DE102012023378A1 - Method for generating and analyzing variety of configurations of model for scaling large design of vessel e.g. watercraft, involves approximating the measured values of model with characteristics and requirements of united execution - Google Patents
Method for generating and analyzing variety of configurations of model for scaling large design of vessel e.g. watercraft, involves approximating the measured values of model with characteristics and requirements of united execution Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kostengünstigen und zeitnahen Erzeugung und Untersuchung einer Vielzahl Konfigurationen a = 1, 2, ..., n eines maßstabsgerechten Modells einer Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörper wie bei Wasserfahrzeugen der SWATH- oder SWASH-Bauart oder bei Wasserfahrzeugen mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzladung und/oder Nutzvorrichtung.The invention relates to a method for cost-effective and timely production and examination of a plurality of configurations a = 1, 2, ..., n a scale model of a large version of a watercraft with at least one extending longitudinally in the direction of buoyancy body as in watercraft SWATH or SWASH Construction or in vessels with payload capacity for receiving cargo and / or utility.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kostengünstigen und zeitnahen Erzeugung von maßstabsgerechten Modellen von mindestens zwei unterschiedlichen Großausführungen von Wasserfahrzeugen mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörper wie Wasserfahrzeugen der SWATH- oder SWASH-Bauart oder Wasserfahrzeugen mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung.Moreover, the invention relates to a method for the cost-effective and timely production of scale models of at least two different large versions of vessels with at least one longitudinally extending in the direction of buoyancy bodies such as SWATH or SWASH-type watercraft or vessels with payload capacity for receiving payload and / or utilization device.
Ferner betrifft die Erfindung ein maßstabsgerechtes Modell einer Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem Auftriebskörper mit mindestens einer Stütze zur Erzeugung einer Vielzahl Konfigurationen a = 1, 2, ..., n und Durchführung von Versuchen.Furthermore, the invention relates to a scale model of a large model of a watercraft with at least one longitudinally extending in the direction of travel buoyancy body with at least one support for generating a plurality of configurations a = 1, 2, ..., n and conducting experiments.
Aus der
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Aus einer älteren deutschen Patentanmeldung des Anmelders mit dem Titel ”Wasserfahrzeug” (Akz.: 10 2012 022 142.8, Anmeldedatum: 12.11.2012) gehen optimierte Formen der Ausleger von Wasserfahrzeugen der SWASH-Bauart hervor, bei denen die Wasserlinienfläche reduziert worden ist und/oder der Sprungabstand in einer Anlegesituation im Krängungsfall reduziert worden ist und/oder Reserveverdrängung bzw. Reserveauftrieb erzeugt wird und/oder die Verlagerung der Position einer potentiellen kritischen Beschädigung des Wasserfahrzeuges oder schwimmenden oder feststehenden Objekts in einer Anlegesituation im Krängungsfall von unterhalb der Wasserlinie nach oberhalb der Wasserlinie verlagert wird.From an earlier German patent application entitled "Watercraft" (Acc.: 10 2012 022 142.8, date of application: 12.11.2012) are optimized forms of the jibs of SWASH-type watercraft, where the waterline area has been reduced and / / or the jump distance has been reduced in a landing situation in the case of heeling and / or reserve displacement is generated and / or the displacement of the position of a potential critical damage of the vessel or floating or fixed object in a landing situation in the heeling case from below the waterline to above Waterline is shifted.
Aus einer weiteren älteren deutschen Patentanmeldung des Anmelders mit dem Titel ”Wasserfahrzeug mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von mindestens einer Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung” geht zudem ein Wasserfahrzeug mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von mindestens einer Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung mit einem ggf. Ausrüstungs- und/oder Einrichtungskomponenten o. dgl. aufnehmenden Rumpfkörper, an dessen Unterseite sich über mindestens einen Teil des Rumpfkörpers im Wesentlichen in Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges mindestens eine Stützanordnung erstreckt, die auf mindestens einer sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung über mindestens einen Teil des Rumpfkörpers erstreckenden Auftriebskörperanordnung sitzt, mit mindestens einer Antriebsanlage mit mindestens einem zumindest in der aufrechten Schwimmlage stets getauchten Propeller, wobei am Wasserfahrzeug ein quer in Fahrtrichtung von der einen Seite der Auftriebskörperanordnung beabstandeter und sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung erstreckender erster Ausleger und ein quer zur Fahrtrichtung von der anderen Seite der Auftriebskörperanordnung beabstandeter und sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung erstreckender zweiter Ausleger angeordnet ist, wobei der erste Ausleger und der zweite Ausleger jeweils am unteren Ende einen sich im Wesentlichen längs in Fahrtrichtung erstreckenden rotationssymmetrischen oder unsymmetrischen Auftriebskörper aufweist, der sich im Schiffsbetrieb beim minimal zulässigen Tiefgang (Entwurfstiefgang ohne Zuladung) ohne Zuladung von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung zum Teil unterhalb der Wasserlinie und beim maximal zulässigen Tiefgang (Entwurfstiefgang mit Zuladung) mit Zuladung von maximal zulässiger Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung gänzlich unterhalb der Wasserlinie befindet hervor.From a further earlier German patent application of the applicant entitled "Vessel with load capacity for receiving at least one payload and / or utility device" is also a watercraft with payload capability for receiving at least one payload and / or utility device with a possibly equipment and / or device components o. The like. Fuselage body, on the underside extending over at least part of the trunk body substantially in the direction of travel of the vessel at least one support assembly sitting on at least one essentially extending in the direction of travel over at least a portion of the trunk body buoyancy body, with at least one propulsion system with at least one at least in the upright floating position always submerged propeller, wherein the vessel a transversely spaced in the direction of travel from the one side of the buoyancy body assembly and substantially extending in the direction of travel extending first boom and a transverse to the direction of travel from the other side of the buoyancy body assembly and substantially extending in the direction of travel second boom is disposed, wherein the first boom and the second boom each at the lower end extending substantially longitudinally in the direction of travel rotationally symmetrical or asymmetrical buoyancy body, which in ship operation at the minimum allowable draft (draft without load) without payload and / or utility payload partly below the waterline and the maximum allowable draft (design draft with payload) with payload of maximum payload and / or utility device is entirely below the waterline.
Im Schiffbau wird heutzutage üblicherweise zum Ende eines Entwurfsprozesses ein maßstabsgerechtes Modell der Großausführung gefertigt und anschließend einer Reihe von Versuchen wie z. B. dem Widerstandsversuch, Propulsionsversuch und/oder Manövrierversuch unterzogen, um Messdaten zu erfassen sowie die Anforderungen und Ergebnisse des Entwurfsprozesses zu überprüfen. Aus dem Stand der Technik ergibt sich zudem, dass für Wasserfahrzeuge der SWATH- oder SWASH-Bauart sowie Wasserfahrzeugen mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung jeweils verschiedene Ausführungsformen existieren. In der Regel wird entsprechend den Hauptabmessungen h(L, B, T) und der hydrodynamischen Außenkontur k(x, y, z) der Großausführung bei jedem Entwurfsprozess ein einzelnes maßstabsgerechtes Modell gefertigt und anschließend in Versuchsreihen untersucht. Die Fertigung des maßstabsgerechten Modells einer jeweiligen Großausführung sowie dessen Untersuchung durch eine Versuchsanstalt ist mit erheblichen Kosten und erheblichem Zeitaufwand verbunden. Nachträgliche Änderungen am Entwurf der Großausführung im Entwurfsprozess können am bereits gefertigten maßstabsgerechten Modell nicht ohne weiteres erfolgen und untersucht werden. Derzeit ist hier i. d. R. die kosten- und zeitaufwändige Fertigung und Untersuchung eines neuen maßstabsgerechten Modells erforderlich. Der Rumpf des maßstabsgerechten Modells wird bisher üblicherweise für jedes Modell einer jeweiligen Großausführung aus Holz gefräst und mit der notwendigen Ausrüstung für die Durchführung von Versuchsreihen ausgestattet.In shipbuilding, a scale model of large-scale design is usually manufactured today at the end of a design process and then a number of experiments such. B. the resistance test, Propulsionsversuch and / or maneuvering test to capture measurement data and to verify the requirements and results of the design process. It is also apparent from the state of the art that various embodiments exist for watercraft of the SWATH or SWASH type as well as watercraft with payload capability for receiving payload and / or utility device. As a rule, a single scale model is produced in each design process in accordance with the main dimensions h (L, B, T) and the hydrodynamic outer contour k (x, y, z) of the large-scale model, and then tested in test series. The production of scale model of each major design and its investigation by a research institute is associated with considerable costs and considerable time. Subsequent changes to the design of the large-scale design in the design process can not easily be made and examined on the scale model already manufactured. Currently i here. d. R. the costly and time-consuming production and investigation of a new scale model required. The hull of the scale model has traditionally been milled from wood for each model of a particular large-scale model and equipped with the necessary equipment for carrying out test series.
Beim Entwurf einer anderen Großausführung mit anderen Hauptabmessungen h(L, B, T) und anderer hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) ist ebenfalls ein neues maßstabsgerechtes Modell zu fertigen und zu untersuchen. Lediglich Komponenten wie Dynamometer, Elektromotor, Antriebswelle und/oder Modellpropeller können für verschiedene maßstabsgerechte Modelle üblicherweise mehrfache Verwendung finden.When designing another large model with other major dimensions h (L, B, T) and other hydrodynamic outer contour k (x, y, z), a new scale model should also be produced and tested. Only components such as dynamometers, electric motors, drive shafts and / or model propellers can usually be used multiple times for different scale models.
Die Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der kostengünstigen und zeitnahen Erzeugung und Untersuchung einer Vielzahl Konfigurationen a = 1, 2, ..., n eines maßstabsgerechten Modells einer Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörper wie Wasserfahrzeugen der SWATH- oder SWASH-Bauart sowie Wasserfahrzeugen mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung. Änderungen der Parameter des maßstabsgerechten Modells einer Großausführung wie Hauptabmessungen h(L, B, T) und/oder hydrodynamische Außenkontur k(x, y, z) bzw. Änderungen der Parameter der Großausführung während des Entwurfsprozesses sollen durch die Erfindung ermöglicht und untersucht werden. Außerdem besteht die Aufgabe der Erfindung in einer kostengünstigen und zeitnahen Erzeugung sowie Untersuchung von maßstabsgerechten Modellen unterschiedlicher Großausführungen mit anderen Hauptabmessungen h(L, B, T) und/oder anderen hydrodynamischen Außenkonturen k(x, y, z). Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung in einem maßstabsgerechten Modell einer Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem Auftriebskörper mit mindestens einer Stütze zur Erzeugung einer Vielzahl Konfigurationen a = 1, 2, ..., n und Durchführung von Versuchen.The object of the method according to the invention is the cost-effective and timely production and examination of a variety of configurations a = 1, 2, ..., n a scale model of a large version of a watercraft with at least one longitudinally extending in the direction of buoyancy bodies such as SWATH or watercraft SWASH design as well as vessels with load capacity for receiving payload and / or utility. Changes in the parameters of the scale model of a large scale model such as main dimensions h (L, B, T) and / or hydrodynamic outer contour k (x, y, z) or changes in the parameters of the large version during the design process are to be made possible and investigated by the invention. In addition, the object of the invention in a cost-effective and timely generation and investigation of scaled models of different major designs with other main dimensions h (L, B, T) and / or other hydrodynamic outer contours k (x, y, z). Furthermore, the object of the invention in a scale model of a large version of a watercraft with at least one longitudinally extending in the direction of buoyancy body with at least one support for generating a plurality of configurations a = 1, 2, ..., n and conducting experiments.
Die Aufgabe des Verfahrens wird durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
- – gemäß den Entwurfsparametern einer Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem Auftriebskörper wird ein erstes maßstabsgerechtes Modell der zu untersuchenden Großausführung der Konfiguration a = 1 mit ersten Hauptabmessungungen h(L, B, T) und erster hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) gefertigt, wobei das maßstabsgerechte Modell der Großausführung aus einem Grundkörper aus einem rohrförmigen Element j = 1 oder aus einer Vielzahl miteinander lösbar verbundener rohrförmiger Elemente j = 1, 2, ... t und aus Modulen aus einer Vielzahl Module m = 1, 2, ..., v einer jeweils ersten Ausführungsform n = 1 gebildet ist,
- – anschließend wird das maßstabsgerechte Modell der Konfiguration a = 1 in Versuchsreihen untersucht, wobei Messwerte ermittelt, dokumentiert und gespeichert werden,
- – hiernach erfolgt ein Abgleich der ermittelten Messwerte mit den im Entwurfsprozess vorbestimmten Kennwerten und Anforderungen der Großausführung,
- – sofern die ermittelten Messwerte der Konfiguration a = 1 mit den im Entwurfsprozess vorbestimmten Kennwerten und Anforderungen der Großausführung exakt oder mit notwendiger oder hinreichender Näherung übereinstimmen (i. O.), kann die Freigabe zur Realisierung der Großausführung des ersten maßstabsgerechten Modells erfolgen,
- – sofern die ermittelten Messwerte der Konfiguration a = 1 nicht mit den Kennwerten oder Anforderungen des Entwurfsprozesses übereinstimmen (n. i. O.), werden die Parameter der Konfiguration a = 1 in eine andere Konfiguration a = 2 durch Austausch, Entfernung, Hinzufügung, Veränderung der Lage in x-, y- und/oder z-Richtung sowie Kombination von einzelnen rohrförmigen Elementen j des Grundkörpers des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers und/oder von Modulen m und/oder von verschiedenen Ausführungsformen n = 1, 2, 3, ..., w der Module m und/oder die Entwurfsparameter der Großausführung variiert,
- – anschließend wird das maßstabsgerechte Modell der Konfiguration a = 2 in erneuten Versuchsreihen untersucht, wobei Messwerte ermittelt, dokumentiert und gespeichert werden,
- – hiernach erfolgt ein Abgleich der ermittelten Messwerte mit den im Entwurfsprozess vorbestimmten Kennwerten und Anforderungen der Großausführung,
- – sofern die ermittelten Messwerte der Konfiguration a = 2 mit den im Entwurfsprozess vorbestimmten Kennwerten und Anforderungen der Großausführung exakt oder mit notwendiger oder hinreichender Näherung übereinstimmen (i. O.), kann die Freigabe zur Realisierung der Großausführung des maßstabsgerechten Modells erfolgen,
- – sofern die ermittelten Messwerte nicht mit den Kennwerten oder Anforderungen des Entwurfsprozesses übereinstimmen (n. i. O.), werden die Parameter der Konfiguration a = 2 in eine andere Konfiguration a = ... durch Austausch, Entfernung, Hinzufügung, Veränderung der Lage in x-, y- und/oder z-Richtung sowie Kombination von einzelnen rohrförmigen Elementen j des Grundkörpers des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers und/oder von Modulen m und/oder von verschiedenen Ausführungsformen n = 1, 2, 3, ..., w der Module m und/oder die Entwurfsparameter der Großausführung variiert,
- – die Schritte Änderung der Parameter des maßstabsgerechten Modells und/oder der Entwurfsparameter der Großausführung, Variation der Konfiguration durch Austausch, Entfernung, Hinzufügung, Veränderung der Lage in x-, y- und/oder z-Richtung sowie Kombination von j, m und/oder n, Untersuchung in Versuchsreihen und Abgleich der ermittelten Messwerte mit den im Entwurfsprozess vorbestimmten Kennwerten und Anforderungen der Großausführung erfolgt solange bis eine exakte oder notwendige oder hinreichende Übereinstimmung bzw. Näherung der Messwerte des maßstabsgerechten Modells mit den Kennwerten und Anforderungen der Großausführung zur Freigabe der Realisierung der Großausführung gegeben ist.
- According to the design parameters of a large-scale model of a watercraft having at least one buoyant body extending longitudinally in the direction of travel, a first scale model of the major design of configuration a = 1 having first principal dimensions h (L, B, T) and first hydrodynamic outer contour k (x, y, z), wherein the scaled model of the large version of a basic body of a tubular element j = 1 or a plurality of detachably connected together tubular elements j = 1, 2, ... t and of modules from a plurality of modules m = 1, 2, ..., v of a respective first embodiment n = 1 is formed,
- - Subsequently, the scale model of the configuration a = 1 is examined in test series, where measured values are determined, documented and stored,
- - hereafter a comparison of the measured values determined with the parameters and requirements of the large-scale design, which are predetermined in the design process,
- If the determined measured values of the configuration a = 1 correspond exactly or with necessary or sufficient approximation to the parameters and requirements of the large-scale design predetermined in the design process (i.o.), the release can be carried out to realize the large-scale execution of the first scale-compliant model,
- - if the determined measured values of configuration a = 1 do not agree with the characteristics or requirements of the design process (ni O.), the parameters of configuration a = 1 are changed to another configuration a = 2 by replacement, removal, addition, change of position in the x-, y- and / or z-direction and combination of individual tubular elements j of the main body of the at least one longitudinally extending in the direction of travel buoyancy body and / or of modules m and / or of various embodiments n = 1, 2, 3, ..., w of the modules m and / or the design parameters of the large version varies,
- - Subsequently, the scale model of the configuration a = 2 is examined in new test series, with measured values are determined, documented and stored,
- - hereafter a comparison of the measured values determined with the parameters and requirements of the large-scale design, which are predetermined in the design process,
- If the determined measurement values of the configuration a = 2 correspond exactly or with necessary or sufficient approximation to the parameters and requirements of the large-scale design predetermined in the design process (i.o.), the release can be carried out to realize the full-scale implementation of the scale model,
- - if the determined measured values do not agree with the characteristics or requirements of the design process (ni O.), the parameters of the configuration a = 2 are changed to another configuration a = ... by exchange, removal, addition, change of position in x- , y- and / or z-direction and combination of individual tubular elements j of the main body of at least one longitudinally extending in the direction of travel buoyancy body and / or of modules m and / or of various embodiments n = 1, 2, 3, ... , w of the modules m and / or the design parameters of the large version varies,
- The steps change the parameters of the scale model and / or the design parameters of the major design, variation of the configuration by exchange, removal, addition, change of position in the x-, y- and / or z-direction and combination of j, m and / or n, investigation in test series and comparison of the determined measured values with the design parameters predetermined parameters and requirements of the large-scale execution takes place until an exact or necessary or sufficient agreement or approximation of the measured values of the scale model with the characteristics and requirements of the major design to release the implementation the large-scale execution is given.
Außerdem wird die Aufgabe der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gelöst:In addition, the object of the invention is achieved by the following method steps:
- – gemäß den Entwurfsparametern einer ersten Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem Auftriebskörper wird ein erstes maßstabsgerechtes Modell mit der Konfiguration a = 1 der zu untersuchenden ersten Großausführung mit ersten Hauptabmessungen h(L, B, T) und erster hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) gefertigt, wobei das maßstabsgerechte Modell der ersten Großausführung aus einem Grundkörper aus einem rohrförmigen Element j = 1 oder aus einer Vielzahl miteinander lösbar verbundener rohrförmiger Elemente j = 1, 2, ... t und aus Modulen aus einer Vielzahl Module m = 1, 2, ..., v einer Ausführungsform n = 1 gebildet ist,- According to the design parameters of a first major design of a watercraft with at least one longitudinally extending in the direction of travel buoyancy is a first to scale model with the configuration a = 1 of the first major design to be examined with first main dimensions h (L, B, T) and the first hydrodynamic outer contour k (x, y, z) made, the scale model of the first major design of a body of a tubular element j = 1 or a plurality of detachably connected tubular elements j = 1, 2,... t and modules of a plurality of modules m = 1, 2,..., v of an embodiment n = 1,
- – gemäß den Entwurfsparametern einer zweiten Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem Auftriebskörper wird ein zweites maßstabsgerechtes Modell mit der Konfiguration a = 2 der zu untersuchenden zweiten Großausführung mit zweiten Hauptabmessungen h(L, B, T) und zweiter hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) erzeugt, indem das erste maßstabsgerechte Modell der Konfiguration a = 1 durch Austausch, Entfernung, Hinzufügung, Veränderung der Lage in x-, y- und/oder z-Richtung sowie Kombination von j = 1, 2, ... t, m = 1, 2, ..., v und/oder n = 1, 2, 3, ..., w zu einem zweiten maßstabsgerechten Modell der Konfiguration a = 2 der zu untersuchenden zweiten Großausführung mit zweiten Hauptabmessungen h(L, B, T) und zweiter hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) variiert wird.According to the design parameters of a second large-scale model of a watercraft having at least one buoyant body extending longitudinally in the direction of travel, a second scale model with the configuration a = 2 of the second major design to be examined with second major dimensions h (L, B, T) and second hydrodynamic outer contour k (x, y, z) generated by the first scale model of the configuration a = 1 by exchange, removal, addition, change of position in the x-, y- and / or z-direction and combination of j = 1, 2, ... t, m = 1, 2, ..., v and / or n = 1, 2, 3, ..., w to a second scale model of the configuration a = 2 of the second major design to be examined with second major dimensions h (L, B, T) and second hydrodynamic outer contour k (x, y, z) is varied.
Vorzugsweise wird das erste maßstabsgerechte Modell der ersten Großausführung einer Konfiguration a = 1 nach der Fertigung des ersten maßstabsgerechten Modells in Versuchsreihen untersucht, wobei Messwerte ermittelt, dokumentiert und gespeichert werden und hiernach wird das zweite maßstabsgerechte Modell der zweiten Großausführung einer Konfiguration a = 2 nach Erzeugung in Versuchsreihen untersucht, wobei Messwerte ermittelt, dokumentiert und gespeichert werden.Preferably, the first scale model of the first major design of a configuration a = 1 after fabrication of the first full scale model is tested in series, where measurements are determined, documented, and stored, and hereafter the second scale model of the second major design becomes a = 2 after generation investigated in test series, with measured values being determined, documented and stored.
Die Unterteilung des maßstabsgerechten Modells in einen Grundkörper aus mindestens einem rohrförmigen Element aus einer Vielzahl rohrförmiger Elemente j = 1, 2, ... t und in verschiedene Module aus einer Vielzahl Module m = 1, 2, ..., v mit einer jeweiligen Ausführungsform aus einer Vielzahl Ausführungsformen n = 1, 2, ..., w ermöglicht die kostengünstige und zeitnahe Variation und Untersuchung des maßstabsgerechten Modells einer Konfiguration a = 1 mit Hauptabmessungen h(L, B, T) und hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) in eine andere Konfiguration a = 2, 3, ..., n mit anderen Hauptabmessungen h(L, B, T) und/oder anderer hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z), indem ein Teil der bereits existierenden Komponenten des maßstabsgerechten Modells der Konfiguration a = 1 für eine andere Konfiguration a = 2, 3, ..., n erneut Verwendung findet. Bei Änderung der Hauptabmessungen h(L, B, T) und/oder hydrodynamischen Außenkontur k (x, y, z) des maßstabsgerechten Modells einer Konfiguration a = 1 in eine andere Konfiguration a = 2, 3, ..., n sind somit lediglich Teile des maßstabsgerechten Modells neu zu fertigen. U. U. erfolgt die Variation der Konfiguration a = 1 des maßstabsgerechten Modells in eine andere Konfiguration a = 2, 3, ..., n jedoch lediglich mittels mindestens einer Arretier- und Verstellvorrichtung durch Veränderung der Hauptabmessungen h(B, T).The subdivision of the scale model into a base body of at least one tubular element of a plurality of tubular elements j = 1, 2, ... t and in various modules of a plurality of modules m = 1, 2, ..., v with a respective Embodiment of a plurality of embodiments n = 1, 2,..., W enables the cost-effective and timely variation and investigation of the scale model of a configuration a = 1 with main dimensions h (L, B, T) and hydrodynamic outer contour k (x, y , z) in another configuration a = 2, 3, ..., n with other main dimensions h (L, B, T) and / or other hydrodynamic outer contour k (x, y, z), by a part of the already existing ones Components of the scale model of the configuration a = 1 for another configuration a = 2, 3, ..., n is used again. When changing the main dimensions h (L, B, T) and / or hydrodynamic outer contour k (x, y, z) of the scale model of a configuration a = 1 in another configuration a = 2, 3, ..., n are thus only to rebuild parts of the scale model. U., the variation of the configuration a = 1 of the scale model in another configuration a = 2, 3, ..., n but only by means of at least one locking and adjusting device by changing the main dimensions h (B, T).
Durch die mehrfache Verwendung verschiedener rohrförmiger Elemente j = 1, 2, ... t und Module aus einer Vielzahl Module m = 1, 2, ..., v mit jeweiliger Ausführungsform aus einer Vielzahl verschiedener Ausführungsformen n = 1, 2, ..., w kann die geometrische Veränderung der Hauptabmessung h(L, B, T) und/oder hydrodynamischen Außenkontur k(x, y, z) von maßstabsgerechten Modellen nach dem Baukastenprinzip für eine zu untersuchende Großausführung oder für verschiedene zu untersuchende Großausführungen mit verschiedenen Hauptabmessungen h(L, B, T) und/oder verschiedenen hydrodynamischen Außenkonturen k(x, y, z) kosteneinsparend und zeitnah erfolgen. Änderungen der Hauptabmessung h(L, B, T) und/oder hydrodynamischen Außenkontur k(x, y, z) am maßstabsgerechten Modell in Folge ungenügender Versuchsergebnisse können somit während des iterativen Entwurfsprozesses eines Wasserfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zeitnah und kosteneinsparend durchgeführt und untersucht werden, ohne dass eine komplette Fertigung eines neuen maßstabsgerechten Versuchsmodells erfolgen muss. Ebenfalls ist es möglich ein maßstabsgerechtes Modell einer zweiten Großausführung zeitnah und kosteneinsparend zu erzeugen und in Versuchen zu untersuchen. Schnittstellen zwischen angrenzenden rohrförmigen Elementen und/oder Modulen sind bei Entwurf und Fertigung des jeweiligen maßstabsgerechten Modells zu beachten und stellen Grenzen dar.Due to the multiple use of different tubular elements j = 1, 2,... T and modules of a plurality of modules m = 1, 2,..., V with respective embodiments of a plurality of different embodiments n = 1, 2, .. ., w can be the geometrical change of the main dimension h (L, B, T) and / or hydrodynamic outer contour k (x, y, z) of scaled models according to the modular principle for a major design to be examined or for various major designs to be examined with different main dimensions h (L, B, T) and / or different hydrodynamic outer contours k (x, y, z) are cost-saving and timely. Changes in the main dimension h (L, B, T) and / or hydrodynamic outer contour k (x, y, z) on the scale model due to insufficient test results can thus be carried out and investigated in a timely and cost-saving manner during the iterative design process of a watercraft using the method according to the invention without the need for a complete production of a new scale model trial. It is also possible to produce a scaled-up model of a second large-scale model in a timely and cost-saving manner and to investigate it in tests. Interfaces between adjacent tubular elements and / or modules are to be considered in design and manufacture of the respective scale model and are limitations.
In mindestens einem achterlich angeordneten rohrförmigen Element des Grundkörpers des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden mindestens einen Auftriebskörpers ist bevorzugt Ausrüstung wie z. B. ein Dynamometer und ein Elektromotor oder ein in y- und z-Richtung schwenkbarer Wasserstrahlantrieb mit einer Vorrichtung zur Schubumkehr in x-Richtung aus Gründen der Arbeitserleichterung und Kosteneinsparung fest angeordnet. Somit kann dieses rohrförmige Element und dessen Ausrüstung für die jeweilige Konfiguration a = 1, 2, n, d. h. für die jeweils zu untersuchende Hauptabmessung h(L, B, T) und/oder hydrodynamische Außenkontur k(x, y, z), mehrfach benutzt werden. Gegebenenfalls kann es für verschiedene Konfigurationen jedoch auch erforderlich sein verschiedene achterlich angeordnete rohrförmige Elemente inkl. Ausrüstung zu benutzen und zu untersuchen.In at least one aft arranged tubular element of the body of the longitudinally extending in the direction of travel at least one buoyancy body is preferably equipment such. As a dynamometer and an electric motor or in the y and z-direction swivel water jet drive with a device for thrust reversal in x-direction for reasons of labor and cost savings fixed. Thus, this tubular element and its equipment for the respective configuration a = 1, 2, n, d. H. for the main dimension h (L, B, T) to be examined and / or outer hydrodynamic contour k (x, y, z), are used several times. However, it may also be necessary for different configurations to use and examine various aft tubular members including equipment.
Nach Variation einer Konfiguration a = 1 eines maßstabsgerechten Modells in eine andere Konfiguration a = 2, 3, ..., n und Untersuchung letzterer ist die Wiederherstellung und Untersuchung ersterer mit reproduzierbaren Ergebnissen in erneuten Versuchsreihen bei konstanten Versuchsbedingungen im erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls möglich. After varying a configuration a = 1 of a scale model to another configuration a = 2, 3, ..., n and examination of the latter, the restoration and investigation of the former with reproducible results in renewed test series under constant experimental conditions in the method according to the invention is also possible.
Das Verfahren kann außerdem zur versuchsmäßigen Optimierung des Widerstandes, des Nachstromfeldes, der Propulsionseigenschaften, der Manövriereigenschaften und/oder Seegangseigenschaften des maßstabsgerechten Modells und somit auch dessen Großausführung benutzt werden. Interferenzerscheinungen zwischen zwei zueinander beabstandeten sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpern (SWATH-Bauart) bzw. einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörper und zwei Auslegern (SWASH-Bauart oder Wasserfahrzeug mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung) können für verschiedene Konfigurationen ebenfalls untersucht werden.The method may also be used to experimentally optimize the resistance, the wake field, the propulsion properties, the maneuvering properties and / or the swell characteristics of the scale model, and thus also its large scale design. Interference phenomena between two mutually spaced longitudinally extending in the direction of travel buoyancy bodies (SWATH type) or a longitudinally extending in the direction of buoyancy and two arms (SWASH-type or vessel with payload capability for receiving payload and / or utility device) may also for different configurations to be examined.
Das Verfahren kann weiterhin zur kostengünstigen und zeitnahen Durchführung von (wissenschaftlichen) Serienversuchen oder zur Validierung von EDV gestützten (CFD-)Untersuchungen verwendet werden.The method can furthermore be used for cost-effective and timely execution of (scientific) series experiments or for the validation of computer-assisted (CFD) examinations.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein maßstabsgerechtes Modell einer Großausführung eines Wasserfahrzeuges mit mindestens einem sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem Auftriebskörper mit mindestens einer Stütze zur Erzeugung von Konfigurationen a = 1, 2, ..., n und Durchführung von Versuchen gelöst, wobei das maßstabsgerechte Modell gemäß den Entwurfsparametern der Großausführung des Wasserfahrzeuges mit zugehörigen Hauptabmessungen h(L, B, T) und zugehöriger hydrodynamischer Außenkontur k(x, y, z) aus einem Grundkörper aus einem rohrförmigen Element j = 1 oder aus einem Grundkörper aus einer Vielzahl miteinander lösbar verbundener rohrförmiger Elemente j = 1, 2, ... t und aus lösbar verbundenen Modulen aus einer Vielzahl Module m = 1, 2, ..., v einer jeweiligen Ausführungsform gebildet ist.Furthermore, the object of the invention by a scale model of a large version of a watercraft with at least one longitudinally extending in the direction of buoyancy body with at least one support for the generation of configurations a = 1, 2, ..., and performing experiments, the scale model according to the design parameters of the large version of the vessel with associated main dimensions h (L, B, T) and associated hydrodynamic outer contour k (x, y, z) of a basic body of a tubular element j = 1 or of a basic body of a plurality of each other detachably connected tubular elements j = 1, 2,... t and of detachably connected modules of a plurality of modules m = 1, 2,..., v of a respective embodiment.
Die Vielzahl der rohrförmigen Elemente j = 1, 2, ... t kann beispielsweise aus rohrförmigen Elementen mit rundem, ovalem und/oder rechteckigem Querschnitt bestehen, die sich durch ihre Abmessungen in x-, y- und z-Richtung unterscheiden. Vorzugsweise werden rohrförmige Elemente mit rundem Querschnitt aus Stahl verwendet. Die Verwendung von Kunststoff oder Aluminium ist ebenfalls möglich. Die rohrförmigen Elemente können entweder mit oder ohne kastenförmige Stütze ausgerüstet sein, wobei die Position der mindestens einen Stütze des maßstabsgerechten Modells in x-Richtung unterschiedlich angeordnet sein kann. An den rohrförmigen Elementen können ferner Rezesse zur Ausrüstung mit Modulen angeordnet sein.The multiplicity of tubular elements j = 1, 2,... T may, for example, consist of tubular elements of round, oval and / or rectangular cross section, which differ in their dimensions in the x, y and z directions. Preferably tubular elements with round cross-section made of steel are used. The use of plastic or aluminum is also possible. The tubular elements may be equipped either with or without a box-shaped support, wherein the position of the at least one support of the scale model in the x-direction may be arranged differently. Recesses may also be arranged on the tubular elements for equipment with modules.
Die Vielzahl der Module m = 1, 2, ..., v kann beispielsweise aus den Modulen formgebender Körper des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers, formgebender Körper der mindestens einen Stütze, Ausleger, Ruder, Flosse, Modellpropeller, Antrieb, oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder Rumpfkörper und/oder Stabilisator bestehen.The multiplicity of the modules m = 1, 2,..., V can, for example, consist of the modules of shaping bodies of the at least one buoyant body extending longitudinally in the direction of travel, forming body of the at least one support, boom, rudder, fin, model propeller, drive, above the waterline carried carrying construction or hull body and / or stabilizer exist.
Für jedes der Vielzahl Module m = 1, 2, ..., v kann ferner eine Vielzahl Ausführungsformen n = 1, 2, ..., w existieren, die sich beispielsweise in geometrischer Form, Material, Gewicht und/oder Funktionsweise unterscheiden.For each of the plurality of modules m = 1, 2,..., V, a multiplicity of embodiments n = 1, 2,..., W can also exist which differ, for example, in geometric form, material, weight and / or mode of operation.
Für das Modul formgebender Körper des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers können für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells beispielsweise Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w formgebender Körper existieren und untersucht werden, die unterschiedliche rotationssymmetrische oder unsymmetrische hydrodynamische Außenkonturen aufweisen, die unterschiedliche Auftriebsverteilungen erzeugen, die verschiedene rohrförmige Elemente aus einer Vielzahl rohrförmiger Elemente j = 1, 2, ... t ummanteln, die unterschiedliche Längenmaße, Höhenmaße, Breitenmaße und/oder Durchmesser aufweisen, die aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, die unterschiedliche benetzte Flächen aufweisen, die Rezesse zur Montage von Modulen wie z. B. Stabilisatoren und/oder Flossen aufweisen, die unterschiedliche Schnittstellen für ein oder mehrere Flossen in x-, y- und/oder z-Richtung aufweisen und/oder über Tragflächen verfügen.For the module forming body of the at least one buoyant body extending longitudinally in the direction of travel, for example, embodiments of a plurality n = 1, 2,..., W forming bodies exist and are investigated for different configurations of the scale model, the different rotationally symmetric or asymmetrical hydrodynamic Having outer contours that produce different buoyancy distributions, the various tubular elements of a plurality of tubular elements j = 1, 2, ... t sheath having different length dimensions, height dimensions, width dimensions and / or diameter, which are formed of different materials, the have different wetted surfaces, the Rezesse for mounting modules such. B. stabilizers and / or fins having different interfaces for one or more fins in the x, y and / or z-direction and / or have wings.
Für das Modul Flosse können beispielsweise für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells jeweils verschiedene Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w Flossen existieren und untersucht werden, die sich hinsichtlich Material, hydrodynamischer Außenkontur, Auftriebserzeugung, benetzter Fläche, Profillänge, Profildicke, Sehnenlänge und/oder Wölbung in starrer und/oder beweglicher Ausführung unterscheiden.For the fin module, various embodiments of a multiplicity n = 1, 2,..., W fins, for example, can exist and be investigated for different configurations of the scale model, with regard to material, hydrodynamic outer contour, lift generation, wetted surface, profile length, Distinguish profile thickness, chord length and / or curvature in a rigid and / or movable design.
Für das Modul formgebender Körper der mindestens einen Stütze können für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells weiterhin im Querschnitt profilförmige Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w formgebender Körper existieren und untersucht werden, die sich hinsichtlich Material, hydrodynamischer Außenkontur, benetzter Fläche, Wasserlinienfläche, Auftriebserzeugung, Profillänge, Profildicke, Sehnenlänge und/oder Wölbung unterscheiden.For the module forming body of the at least one support, for various configurations of the scale-model further in a cross-sectional embodiments of a plurality of n = 1, 2, ..., w forming bodies exist and are examined, with regard to material, hydrodynamic outer contour, wetted surface, waterline surface, Lift generation, profile length, profile thickness, chord length and / or curvature differ.
Für das Modul Ausleger können für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w Ausleger existieren und untersucht werden, die sich hinsichtlich Material, Verdrängung, benetzter Fläche, hydrodynamischer Außenkontur, Auftriebserzeugung, Wasserlinienfläche, Position in x- und/oder y-Richtung, Schnittstellen zur Montage der Module Flosse und/oder Stabilisator, Länge, Breite und/oder Tiefgang unterscheiden.For the boom module, for various configurations of the scale model, embodiments of a variety of n = 1, 2, ..., w cantilevers may exist and be investigated in terms of material, displacement, wetted surface, hydrodynamic outer contour, lift generation, waterline surface, position in x- and / or y-direction, interfaces for mounting the fin module and / or stabilizer, length, width and / or draft differ.
Für das Modul Modellpropeller können für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells beispielsweise Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w Modellpropeller existieren und untersucht werden, die sich hinsichtlich Material, Durchmesser, Flügelanzahl, Flächenverhältnis, Skew, Rake, radialer Steigungsverlauf, Dickenverhältnis, Wölbungsverhältnis, Profilform, Nabendurchmesser, Verstellbarkeit, Profilsehnenlänge, Endplatten, Geräuschentwicklung und/oder Kavitationsverhalten unterscheiden.For the model propeller module, for example, embodiments of a large number of n = 1, 2,..., W model propellers can exist and be investigated for material in terms of material, diameter, number of vanes, area ratio, skew, rake, radial pitch gradient , Thickness ratio, camber ratio, profile shape, hub diameter, adjustability, chord length, end plates, noise development and / or cavitation behavior differ.
Für das Modul Antrieb können für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells verschiedene Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w Antriebe existieren und untersucht werden, die beispielsweise als elektrischer Antrieb mit starr angeordneter Antriebswelle, Jet Antrieb, Azimut Antrieb oder POD Antrieb ausgebildet sind.For the drive module, various embodiments of a plurality of n = 1, 2,..., W drives can exist and be investigated for various configurations of the scale model, for example as an electric drive with rigidly arranged drive shaft, jet drive, azimuth drive or POD Drive are formed.
Für das Modul Ruder können für verschiedene Konfigurationen des maßstabsgerechten Modells beispielsweise Ausführungsformen aus einer Vielzahl n = 1, 2, ..., w Ruder existieren und untersucht werden, die sich hinsichtlich benetzter Ruderfläche, Spannweite, Profildicke, Sehnenlänge, Streckungsverhältnis, Wölbung, Balancefläche, Stabilisierungsflossen, Symmetrie bzw. Unsymmetrie, Finnen, Endplatten, Material und/oder Art der Befestigung (Schweberuder, Halbschweberuder) unterscheiden.For the rudder module, for example, various n-1, 2,..., W rudder embodiments can exist and be investigated for various scale-model configurations related to wetted rudder surface, span, profile thickness, chord length, aspect ratio, camber, balance surface , Stabilization fins, symmetry or asymmetry, fins, end plates, material and / or type of attachment (levitation, half-tailed) differ.
Bei Verwendung von mindestens zwei rohrförmigen Elementen des Grundkörpers des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden mindestens einen Auftriebskörpers können diese durch einen Innen- und/oder Außenflansch miteinander lösbar verbunden sein, um die Erreichbarkeit des Hohlraumes zur Anbringung von Lagern für Schleppversuche, Messinstrumenten, elektrischer und/oder elektronischer und/oder mechanischer Ausrüstung wie z. B. Dynamometer, manuelle oder elektrische Lenzpumpe, Elektromotor, eine Flosse oder mehrere Flossen, ein Stabilisator oder mehrere Stabilisatoren, ein in y- und z-Richtung schwenkbarer Wasserstrahlantrieb, ein Querstrahlantrieb oder mehrere Querstrahlantriebe, ein Sensor oder mehrere Sensoren sowie Steuerungs-, Mess- und/oder Auswertungsrechner zu gewährleisten. Vorzugsweise befinden sich Ausrüstung wie Dynamometer, Antriebswelle, Elektromotor und/oder in y- und z-Richtung schwenkbarer Wasserstrahlantrieb im achterlich angeordneten rohrförmigen Element. Querstrahlantriebe, Flossen und/oder Stabilisatoren können in bzw. an jedem rohrförmigen Element des Grundkörpers und/oder dem mindestens einen formgebenden Körper des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers angeordnet sein.When using at least two tubular elements of the main body of extending longitudinally in the direction of travel at least one buoyant body they can be detachably connected together by an inner and / or outer flange to the accessibility of the cavity for attachment of bearings for towing tests, measuring instruments, electrical and / or electronic and / or mechanical equipment such. As dynamometer, manual or electric bilge pump, electric motor, a fin or more fins, a stabilizer or more stabilizers, a pivotable in y- and z-direction water jet drive, a transverse jet or multiple transverse jet drives, one or more sensors and control, measuring - and / or evaluation computer to ensure. Preferably, equipment such as dynamometer, drive shaft, electric motor and / or in the y and z-direction swivel water jet drive are located in the aft arranged tubular element. Transverse jet drives, fins and / or stabilizers may be arranged in or on each tubular element of the base body and / or the at least one shaping body of the at least one buoyant body extending longitudinally in the direction of travel.
Die jeweils einander entgegengesetzten Enden des Grundkörpers des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden mindestens einen Auftriebskörpers können durch einen lösbaren Blindflansch verschlossen sein oder bei mindestens zwei miteinander lösbar verbundenen rohrförmigen Elementen des Grundkörpers mittels einer Abdeckplatte fest verschweißt sein. Am achteren Blindflansch bzw. an der achteren Abdeckplatte kann eine Bohrung zur Durchführung der Antriebswelle des Elektromotors vorgesehen sein. Die Bohrung kann durch eine Stopfbuchse bzw. einen Stopfen wasserdicht verschlossen werden. Die Wasserdichtigkeit der miteinander durch den Innen- und/oder Außenflansch miteinander lösbar verbundenen rohrförmigen Elemente sowie der an den jeweils entgegengesetzten Enden angeordneten Blindflansche des Grundkörpers kann beispielsweise durch mindestens einen Dichtring aus Gummi gewährleistet werden. Rohrförmige Elemente, deren Bohrungen am Innen- und Außenflansch bzw. Querschnitt nicht miteinander kompatibel sind, können mittels einer ringförmigen Adapterscheibe mit Bohrungen lösbar verbunden werden. Bevorzugt sind die rohrförmigen Elemente des Grundkörpers sowie die mindestens eine Stütze aus Stahl gebildet. Die rohrförmigen Elemente und die mindestens eine Stütze sind vorzugsweise miteinander verschweißt. Die Verwendung von Kunststoff, Aluminium, Holz, Sandwichmaterial, und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff für das mindestens eine rohrförmige Element sowie die mindestens eine Stütze kommt jedoch ebenfalls in Betracht. Die mindestens eine Stütze des Grundkörpers kann im Querschnitt rechteckig, oval und/oder kreisförmig ausgebildet sein. Am oberen Ende der mindestens einen Stütze befindet sich eine Schnittstelle zur Montage des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers.The respective opposite ends of the main body of extending longitudinally in the direction of travel at least one buoyant body may be closed by a detachable blind flange or at least two detachably connected tubular elements of the body by means of a cover plate be welded firmly. At the aft blind flange or at the aft cover plate, a bore for carrying out the drive shaft of the electric motor can be provided. The bore can be sealed watertight by a stuffing box or plug. The water-tightness of the tubular elements detachably connected to one another by the inner and / or outer flange and the blind flanges of the base body arranged at the respectively opposite ends can be ensured, for example, by at least one rubber sealing ring. Tubular elements whose holes on the inner and outer flange or cross-section are not compatible with each other, can be releasably connected by means of an annular adapter plate with holes. Preferably, the tubular elements of the base body and the at least one support made of steel. The tubular elements and the at least one support are preferably welded together. However, the use of plastic, aluminum, wood, sandwich material, and / or glass fiber reinforced plastic for the at least one tubular element and the at least one support is also considered. The at least one support of the base body can be rectangular, oval and / or circular in cross section. At the upper end of the at least one support there is an interface for mounting the supporting structure or trunk body carried above the waterline.
Da der Raum unter dem Schleppwagen einer Versuchsanstalt oder Versuchseinrichtung im Regelfall begrenzt ist, kann die mindestens eine Stütze des Grundkörpers des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers vorzugsweise aus einem starren und einem beweglichen Element mit einer Arretier- und Verstellvorrichtung in z-Richtung gebildet sein, so dass die Absenkung des Grundkörpers des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers auf eine große Bandbreite von Tiefgängen ermöglicht wird.Since the space under the towing vehicle of a research institute or test facility is generally limited, the at least one support of the main body of the buoyancy body extending longitudinally in the direction of travel can preferably be formed of a rigid and a movable element with a locking and adjusting device in the z-direction, so that the lowering of the main body of the at least one buoyant body extending longitudinally in the direction of travel is made possible over a wide range of depths.
Formgebende Körper des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers sind lösbar mit den rohrförmigen Elementen des Grundkörpers verbunden. Der jeweilige formgebende Körper ist im Inneren hohlförmig ausgebildet, wobei die Abmessungen des Hohlraumes von den Abmessungen des jeweils zu ummantelnden rohrförmigen Elementes abhängig sind. Die hydrodynamische Außenkontur des formgebenden Körpers ist von der zu untersuchenden hydrodynamischen Außenkontur des maßstabsgerechten Modells abhängig. Der formgebende Körper kann aus mehreren Teilkörpern gebildet sein. Im Bug- und Heckbereich des sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem mindestens einen Auftriebskörpers, d. h. in Bereichen des maßstabsgerechten Modells ohne rohrförmige Elemente, können massive formgebende Körper ohne Hohlraum angeordnet sein. Vorzugsweise sind formgebende Körper ohne Hohlraum im Bug- und Heckbereich durch eine Gewindestange mit einer am Blindflansch bzw. an der Abdeckplatte angeschweißten Mutter an einem Ende der Gewindestange und einer weiteren Mutter am anderen Ende der Gewindestange befestigt und fixiert, wobei formgebende Körper mit Hohlraum unter Druckausübung in x-Richtung ebenfalls fixiert werden können. Formgebende Körper des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers sind vorzugsweise aus Holz, Kunststoff, Styropor, Sandwichmaterial und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt.Shaping bodies of the buoyancy body extending longitudinally in the direction of travel are detachably connected to the tubular elements of the base body. The respective shaping body is hollow in the interior, wherein the dimensions of the cavity are dependent on the dimensions of each tubular element to be coated. The hydrodynamic outer contour of the shaping body depends on the hydrodynamic outer contour of the model to be examined. The shaping body can be formed from several partial bodies. In the bow and stern of the longitudinally extending in the direction of travel at least one buoyancy body, d. H. in areas of the scale model without tubular elements, solid shaping bodies can be arranged without a cavity. Preferably, shaping bodies without cavity in the bow and stern are fastened and fixed by a threaded rod with a nut welded to the blank flange or to the cover plate at one end of the threaded rod and a further nut at the other end of the threaded rod, wherein shaping body with cavity under pressure can also be fixed in the x direction. Shaping bodies of the buoyancy body extending longitudinally in the direction of travel are preferably made of wood, plastic, styrofoam, sandwich material and / or glass-fiber reinforced plastic.
Der oberhalb der Wasserlinie getragene tragende Rumpfkörper oder Aufbau ist vorzugsweise aus mindestens einem tragendem Längs- und einem Querelement gebildet. Das tragende Querelement des Rumpfkörpers oder Aufbaus kann aus einem Rahmen aus mehreren Hohlprofilen mit identischem und/oder unterschiedlichem Querschnitt und einer Arretier- und Verstellvorrichtung gebildet sein, so dass der Abstand in y-Richtung zwischen zwei in Querrichtung zueinander beabstandeten sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpern (SWATH Bauart) bzw. der Abstand der Ausleger im Falle der Verwendung eines einzelnen sich längs in Fahrtrichtung erstreckendem, mittig angeordnetem Auftriebskörpers (SWASH-Bauart oder Wasserfahrzeug mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung) variabel zum Auftriebskörper einzustellen ist. Die Arretier- und Verstellvorrichtung kann beispielsweise aus einem äußeren bzw. inneren Hohlprofil mit einem Langloch und einem inneren bzw. äußeren Hohlprofil mit einer Bohrung gebildet sein, wobei das äußere und das innere Hohlprofil in ihrer jeweiligen Position durch eine Schraubverbindung miteinander fixiert sind. Die Arretier- und Verstellvorrichtung in y-Richtung des Querelementes des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Rumpfkörpers oder Aufbaus ermöglicht eine große Bandbreite von Breiten von maßstabsgerechten Modellen.The bearing above the waterline supporting hull body or structure is preferably formed of at least one supporting longitudinal and a transverse element. The supporting cross member of the fuselage body or structure may be formed of a frame of a plurality of hollow profiles with identical and / or different cross section and a locking and adjusting, so that the distance in the y direction between two spaced transversely in the transverse direction extending in the direction of travel buoyancy bodies (SWATH type) or the distance of the boom in the case of using a single longitudinally extending in the direction of travel, centrally arranged buoyancy body (SWASH type or vessel with payload capability for receiving payload and / or utility device) is variable to adjust the buoyancy body. The locking and adjusting device may for example be formed from an outer or inner hollow profile with a slot and an inner or outer hollow profile with a bore, wherein the outer and the inner hollow profile are fixed in their respective position by a screw together. The arresting and adjusting device in the y-direction of the transverse element of the above-water-bearing supporting torso body or structure allows a wide range of widths of scale models.
Im Falle der Verwendung und Untersuchung von zwei längs in Fahrtrichtung zueinander beabstandeten Stützen des mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörpers, die jeweils an unterschiedlichen rohrförmigen Elementen angeordnet sind, kann das Längselement des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers außerdem aus mindestens zwei Hohlprofilen mit unterschiedlichem Querschnitt oder einem Rahmen aus mehreren Hohlprofilen mit unterschiedlichem Querschnitt und mindestens einer Arretier- und Verstellvorrichtung in x-Richtung gebildet sein, so dass die Abmaße des Längselementes in x-Richtung bei Veränderung des Abstandes zwischen den Stützen in x-Richtung bei Veränderung der Hauptabmessung h(L, B, T) des maßstabsgerechten Modells und/oder Position der Stützen in x-Richtung des maßstabsgerechten Modells neu justiert werden können. Die Arretier- und Verstellvorrichtung kann beispielsweise aus einem äußeren bzw. inneren Hohlprofil mit einem Langloch und einem inneren bzw. äußeren Hohlprofil mit einer Bohrung gebildet sein, wobei das äußere und das innere Hohlprofil in ihrer jeweiligen Position durch eine Schraubverbindung miteinander fixiert sind. Die Arretier- und Verstellvorrichtung in x-Richtung des Längselementes des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Rumpfkörpers oder Aufbaus ermöglicht eine große Bandbreite von Längen von maßstabsgerechten Modellen.In the case of the use and examination of two longitudinally spaced in the direction of travel supports of at least one longitudinally extending in the direction of buoyancy bodies, which are each arranged on different tubular elements, the longitudinal element of the above the waterline carried load-bearing structure or trunk body may also consist of at least two hollow profiles be formed with a different cross-section or a frame of a plurality of hollow profiles with different cross-section and at least one locking and adjusting device in the x direction, so that the dimensions of the longitudinal element in the x direction with change in the distance between the supports in the x direction in changing the Main dimension h (L, B, T) of the scale model and / or position of the supports in the x direction of the scale model can be readjusted. The locking and adjusting device may for example be formed from an outer or inner hollow profile with a slot and an inner or outer hollow profile with a bore, wherein the outer and the inner hollow profile are fixed in their respective position by a screw together. The locking and adjusting device in the x-direction of the longitudinal member of the above-the-waterborne carrying hull body or structure allows a wide range of lengths of scale models.
Zur Verringerung von Biegung, Torsion und Schwingungen des Längs- und/oder Querelementes infolge statischer und/oder dynamischer Belastung kann eine in z-Richtung zueinander beabstandete und mittels eines Verbindungselementes verbundene doppelte Ausführung des Längs- und/oder Querelementes zur Erhöhung des Flächenträgheitsmomentes durch Ausnutzung des Steinerschen Anteils erfolgen. Bevorzugt ist das Längs- und/oder Querelement aus Stahl oder Aluminium gebildet.To reduce bending, torsion and vibrations of the longitudinal and / or transverse element as a result of static and / or dynamic stress, a double embodiment of the longitudinal and / or transverse element spaced apart in the z-direction and connected by means of a connecting element can be used to increase the area moment of inertia by utilization of Steiner's share. Preferably, the longitudinal and / or transverse element is formed from steel or aluminum.
Am mindestens einen Längselement und/oder dem Querelement des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers befinden sich Schnittstellen zur Montage von jeweils mindestens einer Stütze der Grundkörper der sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörper (SWATH-Bauart). Ferner können sich am mindestens einen Längselement und/oder Querelement des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers Schnittstellen zur Montage von mindestens einem Ausleger befinden (SWASH-Bauart oder Wasserfahrzeug mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung). Am Längselement oder Querelement kann ferner eine Schnittstelle zur Montage eines Ruders, eines Azimut-Antriebes oder POD-Antriebes vorgesehen sein.On at least one longitudinal element and / or the transverse element of the supported above the waterline supporting structure or trunk body are interfaces for mounting of at least one support of the main body extending longitudinally in the direction of travel buoyancy (SWATH type). Furthermore, at least one longitudinal element and / or transverse element of the bearing structure or trunk body carried above the waterline can have interfaces for mounting at least one boom (SWASH design or watercraft with payload capability for receiving payload and / or Utilization device). On the longitudinal element or cross member can also be provided an interface for mounting a rudder, an azimuth drive or POD drive.
Das maßstabsgerechte Modell kann ferner im achteren Bereich des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Aufbaus mit einem Verbrennungsmotor in Form eines Außenbordmotors für Probefahrten ausgerüstet sein.The scale model may further be provided in the aft area of the above-water-bearing supporting structure with an internal combustion engine in the form of an outboard motor for test driving.
Die Anordnung mindestens einer Arretier- und Verstellvorrichtung am Längs- und/oder Querelement des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers ermöglicht die mehrmalige Verwendung des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers für verschiedene Hauptabmessungen (L, B), ohne dass für verschiedene Konfigurationen fertigungstechnische Änderungen am oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbau oder Rumpfkörper des maßstabsgerechten Modells vorgenommen werden müssen. Ein oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder Rumpfkörper gemäß
Formgebende Körper der mindestens einen Stütze sind lösbar mit der jeweiligen Stütze des Grundkörpers verbunden. Der jeweilige formgebende Körper ist im Inneren hohlförmig ausgebildet, wobei die Abmessungen des Hohlraumes von den Abmessungen der jeweils zu ummantelnden Stütze abhängig sind. Die hydrodynamische Außenkontur des formgebenden Körpers einer jeweiligen Stütze ist von der zu untersuchenden hydrodynamischen Außenkontur des maßstabsgerechten Modells abhängig. Der formgebende Körper kann aus mehreren Teilkörpern gebildet sein. Formgebende Körper der mindestens einen Stütze sind vorzugsweise aus Holz, Kunststoff, Styropor, Sandwichmaterial und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt.Shaping bodies of the at least one support are detachably connected to the respective support of the base body. The respective shaping body is formed inside hollow, wherein the dimensions of the cavity on the dimensions of each to be covered support dependent. The hydrodynamic outer contour of the shaping body of a respective support is dependent on the hydrodynamic outer contour of the scale model to be examined. The shaping body can be formed from several partial bodies. Shaping body of the at least one support are preferably made of wood, plastic, polystyrene, sandwich material and / or glass fiber reinforced plastic.
Am mindestens einen sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden Auftriebskörper und/oder an mindestens einem Ausleger kann mindestens eine starre oder bewegliche Flosse vorgesehen sein. Das maßstabsgerechte Modell kann hierfür mit einer automatischen oder manuellen Steuerung für am maßstabsgerechten Modell angeordnete Flossen ausgerüstet sein. Die Steuerung der Flossen kann dabei automatisch oder manuell mittels Elektromotor, Hydraulikeinrichtung oder mit Hilfe von Baudenzügen erfolgen. Bevorzugt sind die Flossen an einer um die y-Achse drehbaren Welle lösbar befestigt. Die Flossen sind vorzugsweise aus Holz, Styropor, Kunststoff, Sandwichmaterial und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Die drehbare Welle besteht üblicherweise aus einem rotationssymmetrischen massiven oder hohlförmigen Profil aus Stahl oder Aluminium.At least one buoyancy body extending longitudinally in the direction of travel and / or at least one boom may be provided with at least one rigid or movable fin. The scale model may be equipped with automatic or manual control for scale-modeled fins. The control of the fins can be done automatically or manually by means of electric motor, hydraulic device or with the help of Baudenzügen. Preferably, the fins are releasably secured to a shaft rotatable about the y-axis. The fins are preferably made of wood, styrofoam, plastic, sandwich material and / or glass fiber reinforced plastic. The rotatable shaft usually consists of a rotationally symmetrical solid or hollow profile made of steel or aluminum.
Die Ausleger von maßstabsgerechten Modellen der SWASH-Bauart oder von Wasserfahrzeugen mit Zuladungsfähigkeit zur Aufnahme von Nutzlast und/oder Nutzvorrichtung werden jeweils an einer Schnittstelle mit dem oberhalb der Wasserlinie getragenem tragendem Rumpfkörper oder Aufbau montiert. Die Ausleger sind beispielsweise aus Stahl, Holz, Styropor, Kunststoff, Sandwichmaterial und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Vorzugsweise weisen die Ausleger im Inneren eine hohlförmige tragende Stütze mit rechteckigem, rundem oder ovalem Querschnitt aus Stahl oder Aluminium auf, die am oberen Ende die Montageschnittstelle aufweist. Die tragende Stütze kann aus zwei hohlförmigen Elementen mit einer Arretier- und Verstellvorrichtung in z-Richtung bestehen, um die Absenkung der Ausleger auf verschiedene Tiefgänge zu ermöglichen.The cantilevers of scale models of the SWASH type or of vessels with payload capability for receiving payload and / or payload are each mounted at an interface with the supporting body or superstructure carried above the waterline. The booms are made of steel, wood, styrofoam, plastic, sandwich material and / or glass fiber reinforced plastic, for example. Preferably, the cantilevers have inside a hollow-shaped supporting support with a rectangular, round or oval cross-section made of steel or aluminum, which has the mounting interface at the upper end. The supporting support may consist of two hollow elements with a locking and adjusting device in the z direction to allow the lowering of the boom to different depths.
Am maßstabsgerechten Modell kann mindestens ein starres oder bewegliches Ruder angeordnet sein, dass an einer Schnittstelle mit dem Längselement des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers lösbar verbunden ist. Das Ruder wird vorzugsweise aus einer massiven oder hohlförmigen rotationssymmetrischen Welle oder einem rechteckigem Profil aus Stahl oder Aluminium und einem Ruderprofil aus Holz, Styropor, Sandwichmaterial, Kunststoff und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Welle bzw. Profil und Ruderprofil können lösbar miteinander verbunden sein. An der Welle bzw. am Profil kann eine Arretier- und Verstellvorrichtung vorgesehen sein, um eine Absenkung des Ruders auf eine Bandbreite von Tiefgängen bzw. Abständen vom oberhalb der Wasserlinie getragenen tragendem Aufbau oder Rumpfkörper zu ermöglichen. Am oberen Ende des Ruders ist bevorzugt ein senkrecht zur Welle bzw. zum Profil angeordneter Querholm befestigt. Die Steuerung eines beweglichen Ruders kann am Querholm automatisch oder manuell mittels Elektromotor, Hydraulikeinrichtung, Baudenzügen oder Tauwerk erfolgen.On the scale model, at least one rigid or movable rudder can be arranged, which is detachably connected at an interface with the longitudinal element of the supporting structure or trunk body carried above the waterline. The rudder is preferably made of a solid or hollow rotationally symmetric shaft or a rectangular profile made of steel or aluminum and a rudder profile made of wood, polystyrene, sandwich material, plastic and / or glass fiber reinforced plastic. Shaft or profile and rudder profile can be detachably connected to each other. On the shaft or on the profile, a locking and adjusting device may be provided to allow a lowering of the rudder to a range of depths or distances from above the waterline supported supporting structure or fuselage body. At the upper end of the rudder is preferably a perpendicular to the shaft or profile arranged transverse spar attached. The control of a mobile rudder can be done automatically or manually on the cross member by means of an electric motor, hydraulic device, construction trains or ropes.
Das maßstabsgerechte Modell kann anstelle eines Ruders mit mindestens einem Azimut Antrieb oder POD Antrieb ausgerüstet sein, der an einer Schnittstelle am Längselement oder Querelement des oberhalb der Wasserlinie getragenen tragenden Aufbaus oder Rumpfkörpers lösbar befestigt ist.The scale model may be equipped with at least one azimuth drive or POD drive, instead of a rudder, which is releasably attached to an interface on the longitudinal member or cross member of the above-the-water bearing support structure or fuselage body.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:The invention will now be explained with reference to the drawings. In these are:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Grundkörperbody
- 22
- rohrförmiges Element des Grundkörpers mit kastenförmiger Stützetubular element of the body with box-shaped support
- 33
- rohrförmiges Element des Grundkörpers ohne kastenförmige Stützetubular element of the main body without box-shaped support
- 44
- lösbare Flanschverbindungdetachable flange connection
- 55
- kastenförmige Stützebox-shaped support
- 66
- Innenflanschinner flange
- 77
- Außenflanschouter flange
- 88th
- Blindflanschblind flange
- 99
- Arretier- und Verstellvorrichtung der kastenförmigen Stütze in z-RichtungLocking and adjusting the box-shaped support in the z direction
- 1010
- bewegliches Element der kastenförmigen Stützemovable element of the box-shaped support
- 1111
- Schnittstelle zur Montage des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperInterface for mounting the module above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 1212
- sich längs in Fahrtrichtung erstreckender Auftriebskörperlongitudinally extending buoyancy body in the direction of travel
- 1313
- Modul formgebender Körper des sich längs in Fahrtrichtung erstreckenden AuftriebskörpersModule shaping body of longitudinally extending in the direction of buoyancy body
- 1414
- Modul formgebender Körper der StützeModule shaping body of the prop
- 1515
- Modul FlosseModule fin
- 1616
- Modul oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperModule above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 1717
- Längselement des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperLongitudinal element of the module above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 1818
- Querelement des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperTransverse element of the module above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 1919
- Längsträger des Längselementes des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperLongitudinal member of the longitudinal element of the module above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 2020
- Querträger des Querelementes des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperCross member of the transverse element of the module above the waterline worn supporting structure or body
- 2121
- Arretier- und Verstellvorrichtung in x-Richtung des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperLocking and adjusting in the x direction of the module above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 2222
- Arretier- und Verstellvorrichtung in y-Richtung des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperLocking and adjusting device in the y-direction of the module above the waterline worn supporting structure or trunk body
- 2323
- Schnittstelle zur Montage der kastenförmigen Stütze des GrundkörpersInterface for mounting the box-shaped support of the body
- 2424
- Schnittstelle zur Montage des Moduls AuslegerInterface for mounting the module boom
- 2525
- Schnittstelle zur Montage eines AußenbordmotorsInterface for mounting an outboard motor
- 2626
- Schnittstelle zur Montage des Moduls RuderInterface for mounting the module rudder
- 2727
- Modul AuslegerModule boom
- 2828
- Schnittstelle zur Montage des Moduls oberhalb der Wasserlinie getragener tragender Aufbau oder RumpfkörperInterface for mounting the module above the waterline worn supporting structure or fuselage body
- 2929
- Wasserliniewaterline
- 3030
- maßstabsgerechtes Modellscale model
- 3131
- Adapterscheibeadapter disc
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 335345 B1 [0004] EP 335345 B1 [0004]
- DE 4141491 C2 [0005] DE 4141491 C2 [0005]
- EP 1114768 A2 [0006] EP 1114768 A2 [0006]
- DE 202010015531 U1 [0007] DE 202010015531 U1 [0007]
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021084129A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | Rosen Swiss Ag | Method for constructing and/or manufacturing a water sports device |
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DE202010015531U1 (en) | 2010-11-18 | 2011-01-20 | Abeking & Rasmussen Schiffs- Und Yachtwerft Ag | water craft |
-
2012
- 2012-11-22 DE DE201210023378 patent/DE102012023378A1/en not_active Withdrawn
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