Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 1. 3 januari 1956 - Stabiliseringsdon på fartyg, av Yngve Rollof
<< 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.
i O januari 1956
5
Stabiliseringsdon på fartyg
Kommendörkapten Yngve Rollof, Danderyd
621-752.3 : 629.12.073
Stabiliseringsdon installeras på fartyg icke enbart för att
reducera krängningen med hänsyn till passagerare och
besättning utan även för att minska påfrestningarna på
fartyget i grov sjö. Vid häftiga krängningsrörelser erhålls
nämligen på grund av vinkelaccelerationen stora
påkänningar särskilt i fartyg med stora överbyggnader.
Dessutom utsätts fartyget för kraftiga slag, då det rullar mot
sjön. Vid stor rullning reduceras också farten avsevärt.
Ett stabiliserat fartyg tar även mindre sjö över sig, vilket
minskar risken för skador på däck och bryggor. I hårt
väder kan man härigenom hålla högre fart än med ett
ostabiliserat fartyg. Risken att lasten skall förskjuta sig
blir också mindre. För vissa typer av örlogsfartyg, såsom
hangarfartyg och smärre eskortfartyg samt artillerifartyg,
särskilt vid luftvärnsskjutning, kan en god stabilisering om
möjligt vara av ännu större betydelse än för handelsfartyg.
Äldre konstruktioner
Genom vindens tryck på seglen var segelfartygen relativt
väl stabiliserade. Fortfarande hissar man sålunda segel på
fiskefartyg för att minska rullningen. Med ångdriftens
inträde förlorades denna stabilisèrande faktor, och man
började därför experimentera med stabiliseringsdon av olika
slag, såsom vattentankar, flyttbara vikter, ja till och med
trallor.
Försöken hade till en början ytterst ringa framgång.
Anordningarna tog antingen alltför stort utrymme eller led
av praktiska svårigheter såsom när de flyttbara vikterna,
som bl.a. John J Thorncroft experimenterade med, ibland
arbetade i fas med fartygets rullning, varigenom de ökade
i stället för att minska rullningen. Försöken med rörliga
vikter togs dock upp både i USA och i Tyskland många år
senare, då detta är en relativt effektiv metod, men
riskerna med denna lösning på problemet är uppenbara.
Omkring 1870 började slingerkölar införas för att
reducera rullningens amplitud och hastighet. Slingerkölar
dämpar rullningen relativt effektivt i kraftig sjö, men vid små
och långsamma rullningar är deras verkan obetydlig. De
måste för att ge god effekt vara stora men reducerar då
fartygets fart särskilt vid kraftig stampning.
År 1880 byggdes i Skottland en jakt "Livadia" för tsar
Alexander av Ryssland. Detta fartyg, som var 75 m långt
och inte mindre än 45 m brett med ett djupgående av endast
1,9 m, var speciellt konstruerat för att lösa
stabiliseringsproblemet. Fartyget rullade också ytterst obetydligt i
grundare farvatten, men i stället blev rörelserna i höjdled desto
större, och slagen mot skeppsbotten medförde att fartygets
inre delar lossnade. "Livadia" överfördes därför snart till
en svarthavshamns lugna vatten.
En annan lösning på problemet drogs upp av Henry
Bes-semer, samma man som uppfann Bessemer-processen. Han
ville bygga ett fartyg, där förläggningsutrymmena alltid
skulle ha vågrätt läge. Sedan en första modell byggts,
reviderade ban sin ursprungliga avsikt och koncentrerade Sig
enbart på rullningen. Sedan han lyckats driva upp medel,
byggde han ett fartyg, som ban kallade S/S "Bessemer".
Ett gyro, som drevs med en ångmaskin, påverkade ett
hydrauliskt maskineri, som skulle hålla salongen horisontal.
Enligt uppgift rullade salongen snarare mer än fartyget.
Stabiliseringstankar
Stabiliseringstankar består i sitt enklaste utförande av två
bordvarts liggande behållare, som är förenade med varandra
genom rör. Vätskan, som kan vara saltvatten eller ännu
hellre färskvatten eller olja, fyller behållarna till ungefär halva
höjden. Vid fartygets rullning utför vätskan pendlande
svängningar, varigenom ett vridande moment erhålles, som
kan motverka rullningen särskilt om fartygets och
tankvattnets svängningstal överensstämmer. Verkan beror i första
hand på tyngdpunktens förändring, men till denna statiska
verkan kan en dynamisk verkan erhållas om
förbindelseröret ligger på visst avstånd från fartygets
svängningscentrum. Om röret ligger ovanför fartygets tyngdpunkt adderas
nämligen den statiska och dynamiska verkan, vilket
förbättrar stabiliseringseffekten särskilt vid liten
genomskärningsarea på röret. Om tankarna står i förbindelse med
varandra genom ett grovt rör nära fartygets botten kan
däremot det rinnande vattnet få motsatt effekt.
Detta var fallet på det brittiska örlogsfartyget "Inflexible",
som blev färdigt 1881. Förbindelseröret mellan
ballasttankarna var försett med en ventil, som skulle reglera
vattenströmningen så att den fördröjdes och därmed
kompenserade rullningar. I praktiken visade det sig, att vattnet
vanligen inte rörde sig snabbt nog, och rullningen snarare
ökades än minskades.
I början av 1900-talet utvecklades idén av H Frahm. Den
mest kända installationen av hans "passiva tanksystem"
var S/S "Europa" (som sedan blev S/S "Liberté").
Systemet var relativt enkelt att installera men krävde stor
vattenvolym för att reducera även ringa rullning.
Dusold förbättrade tankarnas effektivitet genom att
anbringa en drossel i förbindelseröret, vars inställning
reglerades av krängningen, och Siemens-Halske införde en
gyrostyrd sug- och tryckfläkt, som reglerade tankarnas
fyllning och tömning så att vätskan kunde tryckas i viss
fas med rullningsvinkeln. Siemens-Halske’s system
installerades på några tyska örlogsfartyg, bl.a. fickslagskeppet
"Admiral Scheer" och artilleriskolfartyget "Bremse". Enligt
uppgift nedbringades på "Bremse" 28° rullning till 12° och
10° rullning till 3°. Vid ringa sjögång användes tankarna
för att ge fartyget konstgjord rullning, vilket var värdefullt
vid artilleriutbildningen.
Den tunga tyska kryssaren "Prins Eugen" på 19 550 t
hade också stabiliseringstankar. En turbindriven pump,
som påverkades av ett gyro, kunde skifta 240 t olja eller
vatten från ena sidan till den andra. Vid artilleriexercis
kunde en konstgjord rullning av 8° erhållas.
Den erforderliga vätskemängden för stabilisering av
fartyg med ett deplacement av 1 000-—10 000 t beräknades
uppgå till ca 1,5—3 %> av fartygets vikt.
I USA utfördes i början av 1930-talet försök med ett
liknande tanksystem, som styrdes av en vinkelaccelerometer.
Med två stora propellerpumpar med variabel stigning
reglerades vätskenivån i tankarna. Efter modellförsök
installerades tankar av Nicolas Minorsky’s konstruktion på den
amerikanska jagaren "Hamilton". På grund av kriget
avbröts försöken men återupptogs efter kriget på
amerikanska flottans uppdrag av Stanford Universitv och 1949
utfördes experiment på minsveparen "Peregrine".
Rullningen lär enligt uppgift ha nedbringats med ca 80 °/o.
Gyrostabilisator
Gyrostabilisatorer ger en tekniskt sett mycket elegant
lösning av stabiliseringsproblemet. Den första som föreslog
denna princip var en tysk Otto Schlick.
Den vertikala axeln av ett tungt gyroskop monteras i en
ram. Ramens och gyroskopets gemensamma tyngdpunkt
förläggs under gyrohjulets. Då fartyget rullar kommer
ramen att svänga kring en horisontell axel. Genom att dessa
svängningar bromsas mot ett hjul kommer den energi som
fartyget erhåller av vågorna att omsättas i värme genom
friktion i bromsarna. Verkan av slingertankar och gyron
beror i själva verket ej så mycket i ändring av
egensvängningstalet som i förbrukning av energi.
Gyrokonstruktören Elmer A Sperry blev också
intresserad av stabilisering av fartyg och 1913 installerades
gyro-snurror av hans konstruktion på den amerikanska
torpedbåten "Worden" och sedan på många andra fartyg såsom
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
