DD289438A7 - Einrichtung zur beeinflussung der stroemung an akustischen strahlern bzw. empfaengern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung der Stroemung an akustischen Strahlern bzw. Empfaengern. Diese Einrichtung kann an umstroemten Traegern von Schallstrahlern bzw. Empfaengern, insbesondere an Schiffsruempfen angewendet werden. Es ist das Ziel der Erfindung, die Verfuegbarkeit von akustischen Anlagen zu erhoehen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Einfluesse der turbulenten Grenzschicht im Bereich von akustischen Strahlern und Empfaengern moeglichst gering zu halten. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dasz von den Strahlern bzw. Empfaengern gesehen stromaufwaerts Grenzschichtmaterial ueber Saugoeffnungen in einer Wand eines Traegers entnommen wird und ueber ein Pumpensystem der Auszenstroemung an einer Stelle wieder zugefuehrt wird, die von den Strahlern bzw. Empfaengern aus gesehen, stromabwaerts liegt.

Description

Durch folgende Definition ist ein Absaugebeiwert gekennzeichnet

_c _ Q

^Cg" AU-

wenn U, die Ausströmungsgeschwindigkeit des Trägers ist.

Um die durch Turbulenz verursachten Störungen zu beseitigen, ist die Absaugung soweit zu treiben, daß die Grenzschicht

laminar bleibt. Der dafür erforderliche Absaugbeiwert beträgt mindestens

" Cgferil = 1.2 ΙΟ"⁴

Dieses gilt nach theoretischen Untersuchungen unabhängig von der betreffenden Reynoldszahl. Damit läßt sich nach Formel (2) die erforderliche Absaugmenge pro Zeiteinheit Q bei vorgegebenem Sauggebiet A und vorgegebener Ausströmung berechnen.

Ausführungsbeispiel Die Absaugeeinrichtung kann mit der Echolotanlage eines Schiffes Installiert werden, wie es in Fig. 2 erläutert ist. Die Abstrahlfläche des hydroakustischen Wandlers ragt parallel zum tragenden Schiffsboden unter diesem hervor. Unter dem Schiffsboden wird ein wannenartiges Leitblech befestigt, das als doppeltes Bodenblech aufgefaßt worden kann. Es

dient zur Verkleidung der nicht strahlenden, überstehenden Teile des Wandlers und enthält außerdem die Saugöffnungen fürden Wassereintritt. Der Zwischenraum wird so von der Außenströmung abgeschlossen, daß nur Grenüschichtmaterial durch die

Saugöffnungen in ihn eindringen kann. Die Saugöffnungen befinden sich in dem Leitblech. Die Form des Le^;tbleches muß so

beschaffen sein, daß dieses nicht selbst Quelle turbulenter Störungen ist. Es muß darauf geachtet werden, daß die

Abstrahlfläche und die Außenfläche des Leitbleches zueinander bündig sind. Die Festigkeit des tragenden Schiffsbodens wird in dem vorliegenden Beispiel nicht durch die Perforation gemindert, die durch

das Einbringen der Saugöffnungen bedingt ist. im tragenden Schiffsboden werden nur zwei zusätzliche Öffnungen benötigt, jeeine für den Wassereintritt und den Wasseraustritt. Dazwischen liegen Ansaug· und Druckstutzen einer Pumpe.

Das abgepumpte Wasser wird schließlich durch einen Wasseraustrittschlitz wietier der Außenströmung zugeführt.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Beeinflussung der Strömung an akustischen Strahlern bzw. Empfängern, gekennzeichnet dadurch, dcß von den Strahlern bzw. Empfängern gesehen stromaufwärts Grenzschichtmaterial überSaugöffnungen in einer Wand eines Trägers entnommen wird und über ein Pumpensystem der Außenströmung an einer Stelle wieder zugeführt wird, die von den Strahlern bzw. Empfängern, stromabwärts liegt.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung der Strömung an akustischen Strahlern bzw. Empfängern, die an umströmten Trägern von Schallstrahlern bzw. Empfängern, insbesondere an Schiffsrümpfen angewendet werden kann.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise hydroakustische Anlagen an Schiffen versagen, wenn bestimmte Schiffsgeschwindigkeiten überschritten werden. Diese kritische Geschwindigkeit hängt von verschiedenen Einflüssen ab, von denen hier einige wichtige aufgezählt sind

   Seegang

   Schiffstyp, Spantrißform usw.

   Einbauort der hydroakustischen Anlage

   Luftblasengehalt de« Wassers

   Schallgeschwindigkeit des umgebenden Wassers.

   Die genannten Einflüsse wirken sich auf die turbulente Strömungsgrenzschicht aus, welche sich über den Strahler- bzw. Empfängerflächen befindet. Letzten Endes behindert die turbulente Strömung in der Grenzschicht die Schallabstrahlung und den Schallempfang erheblich.

   Beim Durchstrahlen turbulenter Strö-nungen kommt es zur Schallstreuung sowie zu Phasen- und Amplitudenmodulationen. Diesen Schwierigkeiten sucht man gelegentlich dadurch zu begegnen, daß man Ausfahrgeräte verwendet. Der Schallstrahler (Empfänger) wird damit aus dem Schiffsboden herausgeführt und in einem gewissen Abstand vom Schiffsboden gehalten. Er befindet sich dann an einem Ort, an welchem die Einflüsse der Grenzschicht geringer oder nicht mehr vorhanden sind. Diese Methode enthält jedoch einige Nachteile, die sich durch das Herausragen aus dem Schiffsboden ergeben:

   Abbruchgefahr des Ausfahrschaftes bei Bodenberührung oder Havarie mit Kurrleinen bei Fischereifahrzeugen u. ä.; hydrodynamische Beanspruchung des Ausfahrgerätes;
   Schwingungsanregung ausgefahrener Teile durch periodische Wirbelablösung.

   Ziel der Erfindung

   Es ist das Ziel der Erfindung, die Verfügbarkeit von akustischen Anlagen zu erhöhen.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Die technische Aufgabe der Erfindunj besteht darin, die Einflüsse der turbulenten Grenzschicht im Bereich von akustischen Strahlern und Empfängern möglichst gering zu halten.

   Merkmale der Erfindung

   Die vorstehend genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß stromaufwärts vor dem Strahler (Empfänger) Grenzschichtmaterial aus der Strömung in das Innere des umströmten Trägers geleitet wird. Es werden stromaufwärts vor dem Strahler (Empfänger) in die Wandung des Trägers Saugporen eingebracht. Diese sind über ein Rohrsystem mit einer Saugpumpe verbunden. Die Pumpe kann das Wasser hinter dem Strahler (Empfänger) wieder der Außenströmung zuführen. Siehe Fig. 1. Die mittlere Geschwindigkeit über den Saugporen senkrecht zur Körperoberfläche sei v„, der Flächeninhalt des Absaugegebietes sei A. Dann ist die gesamte Absaugmenge pro Zeiteinheit bekanntlich

   Q = V₀A.