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Systemidentifikation manövrierender Schiffe

"Aus dem Ruder laufen" - diese Redewendung hat nicht umsonst ihren Weg aus der Nautik ins allgemeine Sprachgut gefunden, denn wegen der immensen Masse und mangels kinematischer Bindung an die Umgebung läßt sich das Bewgungsverhalten von Schiffen im Vergleich zu Landfahrzeugen schwer vorhersehen und beeinflussen. Daraus resultiert ein Bedarf, die Bewegungen manövrierender Schiffe zu berechnen. Anders als bei der Untersuchung von Schiffsentwürfen, die noch nicht realisiert wurden, ist man bei existierenden Schiffen nicht darauf angewiesen, komplizierte und aufwendige CFD-Software für diesen Zweck einzusetzen, denn existierende Schiffe geben beim Manövrieren alle Geheimnisse über sich preis. Um diese unerschöpfliche Datenquelle zu nutzen kann man die Manövrierbewegungen messen, speichern und daraus die Koeffizienten eines empirischen mathematischen Modells errechnen. Damit lassen sich anschließend beliebige andere Manöver numerisch simulieren. Die Entwicklung eines solchen Verfahrens zur Meßdatenauswertung und anschließenden numerischen Simulation beliebiger Manöver sowie seine Implementation als Software stellt den derzeitigen Schwerpunkt meiner Arbeit dar. Eine funktionsfähige Version ist mir inzwischen gelungen, und ich arbeite daran, ihre Zuverlässigkeit und Genauigkeit zu verbessern. Das Verfahren soll in Zukunft helfen, den voraussichtlichen Bewegungsablauf des manövrierenden Schiffes so in die elektronische Seekarte einzublenden, dass man ihn durch gezieltes Ruderlegen in die gewüschte Form biegen kann und daß niemand gezwungen ist, die Gefahr einer Kollision oder Grundberührung unter Aufbietung langjähriger nautischer Erfahrung zu schätzen, wenn sich diese Information vom Bildschirm ablesen läßt. Genausogut stellt eine noch realistischere Bewegungsdarstellung in Navigationssimulatoren zur Ausbildung von Schiffsoffizieren eine Anwendungsmöglichkeit dar. Zusätzlich eignet sich das Berechnungsverfahren auch dazu, Modellversuche in der Schlepprinne so auszuwerten, daß Manöver gerechnet werden können, für die der Platz in der Schlepprinne nicht ausreicht.
Interessenten an einer Anwendung erreichen mich bei der HSVA .

Dynamik getauchter Schleppsysteme

Für maritime umwelttechnische Aufgaben, für die kartografische Erfassung des Meeresbodens, für die Meeresforschung sowie für die Inspektion von Tiefseekabeln und Pipelines werden Kameras, Sonar-Geräte und andere Meßgeräte in einem Schleppkörper durch das Wasser gezogen. Die Schwingungen des Schiffes im Seegang übertragen sich über die Schleppleine auf den Schleppkörper, wenn man keine Gegenmaßnahmen trifft. Andererseits ist es für die meisten Aufgaben wichtig, daß sich der Schleppkörper ohne Schwingungen exakt in einer definierten Tiefe mit konstanter Geschwindigkeit fortbewegt. Das Forschungsprojekt soll Lösungen dieses Problems erbringen, etwa Steuerungsalgorithmen für bewegliche Flossen am Schleppkörper sowie für die Seilwinde. Thematisch konzentriert es sich auf das dynamische Verhalten der Schleppleine.

Strukturdynamik von Offshore-Pipelines beim Verlegen

Unterseeische Öl- und Gasvorkommen werden mit einer Pipeline-Infrastruktur erschlossen, deren technologische Grenzen festigkeitsbedingt sind. Im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte entwickelte ich Verfahren, um den Rohrstrang zu berechnen, der beim Verlegen einer Offshore-Pipeline zwischen Fahrzeug und Meeresboden schwingt, denn dabei erfährt die Pipeline weit höhere Belastungen als später im Betrieb.
16 Sep 1999 home Henning Weede