DEMO
(10/2019 – 03/22)

Schwerpunkt des FuE-Vorhabens bildet die Untersuchung des Einflusses der Deviationsmomente in Wechselwirkung mit den Hauptträgheitsmomenten auf das Bewegungsverhalten eines Schiffes in schrägem Seegang. Für verschiedene Schiffsformen sollen umfangreiche numerische Untersuchungen erfolgen. Diese Ergebnisse sollen labortechnisch verifiziert werden. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, einen für Glattwasserfahrt entwickelten Fahrt- und Kursregler für Seegangsbedin-gungen bei Fahrt in Wellen unterschiedlicher Anlaufrichtung weiterzuentwickeln und zu erproben.

Ein weiterer Schwerpunkt bezieht sich auf die Entwicklung eines numerisches Verfahrens, das es ermöglicht, die optimale Massenverteilung eines Labormodelles unter Berücksichtigung sämtli-cher vorgegebener Trägheitskenngrößen einschließlich der Deviationsmomente zu berechnen und visuell darzustellen. Damit soll erreicht werden, dass der bisher hohe Zeitaufwand zur Eintrim-mung eines Labormodells für Seegangsversuche deutlich verkürzt wird. Das Verfahren soll derart strukturiert werden, dass auf Basis eines CAD-files vom Innenraum eines Labormodells alle er-forderlichen Geräte, Ausrüstungselemente und Trimmgewichte nach entwickelten Optimierungs-algorithmus angeordnet werden und nach Berechnung der Eigenträgheitsmomente die Ist-Werte mit den Sollwerten automatisch verglichen werden.

Um eine erste Einschätzung des Einflusses der Deviationsmomente auf das Bewegungsverhalten von Schiffen geben zu können, sollen zunächst Simulationen mit einer linearen Streifenmethode durchgeführt werden. Hierbei soll es vor allem darum gehen, wie das Zusammenspiel von Devia-tionsmoment mit den entsprechenden Hauptträgheitsmomenten vonstattengeht und in welchen Größenordnungen sich das auf das Bewegungsverhalten auswirkt.

Der zweite Schwerpunkt umfasst die Entwicklung eines Regelalgorithmus, der es erlaubt, ein Labormodell auf definierten Kurs bei gegebener Fahrtgeschwindigkeit in Wellen ohne Kopplung des Modells zum vorausfahrenden Schleppwagen fahren zu lassen. Die Herausforderung in der Weiterentwicklung dieses Regelalgorithmus besteht darin, bei Fahrt in Wellen die durch die Wellen induzierten Bewegungen in allen 6 Freiheitsgraden zu berücksichtigen. Insbesondere die Roll-, Stampf- und Tauchbewegungen des Schiffes beeinflussen maßgeblich die Anströmung des Ruders. Vor allem bei Fahrt in schräganlaufenden Wellen haben Effekte wie die Austauchung des Propellers und zusätzliche seitliche Kräfte infolge der Wirkung der Wellen auf den Schiffsrumpf und ein zeitweiliger Stabilitätsverlust durch schwankende Hebelarme einen Einfluss auf die Kurshaltefähigkeit. Derartige Effekte müssen eingehend analysiert und durch kurze Reaktions-zeiten des Reglers in ihrer Wirkung minimiert werden.

Im Ergebnis des FuE-Vorhabens werden gesicherte Ergebnisse vorliegen, unter welchen Bedin-gungen und in welchen Bereichen die Deviationsmomente auf das Bewegungsverhalten eines Schiffes maßgeblichen Einfluss haben und zukünftig berücksichtigt werden müssen.