DE701988C - Vorrichtung zur laboratoriumsmaessigen Untersuchung von Schiffsbewegungen - Google Patents

Description

Man hat bisher laboratoriumsmäßige Untersuchungen von Schiffsbewegungen in der Weise ausgeführt, daß man dem Unterstützungspunkt einer das Schiff verkörpernden pendelnden Masse eine der Orbitalbewegung entsprechende Bahn aufzwang. Dabei hat man sich auf die theoretische, der klassischen Wellentheorie entsprechende Orbitalbewegung beschränkt, und man hat ferner sich mit einer Registrierung der von der Masse ausgeführten Schlingerwinkel und der Impulswege des Unterstützungspunktes begnügt. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, auf der das Schiff verkörpernden Masse ein verkleinertes Modell eines jpassivcn Schlingertanks anzuordnen, um dessen Verhalten und Einfluß beobachten zu können. Man hat ferner versucht, die Eigenschaften einer aktiven Stabilisierung laboratoriumsmäßig zu untersuchen, indem man den Stabilisatortank pendelnd aufgehängt hat, ohne dabei jedoch die Orbitalbewegung zu berücksichtigen.

Nach neueren Erkenntnissen ist indessen gerade die Orbitalbewegung von ausschlaggebender Bedeutung für die Frage, in welcher Weise aktive Stabilisatoren gesteuert werden müssen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine laboratoriumsmäßige Versuchseinrichtung zu schaffen, mit der die mit der Orbitalbewegung zusammenhängenden, auf das Schiff wirkenden Kräfte gemessen und untersucht werden können.

Dieser neuen Aufgabe sind die bekannten Vorrichtungen aus folgenden Gründen nicht gewachsen:

Mit den bekannten Einrichtungen war lediglich eine Aufmessung der Schlingerwinkel für die als Kreisbewegung vorgegebene Orbitalwegkurve, also der wegmäßigen Zusammenhänge, möglich. Eine Aufmessung der dynamischen Größen, z. B. Stabilitätsmoment, Dämpfungsmoment u. dgl., ist indessen mit der bekannten Einrichtung nicht möglich. Diese Werte konnten bisher nur

rechnerisch aus den Weg- oder Winkelschrieben bestimmt werden, wodurch nicht nur untragbare Fehler und Ungenauigkeiten auftraten, sondern auch ein großer Zeitaufwand erforderlich wurde. Dementsprechend ist es auch mit den bekannten Vorrichtungen unmöglich gewesen, die Wirkung einer ak tiven Stabilisierung bei einem orbital bewegten Schiff laboratoriumsmäßig zu untersuchen. ίο Um die bekannten Vorrichtungen für die neue Aufgabe brauchbar zu machen, wird erfindungsgemäß die das Schiff verkörpernde Masse wippenähnlich ausgebildet, so daß sie eine Plattform bildet, die zur Aufnahme von «5 an raumfeste Anordnung nicht gebundenen Meßgeräten für die quantitative Untersuchung von Schiffsbewegungen im Seegang sowie gegebenenfalls als Träger für Stabilisatormodelle und Stabilisatorsteuerwerke und Beao dienungspersonal dient.

Durch die oben beschriebene Ausbildung der Masse als Meßgerätträger wird erreicht, daß für die Messung der Orbitaldynamik normale Meßgeräte, wie sie auch auf dem »5 Schiff Verwendung finden, benutzt werden können, und daß diese Geräte auf diese Weise im Laboratorium geeicht werden können. Sinngemäß gilt dasselbe für Stabilisatorsteuerwerke, deren Justierung und Erprobung auf dem natürlichen Schiff große Schwierigkeiten und Gefahrenmomente mit sich bringt. Lagert man die das Schiff verkörpernde Masse im indifferenten Gleichgewicht, beispielsweise in einer durch ihren Schwerpunkt gehenden Achse, so kann man in weiterer Ausbildung der Erfindung diese Masse zur Darstellung der von dem Stabilitätsmoment des Schiffes und dem Einfluß der Wellenschräge herrührenden schwingungsanfachenden Momente an ihre jeweilige, sich aus der Bewegung des Unterstützungspunktes ergebende scheinbare Horizontale, vorzugsweise durch Federn, fesseln. Man erhält dadurch den Vorteil, daß man das Stabilitätsmoment *5 beliebig verändern und einstellen kann, ohne dadurch gleichzeitig andere Größen, wie z.B. das Trägheitsmoment, mit zu beeinflussen. Zweckmäßigerweise erfolgt der Antrieb des Unterstützungspunktträgers über eine in das Antriebsglied eingeschaltete Feder. Man erhält dadurch eine wirklichkeitsgetreue Wiedergabe der infolge der Orbitalbewegung auf das Schiff ausgeübten Kräfte.

Die Zeichnungen veranschaulichen einige ■■55 Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

In Abb. ι ist mit 1 ein aktivierter Tank

dargestellt, der an Armen 11 befestigt ist, die eine Plattform bilden und im folgenden daher

<5o als Plattform bezeichnet werden sollen. Die Plattform 11 ist um eine durch ihren Massenschwerpunkt gehende Achse 2 schwenkbar gelagert. Die Achse 2 wird von einem Gestell 3 getragen, das mittels Räder 4 auf einer Gleitschiene 5 horizontal fahrbar ist. Durch Federn/ ist das Traggestell 3,4 an eine Mittellage gefesselt. Auf der Plattform 11 sind -. verschiebbare Massen 12 angeordnet, die Plattform ist ferner zur Aufnahme von nicht dargestellten Meßeinrichtungen oder zur Aufnähme eines auf den Tank 1 einwirkenden Stabilisierungssteuerwerkes sowie gegebenenfalls einer Bedienungsperson geeignet. Der Antrieb des fahrbaren Gestelles 3,4 erfolgt durch einen Kurbeltrieb unter Zwischenschaltung einer Feder 6 in das Antriebsgestänge. An der Plattform greifen zwei Blattfedern 7 an, deren äußere Enden mit Rollen 8 versehen und in raumfesten Bahneng geführt sind. Die Bahnen sind so gestaltet, daß die durch das Kurbelgetriebe der Plattform aufgezwungene Hindundherbewegung ein Schwenkmoment um die Achse 2 zur Folge hat. Die Abmessungen und die Anordnung sind dabei so gewählt, daß die Federn/ ein bestimmtes Stabilitätsmoment nachahmen, d. h. durch die Federn 7 ist die Plattform an die sich aus der Hinundherbewegung ergebende scheinbare Horizontale gefesselt.

Die Wirkungsweise der geschilderten An-Ordnung ist folgende:

Durch den Kurbeltrieb wird über die Feder 6 dem Fahrgestell 3,4, mithin der daran befestigten Plattform 11, eine hin und her gehende Bewegung erteilt. Durch diese hin und her gehende Bewegung wird die Horizontalkomponente der Orbitalbewegung dargestellt. Dabei tritt eine Schwenkung der Plattform um die Achse 2 ein, die dem durch die Federn 7 dargestellten Stabilitätsmoment »oo entspricht. Das Trägheitsmoment ist dargestellt durch die an der Plattform 11 sitzenden Massen 12. Durch entsprechende Einstellung des Kurbeltriebes wird über die Feder 6 die Horizontalkomponente einer ge- »05 messenen oder willkürlich gewählten Orbitalbewegung eingesteuert. Die auf der Plattform 11 aufgebauten Meßinstrumente gestatten eine Aufmessung des dynamischen Verhaltens der das Schiff verkörpernden no Plattform unter dem Einfluß des Trägheitsmomentes und des jeweils eingestellten Stabilitätsmomentes bei der eingesteuerten Orbi-. talbewegung. Es kann ferner untersucht werden, in welcher Weise eine aus nicht dar-

estelltem Steuerwerk und aktiviertem Tank 1 bestehende Stabilisierungsvorrichtung bei einer bestimmten eingesteuerten Orbitalbewegung wirkt.

In Abb. 2 ist die Schwenkachse der Platt- tao form 11 auf einem Zahnradpaar 13 exzentrisch gelagert. Mit 15 sind Gegengewichte bezeich-

net. Die Schwenkachse 2 führt in diesem Falle eine volle Orbitalbewegung 'aus, wenn das Zahnradpaar 13 durch das Ritzel 14 angetrieben wird.

Man kann, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen, die Plattform 11 auch um mehrere Achsen schwenkbar lagern, wenn man gleichzeitig Schlinger-, Stampf- und Gierbewegungen untersuchen will.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Vorrichtung zur lab.oratoriumsmäßigen Untersuchung von Schiffsbewegungen, bei der der Unterstützungspunkt einer das Schiff verkörpernden pendelnden Masse durch einen regelbaren Antrieb in einer der Orbitalbewegung entsprechenden Bahn geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schiff verkörpernde Masse wippenähnlich ausgebildet ist, so daß sie eine Plattform bildet, die zur Aufnahme von an raumfeste Anordnung nicht gebundenen Meßgeräten für die quantitative Untersuchung von Schifrsbewegungen im Seegang sowie gegebenenfalls als Träger für Stabilisatormodelle und Stabilisatorsteuerwerke und Bedienungspersonal dient.
2. 2. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schiff verkörpernde Masse in indifferentem Gleichgewicht gelagert und zur Darstellung der von dem Stabilitätsmoment des Schiffes und dem Einfluß der Wellenschräge herrührenden schwingungsanfachenden Momente an ihre jeweilige, sich aus der Bewegung des Unterstützungspunktes ergebende, scheinbare horizontale Lage, vorzugsweise durch Federn, gefesselt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Unterstützungspunktträgers über eine in das Antriebsglied eingeschaltete Feder erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen