Beeinflussung der zugkraft von schleppern durch beaufschlagungseffekte des propellerstrahls ohne und mit fahrwasserbeschränkung

Einleitung

Ober die Beeinflussung der Zugkraft von

Schleppern durch den sogen. Wandeffekt auf

beschränktem

Fáhrwasser ist nur wenig

be-kannt Er entstehtinfolge der Beaufschlagung

des Schieppanhangs bzw. der Uferbauten

(Uferbefestigungen, Böschungen, Schleusen,

Kaimauern usw.) durch den Propellerstrahl

des Schieppers.

Beim Schleppen an der Trosse wird durch

die Beaufschlàgung des im Propellerstrahl des Schleppers befindlichen AnhaTngs eine Kraft

erzeugt, die der Zugkraft des Schieppers

ent-gegengerichtet. Ist. Sie ist umso größer, je

grö-ßer die Aufpralliläche ud je stärker die

Ein-engung des. freien Wasserquerschrits für däs

Abströmen des Propellerstrahis isf. Da die

Größe der Schiffsejnhejten in den letzten

Jah-Kurzfassung des VBD-Berihtes 1209

Die Arbcils2emeinschaft Iridustriclier For-schungsereiniguneen e V Koin hat d.r \ er suchsanstalt für Binnenschiffbau e.V., Duis-burg, auf deren Antrag...n dankerts\verter Wei-se die Durchfühmn. des Versuthsprogramms ermöglicht und das Vorhaben aus Mitteln des Bundsministeriums für Wirtschaft gefördert.

Der vollständiee Bericht kann zum Selbstko-stenpreis zuzüglich Porto und MwSt. von der Veruchsansta1t fur Binnenschiffbau e.V.,

Klãcknerstr. 7, 4100 buisburg 1, bezogen

werde n.

ren sprunghaft gestiegen ist, die Häfen

dage-gen aber nicht im gleichen Schritt er\\eiteL

wurden,liegen beide Voraussetzungen heute

häufiger vor äls dies früher der Fall war.

Das Problem wird auch dadurch sehr akut.

daß in den letzten Jàhren immer mehr

Ver-schleppungen von sehr großen Pontons mit

Deckladung über lange und längste

See-distanzen durchgeführt werden. Die dabei

eintretenden

Beaufschlagungsverlustebedeu-ten u. a. einen sehr erheblichen Mehraufwand

an Kraftstoff.

Versuchsdurchführurig

TECHNISCHE UNIVEHSITBT

Laboratoum voor

Scheepshydromechanlca

Archiof

Meketweg Z 2628 CD Deift

TeL:015.786873 -Faic015-781a3

Beeinflussung der Zugkraft von Schieppern

durch Beaufschlagungseffekte des Propeilerstrahis

ohne und mit Fahrwasserbeschränkungx)

A. Gronarz, E. Müller, J. Zöllner

242. Mitteilung der Versuchsanstalt für BinnensçhllThau e.V., Duisburg

Institut an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule, Aachen

Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschüngsvereinigungen e.V.

Die Versuche lassen sich in zwei Teile

glie-dern.

Teil 1:

Schlepper und Anhang auf gléichem

Gera-deauskurs, d.h. Strahl trifft senkrecht auf

Schleppanhang oder Wand; Winkel zwischen Mittschiffsèbene und

Anhang"

beträgt

a = 00.

) Ermittlung der Änderung des

Trossen-Zuges

durch Auftreffen des Strahls auf

einen Schleppanhang unter Variatioo der

Trossenlänge 1, der Schleppgeschwindigkeit

V und der Propellerdrehleistung

_Dbzw. der

Sd'.pp.g.n

Abb. 1: Versuchsanordnung Teil I

1TR

Teil 2:

Schlepper und Anhang auf ungleichem

Kurs(O)

Ermittlung der Anderung desTrossenzuges nach Größe und Richtung bei Anderung des Winkels zwischen Schieppleine und Mitt-schiffsebene des Anhangs und des Winkels zwischen Mittschiffsebene des Schieppers und Trosse (Abb. 2).

Als Schleppanhang ist das Modell eines Bulk-Carriers verwendet worden.

Während dieser Versuche wurde vornehm-lich der Winkel zwischen Trosse und Mitt-schiffslinie des Anhangs variiert.

Wassertiefe h = 23 m und Trossenlänge = 70 m sind konstant gehalten worden. Während der Versuche wurden außer den Propulsionswerten noch folgende Größen ge-messen:

am Schlepper (tug):

Kraft in Richtung Schlepperlängsachse F Kräfte quer zur Schlepperlangsachse vorn! hinten F _FH

am Anhang (Schiff)

F0, F, P.

Versuchsauswertung und Ergebnisse Teil 1:

-Ermittlung der Trossen- bzw. Pfahlzugver-änderung. wenn der Schlepperstrahl senk-recht auf einen ..Anhang' trifft (OE = 0). a) Geschleppter Anhang

Die gemessenen und auf Großausführung umgerechneten Schleppleistungen P6= R'V der drei nebeneinander gekoppelten Pontons sind in Abb. 3 für die beiden Fälle

Heck voraus und Bug voraus wiedergegeben.

Für die am Anhang (ship) auftretenden Krifte gilt (s. Abb. I):

F, + F6

hi+ = (1)

Daraus errechnet sich der Zusatzwider-;tand der Pontons infolge Strahleinfluß des Schleppers zu

(2)

Schiff& Hafen/Kommandobrucke, Heft5/1990

F

'I

Abb. 3: Schleppleistung Pontons

Da sowohl F als auch F, gemessen worden sind und R,,,,, ebenfalls bekannt ist, läßt sich der Strahlzusatzwiderstand (= Strahlkraft = wash effect) recht einfach ermitteln. Die Abb. 4 und 5aTh zeigen diesen zusätzlichen

\Vider-Abb. 2: Versuchsanordnung Teil II

loo 000

P,.p. 0,.h..M d.. SCMPp.fl,jlh.i.,1

Abb. 4: Pontonzusatzwjderstand (wash-el-feci) infolge Propellersfr.ihleintlull in RelatiOn zum Pontoneigenwiderstand R,,,,,,,: h 14.57 m

stand der Pontons. Es ist eine eindeutige Zu-nahme festzustellen mit steigender Propel-lerdrebzahl und kürzer werdender Trossen-lange, z.T. um ein Vielfaches de Eigenwi-derstandes der Pontons bei den hier unter-suchten Geschwindigkeiten.

Den Anwender interessiert aber der ver-bleibende. wirksame Resttrossenzug in Ab-hângigkeitvon verschiedenen Einflußgrößen. Es ist also wichtig zu wissen, wie groß

= F, - F5,6 (3)

jeweils ist.

Die Abb. 6 und 7 zeigen in Abhängigkeit von der Schleppgeschwindigkeit V, der Tros-senlange 1 und der Versuchsanordnung den restlichen Trossenzug F,_R im Verhältniszum Pfahlzug F, bei I 0. Hier wird deutlich, daß der kürzeste Abstand zwischen Schlepper und Anhang den geringsten wirksamen

Trossen-zug F,, zuläßt.

Für den Fall ..Pontonbug voraus' sind die Relationen erheblich günstiger.

Diese Diagramme zeigen recht deutlich die ungünstige \Virkung des Auftreffens des Schlepperstrahis auf einen Anhang mit senk-rechter Vorderfläche gegenüber einer nach hinten geneigten Vorderfläche. Mit

zuneh-V.

I t 50 100 200 - sa,I.pnn li!'.inJ I 5 120 200 P.p.-D,,lu.p,I - Id,Mpç.n n /0.0.00, 005

Abb. 5: Ponlonzusatzwjdersiand F51 (wash-ef. fed) infolge Propdllcrsirahleinfluß in Relation zum Ponloneigenwiderstand h 14.57 m

53

-*n.don9 A'

F

Research/Development

Abb. 6: Rest-Trossenzug FpR, in Relation zum Pfahlzug F _. bei L als Funklion der Geschwindigkeit, der Trossenlänge und der Pro-pellerleislung

Versuchsanordnung A: Ponlonheck voraus

---.--- ==

Abb. 7: Rest-Trössenzug in Relation zum Plahlzug F bei L = als Funktion der Geschwindigkeit, der Trossenlange und der Pro. pellerleistung

'ersuchsanordnung B: Pontonbug voraus

mender Schleppgeschwindigkeii nimmt der negative Einfluß des aufprallenden Schiep-persirahls in beiden Fällen zu.

b) Schlepper und feste Wand

Die Änderung der Trossenkraft im Pfahl-zugversuch (V = O) beim Auftreffen des Schlepperstrahls auf eine feste Wand ist er-heblich geringer als bei Fahrt, was die voran-gegangenen Diagramme bereits andeuten. Der Abb. 8 ist eine merkliche Minderung der

II flff I '60-f

____ - -

'-' ..- ______

-.

______

, 'wr ,-. _______ _________

i,iJ

____

-__- -s

_______ r Abb. 8: Pfahlzugverlust

Trossenkraft in Abhängigkeit von Trossen-länge und Wassertiefe zu entnehmen und eine weniger starke Abhängigkeit von der Propel-lerbelastung und dem Wandeinfluß. Teil 2:

Änderung des Trossenzuges und Ermitt-lung der Propellerstrahlkraft auf den Anhang (wash-effect), wenn Schlepper und Anhang nicht auf gleichem Kurs liegen (a O).

Die am Schlepper und Schiff auftretenden Kräfte sind in Abb. 9 in einem Kräfteplan zu-sammengestellt worden.

Abb. 9: Kräfteplan Teil Il

Für die resultierende gemessene Kraft am Schlepper (tug) gilt demnach

(4) mit

F;= Antriebskraft (Schub am Schlepper)

= hydrodynamische Kraft (aus Quer- und Längskraft)

und für die resultierende gemessene Kraft am Anhang (Schiff) gilt

F:= F5, + (5)

mit

Kräfte am Schlepper

r

Die vektorielle Summe der Kräfte und bildenach Betrag und Richtung den Trossen-zug_F;, d. h. durch eine Kraft in Richtung _F; würde der Schlepper - ohne gefesselt zu sein - im Gleichgewicht gehalten. also seine Lage im bewegten Bezugssystem nicht verändern. Auftretende Momente können in diesem Fall nicht untersucht werden, da

die Ruder während der Versuche mitt-schiffs standen

und

der Kraftangriffspunkt der Trosse und der der hydrodynamischen Kraft unberück-sichtigt blieb. (Es existierte keine reale Trosse. sondern es wird berechnet, wie die Trosse tehen müßte, damit Gleichge-wicht herrscht.)

Die während der Versuche durchgeführte Anderung der Anstellung des Schieppers ge-genüber der Trossenrichtung urn den Winkel

hat zwar einen Einfluß auf die Trossenkraft infolge Anderung des Auftrefiwinkels des Schieppersirahls auf die Stirn- oder Bord-wand des Anhangs (veränderter Wandef-fekt). Da in die Betrachtung der Kräfte der Kurs des Schleppers (Winkel der ideellen Trossenkraft a ± Ansteliwinkel des

Schlep-- . - .-_... 7,-, I .. -'.. ?: .- - . . - -. .-. . .- I n. - -_ Z

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54 Schiff & Hat enlKommar%dobrücke, Heft 5/1990

FÇ = Kraft auf den Anhang infolge

Pro-pellerstrahl des Schieppers (wash-ef-fect)

= hydrodynamische Kraft (Wider-stand)

Aus beiden resultierenden Kräften ergibt sich eine sogen. effektive Trossenkraft

FE= F; + F: (6)

Diese Kraft ist nicht identisch mit der nach Gleichung (3) definierten Resttrossenkraft

pers gegenüber der Trosse ) eingeht, wird

zur Vereinfaëhung und zum besseren Ver-ständnis in der weiteren Auswertung der Fall

= O behandelt.

In Abb. 10 ist die sich einstellende

Trossen-richtung in Abhängigkeit von Schiepperkurs. Geschwindigkeit und PD/A dargestellt. Mit dieser Darstellung ist es möglich, unter

Vor-gabe der Geschwindigkeit des Verbandes und der abgegebenen Propellerleistung entweder für eine geforderte Trossenrichtung den Kurs des Sch!eppers anzugeben oder bei gegebe-nem Schlepperkurs die sich einstellende Tros-senrichtung.

t.---

, -fl0k1 _{..W_}

- po,o

P0U WI.. l

/ /

//// //

₇

/// / //

/. / ./

IO IIIO.IO O I-Abb. 10: Trossenrichtung in Abhängigkeit

'on Schiepperkurs ( + ), Schleppgeschwindig-keit V undPropellerleistungsbelastungP/A0;

(=0)

Dieses Diagramm gilt nur für momenten-freien Zug. Für Ruderwinkel O oder für einen Trössenbefestigungspunkt abweichend vom Hauptspant sind noch Korrekturen anzu-'bringen, die mit der durchgeführten

Ver-suchsreihe nicht ermittelt worden sind. Da sich die Versuche nur über einen

Schlepperkurs von 0° 90° erstreckten (bei = 0). können keine genauen Angaben

über den Fall des .gezogenen" Schleppers

ge-macht werden. Durch Betrachtung des

Grenzfalls = 180° und der Symmetrieeigen-schaften ist es jedoch ohne große Fehler

mög-lich, das Diagramm bis zu Winkeln von 360e

sowohl für den Schiepperkurs als auch für die

Trossenrichtung zu extrapolieren. Beim Fall

es rückwärts gezogenen Schleppers muß sich immer auch ein Trossenwinkel von = 180°

!rgeben. d. h. die Kurven laufen im Punkt

180° = zusammen, während sie im Puùkt

= O = auseinanderlaufen. Dié Gerade

= _{für V = O ist Grenzkurve. da sich (bei}

ug voraus) nie Kurswinkel einstellen

köri-en, die größer-als derTrossenwinkel sind

(in-olge F =0).

Die Änderungen des Kurswinkels gegen-iber dem Trossenwinkel ergeben sich aus em Auftreten der hydrodynamischen Kraft tm schräggesch leppten Fahrzeug. Vährend

lie Widerstandskomponente den aufgebrach-en Propellerschub vermindert, trägt der Auf-rieb zu einer Erhöhung der Trossenkraft bei.

Dadurch ist es möglich, daß der Trosserizug erheblich über dem \\'ert der Schubkraft des

Propulsionssystems liegt.

-Die Trossenkraft am Schlepper im Verhält-nis zum Pfahlzug ist in Abhängigkeit von Ge-schwindigkëit-, Trossenzugrichtung und

Pro-pellerleistungsbelastung in Bild 11 aufgetra-gen worden. Der -zugehörige Schlepperkurs

ist Bild 10 zu entnehmen. Bi einem nach

vorn gerichteten Trossenzug (tI = O) vermin-dert sich die Trossenkraft annähernd linear.

durch den wachsenden Widerstand-(s. a.

Er-gebnisse aus Teil 1). Weist die Trosse einen Winkel auf, so erhöht sich die Trossenkraft durch die Auftriebswirkung des schräg ste-henden Schlepperrumpfes (analog zu den Scherbrettern der Schleppnetzfïscher). Bei Trossenvinkeln von 80° und

Geschwin-digkeiten von V > 3 kn übersteigt dje Tros-senkraft den Pfahlzug. Diese Abweichung

PD/AO 200 kW/&

0.5 o.s _o.s

Abb. 11: Relation von Trossenkraft und Plahizug in Abhängigkeit von Geschiindigkeit, Trossenzug. richtung und Propellerleislungsbelastung ( = O)

Abb. 12: Querkraft des Schleppers im schlepper. festen Bezugssystem in Abhängigkeit von

Schiepperkurs, Geschwindigkeit und PD/AO:

(f=O)

1.5

1.0

wird um so größer, je geringer die Leistung

des Schieppers ist, da in diesem Fall das

Ver-hältnis Auftrieb zu Schub zunimmt.

Die Abhängigkeit der am Schlepper

entste-henden hydrodynamischen Querkraft von

Kurswinkel, Geschwindigkeit und

Propel-!erleistungsbelastung wird aus Bild 12 deut-lich. Es ist bemerkenswert, daß die hydrody-namische Querkraft auch von der Propel-lerleistung. also 'on der Drehzahl. beeinflußt wird, allerdings nur in geringem Maße.

Durch die veränderte UmstrOmung des

Schlepperrumpfes werden Quer- und

Längs-kraft bzw. Auftrieb und Widerstand

verän-dert. Es zeigt sich also, daß bei der

Abschät-zung der Trossenkraft nicht nur der

Propel-lerschub und die Längskraft, sondern auch die

Querkraft und ebenfalls auch der Einfluß der

Propulsionsorgane berücksichtigt werden

muß.

-Kräfte am Schiff

Auf das geschleppte Schiff wirken drei

Kräfte

-die Trossenkraft des Schleppers der Eigenwiderstand des Schiffes

und

-die Strömung des Schlepperstrahls

Die Trossenkraft kann in Längs- und

Quer-komponenten zerlegt werden, wovòn die x-Komponente dem Vortrieb dient und die

y-Komponente eine Drehbewegung verursacht. diez. B. durcheinen zweiten symmetrisch

an-geordneten Schlepper kompensiert werden

kann.

-Beim untersuchten Fall deï Geradeausfahrt

sind Längskraft und \Viderstand des Schiffes

identisch, sodaß aus den gèmessenen Kräften

der Strahl- oder wash-Effekt zu isblieren ist. Dieser Strahleffekt ist als aus Richtung des

Schleppers kOmmende Strömung zu

betrach-ten, die beim Auftreffen auf den Rumpf des

Anhangs eine im allgemeinen den Trossenzug verminderde Wirkung ausübt. Diese Wirkung ist u. a. stark abhängig von der Form -des An-hangs (s. Ergebnisse Teil 1).

Research/Development

Die Definition einer sich ertebenden ..ef-fektiverl Trossenkraft'

FE= F+ 1= F+ F +

FÇhI ermöglicht einen Einblick in die Zusammen-hänge der Kraftanteile. Diese effektive Tros-senkraft ist die Summe'aller am Anhang an-greifenden Kfte. Setzt man die effektive Trosseraft FE in Relation zur erzeugenden Kraft F. der Trossenkraft des Schieppers. dann erkennt man den Einfluß der in Trossen-richtung wirkenden Kraft auf die Effektiv-Kraft (s. Bild 13). Die Auftragung 'von FE/F über den Schlepperkurs ( = 0)

kennzeich-net die Strahirichtung (ohne Ablenkung durch die Vorausbewegung).

Abb. 13: Effektiver Trossenzug in Abhãngigkeit von Geschwindigkeit und Schiepperkurs ( = 0);

200 kW/&

Beim Kurswinkel = O fällt mit größer wer-dender Geschwindigkeit der effektive Tros-senzug stark ab, da er sowohl durch den Wi-derstand des Anhangs als auch durch den auf den Bug treffenden Schlepperstrahl vermin-dert wird.

Im Stand. d. h. bei V = 0. ist immer F/F< 1, da der wash-effect (und hierbei nur dieser) die Zugkraft erheblich vermindert., Mit zu-nehmendem seitlichen Zug des Schleppers

( 90°) wird die Verringerung stärker, da

der Anhang dem Strahl seitlich eine größere Angriffsfläche bietet.

Für größere Geschwindigkeiten und größe-re Winkel des Schlepperkurses wirdFE/F>1.

Aus Bild 10 kann entnommen werden, für welche Kurswinkel und welche Geschwin-digkeiten V die Trossenkraft Feihe Richtung achterlicher als querab, also > 90° be-kommt. ¡ri diesen Fällen wirkt der Wider-stand nicht mehr der 'Trossenrichiung entge-gen. sondern mit ihr (bezogen auf die x-Ach-se). Die effektive Kraft FE wird größer als F. der wash-effect wird überdeckt.

Es läßt sich aus der Vektorsubtraktion F -= F,,,_hidie Strahlkraft bestimmen, wenn die hydrodynathische Kraft (im vorliegenden Fall der Widerstand) bekannt ist. Eine schwierige. nur durch aufwendige Versuche lösbare Pro-blematik entsteht dadurch, daß der Eigenwi-derstand des Schiffes zwar bekannt ist, durch den wash:-effèct aber ein zusätzlicher Wider. stand induziert wird. Die im gegebenen Fall am Schiff gemessene Kraft setzt sich aus bei-den Anteilen zusammen, dem Eigenwider stand und der Strahlkraft.

Der zusätzliche Effekt der Strahlabwei-chung bei V > O und CE > 0. der eine Verlage-rung der Auftreffzone des Strahls am Schiff hervorruft, erschwert eine vertleichend Aus-wertung erheblich.

1m Fall V = O existiert keine Überlagerung zwischen der auf den Anhang gerichteten Strahlkraft und dem Widerstand, da letzterer gleich null ist. Die Abb. 14 und 15 zeigen die Wirkung des wash-effect einmal in Kompo-nentendarstellung F,,ç,.,hIundFyÇ,h abhängig von Geschwindigkeit und Schlepperkurs und zum anderen als Vektor nach Betrag F,,,,,1 und Richtung (Spitzen der Krafivektoren). Die Auswirkung des Propellerstrahls ist bei V = O eindeutig zu erkennen. F5,,, ist für den Kurs-winkel a = O nach achtern gerichtet. Der Strahl trifft frontal auf den Bug und erzeugt Widerstand. Bei größer werdendem Kurswin-kel ist ein deutlicher Vortrieb festzustellen. Das läßt sich dadurch erklären, daß der Strahl teilweise am Bug vorbeigeht und durch die erhöhte Geschwindigkeit ein Unterdruckfeld erzeugt wird, welches sich in einer Vortriebs-kraft am Schiff äußert. Die QuerVortriebs-kraft F.,.,, nimmt bis zu einem Kurswinkel a 60° zu, um danach wieder geringer zu werden. Offen-sichtlich wird dann der Staueffekt geringer, da der Strahl mehr und mehr vor dem Bug vor-beiströmt. (Bedingt durch kleine Unsymme-trien ergibt sich ein geringfugiges F., ,h O für

a = O.)

Itt der vektoriellen Darstellung der Strahl-kraft zeigt sich für V = O der aus den Kompo-nenten zu erwartende harmonische Verlauf.

Bei endlicher Geschwindigkeit V wird die Interpretation der Ergebnisse schwieriger. Durch die mit zunehmender Geschwindigkeit bedingte Strahiablenkung trifft dieser bei a * O (und = O!) nicht mehr auf den Bug des anhängenden Schiffes, sondern mehr oder weniger auf die Bordwand. Das bewirkt fur Kurswinkel des Schleppers von O < a 40° offensichtlich ein Unterdruckfeld am Anhang infolge erhöhter Geschwindigkeit des Was-sers längs der Bordwand. wodurch eine Sog-kraft und ein erhöhter Widerstand entstehen (s. Strahlkraftkomponenten in Abb. 14). Bei

größeren Winkeln geht der Sog in Staudruck über, während der Widerstandsanteil fast ver-schwindet 'his auf einen Restanteil infolge Strahlumlenkung an der Bordwand.

Die vekiorielle Darstellung der Strahlkaft für V * O läßt physikalische Deutungen der Ursachen nicht unmittelbar zu.

Im realen Fall eines von mehreren Schlep-peni gezogenen und/oder bugsierten Schiffes ist die Bestimmung der Trossenzugverluste durch das Auftreffen der Propellerabsiröme auf das Schiff mit großen Schwierigkeiten ver-bunden. Eine \'ielzahl von Faktoren beein-flussen die resultierende Kraftwirkung jedes einzelnen Propellerstrahls, z. B.

- Art des Propulsionsorgans des Schleppers - Strahlgeschwindigkeit

- Position des Schieppers zum Schiff - Schlepperkurs relativ zum Schiff - Geschwindigkeit des Schleppzuges - Form des Schiffsrumpfes in der

Auftreff-zone des Schlepperstrahls - Trossenlänge

- Wassertiefe

Abb. 15: Vektorielle Darstellung der Strahlkrafi

F5,, (wash-effect) am Schiff in Abhängigkeit

von Geschwindigkeit und Schiepperkurs PD/AO = 200 kWIm; ( = O)

-100

Abb. 14: Komponenten der Strahlkraft (wash-effect) auf den Anhang in Abhãngigkeil von Geschwin-digkeit und Schlepperkurs PD/Ao 200 kW/rn ( = 0)

Die Menge der Parameter macht eine exak-te Vorhersage über den wash-effect praktisch

unmöglich. Diese Arbeit soll dazu beitragen, eine Einschätzung über die jeweils vorliegen-den Verhältnisse vornehmen zu können.

Auch die Aussagen über den Trossenzug des Schleppers sind nur beschränkt allgemein gültig. da hier ebenfalls noch wesentliche Ein-flußgröl3en während der Untersuchungen un-berücksichtigt bleiben mußten, wie

- Position der Propulsionsorgane am Schlepper

- Richtung des Propellerstrahls relativ zum Schlepper

- Angriffspunkt der Trosse am Schlepper - Krängurig des Schieppers bei schrägem

Trossenzug

- Wassertiefenänderung

Eine Fortsetzung der Untersuchungen auf der Basis der mit dieser Arbeit gewonnenen

Erkenntsnisse wäre wünschenswert.

Zusammenfassung

Die Beeinflussung des Trossenzuges von Schieppern durch den sogen. ,,wash-effect", d. h. durch das Auftreffen des Propel-lerstrahls auf ein Hindernis, ist Untersucht worden.

Folgende Konfigurationen wurden im Mo-dellversuch getestet:

1. Schlepper und 3 nebeneinandergekop-pche Pontons. Der Trossenzugverlust wurde èrmittelt als Funktion von: Ge-schwindigkeit, Propellerleistung, Tros-senlànge. Bugform des Anhangs. Der Kurs des Schleppers und det desAnhangs varen gleich, die Wassertiefe war kon-stant (hiT >4).

Il. Pfahizugermittlung als Funktion von: Trossenlänge. Wassertiefe. Propellerlei-stung. Der Propellerstrahl traf senkrecht auf eine feste Wand.

Ill. Gleiche Variation wie unter Punkt Il. Sian des Schieppers ist aber ein Wasser-trecker verwendet worden. (Propeller in Fahrtrichtung vorn.)

l\'.

v1it dem Schlepper und einem Bulk-Car--rier als Anhang wurde die

Trossenzugän-derun geprüft. die bei ungleichem Kurs von Schlepper und Anhang auftritt, und zwar als Funktion 'on: Kurswinkel. Ge-schwindigkeit. Propellerleistung. Die Wassertiefe war konstant (hIT 7 bezo-gen auf den Schlepper.. bzw. hiT = 2 be-zogen auf den Bulker): die Trossenlange betrug 1.75 X Schlepperlänge. Alle Er-gebnisse zeigen eine z. T. recht erhebli-che Abhängigkeit von den einzelnen Pa-rametern. vor allem aber von der Tros-senlänge. Die Ergebnisse sind in mehre-ren Diagrammen dargestellt worden. Ei-ne Allgemeingültigkeit der gewonEi-neEi-nen Ergebnisse ist äber nicht gegeben. da be-sonders Art und Form des Anhangs die Resultate stark beeinflussen.

Symbole FE F F, = F, (V ' O) F; K'F F Fvs F

F5 P

YH' Y'/ effektive Trossenkraft hydrodynamische Kraft am Schiff hydrodynamische Kraft am Schlepper Langskraft am Schlepper Trossenzug Pfahlzug wirksame Resttrossenkraft resultierende, gemessene Kraft an Schlepper

Querkraft am Schlepper hintere/vordere Querkraft am Schlepper

resultierende, gemessene Kraft am Schiff

Kraft infolge Strahleinfluß, ,,wash-effect"

Schùbkraft am Schlepper Komponenten der Strahikraft Längskraft am Schiff Querkraft am Schiff hintere/vordere Querkraft am Schiff

\Vassertiefe

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Handbuch der Werftcn. Bd. 5, 1950. Schiffahris-\'erlag ..Hansa". Hamburg.

Trossenlänge (Heck Schlepper - Bug Schiff)

ITS Trossenlänge (Mitte Schlepper

- Bug Schiff) LT Schlepperlänge n Propellerdrehzahl PD Propellerdrehleistung Schleppleistung Pontonwiderstand T Tiefgang V Geschwindigkeit

Richtung des Schleppermiuel-punktes gesehen vom Bug des Anhangs

Ansteliwinkel des Schieppers Richtungder Trossenkraft gegenüber der Mittellinie des Anhangs