Hvor dybt kan ubåden dykke ?

Nogle af jer har måske læst eller hørt om miniubåden "Freya" som de sidste to år har sejlet
og dykket fra Vallensbæk i syd til Helsingør i nord. Ialt 157 dyk er det blevet til. Den lille 7.5 meter to personers elektriske ubåd har fungeret upåklageligt under vandet*...men der er et ubesvaret spørgsmål...Hvor dybt kan den egentligt tåle at dykke ?

Freyas trykskrog en en afstivet cylender, en meter i diameter, med T - stål spanter for hver 250 mm. Sådan en kan man ved håndregning beregne vil kollapse ved et udvendigt tryk på ca. 13.5 bar eller svarende til en dybde på godt 135 meter. Freya har dog aldrig dykket til mere end femten meter.

Der er nemlig visse dele af skroget der ikke lader sig analysere uden brug af computer baseret final element analyse. Det gælder f.eks. området omking tårnet, hvor trykskroget har en "afgrening" som altså ikke kunne styrkeberegnes. Der er der kompenseret for med en masse extra afstivning...og 7...9...13 det ser ud til at holde...men er der ikke nogen der ville være med på at prøve at regne på netop de dele ?

Freya er også ved at få en storesøster, "kraka" på 14 meter, og den har samme grundliggende konstruktion, men i tilgift ca. ti gange så mange hestekrafter. Det sætter den ny båd istand til at sejle steder hen hvor havdybden let sniger sig op på de 40 - 50 meter der teknisk set er den sikre grænse med et 135 meters kollaps-dybde trykskrog. Netop derfor biver det også extra interessant at få mere exakt viden om konstruktionens egenskaber. Man kunne tilmed på baggrund af finit element beregningerne finde en passede test dybde hvor ubåden kunne afprøves ubemandet.

Freya har pt. en 3.1 kW DC motor, der giver den en service fart på 4.1 knob, og akkumulatorene kan forsyne den i ca. halvanden time.

Kraka, som ses på billedet, får en 58 Hk dieselmotor til overfladefart og en 5 kw DC motor til neddykket drift. Det giver et fartpotentiale på 8 - 10 knob uddykket.

Blant venner er jeg kendt for helt at savne den humoristiske sans når der tales om undervandsbåde. De passer ikke helt, men jeg vil gerne bede om at de der evt. svarer dette indlæg
gør det seriøst...Forstå mig ret, alle de platte bemærkninger om ubåde har jeg hørt fra bolværksmatroser, alkoholikere og andre "experter" udi skibsbygning som færdes i havneområder.

Det er faktisk ret facinerede at lave ubåde for sjov...så hvis der er nogen her der har lyst til at finde Freya og Kraka´s kollapsdybde foran computeren...ville det være rigtigt dejligt...

Mvh.

Peter Madsen

*Dog har en lastvognschauffør med held smadret tårnet sidste sommer ved at køre galt med den. Det er ordnet igen...

Kommentarer (0)

Nogle af jer har måske læst eller hørt om miniubåden "Freya" som de sidste to år har sejlet
og dykket fra Vallensbæk i syd til Helsingør i nord. Ialt 157 dyk er det blevet til. Den lille 7.5 meter to personers elektriske ubåd har fungeret upåklageligt under vandet*...men der er et ubesvaret spørgsmål...Hvor dybt kan den egentligt tåle at dykke ?

Freyas trykskrog en en afstivet cylender, en meter i diameter, med T - stål spanter for hver 250 mm. Sådan en kan man ved håndregning beregne vil kollapse ved et udvendigt tryk på ca. 13.5 bar eller svarende til en dybde på godt 135 meter. Freya har dog aldrig dykket til mere end femten meter.

Der er nemlig visse dele af skroget der ikke lader sig analysere uden brug af computer baseret final element analyse. Det gælder f.eks. området omking tårnet, hvor trykskroget har en "afgrening" som altså ikke kunne styrkeberegnes. Der er der kompenseret for med en masse extra afstivning...og 7...9...13 det ser ud til at holde...men er der ikke nogen der ville være med på at prøve at regne på netop de dele ?

Freya er også ved at få en storesøster, "kraka" på 14 meter, og den har samme grundliggende konstruktion, men i tilgift ca. ti gange så mange hestekrafter. Det sætter den ny båd istand til at sejle steder hen hvor havdybden let sniger sig op på de 40 - 50 meter der teknisk set er den sikre grænse med et 135 meters kollaps-dybde trykskrog. Netop derfor biver det også extra interessant at få mere exakt viden om konstruktionens egenskaber. Man kunne tilmed på baggrund af finit element beregningerne finde en passede test dybde hvor ubåden kunne afprøves ubemandet.

Freya har pt. en 3.1 kW DC motor, der giver den en service fart på 4.1 knob, og akkumulatorene kan forsyne den i ca. halvanden time.

Kraka, som ses på billedet, får en 58 Hk dieselmotor til overfladefart og en 5 kw DC motor til neddykket drift. Det giver et fartpotentiale på 8 - 10 knob uddykket.

Blant venner er jeg kendt for helt at savne den humoristiske sans når der tales om undervandsbåde. De passer ikke helt, men jeg vil gerne bede om at de der evt. svarer dette indlæg
gør det seriøst...Forstå mig ret, alle de platte bemærkninger om ubåde har jeg hørt fra bolværksmatroser, alkoholikere og andre "experter" udi skibsbygning som færdes i havneområder.

Det er faktisk ret facinerede at lave ubåde for sjov...så hvis der er nogen her der har lyst til at finde Freya og Kraka´s kollapsdybde foran computeren...ville det være rigtigt dejligt...

Mvh.

Peter Madsen

*Dog har en lastvognschauffør med held smadret tårnet sidste sommer ved at køre galt med den. Det er ordnet igen...

  • 0
  • 0

Det er ikke nok, at beregnet en teoretisk trykstyrke, hvis du overser de stabiletsproblemer (i skroget selv), som opstår på grund af det udvendige tryk. Hvis der ikke tages hensyn til effekten af selv små skævheder og ubalancer, kan skroget kolapse næsten uden varsel, selvom grænsen på de 135 m endnu ikke er nået.

Hvorfor skal tårnet være en del af trykskroget? Det drejer sig vel "kun" om at kunne se ud på omgivelserne gennem koøje'r og vandlup. Selve tårnets funktion kan nok begrænses til ophold under overfladesejlads.

Ved konstruktion af trykbeholdere regnede man i "gamle dage" det for tilstrækkeligt med at placere en ring rundt om domehuller. Den skulle have samme volumen som den udskårne del af svøbet. Det kan formentlig til en vis grad overføres til vacuumbeholdere. Prøv at finde en norm for store beholderanlæg på biblioteket.

Mvh

Jens Lindhard

  • 0
  • 0

På billedet ser det ud som den store ubåd er forsynet med et torpedorør i stævnen. Til hvilket brug er det?

MVH

Bjarke Mønnike

  • 0
  • 0

"På billedet ser det ud som den store ubåd er forsynet med et torpedorør i stævnen. Til hvilket brug er det?"

Hej Bjarne!

Jeg hørte en udsendelse DR P1 forleden dag med Peter, hvor han forklarede at hans nye og større ubåd skulle have både snorkel (til dieselmotoren) og en dykkersluse, så jeg regner med at det er dykkerslusen man ser på billedet. Selv lurer jeg lidt på om dén placering og udformning ikke er lidt uhensigtsmæssig mht. til vandmodstanden?

Mht. til beregningen så kan jeg ikke selv nok om FEM for at kunne hjælpe Peter, men jeg er ret sikker på at en "FEM-nørd" ret hurtigt kan give Peter en idé om hvor dybt han kan dykke med sikkerhed og hvor de kritiske punkter er på skroget. Dog mangler der vel nogle dimensioner på T-dragerne?

Jeg vil også ønske at Peter får sin nye båd færdig, uden broulykker! ;-) Det er forfriskende med mennesker, som ofrer noget på at realisere vore andres drengedrømme!

Mvh
John Larsson

  • 0
  • 0

Dejligt med seriøse svar...

  1. Det er for de her små ubåde en overordentligt stor fordel at tårnet indgår i trykskroget. Det gør nemlig at men opnår et sted i båden hvor der er fuld ståhøjde til alle tider.

  2. Alle Freyas skrogåbninger er forstærket med solide ringe. F.eks. har hun i styrbord side to
    ø 200 ko-øjer som er afstivet med en ring udskåret af 20 mm stålplade ø 240, altså et 20 * 20 mm profil. Da Freya´s spante afstand er netop 250 mm kunne disse ko-øjer tilføjes uden at bryde spantningen.

  3. Spantningen er udført i 40 * 40 * 4 mm T stål.

  4. Konstruktøren er bekendt med at udvendigt belastede beholdere kan kollapse ved en makanisme der minder om søjleinstabilitet, stort set uden varsel. Det er reflekteret i at jeg aldrig har dykket til mere end godt ti procent af den ved håndregning beregnede dykkedybde.

Vedlagt en skematisk skise. Ud over den viste spantning er for og agtertunnel afstivet med 30*10 profiler for hver 330 mm. Bemærk at kraften på de flade endebunde optages af tunnelen og konusen i forening. Den skal derfor kun spænde over 200 mm afstand mellem inder og yder -rør.

Interesserede får gerne sendt en dwg fil i 2D,
men der er ikke udarbejdet 3D tegninger af fartøjerne.

Mvh,

Peter Madsen

  • 0
  • 0

Bjarne Mønnik,

Kraka har to fwd. 20 cm torpedorør. Åbningerne forsynet med et 200 mm ko-øje hver, som giver mulighed for at se frem gennem stævnen.

Dykkerslusen befinder sig midtskibs under tårnet, og fungerer ved at hele båden sættes uder et tryk svarende til omgivelselsernes. Når det sker skal den være landet på sine meder på havbunden og solidt ballastet ned...Hvis man nøjere overvejer hvad et hul i bunden på 52 cm kan lave af ulykker..forstår man hvorfor.

Skrogformen er fremkommet pga. Kraka´s operationsmønster. Ubådene er designet til at forlægge uddykket til en postition hvor de så kan gå ned på havbunden og besøge f.eks. et vrag. Til forskel for andre private ubåde* kan de operere uden et moderskib, selv langt hjemmefra. Eller rettere, den ny kan. Freya fik af pladshensyn sin dieselmotor demonteret sidste vinter, og har siden været begrænset til elektrisk drift. Dog har jeg sejlet den på længere udflygter med en udenbordsmotor monteret asymetisk på en stang i bagbord side.

Moderne ubåde, designet til vedholdende drift neddykket har en anden skrogform, typisk et omdrejningslegeme, som er tæt på elendigt i overfladen, men ideelt neddykket. Et eksempel er
US Navy´s Los Angeles klasse. Søværnets ubåde er et mix, men de kan kun forlægge med ca. 10 knob...mod f.eks. de tyske ubåde i 2. Verdenskrig
som kunne nå 16 - 17 knob uddykket. Det er et spørgmål om hvad man optimerer for og Kraka er altså mere en Type VIIC end en Los Angeles, så formen, og torpedorørene er altså ikke en tilfældighed.

*der er dog undtagelser...se f.eks. her:
http://www.euronaut.org/

For andre rekrative ubåde se f.eks.

http://www.psubs.org

  • 0
  • 0

Peter Madsen, du skriver:

"Interesserede får gerne sendt en dwg fil i 2D, men der er ikke udarbejdet 3D tegninger af fartøjerne."

Hvis du får behov for (eller lyst til) at have detaljer af ubåden udført i 3D, kan jeg godt lokkes til at kaste nogle "interesse-timer" ind i det - det er jo et spændende projekt! Der kunne være mange fordele i det - nemmere beregning af tyngdepunkter, f.eks.
Jeg er i øvrigt tidligere sejlende maskinmester, dog kun på overflade-fartøjer.

Med venlig hilsen
Peter Blazejewicz

  • 0
  • 0

Hej Peter.

Jeg bygger pt. en fjernstyret 2,10 m model af en ubåd (USS "Ohio" klasse), og har på den udtænkt et system hvor ubåden i tilfælde af haveri frigør en bøje så jeg kan finde den igen. Har du overvejet en sådan orange bøje "Her er jeg.." agtigt? Evt. med radio-beacon?
Jeg ved godt at jeg fraviger tråden lidt her, men ville alligevel nævne ideen.

Glæder mig iøvrigt til at se mere om/til din ubåd! Er selv ¤meget¤ facineret af emnet.

MVH Robse
www.robse.dk

  • 0
  • 0