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jhnische
Zentralorgan für Schiffährt Schiffbau Hafen Heft 12 1977 Hamburg 11 Stubbenhuk 10
Das RUckdrehen, eine neue
wichtige Steuergröl3e des,
Standardmanövrierversuchs
tYber den Nutzen und die Aussagefähigkeit von genorm-ten, reproduzierbaren und sehnell durdifithrbaren Schiffs-manövern besteht kein Zweifel. Die sinnvolle Anwendung
der Ergebnisse derartiger Manöver erfordert allerdings KEiterièn zu ihrer Bewertung. Da soiche Kriterien heute
noch kaum aus Sicherheits- und
Wirtschaftlichkeitsforde-rungen kausal abgeleitet werden können, ist man darauf angewiesen, statistisch vorzugehen: Die Manövrierdaten
des zu untersuchenden bzw. projektierten Schiffes werden
entsprechenden Daten, die bereits für eine gröl3ere Zahl von Schiffen vorliegen, gegenübergestelit. Die
Beurtei-lung der neuen Daten erfolgt auf Grund ihrer Lage relativ zu dem vorhandenen Datenkollektiv. Zweckmäl3igerweise werden die Daten dabei dimensionslos dargesteflt.
Als Standardversuch für die Beurteilung der
Manövrier-eigenschaftèn hat sich der von G. Kempf eingeführte
Z-Manöver-Test bewährt, der nicht nur über die
An-schwenk- und Dreheigenschaften des Schiffes, sondern auth über die Stutzeigenschaf ten Auski.thft gibt. Dieser
bekannte reproduzierbare Manoverversueh ist auth in den neuen ITTC-1975-ManEuvring Trial Code') aufgenommen worden.
Bud 1 Schema des Standardrnanövrierversuchs
Bild 1 zeigt das Schema dieses Versuches, d. h. den
Kurs-verlauf i, und den Ruderwinkel oR al Ftmktion der Zeit t
sowie die charakteristischen SteuergroBen, die hieraus ge-wonnen werden können.
Dirnénsionslose Gröl3en der Manöverdaten
1972 wurden vier dimensionslose GröBen und die Ab-solutbeträge der Steuerbord-tTherschwingwinkél as in
einer Statistik2) vorgelegt. Dieses Material wurde
inzwi-schen in 52 Diagrammen auf den neuesten Stand gebracht und auf sämtliche bisher benutzten charakteristischen
Grö-Ben des Z-Manöver-Tests erweitert, die als Funktion der
dimensionslosen Geschwindigkeit (Froude'sche.Zahl) F = v/ V g Lpp in der FDS-Mitteilüng 15/75 und im HSVA-Be-richt Nr. 1500 dargestellt sind.
Das Arbeiten mit diesen Diagrammen erleichtert das. Aufspüren von Anornalien in ganz beträchtlicher Weise.
Wenn man z. B. feststellt, daI3 die Stutzeigenschaften zu schlecht, die Anschwenkzeiten zu lang und moglieherweise
die Drehgeschwindigkéit zu klein sind, dann kann man
Proceedings of the 14th ITTC, Ottawa 1975, Report of Manuvrabi1ity Committee, Appendi* 1.
Jahrbuch der Schjffbautechnlschefl Geseilsehaft, 66. Band 1972.
tb. v
Scheepsbouwkuntle
Deift
J. Brix, M.Anders
Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH
daraus folgern, daB die Ruderwirkung zu gering ist oder daB das Ruder unzureichend angestromt wird (wie z B
das Mittelruder eines volligen Zweischraubers).
Wenn die Drehgeschwindigkeiten und die Uberschwing-winkel ungewohnlich groB und auBerdem die Stützzeiten zu lang sind, kann man schlieBen, daB das Schiff
stützen-der Lateralflächen im Hinterschiffsbereich, z. B.
vergrö-l3erter Totholzflächen, bedarf.
Das ,,Rückdrehen" als neue SteuergroBe
des Z-Manövers
Bèi in neuerer Zeit haufiger auftretenden Fallen wird
eine Anomalie bei den Steuereigenschaften beobachtet, die in den bisherigen Schemata nicht unterzubringen ist. Nach
Beendigung der Steuerbord-Halbwelle befindet sich das
Schiff in einer Backbord-Drehung; aus der heraus Steuer-bord-Stützruder gelegt wird. Bild 2 zeigt den Zustand, wo
in Position (1) the Drehbewegung gestutzt (= Null) ist
wegen der Phasenversehiebung von Bahn gegen Kurs
je-doch neben der Langsbewegung u noch eine
Querbewe-gung -v auftritt, bis in Position (2) das ,,Rückdrehen" em-geleitet und eine neue Steuerbord-Drehung aufgenommen
1st. In Position (1), wo deflnitionsgemäB das
Backbord-StützmanOver beendet ist und die Stutzeigenschaften durch die Steuergröl3en tB und a erfal3t worden sind, tritt
vor-ubergehend em Stromungszustand em, wie er qualitativ in Bild 3 skizziert ist. Der Anströmwinkél am Orte des Ruders
kann dabei mit dem Ruderwinkel identisch sein, positive oder u. U. auth negative Werte annehmen. Die Verfasser
haben über derartige Stromungszustände erst kurzlich
be-richtet3) und ergänzende Untersuchungen für das
soge-nannte ,,Aus dern Ruder laufen" stehen demnächst an. Das ,,Rückdrehen" nachd Stützenaus.ein.er stärkeren Dreh-bewegung scheint daher eine weitere wichtige
Manovrier-eigenschaft des Schiffes zu sein. FDS-Bericht 61/76 Bahxitange
/71
\\
14\ PoSitIon ®STBr
POsition 0 t= nax, Bahntangente ©BUd 2 Die Schiffspositionen beim erfolgten Backbord-Stfltzen und
Anstrmung des Schiffskörpers in PositionQ
Bilder 5-10 DimensIonsIose
Rückdrehzeiten
F = tr v/L als Funktion des varlierten Ruderwinkels 8R'
angewandt bei '1'e o°
Kurs-abwelchung
Bud 3 Strömungszustand beim erfolgten Backbordstlitzen (vor
dem Beginn des Rückdrehens)
Bud 5 F (-) 6 5 2 0 BildO 0,05 010 0, 5 SB. -STUTBEN 11)NORMM.VEBLAUF RUCXDREBEIV BBS BUSSES B -:. ZeSt 1L_JSTB.-SzEN OSchnellfrachter, Containersch. Schlepper, Kutter £ Bagger ,1 01105 0,20 025 F0 C-) Massengutschiffe > 50 000 t GFrachtschlffe 50 000 t 0,30 0,35 0,40
Bud 4 Zwei typische Kurs-/RuderWinkelverläufe als Funktion der Zeit F0
C-1
Ci U O GI
0 C: U I F tr V/L d 150 l= 100 p () 0 r) 0,45 0 50 F (-) o A Bagger SSchlepper, Schhellfrachter, Kutter Contalnersch. Massengutschlffe>5O Frachtschiffe<50 000 000 t t F = tr dR. 100 = 100 7 C.) 6 C 5 C C 4 3- QI
S (.1e
U C.) U D 0 3 a 0 0 C) 0 0II
2 S 00 0,J5 010 015 0,20 025 0,30 0,35 0,40 0,45 0500 (9
T
C
a
C U 0 1..4
&_I S F tr VIL c4j= 20° 10° C) 0,0 0,'OS 0,10 0,15 0,20 0,25 030 0,35 0,40 0,45 0, 0 F9 C-) Bud 7OSchnellfrachter, Contalnerschlffe SMassengutschlffe > 50 000 t USchlepper, Kutter GFrachtschlffe <50 000
f (_) ABagger 6 _iL.a' L F = tr v/L JR 30° F C-) 6 5 4 3 2 a C U 0 F tr V/L c4= 25° ?1' 100
I
0 0 D 0 0 U-F C-) 6 0,0 Bud 0,05 8 £ Bagger Schiepper,o
Schnellfrachter, 0,10 0,15 Kut tar Contathersch. 0,20 0,25 F9 (-) Maesengutschlffe ()Frachtschlffe 0,30 0,35 > 50 >50000 000 t 0,40 0,45 0,50 F t, v/I. dR 350 = 10° 5 4 3 C 2 3 S 0 5 0 1OSchnellfrachter, Containersch. SHassengutschiffe >50 000 Schlepper, Kutter Frachtschiffe <50 000 ABagger 5 4 3 2 0 0,0 0,)5 0,10 0:15 0,20 0,25 0, 0 0,35 0,40 0,45 0,50 F (-) Bild 9
OSchnellfrachter, Containersch. IHassengutschiffe > 50 000 t
USchiepper, Kutter FrachtschIfle <
£ Bagger 0,0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 F9 (-) Bud 10
.
S IJ
p
I - --, -I
0 F C-) 6 5 4 3 2 I ABud 4 zeigt das untersch.tedliche Verhalten von zwei
Schiffen Der ubhcherweise zu beobachtende Kursverlauf als Funktion der Zeit t (Fall a)) zeigt in Fall b) die neuer-dings haufiger beobachtete Anomalie, deren Ursachen sehr kompiex zu sein schernen und insbesondere auf the
Kon-figurationen Ruder/Ruder und Ruder/Propeller bei aus-mittiger Ruderanordnung bezuglich des Propellers bei Zweischraubern und Doppeiruderanlagen oder auf die
Konfiguration Rüder/Totholz tinter Eliibeiehung des Pro-pellerdrehsinns des Zweischraubers zuruckgefuhrt werden mussen Hieruber ist jedoch aul3er Einzelergebnissen noch sehr wenig bekannt Es mag fur die Praxis interessant sein daB in alien bisher in der HSVA aufgetretenen Fallen nath
rnehr oder weniger aufwendigen Spezialversuchen (z B
Schragschlepp-Farbanstrichversuchen zur Ermittiung der
Strornungsverhaltnisse am Orte des Ruders) die Ursache
fir eine Ahomalle gefunden werderi konnte.
Urn eine Anornaliè ggf. jedöch quantitativ auswèisen zu
können, wurden die Mànövriërdaten der HSVA urn die
neué Steuergröl3e ,,Rückthehen" r erweitert.
Aus den vorliegenden Daten von zahlreichen Schiffen und Môdellen wurden die Zeitén für dàs ,,Rückdrehen"
vermöge
10
tr tT tA - tB
errechnet und schhel3lich - wie die anderen SteuergroBen
- als dimensionslose Zeiten
trV
F
ais Funktion der Froude-Zahi aufgetragen. Die neuen
Dia-gramme werden in
den Bildern
5 bis 10 alEr-ganzung der ,,Manövriérdaten der Hamburgisthen
Sthiff-bau-Versuchsànstàlt" der Praxis zui Verfügung gteUt.
Alle Diagramme gelten - wie auth die vorhergehenden
- nur für den beladenen Zustand und eine
Ru-derlegezeit tR = 28 s für ôR. = 65° Ruderwinkeländerung, aul3er bei Kleinschiffen, wO die Ruderlegezeiten wesentlich geringer sind und bettäthtliáh streuen.Dieses statistische Material erlaubt es, auf Grund von
Modellversuchen und/oder Bórdmessüngen die Manövrier-eigenschaften des Modells bzw Schiffes emzuzeichnen und mit den Eigenschaften typähnlidier Schiffe zu vergleii2heñ und zu beurteilen.
