrnes-sungen in den durch die zulassige Lan-ge des Verbands sowie durch Wasser-tiefenbeschrankung, gegebenen. Gren-zen variiert wurden, durchgefUhrt wor-den. Zuvor wurden einige Trossenzug-messungen vorgenomMen, um die je-weilige Nullwinkelstellung der
Flanken-ruder zu ermitteln. Anla6 hierfur war auch gegeben durch die
vorangegan-gene Untersuchung [9], die zur Ermitt-lung der NachstromverteiErmitt-lung an einem-solchen Verband durchgefuhrt wurde. Die Katamaranform ergab im Zustand
Schubboot ohne Flankenruder und
()line Diisen" eine Ersparnis in der
An-triebsleistung von etwa .10 0/0
gegen-Ober dem vergleichbaren
konventionel-len Schubboot. Der kurze
Leistungs-vergleich mit eingebauten Anhangen
hingegen erbrachte keine nennenswer-ten Unterschiede. zwischen den beiden
Schubbooten, was vermutlich auf die
nicht optimale Winkelstellung der Flan-kenruder beim Katamaran
zuruckzufilh-ren war. Im Rahmen des
Arbeitspro-gramms dort war es nicht meglich, die Versuche in der gewunschten Richtung zu erweitern. P 186 r/I 2,10 1,052 0,710 4 0,884 .
Die vorliegenden Propulaionsmessun-gen schlieBen auBerdem Versuche Mit der ersten Katamaran-Variante em, bei denen der freie Abstand zwischen bei-den ROmpfen des Schubboots stufen-weise abgeandert wurde, urn die Aus-wirkungen des Rumpfabstands auf den
Leistungsbedarf zu erfassen.
3. Versuchsdurchfiihrung
Als Ausgangsform fOr das chubbootin Katamaran-Bauart diente das aus
der vorangegangenen Untersuchung [9] vorhandene Modell 799. Wie eingangs erwahnt, wurden mit diesem Modell zu-nachst vergleichende Trossenzugmes-sungen durchgefuhrt, wobei die
Anstel-lung der Flankenruder variiert wurde. Diese Versuchsart, bei der der
Bela-stungsgrad des Propellers bei
gegebe-her Geschwindigkeit durch Anderung
der Propellerdrehzahl geandert und der Schubliberschu6 bzw. die Trossenkraft
gemessen wird, ist wegen der guten
MeBgenauigkeit besonders dann
ge-eignet, wenn nur kleine
Differenzen der Ergebnisse erwartet werden. Durch Beschrankung der Messungen in einemkleinen Bereich urn die Auslegungs-drehzahl herum konnte erreicht werden, da6 mit relativ geringem
Versuchsauf-,
wand eine groBe Zahl von Anstellkom-binationen, die mit 4 Flankenrudern je
Propeller maglich sind, untersucht
wurde.
Fur die Versuche war das Schubboot hinter dem Leichterverband
angeord-net, jedoch mit ihm nicht angekoppelt. Auf diese Weise wurde der EinfluB des Leichterverbands auf den Propellerzu-strom miterfalk, zugleich aber erreicht,_ da6 der Me6wert nicht zu kiein wurae Mit der so ermittelten, ganstigsten An-stellungskombination der Flankenruder wurden anschlieBend Propulsionsines-sungen mit dem Schubboot im Verband
durchgefuhrt, bei denen der freie
Ab-stand zwischen beiden IROmpfen' des
Katamaran-Schubboots stufenweise
verandert wurde. Insgesamt wurden
vier Abstande von 2,50 m bis 8,0 m
untersucht. Mit der Breite eines Einzel-rumpfes von 5,0 m ergeben sich somit
4 Varianten fur die Gesanitbreite des
Schubboots zwischen 12,5 m 'Lind
18,0 rn.
Die besten Ergebnisse lieferte die
An-ordnung mit dem Rumpfabstand von
5,0 m, die fur die weiteren Propulsions-versuche beibehalten wurde.
Fur den Entwurf der beiden weiteren
Schubbootmodelle in Katamaran-Bau-Modelle 2-Schrauben-Streckenschubboote Konvent. Katamaranform M771 M799 M880_1/2*) M902 Schubleichter EUROPA II M 751-762
Lange OA I-0A Ern] 35,0 38,0 37,0/37,5 40,0 76,50
Breite Einzelkorper BaSpt frril 14,0 - 5,0 6,5 5,5 11,33
Gesarntbreite Bges [m] 14,0 12,5-18,0 15,5 15,4
Tiefgang T [m] 1,75 2,0 1,75 1,80 2,8 3,2 3,5 3,7
Lange WL LwL [rn] 33,9 37,3 35,9/36,4 39,2 73,05 73,78 74,32 74,69
Gesamtverdrangung V ges Iff13] 517,1 270,9 267,8/261,4 263,8 2195,0 2528,9 2780,0 2949,3
Verdr. Einzelk. V [rn3] 517,1 541,8 535,6/522,8 527,6 8780 10116 11120 11797 **) Benetzte Oberflache S [M2] Sges Ern2] 545,2 545,2 283,0 566,0 337,5 675,0 306,8 613,7 1192,0 4085 1257,7 1308,0 4225 4334 1340,9
4404 **)
V011igkeit CB WL 0,622 0,726 0,636/0,613 0,666 0,947 0,945 0,943 0,942UK Spiegel Ober Basis Ern] 1,55 1,85 1,55 1,67 *) Zwei Totholz-Varianten
Propellerlage or Spt Ern] 3,90 3,66 3,90 4,00 **) Zweigliedrig-Zwillingsverband
Seitl. Abstand des Propellers Ern] 7,50 6,5-12,0 9,0 9,90
Abb.
Vor-,,fld Anterschillslorm 27- StrockensrJubboot throtroprord 14902
Abb. 2
Vor-und Minbmschiffslom 27-SlreckenschuOlvot (Ka(worm) M900
.
Abb. 3
Abb. 5
Y0,74,17tl Hinterschdlstorrn 2S-SiroclovIsc9ubboo114771
MESS
:
Yo,-und Hinterschiffslom 2 5-Streckenschubboo1 ProAmman' 14799
El
amis. WAX:Mr/II
Abb. 4.
enbauzeichnung km 2 S-Streckenschubboot (KaltMmran) 14902
Ankrgre Iforper Rh Sale
art ist ebenfalls von den Hauptabmes-sungen ausgegangen worden. Aus Ver-gleichsgrunden ist die Verdrangung je-weils annahernd gleichgehalten und die
Formgebung 'mit einfachen Linien in
Knickspantbauweise ausgefUhrt
wor-den. Einen Vergleich der Hauptabmes-sungen sowie der jeweiligen Lage der Propeller gibt die unter 2.1 aufgelistete Zusammenstellung. Die Linien der drei Katamaran-Schubboote werden in den Abbildungen 2 bis 4 gezeigt, wahrend die Form des zum Vergleich
herange-zogenen konventionellen Schubboots
in Abb. 1 wiedergegeben wird. Das
Versuchsprogramm
ist der Ubersicht
unter 2. zu entnehmen.
4. Versuchsergebnisse
Die fur die vergleichende Auswertung
benutzten Ergebnisse mit konventionel-lem Schubboot sind von fritheren
Ver-suchen Obernommen worden. Das
Schubboot war, ebenfalls mit 4 Haupt-und 4 Flankenrudern je Propeller
aus-gerUstet, deren Nullage vorher
opti-miert worden war.
4.1 Trossenzugmessungen
Eine ausfuhrliche Darstellung der
vor-genommenen Variation der
Flanken-ruderanstellung mit den jeweiligen
Trossenzugwerten bei drei Leistungs-Winkelstellung der Flankenruder StB.-Propeller 13° 50 8° Fahrt-7D richtung Mitte-Welle
Fahrt-stufen ist im vollstandigen Bericht der VBD enthalten. Auszugsweise wird in
Abb. 6 hier eine grafische Darstellung der Ergebnisse bei PD = 3600 PS, die einen optischen Vergleich ermOglicht, gezeigt.
Die besten Ergebnisse im Pfahlzug.,,
d. h. bei V = 0; wurden verstandlicher-weise. bei achssymrnetrischer Anstel-lung der Flankenruder (Pos. a) erreicht.
In Fahrt ist die symmetrische
Anstel-lung wegen des ungleichfOrmigen
Nachstromfeldes jedoch weniger gUri,
stig. Bei V = 8,0 km/h schneidet die
Stellung d) am besten ab. Eine weitere
BeeinflUssung der .AnstromriChtung
durch noch hOhere Geschwindigkeiten ist nicht anzunehmen. Mit -abnehmen-dem Tiefgang der Leichter dagegen 1st zu erwarten, da13 geringfugige
Korrek-turen der Anstellwinkel erforderlich
sind.
Da das zweite, flacher aber breiter
ge-staltete Katamaran-ModeR zur
hung der Verdrangung em n Totholz
erhielt, wurde es fur zweckmal3ig
ge-halten, auch in diesem Fall einige
Win-kelanstellungen zu prUfen. Es zeigte sich, da6 beim ,grof3eren Totholz in
M 880-1 kleine Korrekturen notwendig waren, wahrend bei M 880-2. die Aus-gangsstellung am gunstigsten war. Die entsprechenden VVinkellagen und Tros-senzugkrafte..sind unten aufgefuhrt.
Trossenzug in Mp bei
V = 0
V= 8,0 km/h
17°
Vergleichbare Werte fur das konventionelle Einrumpf-Schubboot M 771 auf der korrespondierenden VVassertiefe von h = 5,0 m sind wie folgt:
I. Schubboot allein
richtung II. Schubboot im 2x2-Verband TL = 2,8 m
I 32,8 I 39,2 I 42,2 18,4 24,0 I 26,8 I 2800 3600 I 4000 I 2800 I 3600 I 4000 M 880-1 33,7 40,1 I 43,1 _I 26,1 I 32,1 I 35,0 I M 880-2 Mitte-Welle Mitte-Welle 8° 17° 10° °
Abb. 7
NNWHOHNNNMMN
Abb.. 6
Propulsionsversuche
Schuhvorbanct Lolchler EUROPA II a 1415prog Jj 17m Marmaroh-Schubboot: VBD Maloll 799
AMssertiols7, 150m
I.
!
L09hoystm80v1 be,imrsC33e80011 RomMateutrukin b/BPropulsionsversuche
7.i.
4.2 Propulsionsmessungen Einflul3 des Rumpfabstandes
Die Ergebnisse der
Leistungsmessun-gen
mit M 799
bei verschiedenen Rumpfabstanden sind in Abb. 7 aufge-tragen.. Der Rumpfabstand ist in Uber-einstimmung .mit der Darstellungsweisein der Literatur als b/B-Verheltnis
an.-gegeben, wobei b der Achsabstand der Rumpfe und B die Breite eines Einzel-rumpfes ist.
Die gunstigsten Ergebnisse wurden
bei einem Achsabstand entsprechend
b/B 2,0 d. h. bei einer Geamtbreite
des SChubboots von 15,0 m erzielt. Diesem gegenither betragt der
Lei-stungsmehrbedarf far gleiche
Fahrge-schwindigkeit (V 14,5 km/h) etwa
7,5 0/0 bei der kleinsten
und etwa
15,5 0/0 bei der grO6ten Abstandsstufe. Demnach wirkt sich em n klein gewahlter Rumpfabstand weniger nachteilig aus, als wenn dieser zu gro6 gehalten wird. Eine Erklarung hierfur laf3t _sich darin
finden, daf3 bei einem
Zweirumpf-Schubboot im Verband gegeniiber
einem freifahrenden Katamaran keine
wesentliche gegenseitige lnterferenz
des Eigenwellensystems infolge
gerin-gen Rumpfabstands auftritt. Daraber
hinaus kommt es beleinem Schubboot
y entspricht dem freien Abstand zwischen beiden Riimpfen
*) Vergleichsvariante fur weitere Propulsionsversuche. .
Aus den Propulsionsversuchen auf tie-ferem Wasser in Abb. 8 ist ersichtlich, da6 der Leistungsbedarf in Abhengig-keit von der VerbandsgeschwindigAbhengig-keit entsprechend dem Rumpfabstand ab-gestuft 1st. Das Modell M 880 mit dem kleinsten b/B-Wert ist den anderen
bei-den unterlegen, aber bei-dennoch. etwas
gunstiger als des. 1-Rumpf-Schubboot. Die Unterschiede in den Leistungswer-ten bei diesem Modell sind auf die
Tot-holzvarianten zuriickzuftihren. Es 1st
bemerkenswert, dal3 die schlankere
Totholzvariante hier schlechter
ab-schheidet.
im Verband nicht so sehr auf dine Ver-. ringerung des Eigenwiderstands an. Es
muf3 mit der Anordnung des
Schub-boots vielmehr eine Verbesserung des Gesamtwiderstands durch g[instige Be-einflussung des verwirbelten Nachlaufs
hinter dem Leichterverband erreicht werden. Eine solche Verbesserung 1st nicht oder nur zum Teil gegeben, wenn
die beiden Schubbootsrumpfe zu welt
auseinander angeordnet werden. Dieses Ergebnis ist aus der praktischen
Sicht besonders interessant, weil die
daraus resultierende Gesamtbreite des Schubboots, wenn dieses in Katamaran-form gebaut wird, kaum grOf3er ausfallt als die eines vergleichbaren Einrumpf-fahrzeugs. Urn den Tiefgang zu
verrin-gern, darf allerdings der einzelne Rumpf zur Erhaltung der Verdrangung
nicht so weit verbi-eitert werden, da6
der b/B-Wert von etwa 1,8 unterschrit-ten wird. Dies geht auch aus den Pro-pulsionsversuchen mit beiden weiteren
Modellen hervor, deren Tiefgang
ge-.genuber dem Modell 799 geringer, aber
in beiden Fallen annahernd
gleichge-halten wurde. Die Hauptabmessungen
waren so gewahlt, dal3 bei etwa
glei-cher Verdrangung u.nd Gesamtbreite
unterschiedliche Rumpfabstande
resul-tierten. Die einzelnen Werte fur
Ver-gleichsvarianten sind in der folgenden (Jbersicht enthalten:
Auf flacherem Wasser sind die durch
den freien Rumpfabstand bedingten
Leistungsunterschiede wesentlich
ge-ringer. Es zeigt sich, daf3 in diesem Fall
der Tiefgang des Schubboots ebenso
eine wiChtige Rolle spielt. Der Einflul3
des Rumpfabstands in Abhengigkeit
vom Leichtertiefgang lef3t sich z. T..aus-schalten, indem die Grenzgeschwindig-keiten fur-den vorteilhaften Eirfsatz von
Katamaranen (Abb. 11) durCh
Ab-standsquerschnitt und Erdbeschleuni-gung dimensionslos gemachf werden. Dies gilt .besonders fur die beiden
letz-ten Modelle, die mit annahernd
glei-chem Tiefgang ausgestattet waren.
M799 M902 M880
Rumpfbreite B [m] 5,0 6,50 5,50
Tiefgang T [m] 2,0 1,75 1,80
Rumpfabstand
bib []
1,5/1,8/2,0*)/2,6 1,38 1,80Querschnitt des ,Rumpfabstands y.T [m2] 10,0°) 4,375 7,92
trossenzugwerte Kalamaran7Schuhboot M799
Ansfellung do, Flankenruder
f
7,9)-,90 Prop,.
,0000,0.0100 koirenruder
.
liverr AIL k 0/51100Ung I°I
55
5 c C 0 8ee
I 77 17 14 12 70 10 13 13 73 13 13 13 II 8 5 5 5 1 5 5 4 5 5 5 5 III 8 8 8 41 8 8 8 8 7 10 8 8 IV 17 17 17 17 17 77 17 77 17 17 15 19 We3enleistung . Po 3700 PS Wessertiefe h 7.5. m V .0 79 o N Fpo V =8.0 km/h IMpl Sn. TIMM re I 0 0.0s.are (maAbb. -9
lord
Abb. 10 vs 13 10 0.7 as 2.0 Abb. 11 2.0 3.2 ILeirdWarflegera 2.5 Propulsionsversuche M902 M799 WasaarlielenrerhalfnizGeschwindigkeilsgrenzen wie oben
..11A=.11 Salufrootard LaMar 155411 a 141101.0..XX... 4.3 Propulsionsmessungen
Form- und
Wasserdefenverhalt-nisie
Die Ergebnisse der
Propulsionsmes-sungen mit alien drei Modellen, jeweils
im Zweigliedrig-Zwillingsverband, auf
Wassertiefe h = 7,5 m mit 1 Leichter-tiefgang und auf h = 5,0 m 'mit 2 ,bzw.
3 Leichtertiefgangen, sind in den
Ab-bildungen 8 bis 10 wiedergegeben. Die
Diagramme enthalten zugleich eine
Auftragung der Werte fur das zum Ver-gleich herangezogene 1-Rumpf-Sohub-boot M 771. Zu beachten ist, daB diese
in Abb. 8 fur TL = 3,0 bzw. 3,8 m
gel-Auf flacherem Wasser ist der Vorteil der Katamaranform wesentlich gerin-ger. Er
ist vor allem
bei kleineren Leichtertiefgarigen und im unterenGe-schwindigkeitsbereich vorhanden. Es
zeichnen sich Geschwindigkeitsgrenzen in ,Abhangigkeit vom ,Leichtertiefgang
bzw. Wassertiefenverhaltnis fur den
vorteilhaften Einsatz von Katamaranen ab. Diese werden in Abb. 11 wiederge-geben.
Der Vergleich der Ergebnisse laBt den Schluf3 zu, deli die KatamaranrOrinpfe
den verwirbelten Nachlauf hinter dem
Leichterverband verbessern, wodurch
eine gastige Wasserzufarung zu den Propellern bewirkt wird. Dies gilt nur
so lenge, bis die Propeller vorwiegend von unter dem Kiel, d. h. von vorn das Wa6ser ansaugen. Auf flacherem Wae-ser und mit zunehmendem
Leichtertief-gang wird die Wasserzufuhr von vorn
infolge geringer Bodenfreiheit
behin-dert. Die Propeller mussen immer mehr schrag von der jeweiligen AuBenbord-seite ansaugen, so daB der Vorteil des
Katamarens verlorengeht. Es ist
vor-stellbar, daB eine achsasymmetrische Gestaltung des Tunnels am
Katamaran-rumpf zu einem gastigen Verhalten dieser.Form auf flachem Wasser fart.
Eine ahnliche Wirku-ng laBt sich auch
dadurch erzielen, daB die Achsen der
EinzelrOmpfe nicht parallel zueinander, sondern nach vorn divergierend
gehal-ten werden. Diese Anordnung wurde
jedoch nicht untersucht.
ten, wie sie. im Rahmen. eines anderen
Vorhabens [10] ermittelt wurden. FOr die vergleichende Bewertung' wurden
sie annahernd auf TL 3:7 m
umge-rechnet.
Es zeigt sich, daf3 die untersuchten
Ka-tamaranformen. auf tieferem Wasser
dem 1-Rumpf-Schubboot Oberlegen
sind, wobei das Modell 799 die gun-stigsten Werte liefert. Zur Verdeut-.
lichung der GroBenordnung werden
beispielsweise die mit PD = 2500 PS
erreichbaren Geschwindigkeiten bzw.
die Leistungsersparnisse bei V = 12,5 nachfolgend aufgefart:
Urn weitere Hinweise uber den Einfluf3
der Schubbootform auf die
Propul-sionseigenschaften zu erhalten ist in
Abb. 13 und 14 eine vergleichende
Ge-genaerstellung der SOg- und
Nach-strorriverhaltnisse vorgenommen
wor-den. Diese sind jedoch in erster Linie
als qualitative -Angaben anzusehen,
well der zur Errechnung dieser Werte
benOtigte Dusenschub TD wegen des
hohen clef& erforderlichen Versuchs-aufwands nicht gemessen wurde. Er
wurde fur die 'Katamaran-Modelle aus dem jeweiligen Propellerschub T p auf-grund des fur das Modell 771 bekannten
Verlaufs der Lastanteilziffer, die den Anteil des Propellerschubes am'
Ge-samtschub des
Propeller-DOsen-Sy-stems angibt bzw. des TD/Tp-Verhalt-nisses Ober dem Propellerbelastungs-grad in Abb. 12 ermittelt. Es wurde da-bei angenommen, daB die funktionelle' Abhangigkeit zwischen dem
TD/Tp-Ver-haltnis und dem Belastungsgrad des
Propellers in alien Fallen annahernd
identisch ist, was in etwa zutreffen
durfte, well bei. ellen Modellen das
gleiche Propeller -und Dusenpaar ver-wendet wurde (vgl. [12] S. 563).
30
Zur Ermittlung der Sogziffer bei Ver-suchen auf h = 5,0 m wurde
durchge-hend der Widerstand des Verbands mit angekoppeltem Schubboot M 771 be nutzt, da eine getrennte Messung des Widerstands mit jedem einzelnen Kata-maran-Schubboot im Verband ebenfalls
aus KostengrUnden nicht
vorgenom-1.1.1. 1.7 sag In.ID +...-..., WI vel.,.6.-a
'
WM
4z4o .. ..., IOW Na .._...,,,
rages
.
ILOMA
gm* r-eral_...41111
Sch*Lors1 4 Lelolizr EU1107.4 /7 doeMwn.../ i M880-1 M 771 M 799 M 880-2 M 902 Erreichbare Geschwindigkeit 13,12 13,93 13,56 PD=
2500 PS V [km/h] 13,32 13,85Leistungsbedarf zum Erreichen 100 83,8 90,6
von V
=
12,5 km/h PD [3/4] 95,7 85,2Zweigfiedris, -Zevilingsverband
iiosserthile h cWm Geschwindigkeitsarenzen in Abhangigkeit von
Wassertiefenverhaltnis fiir den vorteilhaften
Einsatz von untersuchten Katamarcrn-Schubbooten
20 30
Abb. 12
as
Abb. 13
_Sogziffer
Schubverband: 4 Leichter EUROPA II 'Wdssertiele h .5,0m .2,8m 13 025
./
7'-At 17,7pclarschub b0200ener Diisensthub in Abhanyipkiait von, Propohmbelashngsgrad
Pr,* In 105.
Senuesior N7n loknretvwfm1 Ikutsrnew .10.
Mifflere Nachstromziffer
Schubverband: A LeiChter EUROPA II .3,7m
-.2.8 m
Ermllt. axe Propubianmessunon Sr.manmenst.. K.235 Flovintrernia 12 m flostonalr 1Wassertiefe h . 7.5m1
\\
Vs limmi 1Wmpsertiefe h -r3 552090001 0711 I "g8° If 902 Abb. 14 Vs Illm/111men wurde. Die Sogzifferauf h 7,5 m
konrite nicht ermittelt werden, well der
Widerstand des Verbands mit
ange--koppeltem Schubboot auf dieser Was-sertiefe nicht.vorlag.
Die Nachstromziffer ist aus dem
Frei-fahrtdiagramm des
Propeller-Dusen-Syetems unter Annahme der Schub-und Momentenidentitat ermittelt
wor-den. Es wird-jeweils der Mittelwert
an-gegeben. Die Annahme der
Schub-bzw. Momentenidentitat 1st nicht ganz
korrekt, weil die am Schubboot ange-ordnete Duse zum Tell in den Rumpf
.eingelassen und damit-nur partiell
wirk-sarh ist, wahrend im Freifahrtversuch
das ganze Ringprofil angestromt wird. Em n weiterer UntersChied besteht in der
Anordhung der Flankenruder, die die
ZuStromung zusatzlich beeinflussen.
5. ZusamMenfassung
Der vorliegende Bericht befaf3t sich mit
Leistungsmessuhgen an drei
Schub-bootmodellen in Katamaranform, deren
Hauptabmessungen in den durch die Gesamtlange des $chubverbands
so-wie durch Wassertiefenbeschrankung gegebenen Grenzen variiert wurden. Die anschlief3end vorgenommene ver-gleichende Bewertung der Ergebnisse
zeigt, daf3 die Katamaranform gegen-Ober einem vergleichbaren -Einrumpf-fahrzeug auf tieferem Wasser
beacht-liche Vorteile bringt. Die
Leistungser-sparnisse in diesem Fall konnen mehr
als 15 betragen. Das gunstige
Ver-halten der Katamarane ist
hauptsach-lich auf eine Verbesserung der
Was-serzufuhr zum Propeller-D0sen-System
und damit auf eine Verbesserung der
Sogverhaltnisse zuruckzuftihren. Zu
einem geringeren Teil durfte hierzu
auch eine Verringerung des
Gesamt-widerstands, die die Katamaranr0mpfe durch ihre gunstige Beeinflussung des verlustbehafteten Nachlaufs am Leich-terverband bewirken, beitragen. Erwar-tungsgemaB ist die schlankere, dafOr aber tiefer eintauchende Rumpfform am gdnstigsten.
Auf der korrespondierenden
Wasser-tiefe von h = 5,0 m und bei
zunehmen-dem Leichtertiefgang wird der Vorteil der Katamaranform geringer. Bei IL von 3,2 m und Mehr ist er nur noch im unteren Geschwindigkeitsbereich vor-handen. Der Grund hierfur scheint
dar-in zu liegen, da6 die Propeller dar-infolge geringer Unterkielfreiheit immer mehr
schrag von der jewei'ligen
Au6enbord-seite ansaugen, woftir der nach vom
divergierende Tunnel des
Einrumpf-fahrzeugs besser geeignet ist.
Die Untersuchung schlief3t auf3erdem Messungen em, aus denen der Einflu6
des freien Abstands zwischen beiden Katarnaranriimpfen auf den
Antriebs-leistungsbedarf hervorgeht.
Literaturverzeichnis Schimke, A.
Widerstands-Schleppversuche mit
Ka-tamaranmodellen Schiffbautechnik,- 8/1966 Schimke, A., Kusserow, P.
Zur Frage der Eignung der
Katamaran-- bauweise fur kleine Fahrgastschiffe und
Schlepper
Schiffbautechnik, 6/1967 Vollheirn, R.
Uber Formgebung und Widerstand von
Katamaranen
Schiffbauforschung, 5-6/1968 Dubrovsky, V. A.
Neue Erkenntnisse Ober Anwendungs-moglichkeiten von Zweikorperschiffen Sudodtrojneniye, 8/1970
Paffhausen
Schubboot EMDEN"
Hansa, 14/1966 [6] Pfennigstorf, J.
Handbubh der Werften X. Band, 1970 S. 142-144
Russische Katamaran-Schubschlepper
300-450 PS
Hansa, 14/1966 Heuser, H.
Systematische Modelluntersuchung von Zweirumpf-Binnenschiffen
Luthra, G.
Untersuchung der Nachstromverteilung
eines im Verband schiebenden
Schub-boots in Pontonform Hansa, 18/1974 Binek, H.
Propulsionsversuche mit Schubverban-den bei Niedrig- und Hochwasser z. Z. laufendes Vorhaben in der VBD Luthra, G.
Ermittlung der Sogziffer bei
Verwen-dung von Propeller-DOsen-Systemen
am Schubboot unter Berucksichtigung
der SChubbelastung und der
gegensei-tigen Beeinflussung von SchiffskOrper
und Antriebsorganen
Laufendes Vorhaben in der VBD
VerfasserkollAtiv
herausgegeben von HerrsChke, W. Sohiffbautechnisches Handbuch, Bd. I ...
