Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 27 - Fartygssvängningar, av F H Todd
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
och överbyggnader1. Goda resultat har på detta
sätt erhållits för första och andra ordningens
svängningar såväl vertikalt som horisontalt,
men för högre ordningar kan man betvivla
noggrannheten av metoderna.
Beräkningar för hand blir ytterst besvärliga
och tidsödande. Automatiska räknemaskiner
har förenklat räknearbetet, men ingångsdata är
inte tillräckligt noggranna för att man skall
erhålla pålitliga siffror vid högre frekvenser.
Beräkningen har emellertid mera akademiskt
värde, ty vid dessa höga frekvenser är
situationen vanligen sådan, att man inte kan hoppas
finna några områden utan resonans, fig. 1.
Frekvenserna varierar med fartygets
lastförhållanden och, beroende på ökad dämpning,
blir resonanskurvorna för de högre
frekvenserna mindre skarpa, varför man måste arbeta
med större marginaler på varje sida om
maximum. Noggrannheten i de beräknade siffrorna
sjunker med ökad frekvens, ytor motsvarande
möjlig resonans täcker varandra och inget
område återstår, som kan kallas säkert.
De störande krafterna vid de högre
frekvenserna kan komma från övertoner i
huvudmaskin eller hjälpmaskiner, men oftast ligger
orsaken i propellern och störningen får då en
frekvens, som är lika med produkten av
varvtalet och antalet blad (bladfrekvensen).
Vid större maskinstyrka blir problemet
alltmer besvärligt. Huvudvikten i forskningen
avser numera ej så mycket att undvika resonans
som att reducera de störande krafterna. Det är
emellertid alltid bättre att undvika än att
undertrycka de störande krafterna.
Vibrationer från propellern
Propellervibrationer är ofrånkomliga, enär
propellern arbetar i ett stört strömningsfält. Då
propellerbladet roterar, möter det vattnet vid
ständigt växlande anfallsvinkel. Detta beror på
flera orsaker, såsom variationerna i friktions-,
våg- och potentialmedströmmen i olika punkter
1 propellerfältet, lokala strömningar bakom
hylsor och hylsstöd, otillräcklig klarning
mellan propellrar ocli omgivande
stålkonstruktioner samt den vanligen uppåtriktade
strömningen runt akterskeppet.
I första hand bör därför uppmärksamhet
ägnas åt strömningen till propellern, så att
denna blir så likformig som möjligt genom riktig
utformning av skrov och bihang och tillräcklig
klarning runt propellern.
Hylsans utformning är ett farofyllt problem,
som tydligt framgick av svårigheterna på de
första resorna med "Normandie". Nya hylsor
ocli andra konstruktiva ändringar fick göras
och nya propellrar sättas på, varefter
vibrationerna minskade till endast 20 % av sitt
tidigare värde, vilket huvudsakligen berodde på
bättre strömning till propellrarna. Emellertid
erhölls detta resultat genom insats av stora
kostnader och genom att anbringa ytterligare
2 400 t stål i hylsor ocli förstyvningar2.
I fråga om klarningar stöter man åter på
svårigheter. Vid ökad klarning skjuts
propellern längre och längre bort från skrovet,
varigenom man får större hylsor, längre axelbärare
och större propelleröverliäng, vilket kan ge
nya typer av vibrationer och konstruktiva
problem.
Det är klart, att dessa problem endast kan bli
rationellt lösta, när man vet mer om orsakerna
till de av propellern inducerade vibrationerna
samt hur krafterna uppstår och överförs till
skrovet. Det är den riktningen, som
forskningen har tagit under de senaste åren.
Krafter på skrovet
Society of Naval Architects and Marine
Engineers i New York bildade 1931 en kommitté för
att studera detla ämne, och de första resultaten
presenterades 1935 av F M Lewis3. Han
framhöll, att det finns två typer av vibrationer från
propellern. Den ena beror på obalans i
propeller eller axel, förorsakad av tillverkningsfel,
olika stigning eller skada på bladen, den andra
har hydrodynamiska orsaker. Den första
uppträder en gång per varv, den andra beror på
bladfrekvensen.
Amplituden hos båda vibrationstyperna beror
på störningskraftens storlek, förhållandet
mellan störningsfrekvensen och skrovets
egenfrekvens och dämpning. Vid det första slaget
reduceras krafterna till ett minimum genom
noggrannhet i tillverkningen. Om resonans
inträffar med skrovets kritiska frekvenser av lägre
ordningar, skall dessa bestämmas och
driftförhållandena anpassas så att synkronism
undvikes.
Krafter med bladfrekvens framkallar
svängningar av högre ordningar, som ej kan
beräknas med någon större noggrannhet. Dessa
krafter måste reduceras till ett minimum, ty
även långt från resonanspunkten kan de ge
upphov till vibrationer, vilka trots att de
har liten amplitud, dock har éå hög frekvens,
att de ej kan accepteras. Krafterna på
skrovet är sammansatta delvis av krafter, som
uppstår genom variationer i vattentrycket när
propellern roterar, delvis av reaktionerna i
axellagren, beroende på växlingarna i
propellerkraften. Lewis kallar dem "ytkrafter" och
"lagerkrafter". Då försök i full skala skulle
bli för dyra, kan de utföras på modeller. På
detta sätt är det möjligt att studera verkan
av-propellerns läge, skrovets och hylsans form,
klarningen till rodret och bladantalet, medan
det ännu är möjligt att göra ändringar. I
sådana försök mätte Lewis först vibrationer på
modellen, som förorsakades av dess propellrar,
sedan åstadkom ban samma vibrationer med
686 TEKNISK TIDSKRIFT 1959
Fig. 2. Samspel
mellan
propellerblad. och
skrov.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
