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Geschwindigkeitsmesser für Schiffe Die Erfindung betrifft einen Geschwindigkeitsmesser
für Schiffe mit schrägem Vordersteven, mit dem selbsttätig. wiihrend der Fahrt einwandfrei
unter allen Bedingungen, auch im flachen Wasser, die jeweiligen Schiffsgeschwindigkeiten
gemessen und die zurückgelegten Entfernungen festgestellt werden können.
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Man hat Schiffsgeschwindigkeitsmesser vorgeschlagen, bei denen Rohre
oder Düsen (Venturidüsen) am Schiffsboden oder an der Seite des Schiffes fest oder
aus der Au.ßenhaut ausfahrbar sitzen, um den dynamischen Druck des vorbeiströmenden
Wassers zu messen. Man h.at auch schon den' Druckunterschied zwischen dem z. B.
durch ein am Schiffshoden ausfahrbares Pitot-Rohr gemessenen Gesamtdruck, der sich
aus dem von der Geschwindigkeit erzeugten hydrodynamischen Druck und dem an der
Meßstelle herrschen den hydrostatischen Druck zusammensetzt, und dem an einer zweiten
am Schiffsboden angebrachten Meßstelle allein gemessenen hydrostatischen Druck als
Maß für die Geschwindigkeit benutzt.
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Die Nachteile dieser bekannten Meßvorrichtungen bestehen darin, daß
sie in der das Schiff umgeben den turbulenten Grenzschicht des Wassers liegen, daher
für genaue Messungen nicht brauchbar und, wegen der Abhängigkeit der Grenzschicht
vom Bewuchs der Schiffsaußenhaut, nicht eichbar sind. In der Grenzschicht wird nämlich
nicht der Gesamtd.ruck des strömenden Wassers, sondern nur ein Teil davon gemessen.
Ferner ist der Gesamtdruck in der Grenzschicht u. a. abhängig
von
der Tiefe des Wassers, so daß Meßungenauigkeiten bei flachem Wasser unvermeidbar
sind.
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Zur Ausschaltung dieser Nachteile ist bereits ein Meßverfahren vorgeschlagen
worden, das für genaue selbsttätige Dauermessungen geeignet ist und eichbare Meßeinrichtungen
zu verwenden gestattet und' bei dem die Fehler von Druckmessungen in der Grenzschicht
vermieden werden. Bei diesem bekannten Verfahren werden ebenfalls Druckunterschiede
zwischen dem Gesamtdruck und dem statischen Druck des Wassers gemessen.
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Nur wird hier infolge Anordnung der zum Messen des Gesamtdruckes dienenden
Meßstelle am Bug des Schiffes die Geschwindigkeitsenergie des Wassers verlustlos
in Druck, den sog. Staudruck, umgeformt, so daß der hier am Bug gemessene Gesamtdruck
sich aus diesem Staudruck und damit der wirklichen Geschwindigkeitsenergie des Wassers
und dem durch die Tiefenlage der Meßstelle bestimmten statischen Druck zusammensetzt.
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Durch Messen der Unterschiede dieses Gesamtdruckes gegenüber dem z.
B. an einer seitlichen Anbohrung der Schiffshaut gemessenden statischen Druck in
an sich bekannter Weise im Schiffsinnern läßt sich dann'laufend einwandfrei die
Geschwindigkeit des Schiffes feststellen.
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Die Anbohrungen werden bei diesem Staudruckmeßverfahren in der Außenhaut
zweckmäßig an Punkten am Schiff vorgesehen, zwischen denen der Druckunterschied
mög-Iichst groß ist. z.B. an dem Staupunkt im Vorsteven oder an Punkten in der Nähe
und an Stellen großer Geschwindigkeit an den Seitenwänden oder am Boden des Schiffs
körpers.
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Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß diese bekannten
Messungen, bei denen durch die Bohrungen in der Schiffsaußenhaut die an diesen Punkten
herrschenden Drücke von der Strömung ins Schiffsinnere übertragen wurden, wohl für
normale Schiffsformen genügen, nicht aber für besondere Schiffsformen, wie z. B.
solchen mit weggeschnittenem oder schrägem Vorsteven.
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Hier zeigt sich, daß der Druck in den Bohrungen am Bug nicht immer
dem Staudruck entspricht, sondern kleiner ist und daß daher der Druckunterschied
zwischen diesen Punkten und der hintenliegenden Bohrung nicht mehr ausreicht, einwandfreie
Messungen auszuführen.
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Die Erfindung löst, ausgehend von dieser Erkenntnis, die Aufgabe,
einwandfreie Meßergebnisse unter Benutzung des erwähnten Staudruckmeßverfahrens
auch für solche Fälle zu ermöglichen. Sie macht dabei Gebrauch von an sich bekannten
Einrichtungen, sog. Anbauten an der Schiffswand im Bereich der Anbohrungen. Bei
den bekannten Einrichtungen mit Anbauten im Bereich der Anbohrungen der Schiffswand
sollte weder das Staudruckmeßverfahren benutzt werden, iioch waren die Zusammenhänge
zwischen der Schiffsform und der Erzielbarkeit des richtigen Sta,udruckes erkannt
worden, geschweige denn die Möglichkeit, durch Verwendung derartiger Anbauten im
Bereich der Anbohrungen auch bei besonderen Schiffsformen zu einwandfreien Meßergebnissen
zu kommen. Dies wird jedoch durch die Erfindung erreicht, die darin besteht, daß
an der Schiffswand im Bereich der Bohrungen an sich bekannte Anbauten zur Erhöhung
der Druckunterschiede zwischen der vorderen und der hinteren Bohrung, durch Drucksteigerung
an der Bohrung am Bug und durch Druckterminderung an der Bohrung an der Seite, vorgesehen
sind.
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Der Fahrt- oder Geschwindigkeitsmesser nach der Erfindung ist infolge
Verwendung dieser Merkmale im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen für genaue
selbsttätige Dauermessungen geeignet und auch eichbar.
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In der Zeichnung sind Ausfürhungsformen einer Einrichtung nach der
Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. 1 ist ein senkrechter, Abb. 2 ein waagerechter Schnitt nach
Linie x-x von Abb. I durch eine erste Ausführungsform; Abb. 3 ist eine Seitenansicht
einer zweiten Ausführungsform; Abb. 4 ist ein waagerechter Schnitt nach Linie x-x
von Abb. 3; Abb. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform in Ansicht; Abb. 6 ist ein
waagerechter Schnitt nach l,inie,-,r von Abb. 5.
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Die Anbauten können verschiedene Formen haben. In allen Ausführungsformen
ist mit a die Außenhaut des Schiffes und mit b der Anbau an diese Außenhaut, und
zwar am geneigten Vorsteven oder in dessen Nähe, bezeichnet; mit c ist überall die
Verbindungsleitung von der Bohrung zum Meßgerät bezeichnet.
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Bei den Abb. 1 und 2 hat der Anbau b die Gestalt einer geschlossenen
Nase, die sich unterhalb der die Verbindungsleitung c aufnehmenden Bohrung in der
Mitte des Vorstevens befindet.
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Bei der Ausführungsform der Abb. 3 und 4 sind zwei seitliche Bohrungen
am Vorsteven vorgesehen, so daß die Verbindungsleitung zum Meßgerät hier T-förmig
ist. An jeder Bohrung ist ein Anbau b in Form einer offenen Tasche vorgesehen. Bei
der Ausführings form der Abb. 5 und 6 sind ebenfalls
zwei seitliche
Bohrungen mit T-förmiger Ver; bindungsleitung c vorgesehen. An jeder Bohrung befindet
sich eine angebaute Stau kante. Diese kann mit einem stromlinienförmigen Ablaufkörper
d versehen sein (Abb. 6).
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Alle diese Anbauten im Bereich der am Vorschiff liegenden Anbohrungen
bewirken hier eine Steigerung des Druckes, wodurch der Druckunterschied gegenüber
den weiter hinten am Schiff angebrachten Meßstellen so vergrößert wird, daß insbesondere
auch bei den schrägen Stevenformen einwandfreie Messungen möglich sind.
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Auch afp der hintenliegenden Bohrung oder an mehreren dost vorgesehenen.
Bohrungen lassen sich Anbauten ähnlicher Art anbringen.
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Nur müssen die Anbauten dort so gestaltet und angeordnet sein, daß
sie umgekehrt wie die am Vorschiff wirken, d. h. den dort vorhandenen Druck verkleinern,
wieder zu dem Zweck, den zum Messen benutzten Druckunterschied gegenüber dem Druck
an den im Vorschiff vorgesehenen Bohrungen zu vergrößern. Diese hinten anzubringenden
Anbauten können den in der Zeichnung als Beispiele dargestellten ähn.lich sein;
nur liegen sie im umgekehrten Sinn zur Strömung.