Eckernförde Bundeswehr

Erprobungsstelle 71 der Bundeswehr Eckernförde

Akust'ische Vermessung von Forschungsschiff "POLARSTERNIl

~1. Ausfertigung

Erprobungsstelle 71 d Bw Eckernförde. 28. Au~. 1985

Dez. '333 Tel. 375 ( EK-S'id ^{(Ort) ( Datum)}

Geheimhai tungsgrad offen

Meß/Versuchsprotokoll Nr.

^{333 - 624}

Ausfertigungen' 15

Ausfert Igungsnr.

-11

Textseiten II

Tellauftragsnummer F

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Erp A Nr Folge Nr

P-Anlagen 20

Tellouf~ (durchgeführt am/~.1Il2L06.,.85 ... bis ... ,J (Sach ) Bearbeiter BOfr Arens

Aku~t4sche Vermessung von Forschungsschiff Polarstern _{333 -1 / 375} Org -Bez./Tel

~---.---~--- zu WTW -Nr S 55 B./F .o817100.0.QO. vom 29. 05.85

Wa8serschal1vermessun~ Forschun~s8chiff

"Polarstern"

Auftraggeber I E rpr. L t r An~(t) Fröhlich

. .... ... . ....

AFB SG Vc I 2639

Org - Bez. ITel

A Ergebnis In Kurzform; B. ZuverläSSigkeit, Genauigkeit; C Aussogefähigkeit des Ergebnisses A. Die Ergebnisse der station3ren akustisch n Vermessun~ und der Vermessung

der "Polarstern" in Fahrt werden in Form von Terzfi.lter- und Schmalband- analysen vorgele~t. Aus dem Ver~leich der Genuschabstrahlung bei Betriebs- zuständen mit derteni.~en bei Fahrt tst festzustellen. daß die Propeller und StrömunSl;sgerä usche die HauptSl;eÄ uschursache ⁸ i nd Di.e Höhe der Gerä usch- abstrahlung ist durch die Wahl von P'ropellerdrehzahl/SteiSl;ungskomblnation in Grenzen von ca 10 dB zu beeinflussen

B Die Reproduz iergenautgkei ¹ des Meßverfahrens der Meßstelle bett.3 gt.: 1 dB

bel stationären Vermessungen und + 2 dB bei Uberlaufverme99un~en 6. - entfä llt -

Die hier darges teilten Messungen. Prüfungen und worden.

De~ern8t81eiter

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( Arena BDir )

Versuche sind OrdnUngS~rChgeführt

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Dr. Baurmeieter Bere1chsl@i~pr 110 Ausfertig. Nr.: ... : ........ (Auftraggeberl über 001-... . Anlage zu: Ausfertig. Nr.: ...... : ... _ .... . Verteiler siehe P-

Seite 2,U 874 Ausfertig. Nr.: ...... : ...... ..

Ausfertig. Nr.: ......... : ............ .

Inhaltsangabe:- P - Seite 1. Beschreibung der Aufgabe, Durchführung, Rand-

bedingungen

4

2. Meß- und Auswerteverfahren 5

3. Meßergebnisse 6

3.1 Stationäre Vermessung von Einzelaggregaten 6

3.2 Vergleich der stationären Vermessungsergebnisse mit denen des WFS "Planet"

9

3.3 Vermessung von Uberläufen 9

3.4 Vergleich stationärer Betrieb/Fahrtzustand 10 4. Zusammenfassung

Verteiler:

BWB SG V 5 AFB SG V c

Forschungsanstalt für Wasserschall und Geophysik, Kiel

Alfred Wegener Institut, Bremerhaven Forschungsschiff "Polarstern"

über Alfred Wegener Institut, Bremerhaven

IHAK, Ottobrunn

Original und Verfügung zdA ErpSt 71 d Bw -333-

II

1. und 2. Ausfertigung 3. Ausfertigung 4. - 8. Ausfertigung 9. - 12. Ausfertigung

13. Ausfertigung 14. Ausfertigung 15. Ausfertigung (und Original)

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MESS/VERSUCHSPROTOKOLL P-SEITE: 2 NR 333 - 624

P-Anlagenverzeichnis:

Me ßprogramm

Schiffs- und Maschinendatenblatt Lageplan MeBatelle Aachau

Blockachaltbild Meßdatenerfaasung/Verarbeitung Terzfilteranalyaen A, Al,

Al,

A3, B, C, D; G V Schmalbandanalyse A, G V

Schmalbandanalyse Al, G V

Terzfilteranalyse 0, E, F, G, H,

r- ,

G V Schmalbandanalyse E

- ^,

^{G V}

Terzfilteranalyse 0, K, Kl, L, M, N, N2, 0; G V

Schmalbandanalyse N2, ^{G V}

Schmalbandanalyse

o ,

^{G V}

Terzfilteranalyse 0, P, PI, P2, ^Q, G V

Schmalbandanalyae P2, G V

Terzfilteranalyse 11, 22, 42, 51 G V Terzfilteranalyae 111, 121, 141, 22, G V

Terzfilteranalyse Polarstern: 141, PI, "Planet": 4.1 28.05.84 Schmalbandanalyae 141, ^{G V}

P-Anla~e:

1 _{- 3} 4 5 6 7 8

9

10 11 12 l3 14 15 16 17 18 G V

19 20

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1. Beschreibung der Aufgabe. Durchführung, Randbedingungen

Das Forschungsschiff "Polarstern", bereedert von der Hapag Lloyd, Cä hrt im Auftrag des Alfred Wegener Instituts, Bremerhaven und wird im wesent- lichen für Aufgaben der Tiefseeforschung in polaren GeW!ssern eingesetzt.

Für die Aufgabe der Meeresbodenprofildarstellung wurde die Polarstern mit einer besonderen Sonaranlage (Sea-Beam) ausgerüstet, deren Sende-I Empfangsfrequenz bei 12,5 KHz liegt. Der Betrieb der Sea-Beam Anlage weist Störungen auf, wenn die Wassertiefe im zu vermessenden Seegebiet größer als 3000 m ist. In diesem Falle treten in den Randbeams des Empfängers keine verwertbaren Echos vom Meeresboden mehr auf. Da die Eigenstörpegel- messung am Sonarempfänger keinen Rückschluß auf die Störungen der Anlage zuließ, wurde auf Anraten der "Forschungsanstalt für Wasserschall und Geophysik" (FWG) in Kiel, die als Gutachter zur Stellungnahme zu den Stö- rungen der Sea-Beam Anlage zugezogen wurde, empfohlen, eine akustische Vermessung der "Polarstern" durchzuführen. Nachdem die ErpSt 71 der Bw für die Durchführung der Vermessung vom BWB SG V 5 eine wehrtechnische Weisung erhielt, wurde am 06.06.85 eine Besprechung und Bordbegehung der

"Polarstern" im Dock der Fa HDW, Kiel durchgeführt. Hierbei wurde das Meß- programm,P-Anlagen 1 bis 3, festgelegt. Das Programm gliederte sich in einen Uberlaufteil, bei welchem festgestellt werden sollte, ob bestimmte Drehzahl-/Steigungseinstellungen günstig hinsichtlich der Geräuschabstrah- lung und damit im zu erwartenden Eigenstörpegel des Sea-Beam Empfängers sind. In einem zusätzlichen stationären Teil sollte der Einfluß der Haupt- geräuscherzeuger auf die Gesamtabstrahlung überprüft werden.

Einen Eindruck über die Maschinenausstattung der "Polarstern" vermitteln die Eintragungen im Schiffs- und Maschinendatenblatt (P-Anlage 4).

Bei der Bordbegehung am 06.06.85 wurde festgestellt, daß die Hauptge- räuscherzeuger, die im Datenblatt als elastisch gelagert angegeben sind, einfach elastisch auf Rahmen aufgestellt waren. Die ~örper- und wasser- schallisolierende Wirkung der elastischen Lagerung ist jedoch durch das

Anflanschen starrer Rohre und Versorgungsleitungen an die Aggregate

weit-~

gehend eingeschränkt.

Die akustische Vermessung fand am 27.06.85 statt. Der zeitliche Ablauf der Vermessung sah zunächst das Fahrprogramm und anschließend die

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stationäre Verankerung am Meßplatz 1 der Meßstelle Aschau (P-Anlage 5) und das Bearbeiten der stationären Zustände vor. Bereits bei den ersten Oberläufen zeigte sich, daß die Geräuschabstrahlung des Forschungsschiffes das Meßsystem der Meßstelle total übersteuerte. Einbau einer zusä·tzlichen Dämpfung von

10

dB (Faktor 10) in den komplexen Abschlußwiderstand aller Hydrophonleitungen des Meßplatzes 1 war erforderlich, um überhau~t Angaben über die Höhe der Geräuschabstrahlung des Forschungsschiffes in Fahrt be- kommen zu können. Infolge der Länge von 118 m und des mittleren Tiefganges

von 10,20 m wurden im Gegensatz zu akustischen Vermessungen von kleineren Einheiten der Marine die Oberläufe nur über die Sensoren des Meßplatzes 1 geführt. Am 27.06.85 herrschten folgende Umweltbedingungen:

Windrichtung:

Windgeschwindigkeit:

Seegang:

2. Meß- und Auswerteverfahren

W 6 m/s 2

Die Lage des Meßplatzes 1 mit der Position seiner Sensoren,bezogen auf den vorgeschriebenen Oberlaufkurs, zeigt der Kartenausschnitt (P-Anlage 5).

Am Meßplatz mit einer Wassertiefe von 22 m waren die Hydrophone G V 80 m seitlich vom Oberlaufkurs auf Gestell 1 m über Schlickboden, und G 111 A im Kurs auf Gestell 1 m über Schlickboden eingeschaltet. Bei den Sensoren handelt es sich um omnidirektionale Wasserschallwandler der Fa Bruehl und Kjaer Typ 8101 mit Vorverstärkern. Die mittlere Empfindlichkeit der Sen- soren beträgt - 48 (G V) und - 60 .. 1 (G III A) dB relativ 1 V pro 1 ~bar

Schalldruck. Die Hydrophonausgangssignale werden über Seekabel ins Meß- haus geleitet und der Echtzeit-Meßdatenauswertung zugeführt (siehe P-Anlage 6). Diese besteht im wesentlichen aus einer analogen Terzfilterbank für den Frequenzbereich 3.15 Hz - 80 KHz, deren digitale Ausgangssignale im Sekundenrhythmus einem Prozeßrechner zugeführt werden.

Vom Start der Meßwerterfassung werden die Terzanalysen der Wandlerstgnale im Rechner gesammelt und mit der frequenzabhängigen Hydrophonempfindlich- keit, der geschalteten Verstärkung/Dämpfung im Meßsystem, der jeweiligen Filterbandbreite und dem Abstand zummessenden Sensor korrigiert. Es entsteht

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pro Sekunde eine Terzfilteranalyse des normierten Zielpegels in dB rel ~Pa in 1 m Abstand und bezogen auf 1 Hz Bandbreite. Die Analysen werden auf eine Datenplatte kopiert, die Dateibezeichnung entspricht der Uberlaufbezeichnung.

Jede Analyse ist mit der für sie relevanten Kopfinformation versehen, diejenige Anal,e,die zeitlich am CPA (closest point of approach? zum

measenden Sensor gezogen wurde, erhält eine Markierung. 1m Anschluß an das Erfas8en der Meßdaten erfolgt eine Meßdatenverarbeitung.

Die Verarbeitung unterscheidet sich bei Uberläufen von der einer 8tatio- nären Vermessung. Bei Uberläufen und Messung mit seitlichem Sensor wird das Mittel aus 7s errechnet. Gemittelt werden hierbei Pegel, welches einen sY8tematischen Fehler in die Auswertung einführt. Der Fehler ist

jedoch vernachläs8igbar gering, wenn das Schiff innerhalb von 7 s infolge seiner Längenau8dehnung und seiner Geschwindigkeit durchs Wasser als quasi ortsfe8t zum messenden Sensor bezeichnet werden kann.

Bei stationären Vermessungen im verankerten Zustand iat daa Schiff immer ortsfest zum messenden Sen8or, hierbei wird das Pegelmittel aus 20 s

(20 Terzfll teranalysen) errechnet. ^I

Ergänzend zu den Terzfilteranalysen werden Analysen mit konstanter Auf- lösungsbandbreite (Schmalbandanalysen) dem Bericht beigefügt. Sie ent- steben durch Digitalisierung des jeweiligen Hydrofonsignales, Schreiben der digitalen Abtastwerte in ein "Zeitfenster" und anschließend schnelle Fouriertransformation des Zeitfensterinhaltes. Das Verfahren, welches als Basicprogramm in einem mikrocomputergesteuerten FFT-Prozessor abläuft, recbnet um auf Zielpegel durch Berücksichtigung der frequenzabhängigen Sensorempflndlichkeit, der 1m Meßsystem geschalteten Gesamtverstärkung und der Distanz zwischen Quelle und Sensor. Die Zlelpegelanalysen werden ge- stapelt und im Anschluß energetisch gemlttelt. Wieviele statistisch von- einander unabhängige Spektren gem'ttelt wurden,wird auf der graphischen Darstellung ebenso mit verzeichnet, wie die für die Analysen relevante Auflösungsbandbreite.

3. Meßergebnisse

Ebenso wie bei Uberläufen wurden bei der Bewertung der Getäuschpegel im

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stationären Teil, die Meßergebnisse des Sensors G V, 80 m seitlich von der Schiffsmitte (Stb-Seite), herangezogen. In der P-Anlage 7 sind. die Ergebnisse der Untersuchungen der E-Dieselaggregate einzeln und zusam- men mit ihren Seewasser- und NT- und HT-Pumpen gemäß Programm für die Zustände Abis D als Terzfilteranalysen gegenübergestellt. Aus den Terz- filteranalysen sind folgende Schlußfolgerungen zu ziehen:

Die den Gesamtgetiuschpegel bestimmende Diskretfrequente ist die E-Diesel- drehfrequenz ( f

De n ) im 12.5 Hz-Terzfilter. Sie ist nur beim Zustand A3 (Betrieb des Bb E-B2eselaggregates) um 15 - 20 dB geringer. Die Ursache dieser Erscheinung liegt in der Meßgeometrie begründet und bedeutet nicht notwendigerweise daß der Bb E-Diesel getiuschgünstiger ist. Zwischen dem

Bb-Aggregat und dem Sensor an der Stb-Seite wirkt die Struktur des Schiffes ~

schalldämmend. In allen dargestellten Meßergebnissen sind Pegelspitzen im (~

50 Hz Terzfilter (Zündfolgefrequenz aller Zylinder (~.8» und 250 Hz- 120

Filter (S.Harmonische der Zündfolgefrequenz aller Zylinder)erkennbar.

Besonderheiten durch eine zusätzliche Pegelspitze im 160 Hz-Terzfilter und Pegelerhöhungen von bis zu 6 dB im Frequenzbereich oberhalb von ca 400 Hz treten beim Zustand Al durch den Betrieb der Seewasserpumpe bei

pq~erer Drehzahl auf.

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Die SFhmalbandanalyse des Zustandes A ist in P-Anlage 8 mit einer Auf- lösungsbandbreite von 1 Hz wiedergegeben. Sie zeigt die E-Diesel-Dreh- frequenz (13 Hz), die Zündfolgefrequenz aller Zylinder (50 Hz), deren 2. Harmonische (101 Hz) und die 5. Harmonische der Zündfolgefrequenz

aller Zylinder (250 Hz) als wesentliche Linlenpegel. Erkennbar sind Linien im Abstand von 50 Hz (Harmonische der Zündfolgefrequenz aller Zylinder der E-Diesel) und Linien im Abstand von 25 Hz, die vermutlich von der NT- Hilfspumpe erzeugt werden.

Bei ~g der Drehzahl der Seewasserpumpe (Al) zeigt die Schmalband- analyse (P-Anlage 9) eine zusätzliche Linie bei 148.5 Hz, die der 6.

Harmonischen der Drehfrequenz der Pumpe entspricht.

Pegeländerungen in den Terzfilteranalysen durch Zuschalten des Haupt- kompressors (Al) und der HT-Hauptpumpen B, C, D wurden nicht beobachtet, daher werden für diese Zustände auch keine zusätzlichen Schmalbandana- lysen beigefügt.

FUr die folgenden Betrachtungen der Zustände E bis I als Terzfilteranalysen in P-Anlage 10 wird die Terzfilteranalyse des Betriebes beider E-Diesel-

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aggregate mit ihren HT- und NT-Hilfspumpen und Seewasserpumpen als Referenz zugefügt.

Im Frequenzbereich unterhalb von 100 Hz liefern die Einschaltzustände identische Ergebnisse, welches bedeutet, daß lediglich die E-Diesel- generatoren für die Geräuschabstrahlung verantwortlich sind. Die Stb- eIn ektorpumpe (E) bewirkt Pegelerhöhungen im Frequenzbereich oberhalb

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von 100 Hz gegenüber dem E-Aggregatebetrieb um bis zu 15 dB.Ursache sind Harmonische der Drehfrequenz der Pumpe selbst und kavitationsbedingte Rauschpegel (siehe Schmalbandanalyse P-Anlage 11). ~genüber den E-Diesel- aggregaten (Zustand D) bewirkt der Betrieb von 4 8ektrischen Schmieröl- pumpen (f:) nur geringfügige Pegelanhebungen zwischen 400 Hz und 1.25 KHz, welches auch beim Betrieb der Getriebeölpumpen Bb und Stb und der beiden Getriebesteuerölpumpen (Zustand G) zu beobachten ist. Die Pegelanhebung durch den zusätzlichen Betrieb der Hydraulikpumpen für die Verstellein- richtung (H, I) ergibt gegenüber den Ergebnissen der E-Aggregate (D) Terz- pegelerhöhungen um bis zu 8 dB im Frequenzbereich oberhalb von 2 KHz.

Diskretfrequente Anteile sind dabei nicht zu beobachten.

In der P-Anlage 12 sind die Meßergebn1sse der Zustä nde K bis 0 gerrii ß Programm als Terzfilteranalysen dargestellt. Die Referenzanalyse (D) kennzeichnet hierbei wieder den Betrieb der E-Aggregate mit ihren NT-, HT- und Seewasserpumpen allein. Der Vergleich von D mit K1 zeigt, daß die Antriebsmaschine (Bb - außen) im Leerlauf bei 300 1/min im Frequenz- bereich oberhalb 1 KHz keinen Beitrag zur Geräuschabstrahlung liefert.

Die Pegelerhöhungen bei K sind 1m betrachteten Frequenzbereich durch die Hydraulik für die Verstelleinrichtung hervorgerufen. Nennenswerte Pegel- erhöhungen gegenüber dem Betrieb der E-Aggregate allein (Zustand D), treten erst bei Zuschalten der Stb-innen- und Stb -außen Hauptmaschinen auf (ZuständevM, N, N2, 0). Abhängig von der Leerlaufdrehzahl der Haupt- maschinen wird dabei im Frequenzbereich unterhalb von 100 Hz die Motor- drehfrequenz und ihre 2. Harmonische (0) im 8-, 1'-Hz-Terzfilter und bei N2 im 10 Hz Terzfilter pegel bestimmend. Die Schmalbandanalysen der Zu- stä nde N2 und 0 sind als P-Anlagen 13 und 14 beigefügt.

Beim Zustand 0 war bereits der Stb-Hilfsdiesel abgesetzt und durch den Stb-Wellengenerator ersetzt. Dennoch zeigt die Schmalbandanalyse des

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Zustandes noch den Einfluß des Bb E-Hilfsdiesels auf die Geräusch- abstrahlung durch Harmonische im Abstand von 50 Hz. Dieser Zustand 0 iat dann Referenzanalyse für die weiteren Betrachtungen des Leerlauf- gesamtbetriebes der Zustände P, P1, P2 und Q als Terzfilteranalysen dargestellt in P-Anlage 15. Pegeländerungen und Frequenzverschiebungen treten nur noch im extrem tieffrequenten Bereich auf, infolge von Dreh- zahländerungen. Bei der höchsten gefahrenen Leerlaufdrehzahl von 650 I/min der Hauptmaschinen übt deren Drehfrequenz den pegelbestimmenden Einfluß auf die gesamte Geräuschabstrahlung aus. Aus der Schmalbandanalyse von P2 (P-Anlage 16) wird erkennbar, daß sie um fast 20 dB über der nächst- höheren Pegelspitze liegt.

Soll ein Forschungsschiff zu besonderen akustischen Untersuchungen als Träger akustischer Sensoreinrichtungen genutzt werden, so sind bauliche Maßnahmen bei der Konstruktion des Schiffes vorzunehmen, die den erzeugten Körperschall und den abgestrahlten Wasserschall in möglichst niedrigen Grenzen halten. Geht man davon aus, daß das Wehrforschungsschiff vorwiegend für solche Unter.suchungen herangezogen werden soll, ist anzunehmen, daß seine Konstruktion nach den Richtlinien der Geräuschminderung vorgenommen sein sollte. Dennoch ist hier bereits anzumerken, daß im modernen Schiff- bau heute Forderungen hinsichtlich der Geräuschabstrahlung gestellt und eingehalten werden, die unter dem liegen, was an Geräuschminderung mit dem WFS Planet realisiert ist.

Als Vergleich zur "Polarstern" wurde von dem WFS "Planet" der Betriebs- zustand aller E-Diesel-Aggregate mit Grundlast betrachtet.

Berücksichtigt man ferner, daß ein Vergleich wegen der Verankerung an unterschiedlichen Meßplätzen nur überschlagmäßig durchgeführt werden

kann und die Aussage auch nur für den hohen Frequenzbereich gilt, dann ist die"Porarstern" bei Betrieb beider E-Diesel ca sechsmal so laut wie die

"Planet". Dieses gilt vorwiegend für den Frequenzbereich, in welchem die Sea-Beam-Anlage arbeitet.

3.3 ~!~!!!~~~_~~~_~~!~~~!!~

Die Anzahl der durchgeführten und bewerteten Uberläufe litt unter der

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Zeitverzögerung, die für die Änderung des Meßsystems der Meßstelle Auschau unbedingt erforderlich war. Der Umbau des Meßsystems wurde dadurch not- wendig, weil die Geräuschabstrahlung der "Polarstern" in Fahrt so laut war, daß selbst in der Stellung geringster Empfangsempfindlichkeit alle Sensor- signale übersteuert waren. Eine weitere Verzögerung wurde dann dadurch verursacht, daß eine Dämpfung am Kabelende hinter der Nachbildung des kom- plexen Wellenwiderstandes des Seekabels, zu nichtlinearer Empfindlichkeits- verzerrung führte. Der Seekabelanschlußschrank mußte daher geöffnet werden und eine Modifikation der Kabelabschlußimpedanz vorgenommen werden.

Die eingebrachte Dämpfung im Meßsystem von 20 dB (Faktor 10) erlaubte dann die Messung und Bewertung der Geräuschabstrahlung der "Polarstern"

in Fahrt.

Im Geschwindigkeitsbereich von ca 6 bis 10 kn wurden 8 Uberläufe durch- geführt, deren Ergebnisse als Terzfilteranalysen der seitlichen Geräusch- abstrahlung in den P-Anlagen 17 und 18 dargestellt sind. Hierbei wurde zunächst die Propellerdrehzahl mit ca 180 l/min konstant gehalten und die Steigungshebelsteilung von ca 7 auf ca 14 verändert (Uberläufe 11, 22, 42,51). Hieraus läßt sich ermitteln, daß in der Tendenz bei konstanter Drehzahl hohe Steigungshebelstellungen günstiger im Geräuschverhalten sind als niedrigere. Es wurde dann ein Uberlauf mit Kombinatoreinstellung bei ca 7 kn (111) mit Handeinstellung bei Reduzierung der Propellerdrehzahl und Erhöhung der Steigungshebelsteilung wiederholt (141). Vergleicht man die erzielten Ergebnisse miteinander, so ist festzustellen, daß bei der

Sea-Be~-Frequenz Uberlauf 22 die ungünstigste und 141 die günstigste Ein-

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stellung ist. Zwischen den Ergebnissen liegt eine Differenz von 10 dB

(Faktor 3), obwohl der Unterschied in Geschwindigkeit nur ca 1.5 kn beträgt.

Es gilt die generelle Regel, daß e nach Kraftstoff- verbrauch oder anderen Kriterien geräuschgünstig immer Fahrteinstellungen

sind, bei denen geringe Drehzahlen der Wellen/Propeller mit hohen Steigungs- ~

einstellungen kombiniert werden.

3.4 ~~:§~~!=~_!~:~!~~~!~_~!~~!!~L~:~~~~~!~:~~

In der P-Anlage 19 wird die gerä uschgünstlgste Fahrteinstellung gemä ß Überlauf 141 dem Zustand PI mit etwa gleicher Motordrehzahl gegenüber- gestellt. Hieraus wird erkennbar, daß die Geräusche der Antriebsmaschinen

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8elbst nur noch im Frequenzbereich unterhalb von 100 Hz von Bedeutung and. Im Frequenzbereich der Sea-Beam-Anlage zwischen 10 und 20 KHz wird die Geräuschabstrahlung nur noch durch die Propeller (Kavitation) und Strömungsgeräusch bestimmt. Dieses wird durch die Schmalbandanalyse in P-Anlage 20 belegt, die oberhalb ^ca 100 Hz außer Getriebelinien (331.5, 338 Hz) nur noch breitbandiges Geräusch enthält. Auch dieses Ergebnis lä ßt den Schluß zu, daß d ie"Polarstern" aufgrund ihrer rohen Gerä uschab- strahlung als Trägerfahrzeug für Sonaranlagen wenig geeignet erscheint.

In der P-Anlage 19 wird ein Uberlauf des WFS "Planet" bei etwa gleicher Geschwindigkeit von 8.6 kn (41) mit dar~estellt. Im Frequenzbereich zwischen 10 und 20 KHz ist die "Planet" um 20 - 25 dB leiser (Faktor 10) als die "Polarstern".

4. Zusammenfassung

Im vorliegenden Bericht werden die Ergebnisse der stationären akustischen Vermessung und die Vermessung des Forschungsschiffes "Polarstern" in

Fahrt anhand von Terzfilter- 'und Schmalbandanalysen der Geräuschabstrahlung kommentiert. Besonderer Wert wurde auf die Betrachtung des Frequenzbe- reiches zwischen 10 und 20 KHz gelegt, in welchem die Arbeitsfrequenz der Sea-Beam-Sonarfrequenz liegt. Es wurde begründet, daß die Geräusch- abstrahlung in Fahrt in diesem Frequenzbereich ausschließlich durch Pro- peller (Kavitation) und Strömungsgeräusche verursacht wird.

Die Höhe der Abstrahlung ist durch Wahl geräuschgünsti~er Propellerdreh- zahl/Steigungskombination in gewissen Grenzen zu beeinflussen ^(ca 10 dB).

Generelle Regel hierbei ist, daß bei vorgegebener Fahrt die möglichst geringste Propellerdrehzahl bei der möglichst größten Steigung günstiger ist, als jede andere Kombination.

Verfasser:

Arens, BDir

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Erprobungsstelle 71 Ness/Uersuchsprotokoll P-Anlage:

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der Bundeswehr Nr 333

^{- 624}

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Schiffs- und Haschinendaten FIS "Polarstern"

Name ••••••••••••••••••••••••••••••

Forschungsschiff

Typ ••••••••••••••••••••••••••••••

. HDW Ktel/WN Rendsburg

rlauwerft ••••••••••••••••••••••••••

09. Dez. 1982 Indien '"tstellun~ ••••••••••••••••••

HAUPT;·I,'.f,v.iI, G~~

Antriehsart Hersteller Typ

Stückzahl

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GETRIEBE Hersteller

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Art

Hersteller Stückzahl

4 Dtesel-Mot

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b) Zrlinderzahl a)

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E-DIESELL'I'URBOOENERATOR

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Ul Erprobungsstelle 71 der Bundeswehr

Meß I Versuchsprotokoll Nr .. 3.)), - .. ~.2~ ..

p- Anlage: 4

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ERPROBUNGS STELLE DER BUNDESWEHR

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2 3 4

R30 'reg. ARENS/TAEL 1981

6 8

MITTLERER

S~EKTRALER S~HALLDRUCK~EGEL

SN

MEAN PRESSURE SPECTRUM LEUEL SN

2 3 4 6 8 2 3 4 6 8 2 3 4 6 8

10 100 1000 10000

FREQUENZ/FREQUENCY IN HERTZ

Erprobungsstelle 71 der Bundeswehr

2 3 4 6 8

POLARSTERN

NAME DES SCHIFFES/NAME OF SHI'

- - A Al A2 A3 _ B ---. C - D

FORSCHUNGSSCHIFF SCHIFFSTY'/CLASS E-DIESEL-UERGLEICH

EDIMOT STB

WIE A SEEW.PP HOHE D WIE A MIT HAUPTKOMP.

EDIMOT BB

WIE A STB PUMPEN WIE A ALLE PUMPEN WIE C BEIDE EDIMOTS

27.06.85 DATUM DER UERMESSUNG

DATE OF RANGING ASCHAU MESS-STELLE/RANGE

G5 80 METER SEITLICH LAGE DES HYDROFONS NOMINAL 'OSITION OF HYDROFONE

22 M

UASSERTIEFE/DE'TH OF UATER

TERZ

BANDBREITE DER ANALYSE BANDUIDTH OF MEASUREMENT

100000

Mess/Uersuchsprotokoll

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7

Nr 333 - 624

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3H-a1JOd PROS. ARENCT!PETERS 1983

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AUTO POWER SPECTRUM

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40 5

POLARSTERN

NAME DES SCHIFFES/NAME OF SHIP

FORSCHUNGSSCHIFF

SCHIFFSTYP/CLASS

A

UEBERLAUF/ZUSTAND RUN/STATE

27 . 08 . 85

DATUM DER VERMESSUNG

OATE OF RANGING

ASCHAU

MESS-STELLE/RANGE

GV SOM SEITLICH

LAGE DES HYDROPHONS

NOMINAL POSITION OF HYDROPHCNE

1 HZ

BANDBREITE DER ANALYSE BANDWIDTH OF MEASUREMENT

4

MITTELWERT/AVERAGE

6RPROBUNGSSTELL E 71 I MESS/VERSUCH SPROT OKOLL I P-ANLAGE: 8

DER BUNDESWEHR ___ 1 ^{NR 333 - 62 4}