Belastungsmessungen an einem SWATH-Schiff im Seegang
v o n D r . - l n g . J i i r g e n H a u s e n u n d D i p l . - I n g . R i c h a r d W i e f e l s p i i t t , L e h r s t u h l f ü r S c h i f f b a u , K o n s t r u k t i o n u n d S t a t i k d e r R W T H A a c h e n ( P r o f . D r . - l n g . H . - G . S c h u l t z ) S W A T H - S c h i f f e b e s t e h e n a u s z w e i v o l l s t a n d i g g e t a u c h t e n S c h w i m m k ö r p e r n , d i e ü b e r s c h l a n k e S t r u t s m i t e i n e m P l a t t f o r m d e c k v e r b u n d e n s i n d . D i e s e S c h i f f e h e b e n s i c h d u r c h a u s g e z e i c h n e t e S e e g a n g s e i g e n s c h a f t e n , h o h e D i e n s t g e s c h w i n d i g k e i t u n d g e -r i n g e n W e l l e n w i d e -r s t a n d v o n k o n v e n t i o n e l l e n E i n -r u m p f s c h i f f e n a b . Z u -r S e n k u n g d e -r G e s t e h u n g s k o s t e n d i e s e r S c h i f f e w e r d e n R e d u z i e r u n g s m ö g l i c h k e i t e n f ü r d a s S t r u k t u r g e w i c h t u n t e r s u c h t . D a z u i s t i m H i n b l i c k a u f d i e F e s t i g k e i t d i e K e n n t n i s d e r B e -t r i e b s b e a n s p r u c h u n g e n e r f o r d e r l i c h , f ü r d e r e n E r m i -t -t l u n g e i n G r o B m o d e l l g e b a u -t u n d m i t D e h n u n g s m e B s t r e i f e n s o w i e B e s c h l e u n i g u n g s a u f n e h m e r n a u s g e r ü s t e t w u r d e . D e r A u f s a t z b e s c h r e i b t d i e m e B t e c h n i s c h e A u s r ü s t u n g , d a s V e r s u c h s p r o g r a m m u n d g i b t d i e i n d e n V e r b i n d u n g s e l e m e n t e n z w i s c h e n d e n b e i d e n S c h w i m m k ö r p e r n a u f t r e t e n d e n K r a f t e u n d M o m e n t e i n i h r e n Z e i t v e r l a u f e n i n Z u o r d n u n g z u d e n B e w e -g u n -g e n d e s S c h i f f s i m S e e -g a n -g w i e d e r .1 Das SWATH-Prinzip
D i e g r u n d l e g e n d e I d e e d e s S W A T H - K o n z e p t s b e s t e h t d a r i n , d i e B e w e g u n g e n e i n e s S c h i f f s i m S e e g a n g dad u r c h k l e i n z u h a l t e n , dad a f i dad i e F i a c h e dad e r S c h w i m m W a s s e r h n i e , d i e f ü r d a s B e w e g u n g s v e r h a l t e n v o n e n t s c h e i -d e n -d e r B e -d e u t u n g i s t , m i n i m i e r t w i r -d . D a r a u s i s t e i n S c h i f f s t y p m i t z w e i h a l b g e t a u c h t e n R ü m p f e n ( S W A T H = S m a l l W a t e r p l a n e A r e a T w i n H u l l ) e n t w i c k e l t w o r d e n , d e r s i c h d u r c h a u s g e z e i c h n e t e S e e g a n g s e i g e n s c h a f t e n , h o h e D i e n s t g e s c h w i n d i g k e i t u n d g e r i n g e n W e l l e n w i d e r -s t a n d d e u t l i c h v o n k o n v e n t i o n e l l e n E i n r u m p f -s c h i f f e n a b h e b t . B i l d 1 z e i g t d e n p r i n z i p i e l l e n A u f b a u e i n e s S W A T H - S c h i f f s m i t e i n g e z e i c h n e t e r W a s s e r l i n i e . Z w e i v o l l s t a n d i g g e t a u c h t e S c h w i m m k ö r p e r s i n d ü b e r s e h r s c h l a n k e " S t r u t s " m i t e i n e m o b e r h a l b d e r W a s s e r o b e r -f l a c h e b e -f i n d U c h e n P l a t t -f o r m d e c k v e r b u n d e n . D a d e r G e s t a l t u n g d e r F l a t t f o r m k e i n e h y d r o d y n a m i -s c h e n H e m m n i -s -s e e n t g e g e n -s t e h e n , i -s t e i n n a c h d i e -s e m P r i n z i p g e b a u t e s F a h r z e u g b e s o n d e r s g e e i g n e t , A u f g a b e n a u s d e m P e r s o n e n t r a n s p o r t ( F a h r e n , K r e u z f a h r t s c h l f f e ) , d e r O f f s h o r e I n d u s t r i e u n d d e r M e e r e s f o r s c h u n g z u ü b e r n e h m e n . A u c h B e r g u n g s u n d R e t t u n g s o p e r a t i o n e n l a s s e n s i c h m i t e i n e m s o l c h e n S c h i f f e i n f a -c h e r d u r -c h f ü h r e n . D i e b i s h e u t e w e l t w e i t g e b a u t e n ü b e r 3 0 S W A T H S c h i f f e e r f ü l l e n d e n n a u c h i n a l l e r R e g e l A u f -g a b e n a u s d e n -g e n a n n t e n B e r e i c h e n , w e n n m a n v o n d r e i k l e i n e r e n M o t o r y a c h t e n a b s i e h t . T h e o r e t i s c h e U n t e r s u c h u n g e n s o w i e M o d e l l u n d P r o t o t y p V e r s u c h e h a b e n d a s h e r v o r r a g e n d e S e e g a n g s v e r h a l -t e n d i e s e r S c h i f f e a l s e n -t s c h e i d e n d e n V o r -t e i l b e s -t a -t i g -t . N a c h [ 1 ] b l e i b e n S W A T H - S c h i f f e f ü r b i s z u z w e i Seeg a n Seeg s s t a r k e n l a n Seeg e r e i n s a t z f a h i Seeg a l s v e r Seeg l e i c h b a r e E i n r u m p f s c h i f f e . N a c h d e r g l e i c h e n Q u e l l e m ü f i t e e i n E i n -r u m p f s c h i f f e i n e e t w a z w a n z i g m a l g -r ö B e -r e V e -r d -r a n g u n g h a b e n , w e n n es e b e n s o g u t e B e d i n g u n g e n f ü r H u b -s c h r a u b e r - O p e r a t i o n e n i m O f f -s h o r e - E i n -s a t z b i e t e n -s o i l w i e d a s v o r 2 0 J a h r e n i n d e n U S A g e b a u t e o z e a n o g r a p h i -s c h e F o r -s c h u n g -s -s c h i f f K A I M A L I N O . A l s n a c h t e i l i g w e r d e n d i e G e s t e h u n g s k o s t e n g e n a n n t , d i e b e i S W A T H - S c h i f f e n g l e i c h e r T r a g f a h i g k e i t h ö h e r a u s f a l l e n a l s b e i E i n r u m p f s c h i f f e n . D i e w e g e n d e s g r ö B e r e n S t r u k t u r g e w i c h t s h ö h e r e n M a t e r i a l k o s t e n w e r -d e n a l l e r -d i n g s z u m T e i l -d u r c h K o s t e n s e n k i m g e n i n -d e r F e r t i g u n g k o m p e n s i e r t , d a d i e R u m p f g e o m e t r i e n i m a l l -g e m e i n e n r e c h t e i n f a c h s i n d . E i n e w e i t e r e R e d u z i e r u n -g d e r G e s t e h u n g s k o s t e n i s t z u e r w a r t e n , w e n n d i e E r -b a u e r g e l e r n t h a -b e n , d a s G e w i c h t e i n e s n a c h d e m S W A T H - P r i n z i p g e b a u t e n S c h i f f s z u o p t i m i e r e n . E i n e R e d u z i e r u n g d e s S t r u k t u r g e w i c h t s e i n e s 9 0 0 0 t t r a g e n d e n S W A T H S c h i f f e s u m 10 % h a t t e n a c h [ 2 ] e i n e V e r g r ö -B e r u n g d e s A k t i o n s r a d i u s u m 16 % bzw. e i n e n Z u w a c h s a n T r a g f a h i g k e i t u m 2 4 % z u r F o l g e . A u B e r d e m k ö n n t e n G e s t e h u n g s k o s t e n v o n e t w a 2 M i l l . U S e i n g e s p a r t w e r d e n . D e r a r t i g e G e w i c h t s r e d u z i e r u n g e n e r f o r d e r n a l l e r -d i n g s i m H i n b l i c k a u f -d i e F e s t i g k e i t -d e r S t r u k t u r e i n e g e n a u e K e n n t n i s d e r B e a n s p r u c h u n g e n i m B e t r i e b .2. Bau eines GroBmodells
D i e f ü r d i e F e s t i g k e i t d i e s e r S c h i f f e e n t s c h e i d e n d e n B e l a s t u n g e n s i n d d i e i m S e e g a n g a u f t r e t e n d e n B i e g e m o m e n t e i m Q u e r v e r b a n d d e s S c h i f f e s s o w i e d i e L a n g s -b i e g e - u n d T o r s i o n s m o m e n t e . I m R a h m e n d e r v o n d e r D e u t s c h e n F o r s c h u n g s g e m e i n s c h a f t g e f ö r d e r t e n U n t e r -B i l d 1 : P r i n z i p s k i z z e e i n e s S W A T H - S c h i f f s M e s s t e c h n i s c h e Bi iefe 29 ( 1 9 9 3 ) , H e f t 2 3 9
s u c h u n g e n , i i b e r d i e l i i e r b e r i c l i t e t w i r d , w u r d e n s y s t e m a t i s c h e M e s s u n g e n a n e i n e m 7 m l a n g e n s e l b s t f a h r e n -d e n G r o B m o -d e l l e i n e s S W A T H - S c h i f f e s -d u r c h g e f ü h r t , d i e d i e E r m i t t l u n g d i e s e r B e a n s p r u c h u n g e n z u m Z i e l h a t t e n . A m L e h r s t u h l f ü r S c h i f f b a u , K o n s t r u k t i o n u n d S t a t i k d e r R W T H A a c h e n e n t w i c k e l t e t h e o r e t i s c h e A n -s a t z e z u r B e r e c h n u n g d e r d y n a m i -s c h e n F e -s t i g k e i t v o n S W A T H - S c h i f f e n w u r d e n a n h a n d d e r M e B e r g e b n i s s e a u f i h r e L e i s t u n g s f a h i g k e i t h i n u n t e r s u c h t . B e i m E n t w u r f d e r L i n i e n d e r b e i d e n S c h w i m m k ö r p e r d e s G r o B m o d e l l s w u r d e a u f e i n e b e i d e r S c h i c h a u S e e -b e c k w e r f t A G s c h o n s e h r w e i t g e d i e h e n e K o n z e p t s t u d i e f ü r e i n e n a c h d e m S W A T H - P r i n z i p g e s t a l t e t e s c h n e l l e F a h r e z u r ü c k g e g r i f f e n . u m e i n e n V e r g l e i c h d e r M e f i e r -g e b n i s s e m i t b e r e i t s v o n d e r W e r f t -g e s a m m e l t e n D a t e n z u e r m ö g l i c h e n . N e b e n d e n L i n i e n w u r d e n a u s d i e s e r K o n z e p t s t u d i e d i e L a g e d e r S c h w i m m k ö r p e r u n t e r d e r W a s s e r l i n i e u n d d e r g e g e n s e i t i g e A b s t a n d d e r b e i d e n R ü m p f e ü b e r n o m m e n . U m d i e H a u p t b e l a s t u n g e n d e s S W A T H M o d e l l s e i n d e u -t i g e r f a s s e n z u k ö n n e n , s i n d d i e b e i d e n S c h w i m m k ö r p e r i n D e c k s h ö h e m i t H i l f e z w e i e r s c h l a n k e r R o h r t r a g e r v e r -b u n d e n . D i e S c h w i m m r ü m p f e s e l -b s t s i n d s e h r s t e i f ge-b a u t , u m d i e l o k a l e n V e r f o r m u n g e n d e r S t r u k t u r e n u n t e r S e e g a n g s e i n f l ü s s e n m ö g i i c h s t k l e i n z u h a l t e n u n d d i e a u f d i e R ü m p f e w i r k e n d e n B e l a s t u n g e n m ö g i i c h s t u n v e r f a l s c h t a u f d i e R o h r t r a g e r K o n s t r u k t i o n z u ü b e r -t r a g e n . D i e R o h r -t r a g e r w u r d e n d a b e i so a u s g e l e g -t , d a B s i e e i n e r s e i t s d e n Z u s a m m e n h a l t d e s V e r b a n d s s i c h e r s t e l l e n , a n d e r e r s e i t s j e d o c h u n t e r B e l a s t u n g h i n r e i c h e n d g r o B e V e r f o r m u n g e n f ü r d a s M e s s e n m i t D e h -n u -n g s m e B s t r e i f e -n ( D M S ) a u f w e i s e -n . D i e R o h r t r a g e r s i n d m i t d e n S c h w i m m r ü m p f e n d u r c h s e h r s t e i f e S a t t e l -k o n s t r u -k t i o n e n v e r b u n d e n , d i e e i n e B e t r a c h t u n g d e r R o h r t r a g e r a l s e i n g e s p a n n t e B a l k e n e r l a u b e n . D a m i t k ö n n e n a u s d e n g e m e s s e n e n D e h n u n g e n d i e L a g e r r e a k -t i o n e n e i n d e u -t i g e r m i -t -t e l -t w e r d e n . S a t t e l u n d R o h r t r a g e r v o r n u n d h i n t e n b i l d e n j e w e i l s e i n e E i n h e i t , d i e a u f d e n d a f ü r v o r g e s e h e n e n v e r s t e i f -t e n D e c k s f l a c h e n d e r S c h w i m m k ö r p e r d u r c h B o l z e n arr e t i e arr t w e arr d e n . D a d u arr c h l a B t s i c h d a s M o d e l l f ü arr T arr a n s -p o r t u n d L a g e r u n g i n E i n z e l t e i l e z e r l e g e n . A u B e r d e m k a n n d u r c h R o h r t r a g e r - E i n h e i t e n u n t e r s c h i e d l i c h e r L a n g e d e r S c h w i m m e r a b s t a n d v a r i i e r t u n d d e s s e n E i n f l u B a u f d a s S e e g a n g s v e r h a l t e n u n d d i e B e a n s p r u c h u n -g e n u n t e r s u c h t w e r d e n .
Seitenansicht Ansicht ohne Motor und Decl<saulbaulen B i l d 2 z e i g t d e n G e n e r a l p l a n m i t d e n H a u p t a b m e s s u n -g e n u n d d e n L e i s t u n -g s d a t e n d e s S W A T H - M o d e l l s . A m H e e k e i n e s j e d e n S c h w i m m k ö r p e r s b e f i n d e t s i c h d i e v e r t i k a l v e r s e t z b a r e A u f h a n g u n g f ü r e i n e n A u B e n b o r d m o t o r . D a m i t k ö n n e n M e B f a h r t e n m i t u n t e r s c h i e d l i -c h e n T i e f g a n g e n d u r -c h g e f ü h r t w e r d e n . J e d e r R u m p f w e i s t d r e i C o c k p i t s a u f : 9 V o r d e r e s C o c k p i t : B e m a n n t , S t e u e r u n g d e r S t a b i l i -s i e r u n g -s f l o -s -s e n w a h r e n d d e r F a h r t • M i t t l e r e s C o c k p i t : B e m a n n t , S t e u e r s t a n d ( b a c k b o r d ) bzw. M e B p l a t z ( s t e u e r b o r d ) • H i n t e r e s C o c k p i t : U n b e m a n n t , T r e i b s t o f f t a n k s , S t a r -t e r - B a -t -t e r i e n Z u r l o k a l e n D i m e n s i o n i e r u n g d e r V e r b a n d e w u r d e d e r h y d r o s t a t i s c h e D r u c k h e r a n g e z o g e n , d e r z u r B e r ü c k s i c h t i g u n g v o n S l a m m i n g E f f e k t e n u m e i n e n D y n a m i k F a k t o r Cjy„ = 3 e r h ö h t w u r d e . F ü r d i e g l o b a l e D i m e n s i o n i e r u n g w u r d e n a u s d e r Q u e r , L a n g s u n d T o r s i o n s b e a n -s p r u c h u n g d e r S t r u k t u r E n t w u r f -s l a -s t e n e r m i t t e l t . D i e E n t w u r f s l a s t a u s d e r Q u e r b e a n s p r u c h u n g d e s S W A T H M o d e l l s w u r d e n a c h i n [ 1 u n d 3 ] a n g e g e b e n e n e m p i r i s c h e n B e z i e h u n g e n b e r e c h n e t . E s e r g a b s i c h e i n e m a x i m a l e Q u e r k r a f t v o n 5 0 k N , d i e a u c h n a c h d e n D i m e n s i o -n i e r u -n g s - R i c h t l i -n i e -n d e s A m e r i c a -n B u r e a u o f S h i p p i -n g [ 4 ] z u g r u n d e g e l e g t w e r d e n m u B . D a s E r g e b n i s e i n e r r e i n s t a t i s c h e n B e t r a c h t u n g d e s P r o b l e m s l a g i n d e r g l e i -c h e n G r ö B e n o r d n u n g . A u f d e r B a s i s d i e s e r B e r e c h n u n g e n w u r d e n d i e S c h w i m m k ö r p e r i n Q u e r s p a n t b a u w e i s e m i t e i n e m S p a n t a b s t a n d v o n 4 2 5 m m k o n z i p i e r t . D i e A u B e n h a u t -d i c k e b e t r a g t ü b e r a l l 4 m m . Z u m B a u -d e s M o -d e l l s w u r -d e d i e g e g e n S e e w a s s e r b e s t a n d i g e A l u m i n i u m - L e g i e r u n g A l M g 4 , 5 M n w 2 8 v e r w e n d e t . A u f g r u n d d e s r e i a t i v g e r i n g e n s p e z i f i s c h e n G e w i c h t s i s t d i e M i t n a h m e e i n e r h i n -r e i c h e n d g -r o B e n M e n g e v o n B a l l a s t g e w i c h t e n m ö g l i c h , m i t d e r e n H i l f e d i e g e f ö r d e r t e n S c h w e r p u n k t s l a g e n u n d T r a g h e i t s g r ö B e n so e i n g e s t e l l t w e r d e n k ö n n e n , d a B s i e m i t d e n e n d e r G r o B a u s f ü h r u n g ü b e r e i n s t i m m e n . E i n e u n t e r B e r ü c k s i c h t i g u n g d e r k o n s t r u k t i v e n G e g e b e n h e i t e n f ü r d a s M o d e l l d u r c h g e f ü h r t e d e t a i l l i e r t e E r -m i t t l u n g d e s G e w i c h t s , a l l e r T r a g h e i t s g r ö B e n u n d d e s S t a b i l i t a t s u m f a n g s e r g a b e i n e B a l l a s t m e n g e v o n 9 0 0 k g , d i e i n j e d e m R u m p f v e r t e i l t w e r d e n m u B t e . Z u m A u s g l e i c h d e r b e i S W A T H S c h i f f e n i n A b h a n g i g k e i t v o m F a h r t z u s t a n d a u f t r e t e n d e n d y n a m i s c h e n I n s t a -b i l i t a t i n L a n g s r i c h t u n g w u r d e f ü r d i e I n n e n s e i t e j e d e s S c h w i m m k ö r p e r s e i n e e i n s t e l l b a r e S t a b i l i s i e r u n g s -f l o s s e v o r g e s e h e n . A n h a n d b e r e i t s v e r f ü g b a r e r D a t e n e r f o l g t e e i n e q u a l i t a t i v e A b s c h a t z u n g d e s L e i s t u n g s b e d a r f s f ü r d a s M o d e l l . D a n a c h w u r d e n z w e i A u B e n b o r d M o t o r e n m i t j e -w e i l s 50 k W A n t r i e b s l e i s t u n g a u s g e -w a h l t .
Ansicht von oben ohne Decksaulbauten
LÜA 7,40 m LWL 5,70 m BÜA 3,20 m BWL 2,64 m T 0,75 m V 4400 kg p 2 x 5 0 kW B i l d 2 : G e n e r a l p l a n d e s S W A T H - M o d e l l s
3. MeBanordnung
Z u r B e s t i m m u n g d e r L a g e r r e a k t i o n e n a n d e n T r a g s a t t e l n d e r Q u e r t r a g e r w u r d e a n a u s g e w a h l t e n M e B q u e r s c h n i t t e n d e r R o h r t r a g e r D e h n u n g s m e B s t r e i f e n a n g e b r a c h t . A l l e M e B s t e l l e n w u r d e n a l s V o l l b r ü c k e n g e s c h a l -4 0 M e s s t e c h n i s c h e B r i e f e 29 (1993), H e f t 2t e t , u m m ö g l i c h e n S t ö r u n g e n a u s T e m p e r a t u r e i n f l ü s s e n u n d U n g e n a u i g k e i t e n i n d e r A u s r i c h t u n g e n t g e g e n z u w i r k e n . B i l d 3 g i b t d i e A n o r d n u n g d e r e i n z e l n e n M e B -s t e l l e n -s o w i e d e r e n A u f b a u u n d V e r -s c h a l t u n g w i e d e r : I n d e n M e B q u e r s c h n i t t e n 1 u n d 4 w i r d d i e R o h r b i e g u n g j e -w e i l s u m d i e S c h i f f s l i i n g s a c h s e ( x - R i c h t u n g ) u n d u m d i e S e n k r e c h t e ( z - A c h s e ) e r f a B t . A m M e B q u e r s c h n i t t 2 w i r d d i e T o r s i o n d e s R o h r t r a g e r s a u f g e n o m m e n u n d a m Q u e r s c h n i t t 3 d i e i n d e r R o h r t r a g e r a c h s e w i r k e n d e L a n g s -k r a f t . D i e M e B s t e l l e n a n o r d n u n g e n a u f d e m v o r d e r e n u n d d e m h i n t e r e n R o h r t r a g e r s i n d i d e n t i s c h u n d b e z o -g e n a u f d i e S c h i f f s m i t t e l l i n i e s y m m e t r i s c h . U m a u c h u n t e r d e n w i d r i g s t e n E i n s a t z b e d i n g u n g e n f u n k t i o n s f a h i g z u b l e i b e n , m u B t e n d i e M e B s t e l l e n w i r k s a m g e g e n d i e s t a r k k o r r o s i v e S e e l u f t u n d a n d e r e E i n -w i r k u n g e n v o n W e t t e r u n d S e e g e s c h l i t z t -w e r d e n . D a z u w u r d e n d i e D M S u n d a l l e K a b e l a n s c h l ü s s e n a c h i h r e r I n s t a l l a t i o n m i t d e m H B M A b d e c k b a n d A B M 75 g r o B f l a c h i g a b g e d e c k t . D i e s e M a B n a h m e e r w i e s s i c h a l s a u -B e r s t e r f o l g r e i c h , d a k e i n e d e r M e -B s t e l l e n w a h r e n d d e r m e h r e r e M o n a t e w a h r e n d e n T e s t s e r i e n a u s f i e l . B i l d 4 a z e i g t e i n z e l n e a b g e d e c k t e M e B s t e l l e n , B i l d 4 b g i b t d i e g r o B f l a c h i g e A b d e c k u n g d e s g e s a m t e n R o h r t r a g e r s w i e -d e r . J e d e M e B s t e l l e w u r d e n a c h d e r I n s t a l l a t i o n d u r c h d a s A u f b r i n g e n d e f i n i e r t e r K r a f t e u n d M o m e n t e i n d e r A u s
-Ansicht von achtern bacl<bord
li
1 2 3 Ansicht von oben
I a M ^ b 1 f h c | | d Biegung; unempf. gegen Lëngsl<raft und gegen Verdrehting Verdrehung: unempf. gegen Lëngsl<raft und gegen Biegung LSngsltraft; unempf. gegen Biegung q | | r U / " " ^ W V z s l i t q / ^ • v i u
\4
Biegung; unempf. gegen LSngskraft und gegen Verdrehung B i l d 3: A n d e n l r a g r o h r e n i n s t a l l i e r t e D M S - V o U b r i i c k e n z u r E r f a s s u n g d e r u n t e r s c h i e d l l c h e n B e l a s t u n g s k o m p o -n e -n t e -n B i l d 4 : S c h u t z a b d e c k u n g d e r M e B s t e l l e n a ) e i n z e l n e a b g e d e c k t e M e B s t e l l e n b ) g r o B f l a c h i g e A b d e c k u n g d e s g e s a m t e n R o h r t r a g e r s r ü s t u n g s h a l l e k a l i b r i e r t . D a z u w u r d e n j e w e i l s b a c k -b o r d s e i t i g d i e B o l z e n v e r -b i n d u n g e n d e r T r a g s a t t e l g e l ö s t u n d i i b e r e i n e n H u b z u g a m f r e i e n E n d e d e r R o h r t r a g e r d e f i n i e r t e K r a f t e u n d M o m e n t e e i n g e l e i t e t , d i e m i t H i l f e e i n e s K r a f t a u f n e h m e r s ( H B M U l ) u n d e i n e s d a -h i n t e r g e s c -h a l t e t e n T r a g e r f r e q u e n z - M e B v e r s t a r k e r s ( H B M K W S 3 0 7 3 ) s e h r g e n a u e i n g e s t e l l t w e r d e n k o n n t e n . B e i k o n s t a n t g e h a l t e n e r L a s t w u r d e n m m d i e e i n z e l n e n M e B s t e l l e n j e w e i l s m i t d e m z u g e o r d n e t e n V e r s t a r k e r k a n a l k a l i b r i e r t , w o b e i d i e a n j e d e m V e r s t a r k e r k a -n a l v o r g e -n o m m e -n e E m p f i -n d l i c h k e i t s e i -n s t e l l u -n g s p a t e r b e i d e r r e a l e n M e s s u n g a u f S e e m i t H i l f e d e s v e r s t a r k e r -i n t e r n e n K a l -i b r -i e r s -i g n a l s r e p r o d u z -i e r t w e r d e n k o n n t e . D e r V e r g l e i c h d e r b e i d e r K a l i b r i e r u n g g e i u e s s e n e n W e r t e i n i t d e n f i i r e i n e n e i n s e i t i g e i n g e s p a n n t e n K r a g -b a l k e n u n t e r B i e g u n g , T o r s i o n , Z u g - u n d D r u c k l a s t er-r e c h n e t e n W e er-r t e n e er-r g a b i n a l i e n F a l l e n e i n e s e h er-r g u t e Ü b e r e i n s t i m m u n g . Z u r B e s t i m m u n g d e r L a g e r r e a k t i o n e n r e i c h t d i e A u s -w e r t u n g d e r M e B s i g n a l e n u r e i n e r S c h i f f s s e i t e v ö l l i g aus. D i e V e r d o p p l u n g d e r M e B p u n k t e w u r d e a u s S i c h e r h e i t s g r i i n d e n v o r g e n o m m e n , d a w a h r e n d d e r s c h w i e r i g e n M e s s u n g e n i m S e e g a n g i m m e r w i e d e r d a m i t g e r e c h -n e t w e r d e -n m u B , d a B d i e e i -n e o d e r a -n d e r e M e B s t e l l e d u r c l i m e c h a n i s c h e E i n w i r k u n g e n o d e r d u r c h d a s E i n -d r i n g e n v o n F e u c h t i g k e i t b e s c h i i -d i g t w i r -d u n -d a u s f a l l t . M e s s t e c h n i s c h e B r i e f e 29 ( 1 9 9 3 ) , H e f t 2 41• BI2-200 t^BDMS I 812-200 < 812-200^ . 612-200 KWS 673.A2 KWS 673.A2 PCM Modulator
^^^^^
, — ~ in KWS 673.A2 Modulator PCM^^^^^
, — ~ in KWS 673.A2 Modulator PCM^^^^^
, — ~ in KWS 506.A PCM Demodu-lator PC mit Dash 16 Speicher-und Ausgabe-einhelten Speicher-und Ausgabe-einhelten B i l d 5: B l o c k s c h a l t b i l d dei- M e B d a t e n e r f a s s u n g u n d - a u s w e r t u n g a ) D a t e n e i f a s s u n g u n d - a u f z e i c h n u n g a n B o r d b ) A u s w e r t u n g a n L a n d Z u s a t z l i c h z u d e n D M S - M e B s t e l l e n w u r d e a n d e n v i e r T r a g s a t t e l n j e w e i l s e i n B e s c h l e u n i g u n g s a u f n e h m e r d e s T y p s H B M B 1 2 / 2 0 0 i n v e r t i k a l e r R i c h t u n g f i x i e r t . D i e E r g e b n i s s e a u s d i e s e n M e s s u n g e n e r m ö g H c h e n e i n e A u s s a g e i i b e r d a s B e w e g u n g s v e r h a l t e n d e s M o d e l l s i n u n t e r -s c h i e d l l c h e n S e e g a n g e n . M i t H i l f e e i n e r W e l l e n m e B b o j e w u r d e n i n d e m S e e g e -b i e t , i n d e m d i e V e r s u c h s f a h r t e n d u r c h g e f ü h r t w u r d e n , d i e a u f t r e t e n d e n W e l l e n h ö h e n e r f a B t u n d p e r F u n k a n e i n e n a u f d e m b e g l e i t e n d e n T e n d e r u n t e r g e b r a c h t e n E m p f a n g e r w e i t e r g e l e i t e t . D i e S i g n a l e w u r d e n h i e r m i t D a t u m u n d U h r z e i t r e g i s t r i e r t u n d b i l d e t e n d i e G r u n d l a g e f ü r d i e s p a t e r e B e r e c h n u n g d e r K u r z z e i t S e e g a n g s -s p e k t r e n . B i l d 5 z e i g t i n e i n e m B l o c k s c h a l t b i l d d i e S i g n a l v e r a r b e i -t u n g w a h r e n d d e r M e s s u n g e n a u f See. Z u r V e r f ü g u n g s t a n d e n i n d r e i 1 9 " E i n s c h i i b e n 18 M e B k a n a l e m i t 5 k H z T r a g e r f r e q u e n z , a n d i e d i e z w ö l f D M S V o l l b r ü c k e n s c h a l t u n g e n d e r S t e u e r b o r d s e i t e s o w i e d i e v i e r B e s c h l e u n i -g u n -g s a u f n e h m e r a n -g e s c h l o s s e n w a r e n . D i e M e B w e r t e w u r d e n w a h r e n d d e r V e r s u c h s f a h r t e n v o n e i n e m B a n d g e r a t a u f g e z e i c h n e t u n d d a n n s p a t e r a n L a n d a u s g e w e r t e t . B i l d 6 z e i g t e i n F o t o d e r i m S t e u e r b o r d C o c k p i t e i n g e r i c h t e t e n M e B s t a t i o n . M a n e r k e n n t d i e d r e i ü b e r e i n -a n d e r s t e h e n d e n s e c h s k -a n -a l i g e n M e B v e r s t -a r k e r , o b e n r e c h t s d e n P C M - M o d u l a t o r u n d d a n e b e n d a s B a n d g e r a t z u r A u f z e i c h n u n g d e r M e B w e r t e .4. Durchführung der Messungen
D a s M o d e l l w u r d e i n E i n z e l t e i l e z e r l e g t u n d p e r L K W n a c h B r e m e r h a v e n z u r S c h i c h a u S e e b e c k w e r f t t r a n s p o r t i e r t , d i e d i e f ü r d i e D u r c h f ü h r u n g d e r V e r s u c h e e r f o r d e r l i c h e n E i n r i c h t u n g e n ( z . B . L i e g e p l a t z , K r a n ) z u r V e r -f ü g u n g s t e i l t e . D a s M ü n d u n g s g e b i e t d e r W e s e r b i e t e t a u s r e i c h e n d e W a s s e r t i e f e n u n d d i e f ü r d i e D u r c h f ü h -B i l d 6: F o t o d e r i m S t e u e r b o r d - C o c k p i t e i n g e r i c h t e t e n M e B s t a t i o n m i t 18 p a r a l l e l e n 5 k H z M e B v e r s t a r k e r -k a n a l e n r u n g d e r V e r s u c h e e r f o r d e r l i c h e n u n t e r s c h i e d l i c h e n S e e g a n g s v e r h a l t n i s s e . D a s M o d e l l w u r d e e r n e u t z u s a m m e n g e b a u t u n d v o l l s t a n d i g a u s g e r ü s t e t . N a c h U n t e r b r i n g u n g d e r M e B g e -r a t e i m S t e u e -r b o -r d - C o c k p i t e -r f o l g t e d i e R e p -r o d u k t i o n d e r b e i m K a l i b r i e r e n f e s t g e l e g t e n K a n a l e i n s t e l l u n g e n . D a n n k o n n t e d a s M o d e l l , w i e i n B i l d 7 z u s e h e n , z u W a s -ser g e l a s s e n u n d m i t H i l f e d e r B a l l a s t g e w i c h t e a u f d e n e r f o r d e r l i c h e n T i e f g a n g u n d d i e T r a g h e i t s g r ö B e n e i n g e -s t e l l t w e r d e n . B i l d 8 z e i g t d a -s v o l l -s t a n d i g a u -s g e r ü -s t e t e u n d g e t r i m m t e M o d e l l v o r B e g i n n d e r e r s t e n M e B f a h r t . A u s G e s c h w i n d i g k e i t s - M e B f a h r t e n e r g a b s i c h , d a B b e i g l a t t e m W a s s e r a u s d e r i m C o c k p i t a b l e s b a r e n M o t o r -d r e h z a h l a u f -d i e F a h r g e s c h w i n -d i g k e i t -d e s M o -d e l l s ge-s c h l o ge-s ge-s e n w e r d e n k a n n . B i l d 7: D a s S W A T H - M o d e l l w i r d z u W a s s e r g e l a s s e n 4 2 Mu.ssluchiiisclie Briufu 29 (199.3), H e f t 2B i l d 8: D a s S W A T H - M o d e l l v o r d e r e r s t e n M e B f a h r t I n G l a t t w a s s e r v e r s u c h e n w u r d e d a s h y d r o d y n a m i s c h e V e r h a l t e n d e s s c h w i m m e n d e n M o d e l l s u n t e r s u c h t , u m d i e s p a t e r a u s d e n V e r s u c h e n i m S e e g a n g e r m i t t e l t e n E r -g e b n i s s e s i c h e r e r b e u r t e i l e n z u k ö n n e n . Z u r E r m i t t l u n -g d e r E i g e n f r e q u e n z e n d e r S t a r r k ö r p e r b e w e g u n g e n d e s M o d e l l s w u r d e n e i n f a c h e A u s s c h w i n g v e r s u c h e d u r c h g e -f ü h r t . D a b e i w i u d e d a s M o d e l l v o n d e r B e s a t z u n g d u r c h G e w i c h t s v e r l a g e r u n g i n R o l l , S t a m p f u n d T a u c h s c h w i n g u n g e n v e r s e t z t u n d d i e j e w e i l i g e n h a r m o n i s c h e n A u s s c h w i n g v o r g a n g e m i t d e n v i e r B e s c h l e u n i -g u n -g s a u f n e h m e r n a n d e n T r a -g s a t t e l n a u f -g e n o m m e n . D i e V e r s u c h e w u r d e n m e h r f a c h b e i v e r s c h i e d e n e n Ges c h w i n d i g k e i t e n w i e d e r h o l t . D i e g e m i t t e l t e n E r g e b -n i s s e s i -n d i -n T a b e l l e 1 w i e d e r g e g e b e -n . M o t o r d r e h z a h l / G e s c h w . i n m i n ' ^ / m / s R o U -p e r i o d e i n s S t a m p f -p e r i o d e i n s T a u c h -p e r i o d e i n s 0/0 4 , 6 4,5 2,7 1 0 0 0 / 3 , 8 4,0 2 , 1 2 , 0 1 6 0 0 / 5 , 3 4,2 1,6 1,4 R o l l e n : D r e h s c h w i n g u n g u m d i e L a n g s a c h s e S t a m p f e n : D r e h s c h w i n g u n g u m d i e Q u e r a c h s e T a u c h e n : T r a n s l a t o r i s c h e S c h w i n g u n g i n R i c h t u n g d e r V e r t i k a l a c h s e ( z - A c h s e ) T a b e l l e 1 : E i g e n p e r i o d e n d e s M o d e l l s f ü r R o l l e n , S t a m p f e n u n d T a u c h e n D i e g e m e s s e n e n E i g e n w e r t e v e r a n d e r n s i c h m i t d e r F a h r g e s c h w i n d i g k e i t . D i e U r s a c h e h i e r f ü r l i e g t i n d e r g e s c h w i n d i g k e i t s a b h a n g i g e n A u s b i l d u n g d e s W e l l e n b i l d s e n t i a n g d e r S W A T H R ü m p f e . D e r F a h r t z u s t a n d u n -t e r s c h e i d e -t s i c h d a m i -t m a B g e b l i c h v o m s -t i l l s -t e h e n d e n S c h i f f . D e r ü b e r d e r L a n g e d e r R ü m p f e s t a r k v a r i i e r e n d e A b s t a n d d e r S c h w i m m e r z u r W a s s e r o b e r f l a c h e b e -w i r k t e i n e A n d e r u n g d e r h y d r o d y n a m i s c h e n M a s s e n u n d d a m i t d e r E i g e n w e r t e . F ü r d e n S t i l l s t a n d s t i m m e n d i e e r r e c h n e t e n E i g e n w e r t e g u t m i t d e n M e s s u n g e n ü b e r e i n . I m F a h r t z u s t a n d z e i g e n s i c h g r o B e A b w e i c h u n g e n , d a b e i d e r B e r e c h n u n g i m m e r d i e h y d r o d y n a m i s c h e n M a s s e n d e s a u f K o n s t r u k t i o n s t i e f g a n g s c h w i m -m e n d e n S c h i f f s e i n g e s e t z t w e r d e n . B e i d e n M e B f a h r t e n i m S e e g a n g w u r d e d a s V e r h a l t e n d e s M o d e l l s b e i u n t e r s c h i e d i i c h s t a r k e m S e e g a n g u n t e r s u c h t . D i e g e m e s s e n e n W e l l e n h ö h e n v a r i i e r t e n w a h r e n d d e r T e s t s z w i s c h e n 5 c m u n d 7 5 c m . B e i d i e s e n W e l l e n h ö h e n w u r d e n j e w e i l s m i t v e r s c h i e d e n e n M o t o r d r e h -z a h l e n (O b i s 1 6 0 0 U / m i n ) u n t e r s c h i e d l i c h e K u r s e u n t e r d e n W i n k e l n /3 = 0 ° , 4 5 ° , 9 0 ° , 1 3 5 ° u n d 1 8 0 ° r e i a t i v z u r R i c h t u n g d e r W e l l e n g e f a h r e n u n d d a b e i d i e S i g n a l e d e r D e h n u n g s m e B s t r e i f e n u n d d e r B e s c h l e u n i g u n g s a u f n e h -m e r k o n t i n u i e r l l c h a u f g e z e i c h n e t . D a b e i b e d e u t e t d e r W i n k e l 13 = 0 ° , d a B d i e W e l l e d e m S c h i f f e n t g e g e n l a u f t , d a s S c h i f f a l s o d i e W e l l e q u e r d u r c h s c h n e i d e t . B e i fi = 9 0 ° k o m m t d i e W e l l e v o n d e r S e i t e a u f d a s S c h i f f z u . D i e B e r e c h n u n g d e r L a g e r r e a k t i o n e n u n d d e r S c h i f f s b e w e g u n g e n a u s d e n g e s p e i c h e r t e n M e B d a t e n e r f o l g t e s p a t e r a n L a n d . Ü b e r d i e K u r z z e i t s t a t i s t i k e n d e r a u f g e n o m m e n e n S e e g a n g s d a t e n u n d d e r a u f d a s M o d e l l e i n w i r -k e n d e n K r a f t e w u r d e n d i e Ü b e r t r a g u n g s f u n -k t i o n e n d e r L a g e r r e a k t i o n e n i m S e e g a n g e r m i t t e l t [ 5 ] . H i e r z u m ü s -s e n u n t e r B e r ü c k -s i c h t i g u n g v o n G e -s c h w i n d i g k e i t u n d K u r s d e s M o d e l l s d i e B e g e g n u n g s s p e k t r e n b e s t i m m t w e r d e n . D a m i t k ö n n e n s c h l i e B l i c h d i e a u s d e n M e B w e r -t e n b e r e c h n e -t e n B e a n s p r u c h u n g e n d e s S W A T H - M o d e l l s e i n e m b e s t i m m t e n S e e g a n g , e i n e m b e s t i m m t e n K u r s u n d e i n e r b e s t i m m t e n M o t o r d r e h z a h l z u g e o r d n e t w e r d e n . D i e A n a l y s e e r f o l g t e m i t H i l f e s p e z i e l l e r A u s w e r -t u n g s p r o g r a m m e a u f d e m R e c h n e r .
5. Ergebnisse
A u s d e n v o n d e r W e l l e n m e B b o j e a u f g e n o m m e n e n D a t e n l a s s e n s i c h d i e z u m Z e i t p u n k t d e r M e B f a h r t e n h e r r -s c h e n d e n S e e g a n g -s v e r h a l t n i -s -s e b e -s t i m m e n , v o n d e n e n d r e i s i g n i f i k a n t e f ü r d i e w e i t e r e n U n t e r s u c h u n g e n i n T a b e l l e 2 a u f g e l i s t e t s i n d ( d i e s i g n i f i k a n t e W e l l e n h ö h e H y3 s t e l l t d e n M i t t e l w e r t d e s o b e r e n D r i t t e l s d e r g e m e s -s e n e n W e l l e n h ö h e n d a r ) . B e z e i c h n u n g s i g n i f i k a n t e W e l l e n h ö h e H i n m W e l l e n l a n g e i n m S e e g a n g 1 0,45 2 5 S e e g a n g 2 0 , 2 0 10 S e e g a n g 3 0 , 0 0 T a b e l l e 2 : „ S i g n i f i k a n t e " S e e g a n g e w a h r e n d d e r V e r -s u c h -s f a h r t e n D i e w a h r e n d d e r M e B f a h r t e n a u f g e z e i c h n e t e n S i g n a l e d e r a n d e n T r a g r o h r s a t t e l n a n g e b r a c h t e n B e s c h l e u n i -g u n -g s a u f n e h m e r l i e f e r n d i e G r u n d l a -g e z u r E r m i t t l u n -g d e r R o l l , S t a m p f u n d T a u c h b e w e g u n g e n d e s S W A T H -M o d e l l s i n d e n v e r s c h i e d e n e n S e e g a n g e n . A l s B e i s p i e l g i b t B i l d 9 d i e a m B u g d e s S W A T H M o d e l l s a u f g e n o m m e n e n Z e i t s c h r i e b e d e r B e s c h l e u n i g u n g e n f ü r d i e M o t o r d r e h z a h l 1 0 0 0 U / m i n i m S e e g a n g 2 f ü r d i e B e g e g -M e s s t e c h n i s c h e B r i e f e 29 ( 1 9 9 3 ) , H e f t 2 4 3n u n g s w i n k e l /3 = 9 0 ° u n d (3 = 0° w i e d e r . B e i d i e s e r M e s -s u n g w u r d e n S p i t z e n w e r t e v o n 2,5 ni/-s^ b i -s 3 m/-s^ err e i c h t . D i e i i b e err a l l e S e e g a n g s k l a s s e n v o n d e n B e s c h l e u -n i g u -n g s a u f -n e h m e r -n g e m e s s e -n e -n S p i t z e -n w e r t e l a g e -n i m B e r e i c h v o n 1 m/s^ b i s 4 m/s^. E r w a r t u n g s g e m a B t r a t e n d i e g r ö B t e n B e s c h l e u n i g u n g e n a u f , a l s d a s M o d e l l m i t g e s t o p p t e m M o t o r q u e r z u r W e l l e l a g . A u c h b e i d e m h i e r g e z e i g t e n B e i s p i e l i s t d e u t l i c h z u e r k e n n e n , w i e s i c h d i e A m p l i t u d e d e r B e s c h l e u n i g u n g s k u r v e n b e i g l e i c h e m S e e g a n g i n A b h a n g i g k e i t v o n d e r F a h r t r i c h t u n g a n d e r t . D e n h o h e n A m p l i t u d e n b e i (3 = 9 0 ° s t e h e n n u r n o c h n i e d -r i g e A m p l i t u d e n b e i (3 — 0° g e g e n i i b e r . B i l d 10 z e i g t , w i e d e r u m b e i s p i e l h a f t f ü r S e e g a n g 2 , d i e R o l l , S t a m p f u n d T a u c h b e w e g u n g e n b e i e i n e m B e g e g n u n g s w i n k e l v o n 9 0 ° , d i e a u f d e r G r u n d l a g e d e r B e s c h l e u n i g u n g s m e s s u n g e n e r m i t t e l t w u r d e n . G e g e n ü b e r -g e s t e l l t s i n d d i e B e w e -g u n -g e n f ü r d a s M o d e l l i n F a h r t ( M o t o r d r e h z a h l 1 0 0 0 U / m i n ) u n d i m S t i l l s t a n d ( 0 U / m i n ) . A u c h h i e r f a l l e n d i e g r o B e n A m p l i t u d e n f ü r d a s q u e r z u r S e e l i e g e n d e , g e s t o p p t e M o d e l l {(3 = 9 0 ° , 0 U / m i n ) a u f . A u s d e n A u f z e i c h n u n g e n d e r v o n d e n D M S V o l l b r ü c k e n -s c h a l t u n g e n a n d e n R o h r t r a g e r n a b g e g e b e n e n S i g n a l e l a s s e n s i c h d i e L a g e r r e a k t i o n e n a n d e n T r a g s a t t e l n i n s e c h s F r e i h e i t s g r a d e n e r m i t t e i n . A l s B e i s p i e l e s i n d i n d e n B i l d e r n 11 u n d 12 d i e Z e i t s c h r i e b e d e r L a g e r m o -m e n t e u n d - k r a f t e a -m v o r d e r e n R o h r t r a g e r f ü r S e e g a n g 2 , e i n e m K u r s w i n k e l p = 9 0 ° ( M o d e l l q u e r z u r W e l l e ) u n d e i n e r M o t o r d r e h z a h l v o n 1 0 0 0 U / m i n d a r g e s t e l l t . D i e s e r F a h r t z u s t a n d e n t s p r i c h t m a B s t a b l i c h u m g e r e c h n e t e i -n e r G e s c h w i -n d i g k e i t d e r G r o B a u s f ü h r u -n g v o -n e t w a 16 k n b e i e i n e m S e e g a n g m i t d e r s i g n i f i k a n t e n W e l l e n -h ö -h e v o n 1,0 m . D i e U n t e r s c h i e d e d e r e i n z e l n e n L a g e r r e a k t i o n e n s i n d d e u t l i c h z u e r k e n n e n . B e i d e r M o m e n t e n b e l a s t u n g ü b e r w i e g e n e r w a r t u n g s g e m a B d i e M o m e n t e a u s d e r Q u e r -b i e g u n g ( B i l d 1 1 a ) m i t m a x i m a l e n W e r t e n -b i s z u 2,8 k N m . D i e m a x i m a l e n T o r s i o n s m o m e n t e ( B i l d 1 1 c ) a n d e n A u f l a g e r n l i e g e n b e i 1,6 k N m , w a h r e n d d i e m a x i m a l e n B i e g e m o m e n t e i n d e r x y E b e n e i n d i e s e m F a h r t z u s t a n d n u r k l e i n s i n d ( B i l d l i b ) ; s i e b e t r a g e n e n t s p r e c h e n d d e r W e l l e n w i r k u n g n u r c a . 4 0 0 N m . A u s d e n Z e i t -s c h r i e b e n f ü r d a -s h i n t e r e T r a g e r r o h r w u r d e n K r a f t e u n d M o m e n t e e r m i t t e l t , d i e s i c h n i c h t w e s e n t l i c h v o n d e n e n d e s v o r d e r e n T r a g e r s u n t e r s c h e i d e n . . Motordrehzahl 1000U/rrln
p = 90° (Wellen von der Seite) - p = 0° (Wellen von vorn)
Zeit In s B i l d 9 : B e i S e e g a n g 2 f ü r z w e i u n t e r s c h i e d l i c h e B e g e g -n u -n g s w i -n k e l a u f g e -n o m m e -n e B e s c h l e u -n i g u -n g e -n
i
0.4 1 s c 0 a: c <D Ro l -0,4 E 0,4 CI| l
0 E (y Gy -0,4 r~ 1000 u/min -v /
0 U/min 1000 U/n lin / - O U / m i n Y 0,' -0,8 r-1000r
u/min 0 u/min Zeit in s B i l d 1 0 : Z e i t s c h r i e b e d e r a u s d e n B e s c h l e u n i g u n g s m e s s u n g e n e r m i t t e l t e n R o l l , S t a m p f u n d T a u c h b e w e g u n -g e n b e i S e e -g a n -g 2 u n d /8 = 9 0 ° a ) c ) IVIy^
B i l d 11: Z e i t s c h r i e b e d e r a u s d e n D M S M e s s u n g e n e r -m i t t e l t e n L a g e r -m o -m e n t e a ) M o m e n t a u s Q u e r b i e g u n g b ) M o m e n t i n d e r E b e n e p a r a l l e l z u r W a s s e r o b e r f l a c h e c ) T o r s i o n s m o m e n t 4 4 M e s s t e c h n i s c h e B r i e f e 29 ( 1 9 9 3 ) , H e f t 2D i e Z e i t s c h r i e b e d e r L a g e r k r a f t e z e i g e n a h n l i c h e T e n d e n z e n . D i e S t r u k t u r r e a g i e r t a u f d i e s e i t l i c h e i n t r e f -f e n d e W e l l e (/3 = 9 0 ° ) m i t m a x i m a l e n L a g e r r e a k t i o n e n i n L a n g s r i c h t u n g d e r R o h r t r a g e r v o n ü b e r 2 4 0 0 N ( B i l d 1 2 a ) . D i e i n d e r x y - E b e n e w i r k e n d e n Q u e r k r a f t e i n d e n R o h r e n b e t r a g e n b i s z u 8 0 0 N ( B i l d 1 2 b ) u n d d i e i n S c h i f f s l a n g s r i c h t u n g g e m e s s e n e n K r a f t e b e t r a g e n m a -x i m a l 4 0 0 N ( B i l d 1 2 c ) . N a c h d e m a u s d e n M e J i e r g e b n i s s e n d i e S e e g a n g s s p e k -t r e n u n d d i e K r a f -t - u n d M o m e n -t e n s p e k -t r e n b e r e c h n e -t w a r e n , w u r d e n f ü r d i e e i n z e l n e n L a g e r r e a k t i o n e n d i e Ü b e r t r a g u n g s f u n k t i o n e n a u f g e s t e l l t u n d d i e s e d e n E r g e b n i s s e n a u s t h e o r e t i s c h e n B e r e c h n u n g e n g e g e n ü b e r g e s t e l l t . D a z u w u r d e n d i e B e r e c h n u n g e n f ü r d i e G r o B a u s f ü h r u n g f ü r e i n e G e s c h w i n d i g k e i t v o n 7,9 m / s ( M o -t o r d r e h z a h l d e s M o d e l l s = 1 0 0 0 U / m i n ) u n d e i n e q u e r z u m S c h i f f a u f t r e f f e n d e W e l l e (/3 = 9 0 ° ) d u r c h g e f ü h r t u n d d i e T e s t e r g e b n i s s e e n t s p r e c h e n d d e n F r o u d e s c h e n A h n l i c h k e i t s g e s e t z e n u m g e r e c h n e t . D a b e i z e i g t s i c h , d a B i m f ü r d i e D i m e n s i o n i e r u n g b e s o n d e r s w i c h t i g e n F a l l /3 = 9 0 ° d i e v o r a u s b e r e c h n e t e n m a x i m a l e n Q u e r b i e g e m o m e n t e M x u n d d i e Q u e r k r a f t e F y e r h e b l i c h v o n e i n a n d e r a b w e i c h e n , w o b e i d i e R e c h n u n g j e w e i l s d i e g r ö -B e r e n W e r t e l i e f e r t .
