M.Eng. Julia Schmale, Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH (HSVA), Hamburg
Bis vor kurzem war es nicht zuverlässig möglich, die propulsionsverbessernde Wirkung von Propellerablaufhauben mit Flügeln in einem Modellversuch zu testen. Jetzt wurde eine neue Testmethode gefunden Propellerablaufhauben mit Flügeln im HYKAT zu untersuchen. Bislang wurden die energieeinsparenden Ablaufhauben mit Hilfe von langjährigen Erfahrungen entworfen. Ihre Wirksamkeit konnte bislang allenfalls rechnerisch vorhergesagt werden. Im Propulsionsversuch im Schlepptank würde ihre Wirkung aufgrund der kleinen Reynoldszahl durch überzeichnete Reibung aufgezehrt, im Freifahrtversuch wäre ihre Wirkung durch den fehlenden Nachstrom verfälscht. Diese Einschränkungen gibt es im HYKAT nicht. Im Hydrodynamik – und Kavitationstunnel wird das gesamte Schiffsmodell eingebaut. Der HYKAT kann mit Wassergeschwindigkeiten von bis zu 8m/s betrieben werden und erreicht so deutlich höhere Geschwindigkeiten als bei einem Propulsionsversuch erreicht werden. So kann der Propeller bei höheren Reynoldszahlen betrieben werden und arbeitet gleichzeitig im Nachstrom des Schiffsmodells. Die ersten Versuche mit ganz verschiedenen Schiffsmodellen haben gezeigt, dass der Einfluss der Ablaufhauben mit Flügeln mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann. Diese Messungen werden zusammen mit einem konventionellen Kavitationsversuch, d.h. mit einem geringen Zusatzaufwand gemacht. Mittlerweile kann das neu geschaffene Verfahren auch auf andere propulsionsverbessernde Maßnahmen, wie Ruderbirnen oder asymmetrische Ruder angewandt werden.
Until shortly ago it was hardly possible to measure and predict the propulsive improvement of hub caps with fins in a model basin. A new testing method was now established to measure the influence of hub caps with fins in HYKAT. So far, all kinds of energy saving propeller hub caps with fins are usually designed on experience and can hardly be tested in a model basin due to several limiting factors. During the propulsion test in the tank the Reynolds number is too low; hence the friction is excessively high. In the propeller open water tests the ships wake is missing. These limits do not apply in HYKAT. In the large Hydrodynamics and Cavitation Tunnel the whole model is installed and can be run up to water speeds of 8m/s, so it is possible to run the propeller at a high Reynolds number and at the same time in the ship model wake. Tests in HYKAT with different types of vessels have shown that the effect of the hub cap with fins can be measured with high accuracy. These measurements can be easily done during a standard cavitation test with a small extra effort. By now, with this newly developed procedure it is also possible to test other energy saving devices, like rudder bulbs or twisted rudders.