Seitenstabilität. Seitenstabilität des Schiffes Wie nennt man die Belastung für die Stabilität des Schiffes?

Schiffsleistung

Die charakteristischsten Betriebseigenschaften eines kleinen Schiffes sind: Passagierkapazität,Tragfähigkeit, Hubraum und Geschwindigkeit.

Die Passagierkapazität ist ein Indikator, der der Anzahl der ausgestatteten Plätze zur Unterbringung von Personen auf dem Schiff entspricht. Die Passagierkapazität hängt von der Tragfähigkeit ab:

P = G/100, Menschen (mit Gepäck), oder P =G/75 Menschen (ohne Gepäck)

In diesem Fall wird das Ergebnis auf eine kleinere ganze Zahl gerundet. Auf einem kleinen Schiff muss die Verfügbarkeit ausgestatteter Sitzplätze der für das Schiff festgelegten Passagierkapazität entsprechen.

Die Passagierkapazität lässt sich näherungsweise nach folgender Formel berechnen:

N=Lnb Bnb/K, Menschen,

Wo ZU - empirischer Koeffizient gleich: für Motor- und Ruderboote - 1,60; für Boote - 2,15.

Tragfähigkeit— die Nutzlast des Schiffes, einschließlich der Masse an Personen und Gepäck entsprechend der Passagierkapazität. Es wird zwischen Eigengewicht und Nettotonnage unterschieden.

Eigengewicht - Dies ist der Unterschied zwischen dem Hubraum bei voller Beladung und im Leerzustand.

Nettotragfähigkeit - Dies ist nur die Masse der Nutzlast, die das Schiff aufnehmen kann.

Bei großen Schiffen ist die Einheit der Tragfähigkeitsänderung Tonne, bei kleinen Schiffen kg. Die Tragfähigkeit C kann mit Formeln berechnet oder experimentell ermittelt werden. Zu diesem Zweck wird, wenn das Schiff leer ist, aber über Vorräte und Treibstoffreserven verfügt, die Ladung nacheinander platziert, bis das Schiff die Wasserlinie erreicht, die der minimalen Freibordhöhe entspricht. Das Gewicht der platzierten Ladung entspricht der Tragfähigkeit des Schiffes.

Verschiebung . Es gibt zwei Arten der Verschiebung: Masse (Gewicht) und Volumen.

Massen-(Gewichts-)Verschiebung - Dies ist die Masse des schwimmenden Schiffes, die der Masse des vom Schiff verdrängten Wassers entspricht. Die Maßeinheit ist Tonne.

Volumetrische Verschiebung V - Dies ist das Volumen des Unterwasserteils des Schiffes in m3. Die Berechnung erfolgt über die Hauptmessungen:

V = SL VT,

Dabei ist S der vollständige Verschiebungskoeffizient, der für kleine Schiffe 0,35 bis 0,6 beträgt, und ein niedrigerer Wert des Koeffizienten ist typisch für kleine Schiffe mit scharfen Konturen. Für Verdrängerboote S = 0,4 - 0,55, Gleitboote S = 0,45 - 0,6, Motorboote 5 - 0,35 - 0,5, für Segelschiffe liegt dieser Koeffizient zwischen 0,15 und 0,4.

Geschwindigkeit.

Geschwindigkeit ist die Strecke, die ein Schiff pro Zeiteinheit zurücklegt. Auf Seeschiffen wird die Geschwindigkeit in Knoten (Meilen pro Stunde) und auf Binnenschiffen in Kilometern pro Stunde (km/h) gemessen. Dem Navigator eines kleinen Schiffes wird empfohlen, drei Geschwindigkeiten zu kennen: die höchste (maximale), die das Schiff bei maximaler Motorleistung entwickelt; der kleinste (Minimum), bei dem das Schiff dem Ruder gehorcht; mittel – am wirtschaftlichsten für relativ große Übergänge. Die Geschwindigkeit hängt von der Motorleistung, der Größe und Form des Rumpfes, der Beladung des Schiffes und verschiedenen äußeren Faktoren ab: Wellen, Wind, Strömungen usw.

Seetüchtigkeit des Schiffes

Die Fähigkeit eines Schiffes, über Wasser zu bleiben, mit Wasser zu interagieren und bei Überflutung nicht zu kentern oder zu sinken, wird durch seine Seetüchtigkeit charakterisiert. Dazu gehören: Auftrieb, Stabilität und Unsinkbarkeit.

Auftrieb. Unter Auftrieb versteht man die Fähigkeit eines Schiffes, bei einem bestimmten Tiefgang auf der Wasseroberfläche zu schwimmen. Je mehr Gewicht Sie auf das Boot legen, desto tiefer sinkt es ins Wasser, verliert jedoch nicht an Auftrieb, bis Wasser in den Rumpf zu fließen beginnt.

Im Falle eines Lecks im Rumpf oder eines Lochs sowie bei eindringendem Wasser bei stürmischem Wetter erhöht sich das Gewicht des Schiffes. Daher muss das Schiff über eine Auftriebsreserve verfügen.

Auftriebsreserve - Dabei handelt es sich um das wasserdichte Volumen des Schiffsrumpfes, das sich zwischen der Ladewasserlinie und der Oberkante der Bordwand befindet. Wenn keine Auftriebsreserve vorhanden ist, sinkt das Schiff, wenn auch nur eine kleine Menge Wasser in den Rumpf gelangt.

Die für die sichere Navigation eines Schiffes erforderliche Auftriebsreserve wird durch eine ausreichende Freibordhöhe des Schiffes sowie durch das Vorhandensein wasserdichter Verschlüsse und Schotte zwischen den Abteilungen und Auftriebsblöcken – Strukturelemente im Inneren des Rumpfes eines kleinen Schiffes in Form – gewährleistet aus einem festen Materialblock (z. B. Polystyrol) mit einer Dichte von weniger als eins. Ohne solche Schotte und Auftriebsblöcke führt jedes Loch im Unterwasserteil des Rumpfes zum vollständigen Verlust der Auftriebsreserve und zum Tod des Schiffes.

Die Auftriebsreserve hängt von der Höhe des Freibords ab – je höher der Freibord, desto größer die Auftriebsreserve. Diese Reserve wird durch die Mindestfreibordhöhe normiert, abhängig von deren Wert der sichere Navigationsbereich und der zulässige Abstand vom Ufer für ein bestimmtes Kleinschiff festgelegt werden. Allerdings darf die Freibordhöhe nicht missbraucht werden, da dadurch eine weitere ebenso wichtige Eigenschaft beeinträchtigt wird – die Stabilität

Stabilität. Stabilität ist die Fähigkeit eines Schiffes, den Kräften standzuhalten, die es zum Kippen bringen, und nach dem Aufhören dieser Kräfte (Wind, Wellen, Bewegung von Passagieren usw.) in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückzukehren. Dasselbe Schiff weist möglicherweise eine gute Stabilität auf, wenn sich die Ladung nahe am Boden befindet, und kann teilweise oder vollständig an Stabilität verlieren, wenn die Ladung oder Personen etwas höher platziert werden

Es gibt zwei Arten von Stabilität: Quer- und Längsstabilität. Querstabilität zeigt sich, wenn das Schiff rollt, d.h. beim Kippen an Bord. Während der Navigation wirken zwei Kräfte auf das Schiff: Schwerkraft und Unterstützung. Die Resultierende D (Abb. 1, a) der nach unten gerichteten Schwerkraft des Schiffes wird bedingt am Punkt G, dem sogenannten Schwerpunkt (CG), und die Resultierende A der nach oben gerichteten Stützkräfte wirken bedingt am Schwerpunkt C des in Wasser eingetauchten Teils des Gefäßes angelegt, dem so genannten Center of Magnitude (CV). Wenn das Schiff keine Trimm- und Rollbewegungen hat, liegen Schwerpunkt und CV in der Mittellinienebene des Schiffes (DP).

Abb. 1 Lage der resultierenden Schwerkraft- und Stützkräfte relativ zueinander an verschiedenen Positionen des Schiffes

Der ho-Wert charakterisiert die Stabilität des Schiffes bei geringen Neigungen. Die Position des Punktes M ist unter diesen Bedingungen nahezu unabhängig vom Rollwinkel f.

Die Kraft D und die gleich große Stützkraft A bilden mit der Schulter / ein Kräftepaar, das ein Rückstellmoment MB=Dl erzeugt. Dieser Moment tendiert dazu, das Schiff in seine ursprüngliche Position zurückzubringen. Beachten Sie, dass der Schwerpunkt unter Punkt M liegt.

Stellen Sie sich nun vor, dass eine zusätzliche Ladung auf dem Deck desselben Schiffes platziert wird (Abb. 1, c). Dadurch liegt der Schwerpunkt deutlich höher und während einer Rolle liegt Punkt M darunter. Das resultierende Kräftepaar erzeugt kein Rückstellmoment mehr, sondern ein Kippmoment Mopr. Dadurch wird das Schiff instabil und kentert.

Die Seitenstabilität des Schiffes wird stark von der Breite des Rumpfes beeinflusst: Je breiter der Rumpf, desto stabiler das Schiff, und umgekehrt: Je schmaler und höher der Rumpf, desto schlechter die Stabilität.

Bei kleinen Hochgeschwindigkeitsschiffen (insbesondere bei hoher Geschwindigkeit bei Wellengang) ist die Aufrechterhaltung der Längsstabilität nicht immer ein gelöstes Problem.

Bei kleinen Kielschiffen beträgt die anfängliche metazentrische Höhe in der Regel 0,3 – 0,6 m. Die Stabilität des Schiffes hängt von der Beladung des Schiffes, der Bewegung der Ladung, der Passagiere und anderen Gründen ab. Je größer die metazentrische Höhe, desto größer das aufrichtende Moment und desto stabiler das Schiff. Bei hoher Stabilität weist das Schiff jedoch eine starke Rollbewegung auf. Die Stabilität wird durch die niedrige Position des Motors, des Kraftstofftanks und der Sitze sowie die entsprechende Platzierung von Ladung und Personen verbessert.

Bei starkem Wind, einer starken Welle, die seitlich aufschlägt, und in einigen anderen Fällen nimmt die Rollbewegung des Schiffes schnell zu und es entsteht ein dynamisches Krängungsmoment. In diesem Fall erhöht sich die Rollbewegung des Schiffes auch dann, wenn die Krängungs- und Aufrichtmomente gleich sind. Dies geschieht aufgrund der Wirkung der Trägheitskraft. Typischerweise ist eine solche Rolle doppelt so groß wie die Rolle aus der statischen Wirkung des gleichen Krängungsmoments. Daher ist das Segeln bei stürmischem Wetter, insbesondere für kleine Schiffe, sehr gefährlich.

Längsstabilität wirkt, wenn das Schiff nach vorne oder hinten geneigt ist, d. h. beim Pitchen. Der Navigator sollte diese Stabilität berücksichtigen, wenn er sich bei Wellengang mit hoher Geschwindigkeit fortbewegt, denn Wenn ein Boot oder Motorboot seine Nase im Wasser versenkt, kann es sein, dass es seine ursprüngliche Position nicht wieder einnimmt und sinkt und manchmal sogar kentert.

Faktoren, die die Schiffsstabilität beeinflussen:

a) Die Stabilität eines Schiffes wird am stärksten von seiner Breite beeinflusst: Je größer diese im Verhältnis zu Länge, Seitenhöhe und Tiefgang ist, desto höher ist die Stabilität.

b) Die Stabilität eines kleinen Schiffes erhöht sich, wenn sich die Form des untergetauchten Teils des Rumpfes bei großen Krängungswinkeln ändert. Diese Aussage ist beispielsweise die Grundlage für die Wirkung von Seitenkugeln und Schaumstofffendern, die beim Eintauchen in Wasser ein zusätzliches aufrichtendes Moment erzeugen.

c) Die Stabilität verschlechtert sich, wenn das Schiff Treibstofftanks hat, deren Oberfläche von einer Seite zur anderen verspiegelt ist. Deshalb müssen diese Tanks über innere Trennwände verfügen

d) Die Stabilität wird am stärksten durch die Platzierung von Passagieren und Ladung auf dem Schiff beeinflusst; sie sollten so niedrig wie möglich platziert werden. Auf einem kleinen Schiff sollte es Personen nicht gestattet sein, während der Fahrt an Bord zu sitzen oder sich willkürlich zu bewegen. Die Ladung muss sicher befestigt sein, um zu verhindern, dass sie sich unerwartet von ihrem Stauort bewegt. e) Bei starkem Wind und Wellen ist die Auswirkung des Krängungsmoments sehr gefährlich für das Schiff. Wenn sich die Wetterbedingungen verschlechtern, ist es daher erforderlich, das Schiff dorthin zu bringen Schutz suchen und das schlechte Wetter abwarten. Wenn dies aufgrund der großen Entfernung zum Ufer nicht möglich ist, sollten Sie bei stürmischen Bedingungen versuchen, das Schiff „im Wind“ zu halten, indem Sie den Treibanker auswerfen und den Motor mit niedriger Geschwindigkeit laufen lassen.

Unsinkbar. Unter Unsinkbarkeit versteht man die Fähigkeit eines Schiffes, schwimmfähig zu bleiben, nachdem ein Teil des Schiffes überflutet wurde.

Die Unsinkbarkeit wird strukturell gewährleistet – durch die Unterteilung des Rumpfes in wasserdichte Abteilungen und die Ausstattung des Schiffes mit Auftriebsblöcken und Entwässerungsmitteln.

Die nicht überfluteten Rumpfvolumina bestehen meist aus Schaumstoffblöcken. Die erforderliche Menge und Lage werden berechnet, um eine Notfall-Auftriebsreserve sicherzustellen und das Notfallschiff in der Position „gleichen Kiels“ zu halten.

Natürlich wird bei starkem Seegang nicht jedes Motorboot oder Kutter, das ein Loch bekommen hat, die Erfüllung dieser Anforderungen gewährleisten.

Manövrierfähigkeit eines kleinen Schiffes

Zu den wichtigsten Manövriereigenschaften eines Schiffes gehören: Steuerbarkeit, Zirkulation, Antrieb und Trägheit

Kontrollierbarkeit. Steuerbarkeit ist die Fähigkeit eines Schiffes, eine bestimmte Bewegungsrichtung beizubehalten, während es sich mit einer konstanten Ruderposition bewegt (Kursstabilität), und die Richtung seiner Bewegung zu ändern, während es sich unter dem Einfluss des Ruders bewegt (Agilität).

Kursstabilität ist die Eigenschaft eines Schiffes, eine gerade Bewegungsrichtung beizubehalten. Wenn das Schiff bei gerader Ruderstellung vom Kurs abweicht, wird dieses Phänomen üblicherweise als Gieren des Schiffes bezeichnet.

Wenn das Schiff bei gerader Ruderstellung vom Kurs abweicht, wird dieses Phänomen üblicherweise als Gieren des Schiffes bezeichnet.

Die Ursachen für das Gieren können dauerhafter oder vorübergehender Natur sein. Zu den ständigen Gründen gehören solche, die mit den Konstruktionsmerkmalen des Schiffes zusammenhängen: stumpfe Bugkonturen des Rumpfes, Diskrepanz zwischen der Länge des Schiffes und seiner Breite, unzureichende Ruderblattfläche, Einfluss der Propellerdrehung

Vorübergehendes Gieren kann durch unsachgemäße Beladung des Schiffes, Wind, seichtes Wasser, ungleichmäßige Strömungen usw. verursacht werden.

Die Konzepte „Kursstabilität“ und „Agilität“ sind widersprüchlich, aber diese Eigenschaften sind fast allen Schiffen inhärent und charakterisieren ihre Steuerbarkeit.

Die Steuerbarkeit wird von vielen Faktoren und Gründen beeinflusst, die wichtigsten sind die Wirkung des Lenkrads, die Funktion des Propellers und deren Wechselwirkung.

Beweglichkeit- die Fähigkeit eines Schiffes, unter dem Einfluss des Ruders seine Bewegungsrichtung zu ändern. Diese Qualität hängt in erster Linie vom richtigen Verhältnis von Länge und Breite des Rumpfes, der Form seiner Konturen sowie der Fläche des Ruderblatts ab.

Merkmale der Steuerbarkeit des Schiffes beim Umschalten von Vorwärts auf Rückwärts

Bei Festmacherarbeiten oder wenn das Schiff dringend angehalten werden muss (Kollisionsgefahr, Verhinderung der Grundberührung, Hilfeleistung für eine über Bord gegangene Person usw.), muss von Vorwärts auf Rückwärts umgeschaltet werden. In diesen Fällen muss der Navigator berücksichtigen, dass in den ersten Sekunden, wenn der Betrieb des rechtsdrehenden Propellers von vorwärts auf rückwärts geändert wird, das Heck schnell nach links rollt, und bei einem linksdrehenden Propeller - Nach rechts.

Gründe, die die Kontrollierbarkeit beeinträchtigen

Die Stabilität und Agilität des Schiffes wird neben dem Ruder und dem rotierenden Propeller von weiteren Faktoren sowie einer Reihe von Konstruktionsmerkmalen des Schiffes beeinflusst: dem Verhältnis der Hauptabmessungen, der Form der Rumpfkonturen, dem Parameter des Ruders und Propellers. Die Steuerbarkeit hängt auch von den Fahrbedingungen ab: der Art der Schiffsbeladung und hydrometeorologischen Faktoren.

Verkehr Wenn Sie das Ruder während der Fahrt zu einer beliebigen Seite bewegen, beginnt sich das Schiff zu drehen und beschreibt eine gekrümmte Linie auf dem Wasser. Diese Kurve, die durch den Schwerpunkt des Schiffes während einer Wende beschrieben wird, wird Zirkulationslinie genannt (Abb. 2), und der Abstand zwischen der Mittellinienebene des Schiffes auf dem Vorwärtskurs und seiner Mittellinienebene nach der Wende auf dem Rückkurs ( 180) ist der taktische Umlaufdurchmesser. Je kleiner der taktische Umlaufdurchmesser ist, desto besser wird die Manövrierfähigkeit des Schiffes berücksichtigt. Diese Kurve ähnelt einem Kreis und ihr Durchmesser dient als Maß für die Manövrierfähigkeit des Schiffes

Der Zirkulationsdurchmesser wird üblicherweise in Metern gemessen. Bei kleinen Motorschiffen beträgt die Größe des taktischen Umlaufdurchmessers in den meisten Fällen 2-3 Schiffslängen. Jeder Fahrer muss den Umlaufdurchmesser des von ihm zu steuernden Schiffes kennen, da das korrekte und sichere Manövrieren maßgeblich davon abhängt. Die Geschwindigkeit des Gefäßes während der Zirkulation wird auf 30 % reduziert. Wir sollten nie vergessen, dass bei der Fahrt entlang einer Kurve eine Zentrifugalkraft auf das Schiff einwirkt (Abb. 3), die vom Krümmungsmittelpunkt nach außen gerichtet und auf den Schwerpunkt des Schiffes wirkt.

Abb. 2 Zirkulation

/ – Zirkulationslinie, 2 – taktischer Zirkulationsdurchmesser, 3 – konstanter Zirkulationsdurchmesser

Das durch die Zentrifugalkraft entstehende Abdriften des Gefäßes wird durch die Kraft des Wasserwiderstands – Seitenwiderstand, dessen Angriffspunkt unterhalb des Schwerpunkts liegt – verhindert. Dadurch entsteht ein Kräftepaar, das an Bord eine Rolle entgegen der Drehrichtung erzeugt. Die Rollbewegung nimmt zu, wenn der Schwerpunkt des Schiffs über den Mittelpunkt des seitlichen Widerstands steigt und die metazentrische Höhe abnimmt.

Eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit und eine Verringerung des Umlaufdurchmessers erhöhen die Rollbewegung erheblich, was zum Kentern des Schiffes führen kann. Machen Sie daher niemals scharfe Kurven, wenn das Boot mit hoher Geschwindigkeit fährt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verdrängungsgefäßen drehen sich Gefäße mit planen Konturen am Kreislauf nach innen (Abb. 4). Dies geschieht durch die zusätzliche Auftriebskraft, die bei seitlicher Verschiebung aufgrund von Gleitkonturen auf den Rumpf wirkt. Gleichzeitig kommt es unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft zu einem Gleiten nach außen, weshalb Gleitschiffe im Vergleich zu Verdrängerschiffen eine etwas größere Zirkulation aufweisen.

Neben dem Umlaufdurchmesser sollte man auch dessen Uhrzeit kennen, d.h. die Zeit, die das Schiff für eine 360°-Kurve benötigt.

Die genannten Zirkulationselemente hängen von der Verdrängung des Schiffes und der Art der Ladungsverteilung entlang seiner Länge sowie von der Geschwindigkeit ab. Bei niedriger Geschwindigkeit ist der Umlaufdurchmesser kleiner.

Mobilität. Unter Antrieb versteht man die Fähigkeit eines Schiffes, sich mit einer bestimmten Motorleistung mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortzubewegen und dabei die Kräfte des Bewegungswiderstands zu überwinden.

Die Bewegung des Schiffes ist nur möglich, wenn eine bestimmte Kraft vorhanden ist, die den Widerstand des Wassers überwinden kann – der Schub. Bei konstanter Geschwindigkeit entspricht die Größe des Stopps der Größe des Wasserwiderstands. Die Geschwindigkeit des Schiffes und der Schub hängen durch die folgende Beziehung zusammen:

R. V=ho-N.Wo: V - Schiffsgeschwindigkeit; K – Wasserbeständigkeit; N – Motorleistung; ho -Effizienz=0,5.

Diese Gleichung zeigt, dass mit zunehmender Geschwindigkeit auch der Wasserwiderstand zunimmt. Allerdings hat diese Abhängigkeit für Verdrängungsschiffe und Gleitschiffe eine andere physikalische Bedeutung und einen anderen Charakter.

Beispielsweise besteht bei einer Geschwindigkeit eines Verdrängerschiffs bis zu einem Wert von V = 2 ÖL, km/h (L ist die Länge des Schiffes, m) der Wasserwiderstand K aus dem Reibungswiderstand des Wassers am Rumpf Haut und den Formwiderstand, der durch die Turbulenzen des Wassers entsteht. Wenn die Geschwindigkeit dieses Schiffes den angegebenen Wert überschreitet, beginnen sich Wellen zu bilden und zu den beiden Widerständen kommt ein dritter Widerstand hinzu – der Wellenwiderstand. Der Wellenwiderstand nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit stark zu.

Bei gleitenden Schiffen ist die Art des Wasserwiderstands die gleiche wie bei Verdrängerschiffen und der Geschwindigkeitswert beträgt V = 8 ÖL km/h. Bei weiterer Geschwindigkeitssteigerung erhält das Schiff jedoch einen deutlichen Hecktrimm und sein Bug hebt sich. Diese Bewegungsart wird Übergangsbewegung (vom Verschieben zum Gleiten) genannt. Ein charakteristisches Zeichen für den Beginn des Gleitens ist ein spontaner Anstieg der Schiffsgeschwindigkeit. Dieses Phänomen wird durch die Tatsache verursacht, dass nach dem Anheben des Bugs der Gesamtwiderstand des Wassers gegen das Schiff abnimmt, es scheint „aufzuschwimmen“ und die Geschwindigkeit zu erhöhen, während die Leistung konstant bleibt.

Beim Gleiten entsteht eine andere Art von Wasserwiderstand – der Spritzwasserwiderstand, und der Wellenwiderstand und der Formwiderstand werden stark reduziert und ihre Werte werden praktisch auf Null reduziert.

Somit beeinflussen vier Arten von Widerständen den Vortrieb des Schiffes:

Reibungswiderstand- hängt von der Fläche der benetzten Oberfläche des Gefäßes, von der Qualität seiner Verarbeitung und dem Grad der Verschmutzung (Algen, Weichtiere usw.) ab;

Formbeständigkeit- hängt von der Stromlinienform des Schiffsrumpfs ab, die wiederum umso besser ist, je schärfer das Heckende und je größer die Länge des Schiffs im Vergleich zur Breite ist;

charakteristische Impedanz- hängt von der Bugform und der Länge des Schiffes ab, je länger das Schiff, desto weniger Wellenbildung;

Spritzwasserschutz- hängt vom Verhältnis der Breite des Körpers zu seiner Länge ab.

Fazit: 1. Verdrängerschiffe mit schmalem Rumpf, runden Bilgenlinien und spitzen Bug- und Heckenden erfahren den geringsten Wasserwiderstand.

2. Bei gleitenden Schiffen bietet ein breiter Rumpf mit flachem Boden und Heckspiegel in Abwesenheit von Wellen den geringsten Wasserwiderstand bei gleichzeitig größtem hydrodynamischen Auftrieb.

Seetüchtigere Gleitschiffe mit Kiel- oder Halbkielrumpf. Die Geschwindigkeitserhöhung dieser Schiffe wird durch Längsstufen und Bilgenspritzschutz erreicht.

Trägheit. Eine sehr wichtige Manövrierfähigkeit eines Schiffes ist seine Trägheit. Sie wird in der Regel anhand der Länge der Bremswege, Ausroll- und Beschleunigungswege sowie deren Dauer abgeschätzt. Die Strecke, die das Schiff in der Zeitspanne vom Umschalten des Motors von Vollvorwärts auf Rückwärts bis zum endgültigen Anhalten des Schiffs zurücklegt, wird als Bremsweg bezeichnet. Diese Entfernung wird meist in Metern ausgedrückt, seltener in Schiffslängen. Die Strecke, die das Schiff in der Zeitspanne vom Stoppen des Vorwärtslaufs des Motors bis zum völligen Stillstand des Schiffes unter dem Einfluss des Wasserwiderstands zurücklegt, wird als Leerlauf bezeichnet. Die Strecke, die das Schiff vom Einschalten des Motors auf Vorwärtsfahrt bis zum Erreichen der vollen Geschwindigkeit in einem bestimmten Motorbetriebsmodus zurücklegt, wird als Beschleunigungsweg bezeichnet. Die genaue Kenntnis des Fahrers über die oben genannten Eigenschaften seines Schiffes gewährleistet in hohem Maße die Sicherheit beim Manövrieren in engen Bereichen und Reeden mit beengten Navigationsbedingungen. Erinnern! Motorisierte Boote haben keine Bremsen, daher benötigen sie oft deutlich mehr Distanz und Zeit, um die Trägheit zu absorbieren, als beispielsweise ein Auto.

Durch die relative Position der Ladung auf dem Schiff kann der Navigator immer den günstigsten Wert der metazentrischen Höhe finden, bei dem das Schiff ausreichend stabil ist und weniger anfällig für Stampfen ist.

Das Krängungsmoment ist das Produkt aus dem Gewicht der Ladung, die sich über das Schiff bewegt, und der Schulter, die der Bewegungsstrecke entspricht. Wenn eine Person 75 wiegt kg, Wenn man auf einer Bank sitzt, bewegt man sich um 0,5 über das Schiff M, dann beträgt das Krängungsmoment 75 * 0,5 = 37,5 kg/m.

Abbildung 91. Statisches Stabilitätsdiagramm

Um das Moment zu ändern, das das Schiff um 10° krängt, ist es notwendig, das Schiff völlig symmetrisch zur Mittelebene bis zur vollen Verschiebung zu beladen.

Die Beladung des Schiffes sollte durch beidseitig gemessene Tiefgänge überprüft werden. Der Neigungsmesser wird streng senkrecht zur Mittelebene installiert, sodass er 0° anzeigt.

Danach müssen Sie Lasten (z. B. Personen) in vorher markierten Abständen bewegen, bis der Neigungsmesser 10° anzeigt. Der Testversuch sollte wie folgt durchgeführt werden: Kippen Sie das Schiff auf eine Seite und dann auf die andere Seite.

Wenn man die Befestigungsmomente eines Schiffes kennt, das in verschiedenen Winkeln (bis zum größtmöglichen) krängt, kann man ein statisches Stabilitätsdiagramm (Abb. 91) erstellen, das die Stabilität des Schiffes bewertet.

Die Stabilität kann durch eine Vergrößerung der Schiffsbreite, eine Absenkung des Schwerpunkts und den Einbau von Heckausbuchtungen erhöht werden.

Liegt der Schwerpunkt des Schiffes unterhalb des Massenschwerpunkts, gilt das Schiff als sehr stabil, da sich die Stützkraft bei einer Rolle in Größe und Richtung nicht ändert, sich aber der Angriffspunkt in Richtung der Neigung verschiebt das Schiff (Abb. 92, a).

Daher entsteht bei der Krängung ein Kräftepaar mit einem positiven Rückstellmoment, das dazu neigt, das Schiff in seine normale vertikale Position auf geradem Kiel zurückzubringen. Es lässt sich leicht überprüfen, dass h>0 ist, wobei die metazentrische Höhe gleich 0 ist. Dies ist typisch für Yachten mit schwerem Kiel und nicht typisch für größere Schiffe mit herkömmlicher Rumpfstruktur.

Liegt der Schwerpunkt oberhalb des Größenschwerpunkts, sind drei Stabilitätsfälle möglich, die dem Navigator genau bekannt sein sollten.

Der erste Fall von Stabilität.

Metazentrische Höhe h>0. Liegt der Schwerpunkt über dem Schwerpunkt, so schneidet die Wirkungslinie der Stützkraft bei geneigtem Schiff die Mittelebene über dem Schwerpunkt (Abb. 92, b).

Reis. 92. Der Fall eines stabilen Schiffes

Auch in diesem Fall entsteht ein Kräftepaar mit positivem Rückstellmoment. Dies ist typisch für die meisten konventionell geformten Boote. Die Stabilität hängt in diesem Fall vom Rumpf und der Lage des Schwerpunkts in der Höhe ab.

Beim Krängen gelangt die krängende Seite ins Wasser und erzeugt zusätzlichen Auftrieb, der dazu führt, dass das Schiff nivelliert wird. Wenn jedoch ein Schiff mit Flüssigkeiten und Schüttgütern rollt, die sich in Richtung der Rolle bewegen können, verschiebt sich auch der Schwerpunkt in Richtung der Rolle. Wenn sich der Schwerpunkt während einer Rolle über die Lotlinie hinaus bewegt, die den Schwerpunkt mit dem Metazentrum verbindet, kentert das Schiff.

Der zweite Fall eines instabilen Gefäßes im indifferenten Gleichgewicht.

Metazentrische Höhe h = 0. Liegt der Schwerpunkt über dem Größenmittelpunkt, so verläuft bei einer Rolle die Wirkungslinie der Stützkraft durch den Schwerpunkt MG = 0 (Abb. 93).

In diesem Fall liegt der Schwerpunkt immer auf derselben Vertikalen wie der Schwerpunkt, es gibt also kein erholendes Kräftepaar. Ohne den Einfluss äußerer Kräfte kann das Schiff nicht in eine aufrechte Position zurückkehren.

In diesem Fall ist der Transport von Flüssigkeiten und Schüttgütern auf einem Schiff besonders gefährlich und völlig inakzeptabel: Bei der geringsten Schaukelbewegung kentert das Schiff. Dies ist typisch für Boote mit rundem Rahmen.

Der dritte Fall eines instabilen Gefäßes im instabilen Gleichgewicht.

Metazentrische Höhe h<0. Центр тяжести расположен выше центра величины, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже центра тяжести (рис. 94).

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Anfangsstabilität des Schiffes

1. Allgemeines Stabilitätskonzept

Stabilität ist die Fähigkeit eines Schiffes, Kräften zu widerstehen, die es aus seiner Gleichgewichtslage bringen, und in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückzukehren, nachdem die Wirkung dieser Kräfte aufhört.

Die Gleichgewichtsbedingungen des Schiffes reichen nicht aus, um ständig in einer bestimmten Position relativ zur Wasseroberfläche zu schwimmen. Es ist auch notwendig, dass das Gleichgewicht des Gefäßes stabil ist. Die Eigenschaft, die in der Mechanik als Gleichgewichtsstabilität bezeichnet wird, wird in der Schiffstheorie üblicherweise als Stabilität bezeichnet. Somit schafft der Auftrieb die Voraussetzungen für die Gleichgewichtslage des Schiffes bei einer bestimmten Landung, und die Stabilität sorgt für die Beibehaltung dieser Lage.

Die Stabilität des Schiffes verändert sich mit zunehmendem Neigungswinkel und geht ab einem bestimmten Wert vollständig verloren. Daher erscheint es angemessen, die Stabilität des Schiffes bei kleinen (theoretisch unendlich kleinen) Abweichungen von der Gleichgewichtslage mit I = 0, W = 0 zu untersuchen und dann die Eigenschaften seiner Stabilität, ihre zulässigen Grenzen bei großen Neigungen, zu bestimmen.

Es ist üblich, zwischen der Stabilität eines Schiffes bei kleinen Neigungswinkeln (Anfangsstabilität) und der Stabilität bei großen Neigungswinkeln zu unterscheiden.

Bei der Betrachtung kleiner Neigungen können eine Reihe von Annahmen getroffen werden, die es ermöglichen, die Anfangsstabilität des Schiffes im Rahmen der linearen Theorie zu untersuchen und einfache mathematische Abhängigkeiten seiner Eigenschaften zu erhalten. Die Stabilität des Schiffes bei großen Neigungswinkeln wird mithilfe einer verfeinerten nichtlinearen Theorie untersucht. Natürlich ist die Stabilitätseigenschaft eines Schiffes einheitlich und die akzeptierte Einteilung ist rein methodischer Natur.

Bei der Untersuchung der Stabilität eines Schiffes werden seine Neigungen in zwei zueinander senkrechten Ebenen – Quer- und Längsebene – berücksichtigt. Wenn sich das Schiff in der durch die Rollwinkel bestimmten Querebene neigt, wird seine Seitenstabilität untersucht; Bei Neigung in der Längsebene, bestimmt durch die Trimmwinkel, wird seine Längsstabilität untersucht.

Wenn das Schiff ohne nennenswerte Winkelbeschleunigungen kippt (Pumpen flüssiger Ladung, langsamer Wasserfluss in die Kammer), wird die Stabilität als statisch bezeichnet.

In einigen Fällen wirken die Kräfte, die das Schiff neigen, plötzlich und verursachen erhebliche Winkelbeschleunigungen (Windböen, Wellenrollen usw.). In solchen Fällen wird die dynamische Stabilität berücksichtigt.

Stabilität ist eine sehr wichtige Seetüchtigkeitseigenschaft eines Schiffes; Zusammen mit dem Auftrieb sorgt es dafür, dass das Schiff in einer bestimmten Position relativ zur Wasseroberfläche schwimmt, die für Bewegung und Manöver erforderlich ist. Eine Verringerung der Stabilität des Schiffes kann zu einem Notrollen und -trimmen führen, und ein vollständiger Verlust der Stabilität kann zum Kentern führen.

Um eine gefährliche Verschlechterung der Stabilität des Schiffes zu verhindern, sind alle Besatzungsmitglieder verpflichtet:

Verschaffen Sie sich stets einen klaren Überblick über die Stabilität des Schiffes.

Kennen Sie die Gründe, die die Stabilität beeinträchtigen;

Alle Mittel und Maßnahmen zur Aufrechterhaltung und Wiederherstellung der Stabilität kennen und anwenden können.

2. Gleiche volumetrische Neigungen des Schiffes. Satz von Euler

Die Stabilität eines Schiffes wird unter sogenannten volumengleichen Neigungen untersucht, bei denen der Wert des Unterwasservolumens unverändert bleibt und sich nur die Form des Unterwasserteils des Schiffes ändert.

Lassen Sie uns die grundlegenden Definitionen im Zusammenhang mit der Neigung des Schiffes vorstellen:

Die Neigungsachse ist die Schnittlinie der Ebenen zweier Wasserlinien;

Die Neigungsebene ist eine Ebene senkrecht zur Neigungsachse, die durch den CV verläuft und der anfänglichen Gleichgewichtsposition des Schiffes entspricht.;

Neigungswinkel – der Drehwinkel des Schiffes um die Neigungsachse (der Winkel zwischen den Wasserlinienebenen), gemessen in der Neigungsebene;

Äquivolumenwasserlinien sind Wasserlinien, die beim Neigen des Schiffes keilförmige Volumina gleicher Größe abschneiden, von denen eines beim Neigen des Schiffes ins Wasser gelangt und das andere aus dem Wasser kommt.

Reis. 1. Betrachtung des Satzes von Euler

Bei einer bekannten anfänglichen Wasserlinie wird der Satz von Euler verwendet, um eine Wasserlinie mit gleichem Volumen zu konstruieren. Nach diesem Satz schneiden sich bei einer unendlich kleinen Neigung des Schiffes die Ebenen der Wasserlinien gleichen Volumens entlang einer geraden Linie, die durch ihren gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt (Schwerpunkt) verläuft, oder die Achse der unendlich kleinen Neigung des gleichen Volumens geht durch die Geometrie Mittelpunkt des Bereichs der ursprünglichen Wasserlinie.

Der Satz von Euler kann auch für endliche kleine Neigungen angewendet werden, wobei der Neigungswinkel umso kleiner ist, je kleiner der Fehler ist.

Es wird davon ausgegangen, dass bei Neigungen I 1012 0 und Ø 23 0 eine für die Praxis ausreichende Genauigkeit gewährleistet ist. Innerhalb dieser Winkel wird die anfängliche Stabilität des Schiffes berücksichtigt.

Wenn ein Schiff ohne Schlagseite und mit einem Trimm nahe Null fährt, ist bekanntlich die Ordinate des geometrischen Mittelpunkts der Wasserlinienfläche y f = 0 und die Abszislinie x f 0. Daher können wir in diesem Fall davon ausgehen, dass die Die Achse der kleinen Querneigung mit gleichem Volumen liegt im DP, und die Achse der Längsneigung mit kleinem Äquivolumen steht senkrecht zum DP und ist vom Quadrat versetzt. mittschiffs - Spant im Abstand x f (Abb. 1).

Der Wert x f ist eine Funktion des Tiefgangs d des Schiffes. Die Abhängigkeit x f (d) wird von den Kurven der Elemente der theoretischen Zeichnung dargestellt.

Wenn das Schiff in einer beliebigen Ebene geneigt wird, verläuft die Achse gleicher Volumenneigungen auch durch den geometrischen Mittelpunkt (Schwerpunkt) des Wasserlinienbereichs.

3. Metazentren und metazentrische Radien

Nehmen wir an, dass das Schiff aus seiner Ausgangsposition ohne Roll- oder Trimmneigung Quer- oder Längsneigungen mit gleichem Volumen ausführt. In diesem Fall ist die Ebene der Längsneigungen eine vertikale Ebene, die mit dem DP zusammenfällt, und die Ebene der Querneigungen ist eine vertikale Ebene, die mit der Ebene des durch den CV verlaufenden Rahmens zusammenfällt.

Seitliche Neigungen

Bei aufrechter Schiffslage liegt der CV im DP (Punkt C) und die Wirkungslinie der Auftriebskraft gV liegt ebenfalls im DP (Abb. 2). Wenn das Schiff in einem Winkel I quer geneigt wird, ändert sich die Form des eingetauchten Volumens, der CV bewegt sich in Neigungsrichtung vom Punkt C zum Punkt C I und die Wirkungslinie der Auftriebskraft wird zum DP geneigt ein Winkel I.

Der Schnittpunkt der Wirkungslinien der Auftriebskraft bei einer infinitesimalen Querneigung des Gefäßes mit gleichem Volumen wird als Quermetazentrum bezeichnet (Punkt m in Abb. 2). Der Krümmungsradius der Trajektorie des CV r (die Höhe des transversalen Metazentrums über dem CV) wird transversaler metazentrischer Radius genannt.

Im allgemeinen Fall ist die CV-Trajektorie eine komplexe räumliche Kurve und jeder Neigungswinkel entspricht seiner eigenen Position des Metazentrums (Abb. 3). Für kleine gleichvolumige Neigungen kann jedoch mit bekannter Näherung von einer Flugbahn ausgegangen werden

Der CV liegt in der Neigungsebene und ist ein Kreisbogen mit seinem Mittelpunkt im Punkt m. Wir können daher davon ausgehen, dass bei einer kleinen transversalen Neigung des Gefäßes mit gleichem Volumen aus einer geraden Position das transversale Metazentrum im DP liegt und seine Position nicht ändert (r = const).

Reis. 2. Bewegung des Zentralrads bei geringen Neigungen

Reis. 3. Bewegung des Mittelpunkts bei großen Neigungen

Reis. 4. Ableitung des Ausdrucks für den transversalen metazentrischen Radius

Der Ausdruck für den transversalen metazentrischen Radius r ergibt sich aus der Bedingung, dass die Achse der kleinen transversalen Gleichvolumenneigung des Gefäßes im DP liegt und dass bei einer solchen Neigung das keilförmige Volumen v gewissermaßen übertragen wird von der Seite, die das Wasser verlässt, bis zu der Seite, die ins Wasser gelangt (Abb. 4).

Nach dem bekannten Satz der Mechanik bewegt sich der Schwerpunkt des gesamten Systems in die gleiche Richtung parallel zur Bewegung des Körpers, wenn sich ein Körper bewegt, der zu einem Körpersystem gehört, und diese Bewegungen sind umgekehrt proportional zu die Gravitationskräfte des Körpers bzw. des Systems. Dieser Satz kann auf die Volumina homogener Körper erweitert werden. Bezeichnen wir:

С С И - Bewegung des Mittelpunkts (geometrischer Mittelpunkt des Volumens V),

b - Verschiebung des geometrischen Mittelpunkts des keilförmigen Volumens v. Dann gemäß dem Satz

von wo: S S I =

Für das Gefäßlängenelement dx erhalten wir unter der Annahme, dass das keilförmige Volumen in der Rahmenebene die Form eines Dreiecks hat:

oder im niedrigen Winkel

Wenn bis, dann:

dv b = y 3 Und dx.

Durch Integrieren erhalten wir:

v b = Und y 3 dx, oder:

wobei J x = ydx das Trägheitsmoment der Wasserlinienfläche relativ zur Längsmittelachse ist.

Dann sieht der Ausdruck zum Verschieben des Lebenslaufs so aus:

Wie aus Abb. ersichtlich ist. 5, im kleinen Winkel I

S S I r I

Wenn wir die Ausdrücke vergleichen, stellen wir fest, dass der transversale metazentrische Radius ist:

r =

Anwendung des transversalen Metazentrums:

z m = z c + r = z c +

Längsneigungen

Reis. 6. Ableitung des Ausdrucks für den longitudinalen metazentrischen Radius

In Analogie zu Querneigungen wird der Schnittpunkt der Wirkungslinien der Auftriebskraft bei einer infinitesimalen Längsneigung des Schiffes mit gleichem Volumen als Längsmetazentrum bezeichnet (Punkt M in Abb. 6). Die Höhe des longitudinalen Metazentrums über dem CV wird als longitudinaler metazentrischer Radius bezeichnet. Die Größe des Längsradius wird durch den Ausdruck bestimmt:

R = ,

wobei J yf das Trägheitsmoment der Wasserlinienfläche relativ zur Quermittelachse ist.

Anwendung des longitudinalen Metazentrums:

z m = z c + R = z c +

Da die Fläche der Wasserlinie in Längsrichtung verlängert ist, ist J yf viel größer als J x und dementsprechend ist R deutlich größer als r. Der Wert von R beträgt 1 2 Schiffslängen.

Metazentrische Radien und Anwendungen von Metazentren sind, wie aus der nachfolgenden Betrachtung hervorgeht, wichtige Merkmale der Stabilität des Gefäßes. Ihre Werte werden bei der Berechnung der Elemente des eingetauchten Volumens bestimmt und für ein Schiff, das ohne Krängung und Trimm schwimmt, durch die Kurven J x (d), J yf (d), r(d), R(d) dargestellt ) in der Zeichnung der gekrümmten Elemente der theoretischen Zeichnung.

4. Zustand der anfänglichen Stabilität des Schiffes

Metazentrische Höhen

Lassen Sie uns eine Bedingung finden, unter der ein Schiff, das im Gleichgewichtszustand ohne Roll- oder Trimmbewegungen schwimmt, Anfangsstabilität aufweist. Wir gehen davon aus, dass sich die Lasten beim Kippen des Schiffes nicht verschieben und der Schwerpunkt des Schiffes an dem Punkt bleibt, der der Ausgangslage entspricht.

Beim Neigen des Schiffes bilden die Schwerkraft P und die Auftriebskraft rV ein Paar, dessen Moment in gewisser Weise auf das Schiff einwirkt. Die Art dieses Effekts hängt von der relativen Position des Schwerpunkts und des Metazentrums ab.

Reis. 6. Erster Fall von Schiffsstabilität

Es gibt drei mögliche charakteristische Fälle des Schiffszustands, bei denen der Einfluss der Kraftmomente P und rV auf ihn qualitativ unterschiedlich ist. Betrachten wir sie am Beispiel von Querneigungen.

1. Fall (Abb. 6) – das Metazentrum liegt oberhalb des Schwerpunkts, d.h. z m > z g . In diesem Fall ist eine andere Lage des Größenschwerpunkts relativ zum Schwerpunkt möglich.

I. In der Ausgangsposition liegt der Schwerpunkt (Punkt C 0) unterhalb des Schwerpunkts (Punkt G) (Abb. 6, a), bei Neigung verschiebt sich der Schwerpunkt jedoch so weit in Richtung Neigung, dass Das Metazentrum (Punkt m) liegt über dem Schwerpunkt des Schiffes. Das Moment der Kräfte P und rV hat die Tendenz, das Gefäß in seine ursprüngliche Gleichgewichtsposition zurückzubringen, und ist daher stabil. Eine ähnliche Anordnung der Punkte m, G und C 0 findet man auf den meisten Schiffen.

II. In der Ausgangsposition liegt der Schwerpunkt (Punkt C 0) über dem Schwerpunkt (Punkt G) (Abb. 6, b). Wenn sich das Schiff neigt, richtet das resultierende Kräftemoment P und rV das Schiff auf und ist daher stabil. In diesem Fall hat das Kräftepaar, unabhängig von der Größe der Verschiebung des Größenschwerpunkts beim Kippen, immer das Bestreben, das Schiff aufzurichten. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass Punkt G unterhalb von Punkt C 0 liegt. Eine solch tiefe Schwerpunktlage, die auf Schiffen eine unbedingte Stabilität gewährleistet, ist konstruktiv nur schwer umzusetzen. Diese Anordnung des Schwerpunktes findet sich insbesondere bei Segelyachten.

Reis. 7. Zweiter und dritter Fall der Schiffsstabilität

2. Fall (Abb. 7, a) – das Metazentrum liegt unterhalb des Schwerpunkts, d.h. z m< z g . В этом случае при наклонении судна момент сил Р и гV стремится еще больше отклонить судно от исходного положения равновесия, которое, следовательно, является неустойчивым. В этом случае наклонения судно имеет отрицательный восстанавливающий момент, т.е. оно не остойчиво.

3. Fall (Abb. 7, b) – das Metazentrum fällt mit dem Schwerpunkt zusammen, d.h. z m = z g . In diesem Fall wirken beim Kippen des Schiffes die Kräfte P und rV weiterhin entlang derselben Vertikalen, ihr Moment ist gleich Null – das Schiff befindet sich in der neuen Position im Gleichgewichtszustand. In der Mechanik handelt es sich um ein indifferentes Gleichgewicht.

Aus schiffstheoretischer Sicht ist das Schiff gemäß der Definition der Schiffsstabilität im 1. Fall stabil, im 2. und 3. Fall nicht stabil.

Voraussetzung für die anfängliche Stabilität des Gefäßes ist also die Lage des Metazentrums über dem Schwerpunkt. Ein Schiff hat Seitenstabilität, wenn

und Längsstabilität, wenn

Von hier aus wird die physikalische Bedeutung des Metazentrums klar. Dieser Punkt ist die Grenze, bis zu der der Schwerpunkt angehoben werden kann, ohne dass das Schiff seine positive Anfangsstabilität verliert.

Der Abstand zwischen dem Metazentrum und dem Schwerpunkt des Schiffes bei W = I = 0 wird als anfängliche metazentrische Höhe oder einfach metazentrische Höhe bezeichnet. Die Quer- und Längsneigungsebenen des Gefäßes entsprechen den metazentrischen Querhöhen h und Längshöhen H. Es ist klar, dass

h = z m - z g und H = z m - z g, oder

h = z c + r – z g und H = z c + R – z g,

h = r – b und H = R – b,

wobei b = z g - z c die Höhe des Schwerpunkts über dem CV ist.

Wie Sie sehen, unterscheiden sich h und H nur in den metazentrischen Radien, weil b ist die gleiche Größe.

Daher ist H deutlich größer als h.

b = (1 %) R, daher wird in der Praxis davon ausgegangen, dass H = R.

5. MetazentrischStabilitätsformeln und ihre praktische Anwendung

Wie bereits erwähnt, wirkt beim Kippen des Schiffes ein Kräftepaar, dessen Moment den Grad der Stabilität charakterisiert.

Für kleine äquivolumige Neigungen des Gefäßes in der Querebene (Abb. 8) (CV bewegt sich in der Neigungsebene) kann das transversale Rückstellmoment durch den Ausdruck dargestellt werden

m ˆ = P = rV,

wobei der Momentenarm = l ist und als seitlicher Stabilitätsarm bezeichnet wird.

Aus dem rechtwinkligen Dreieck mGK finden wir das

l И = h sinИ, dann:

m ˆ = P h sinˆ = gV h sinˆ

Oder unter Berücksichtigung der kleinen Werte von I und der Annahme von sinII 0 /57,3 erhalten wir die metazentrische Formel für die Seitenstabilität:

m ˆ = gV h ˆ 0 /57,3

Betrachtet man analog die Neigung des Gefäßes in der Längsebene (Abb. 8), ist es nicht schwer, eine metazentrische Formel für die Längsstabilität zu erhalten:

M Ш = P l Ш = gV Н sin Ш = gV Н Ш 0 /57,3,

Dabei ist M Ш das Rückstellmoment in Längsrichtung und l Ш der Stabilitätsarm in Längsrichtung.

Reis. 8. Seitliche Neigung des Schiffes

In der Praxis wird der Stabilitätskoeffizient verwendet, der das Produkt aus Verschiebung und metazentrischer Höhe ist.

Seitenstabilitätskoeffizient

K I = gV h = P h

Längsstabilitätskoeffizient

K Ш = gV Н = Р Н

Unter Berücksichtigung der Stabilitätskoeffizienten ergeben sich die metazentrischen Formeln

m I = K I I 0 /57,3,

MW = KWW 0 /57,3

Metazentrische Stabilitätsformeln, die eine einfache Abhängigkeit des aufrichtenden Moments von der Schwerkraft und dem Neigungswinkel des Schiffes liefern, ermöglichen die Lösung einer Reihe praktischer Probleme, die unter Schiffsbedingungen auftreten.

Reis. 9. Längsneigung des Schiffes

Mithilfe dieser Formeln ist es insbesondere möglich, den Krängungs- oder Trimmwinkel zu bestimmen, den das Schiff durch den Einfluss eines bestimmten Krängungs- oder Trimmmoments bei bekannter Masse und metazentrischer Höhe erhält. Die Neigung des Schiffes unter dem Einfluss von m cr (M diff) führt zum Auftreten eines Rückstellmoments m I (M W) mit entgegengesetztem Vorzeichen, dessen Größe mit zunehmendem Rollwinkel (Trimm) zunimmt. Der Rollwinkel (Trimmwinkel) nimmt zu, bis das aufrichtende Moment in seiner Größe dem Krängungsmoment (Trimmmoment) entspricht, d. h. bis die Bedingung erfüllt ist:

m I = m cr und M Ø = M diff.

Danach schwimmt das Schiff mit folgenden Rollwinkeln (Trimm):

Und 0 = 57,3 m cr / gV h,

W 0 = 57,3 M diff /gV N

Unter der Annahme, dass in diesen Formeln I = 1 0 und W = 1 0 ist, finden wir die Werte des Moments, in dem das Schiff um ein Grad krängt, und des Moments, in dem das Schiff um ein Grad getrimmt wird:

m 1 0 = gV h = 0,0175 gV h,

M 1 0 = gV H = 0,0175 gV H

In einigen Fällen wird auch der Wert des Trimmmoments des Gefäßes pro Zentimeter m D verwendet. Bei einem kleinen Wert des Winkels Ш, wenn tg Ш Ш, Ш = (dн - dк)/L = Df/L.

Unter Berücksichtigung dieses Ausdrucks wird die metazentrische Formel für das longitudinale Rückstellmoment wie folgt geschrieben:

M W = M diff = gV N D f / L.

Unter der Annahme in der Formel D f = 1 cm = 0,01 m erhalten wir:

m D = 0,01 gV N/L.

Mit bekannten Werten von m 1 0, M 1 0 und m D können Krängungswinkel, Trimmwinkel und Trimm aus dem Einfluss eines gegebenen Krängungs- oder Trimmmoments auf das Schiff durch einfache Abhängigkeiten bestimmt werden:

Und 0 = m cr. / m 1 0 ; W 0 = M diff / M 1 0 ; D f = M Differenz / 100 m D

Bei den obigen Überlegungen wurde davon ausgegangen, dass das Schiff in seiner Ausgangsposition (vor dem Einfluss von m cr oder M diff) gerade und auf geradem Kiel schwebte. Wenn in der Ausgangsposition des Schiffes Roll und Trimm von Null abwichen, sollten die gefundenen Werte von I 0, Ш 0 und D f als zusätzlich (dI 0, dSh 0, dD f) betrachtet werden.

Mithilfe metazentrischer Stabilitätsformeln können Sie auch bestimmen, welches notwendige Krängungs- oder Trimmmoment auf das Schiff ausgeübt werden muss, um einen bestimmten Krängungs- oder Trimmwinkel zu erzeugen (zur Reparatur eines Lochs in der Seitenbeplattung, zum Lackieren oder zur Inspektion von Propellern). . Für ein Schiff, das ohne Rollen oder Trimmen in seiner Ausgangsposition schwimmt:

m cr = gV h I 0 /57,3 = m 1 0 I 0;

M diff = gV N W 0 /57,3 = M 1 0 W 0

oder M diff = 100 D f m D

Es ist praktisch zulässig, metazentrische Stabilitätsformeln bei kleinen Neigungswinkeln zu verwenden (I< 10 0 12 0 и Ш < 5 0) но при условии, что при этих углах не входит в воду верхняя палуба или не выходит из воды скула судна. Они справедливы также при условии, что восстанавливающие моменты m И и М Ш противоположны по знаку моментам m кр и М диф, т.е., что судно обладает положительной начальной остойчивостью.

6 . Formstabilität und Laststabilität

Die Betrachtung dieser Frage ermöglicht es, die Art der Stabilität festzustellen und die physikalischen Gründe für das Auftreten eines aufrichtenden Moments beim Kippen des Schiffes zu klären. Gemäß den metazentrischen Stabilitätsformeln (Winkel I und W werden im Bogenmaß ausgedrückt):

m I = gV h I = gV (r – b) I = gV r I – gV b I;

M Ø = gV Н Ø = gV (R - b) Ø = gV R Ø - gV b Ø

Somit stellen die Rückstellmomente m И, М Ш und die statischen Stabilitätsarme l И, l Ш die algebraische Summe ihrer Komponenten dar:

m I = m f + m n; M Sh = M f + M n;

l I = l f I + l n I; l Ø = l f Ø + l n Ø,

Wo sind die Momente?

m f = gV r I;

M f = gV R Ø,

Es ist üblich, die Momente der Formstabilität als Momente zu bezeichnen

m n = - gV b I;

M n = - gV b Ш,

Momente der Laststabilität und der Schultern

l f I = m f / gV;

l f Ø = M f / gV,

Quer- und Längsschultern der Formstabilität, Schultern

l n I = - m n / gV;

l n Ш = - M n / gV,

Quer- und Längslaststabilitätsarme.

b = z g - z c,

wobei J x und J yf das Trägheitsmoment der Wasserlinienfläche relativ zur Quer- bzw. Längsmittelachse sind, dann können die Form- und Lastmomente wie folgt dargestellt werden:

m f = g J x I,

M f = g J yf Ø;

m n = - gV (z g - z c) Und,

M n = - gV(z g - z c) Ш

Aufgrund seiner physikalischen Natur wirkt das Moment der Formstabilität immer entgegengesetzt zur Neigung des Gefäßes und sorgt daher stets für Stabilität. Es wird durch das Trägheitsmoment der Wasserlinienfläche relativ zur Neigungsachse berechnet. Es ist die Stabilität der Form, die eine deutlich höhere Längsstabilität im Vergleich zur Querstabilität vorgibt, weil J yf » J x .

Das Stabilitätsmoment der Ladung aufgrund der Lage des Schwerpunkts über dem CV b = (z g - z c) > 0 verringert immer die Stabilität des Gefäßes und wird im Wesentlichen nur durch die Stabilität der Form gewährleistet.

Es kann davon ausgegangen werden, dass bei fehlender Wasserlinie, beispielsweise bei einem untergetauchten U-Boot, kein Formmoment vorliegt (J x = 0). In der eingetauchten Position hat das U-Boot aufgrund der Ballastierung von Spezialtanks eine Schwerpunktposition unterhalb des CV, wodurch seine Stabilität durch die Stabilität der Ladung gewährleistet wird.

7 . Bestimmung der anfänglichen StabilitätsmaßnahmenSchiff

Das Schiff gerade und auf einem geraden Kiel landen

In Fällen, in denen das Schiff mit kleinen Krängungs- und Trimmwinkeln fährt, können Maße der Anfangsstabilität mithilfe metazentrischer Diagramme ermittelt werden.

Für eine gegebene Masse des Gefäßes besteht die Bestimmung der Maße der anfänglichen Stabilität darin, die Anwendung der Metazentren (oder metazentrischen Radien und Anwendungen des CV) und die Anwendung des Schwerpunkts zu bestimmen.

Reis. 10. Metazentrisches Diagramm

Anwenden CV z c und metazentrische Radien r, R sind Merkmale des eingetauchten Volumens des Schiffes und hängen vom Tiefgang ab. Diese Abhängigkeiten werden in einem metazentrischen Diagramm dargestellt, das in den gekrümmten Elementen der theoretischen Zeichnung enthalten ist. Mithilfe des metazentrischen Diagramms (Abb. 10) können Sie nicht nur z c und r bestimmen, sondern mit einer bekannten Schwerpunktanwendung auch die transversale metazentrische Höhe des Gefäßes ermitteln.

In Abb. Abbildung 10 zeigt die Reihenfolge der Berechnung der transversalen metazentrischen Höhe des Schiffes beim Empfang von Ladung. Wenn wir die Masse der angenommenen Ladung m und die Anwendung ihres Schwerpunkts z kennen, können wir die neue Anwendung des Schiffsschwerpunkts z g 1 mit der Formel bestimmen:

z g 1 = z g + (z- z g),

Dabei ist z g der Schwerpunkt des Schiffes vor der Übernahme der Ladung.

Landung des Schiffes mit Trimmung

Wenn ein Schiff mit Trimm fährt, gelangen vollere Abschnitte des Rumpfes ins Wasser, was zu einer Vergrößerung der Wasserlinienfläche (Formstabilität) und dementsprechend der transversalen metazentrischen Höhe führt. Bei Fischereifahrzeugen sind die Heckkonturen voller als die Bugkonturen, daher ist mit einer Erhöhung der Seitenstabilität des Schiffes zu rechnen, wenn es auf das Heck getrimmt wird, und mit einer Abnahme der Seitenstabilität des Schiffes, wenn es auf den Bug getrimmt wird.

Reis. 11. Firsov-Gundobin-Diagramm

Zur Berechnung der transversalen metazentrischen Höhe des Gefäßes unter Berücksichtigung des Trimms werden Firsov-Gundobin-Diagramme, Anfangsstabilität KTIRPiKh und Interpolationskurven verwendet.

Das Firsov-Gundobin-Diagramm (Abb. 11) unterscheidet sich vom Firsov-Diagramm dadurch, dass es die Kurven z m und z c enthält, deren Werte aus den bekannten Tiefgängen des Schiffsbugs und -hecks ermittelt werden.

Mit dem KTIRPiKh-Anfangsstabilitätsdiagramm (Abb. 12) können Sie die Anwendung des Schiffsmetazentrums z m aus der bekannten Masse D und der Abszisse seines Schwerpunkts x g bestimmen.

Mithilfe des Diagramms der Interpolationskurven (Abb. 13) ist es bei bekannten Tiefgängen des Schiffsbugs und -hecks möglich, den transversalen metazentrischen Radius r und das Applikat der Mitte der Schiffsgröße z c zu ermitteln.

Die Diagramme in Abb. 11-13 ermöglichen es Ihnen, z m für jede Landung des Schiffes zu finden, auch auf einem geraden Kiel. Dadurch ist es möglich, die Auswirkung des Trimms auf die anfängliche Seitenstabilität des Schiffes zu analysieren.

Reis. 12. Diagramm der Anfangsstabilität des Trawlers vom Typ Karelia

Stabilitätsschiff Metacenter-Fracht

Reis. 13. Diagramm zur Bestimmung von z c und r

8 . Auswirkungen der Frachtbewegung auf die Landung undSchiffsstabilität

Um die Landung und Stabilität des Schiffes bei willkürlicher Ladungsbewegung zu bestimmen, müssen die vertikale, horizontale Quer- und horizontale Längsbewegung getrennt betrachtet werden.

Es ist zu beachten, dass Sie zunächst Berechnungen zu Stabilitätsänderungen (vertikale Bewegung, Heben einer Last) durchführen sollten.

VertikalFrachtbewegung

Von Punkt 1 bis Punkt 2 entsteht kein Moment, das das Schiff kippen könnte, und daher ändert sich seine Landung nicht (es sei denn, die Stabilität des Schiffes bleibt positiv). Eine solche Bewegung führt lediglich zu einer Höhenveränderung der Lage des Schiffsschwerpunktes. Daraus lässt sich schließen, dass diese Bewegung zu einer Änderung der Laststabilität bei unveränderter Formstabilität führt. Die Verschiebung des Schwerpunkts wird durch den bekannten Satz der theoretischen Mechanik bestimmt:

dz g = (z 2 - z 1),

wobei m die Masse der transportierten Ladung ist,

D ist die Masse des Gefäßes,

z 1 und z 2 – Die Schwerpunktlast gilt vor und nach der Bewegung.

Der Zuwachs der metazentrischen Höhen beträgt:

dh = dN = - dz g = - (z 2 - z 1)

Das Schiff hat nach dem Transport der Ladung eine transversale metazentrische Höhe:

Die vertikale Bewegung der Last führt aufgrund der Kleinheit von dN im Vergleich zum Wert von H nicht zu einer signifikanten Änderung der metazentrischen Längshöhe.

Reis. 14. Vertikale Bewegung der Ladung

Reis. 15. Horizontale Querbewegung der Ladung

Schwebende Lasten

Sie entstehen auf dem Schiff, wenn Fracht aus dem Laderaum auf das Deck gehoben wird, der Fang empfangen wird, Netze mithilfe von Frachtauslegern eingeholt werden usw. Eine schwebende Last (Abb. 16) hat den gleichen Einfluss auf die Stabilität eines Schiffes wie eine vertikal bewegte Last, nur dass die Änderung der Stabilität sofort in dem Moment auftritt, in dem sie von der Stütze getrennt wird. Wenn beim Anheben der Last die Spannung im Anhänger gleich dem Gewicht der Last wird, verschiebt sich der Schwerpunkt der Last von Punkt 1 zum Aufhängepunkt (Punkt 2) und weiteres Anheben hat keinen Einfluss auf die Stabilität des Schiffes . Mit der Formel lässt sich die Änderung der metazentrischen Höhe abschätzen

wobei l = (z 2 - z 1) die Anfangslänge der Lastaufhängung ist.

Auf kleinen Schiffen kann das Heben von Ladung mit Schiffsauslegern bei eingeschränkter Stabilität eine erhebliche Gefahr darstellen.

Querhorizontale Bewegung der Ladung

Die horizontale Querbewegung einer Ladungsmasse m (Abb. 17) führt zu einer Änderung der Rollbewegung des Schiffes infolge des resultierenden Moments m cr mit einer Schulter (y 2 - y 1) cosI.

m cr = m (y 2 - y 1) cosI = m l y cosI,

Dabei sind y 1 und y 2 die Ordinaten der Schwerpunktposition der Last vor und nach der Bewegung.

Unter Berücksichtigung der Gleichheit des Krängungsmoments m cr und des aufrichtenden Moments m und unter Verwendung der metazentrischen Stabilitätsformel erhalten wir:

Äh sinИ = m l y cosИ, von wo

tgИ = m l y /Äh.

Da die Rollwinkel klein sind, können wir davon ausgehen, dass tgИ = И = И 0 /57,3, und die Formel nimmt die Form an

Und 0 = 57,3 m l y /Dh.

Wenn das Schiff vor dem Bewegen der Ladung eine Seite hatte, sollte der Winkel in dieser Formel als Inkrement dI 0 betrachtet werden

Reis. 17.

Horizontale Längsbewegung der Ladung

Die horizontale Längsbewegung der Ladung (Abb. 18) führt zu einer Änderung des Schiffstrimms und der metazentrischen Querhöhe. In Analogie zum vorherigen Fall mit M Ш = M diff erhalten wir:

tg Ø = m l x /DN, oder

W 0 = 57,3 m l x / DN.

In der Praxis werden Längsneigungen häufig anhand des Beschnittmaßes beurteilt

D f = Ø 0 L /57,3, dann

D f = ml x L /DN,

wobei L die Länge des Gefäßes ist.

Verwendung des Moments zur Differenzierung des Gefäßes um 1 cm (in der Lastskala und in KETCH enthalten)

m D = 0,01 gV N/L (kN·m/cm);

m D = 0,01 DN/L = 0,01 DR/L (t m/cm),

seit Н R erhalten wir

D f = ml x / m D (cm).

Änderung der Setzung während der Längsbewegung der Ladung:

dd n = (0,5L - x f) Df/ L,

dd k = - (0,5L + x f) Df/ L.

Dann wird der neue Entwurf des Schiffes sein:

d n = d + dd n = d + (0,5L - x f) Df/ L,

d k = d + dd k = d - (0,5L + x f) Df/ L;

wobei x f die Abszisse der Längsneigungsachse ist.

Der Einfluss des Trimms auf die metazentrische Höhe des Schiffes wird ausführlich in 7.2 besprochen.

9 . Die Auswirkung der Aufnahme einer kleinen Last auf die Landung und Stabilität des Schiffes

Die Änderung der Schiffsposition bei der Ladungsannahme wurde in 4.4 besprochen. Bestimmen wir die Änderung der transversalen metazentrischen Höhe dh bei Aufnahme einer kleinen Last der Masse m (Abb. 19), deren Schwerpunkt auf derselben Vertikalen wie der Schwerpunkt des Wasserlinienbereichs am Punkt mit Anwendung z liegt .

Durch die Erhöhung des Tiefgangs erhöht sich die Volumenverdrängung des Schiffes um dV = m/s und es entsteht eine zusätzliche Auftriebskraft g dV, die im Schwerpunkt der Schicht zwischen den Wasserlinien WL und W 1 L 1 wirkt.

Reis. 19. Annahme kleiner Ladung auf dem Schiff

Wenn man davon ausgeht, dass es sich um ein Schiff mit geraden Seiten handelt, ist der anwendbare Schwerpunkt des zusätzlichen Auftriebsvolumens gleich d + dd /2, wobei die Zunahme des Tiefgangs mithilfe der bekannten Formeln dd = m/ cS oder dd = bestimmt wird m / q cm.

Wenn das Schiff um einen Winkel I geneigt ist, bilden die Gewichtskraft der Ladung p und die gleiche Auftriebskraft g dV ein Kräftepaar mit einer Schulter (d + dd /2 -z) sinI. Das Moment dieses Paares dm I = p (d + dd /2 - z) sin Und erhöht das anfängliche Aufrichtmoment des Gefäßes m I = gV h sin Und daher wird das Aufrichtmoment nach Aufnahme der Last gleich

m Und 1 = m Und + dm Und, oder

(gV + g dV)(h + dh) sin I = gV h sin I + g dV(d + dd /2 - z) sin Und,

Wenn wir auf Massenwerte umsteigen, erhalten wir

(D + m)(h + dh) sin I = D h sin I + m (d + dd /2 - z) sin I.

Aus der Gleichung ermitteln wir das Inkrement der metazentrischen Höhe dh:

Für den allgemeinen Fall der Aufnahme oder Entfernung einer kleinen Ladung lautet die Formel:

wobei + (-) beim Annehmen (Entfernen) der Last eingesetzt wird.

Aus der Formel geht das klar hervor

dh< 0 при z >(d dd /2 - h) und

dh > 0 bei z< (d дd /2 - h), а

dh = 0 bei z = (d dd /2 - h).

Die Gleichung z = (d dd /2 - h) ist die Gleichung der neutralen (Grenz-)Ebene.

Die neutrale Ebene ist eine Ebene, auf der die Aufnahme einer Last die Stabilität des Schiffes nicht verändert. Die Aufnahme einer Last oberhalb der neutralen Ebene verringert die Stabilität des Schiffes, unterhalb der neutralen Ebene erhöht sie sich.

10 . Einfluss flüssiger Ladung auf die Schiffsstabilität

Das Schiff befördert eine erhebliche Menge flüssiger Ladung in Form von Treibstoff-, Wasser- und Ölreserven. Wenn eine flüssige Ladung einen Tank vollständig ausfüllt, wirkt sie sich ähnlich auf die Stabilität des Schiffes aus wie eine entsprechende feste Ladung

m f = c f v f.

Auf einem Schiff gibt es fast immer Tanks, die nicht vollständig gefüllt sind, d. h. die Flüssigkeit hat darin eine freie Oberfläche. Auch durch Brandbekämpfung und Rumpfschäden kann es zu freien Flächen auf einem Schiff kommen. Freie Oberflächen wirken sich stark negativ sowohl auf die Anfangsstabilität als auch auf die Stabilität des Schiffes bei großen Neigungen aus. Wenn sich das Schiff neigt, strömt die flüssige Ladung, die über eine freie Oberfläche verfügt, in Richtung der Neigung und erzeugt so ein zusätzliches Moment, das das Schiff krängt. Das resultierende Moment kann als negative Änderung des aufrichtenden Moments des Schiffes betrachtet werden.

Reis. 20. Einfluss auf die Anfangsstabilität der freien Oberfläche einer flüssigen Ladung

Freier Oberflächeneinfluss

Wir betrachten den Einfluss der freien Oberfläche (Abb. 20) bei der Landung des Schiffes gerade und auf geradem Kiel. Nehmen wir an, dass sich in einem der Tanks des Schiffes eine flüssige Ladung mit einem Volumen v l und einer freien Oberfläche befindet. Wenn sich das Schiff um einen kleinen Winkel I neigt, neigt sich auch die freie Oberfläche der Flüssigkeit und der Schwerpunkt der Flüssigkeit q verschiebt sich in eine neue Position q 1. Aufgrund der Kleinheit des Winkels I können wir davon ausgehen, dass diese Bewegung entlang eines Kreisbogens mit dem Radius r 0 mit einem Mittelpunkt im Punkt m 0 erfolgt, in dem sich die Wirkungslinien des Flüssigkeitsgewichts vor und nach der Neigung schneiden Das Schiff. In Analogie zum metazentrischen Radius

r 0 = i x /v w,

wobei i x das Eigenträgheitsmoment der freien Oberfläche der Flüssigkeit relativ zur Längsachse (parallel zur Koordinatenachse OX) ist. Es ist leicht zu erkennen, dass der betrachtete Fall die gleiche Auswirkung auf die Stabilität hat wie der suspendierte Fall, bei dem l = r 0 und m = c w v f.

Reis. 21. Kurven des dimensionslosen Koeffizienten k

Mit der Formel für eine schwebende Last erhalten wir die Formel für den Einfluss auf die Stabilität der freien Oberfläche der Flüssigkeit:

Wie aus der Formel hervorgeht, ist es i x, das die Stabilität beeinflusst.

Das Trägheitsmoment der freien Oberfläche wird nach der Formel berechnet

Dabei sind l und b die Länge und Breite der Oberfläche und k ein dimensionsloser Koeffizient, der die Form der freien Oberfläche berücksichtigt.

Bei dieser Formel ist auf den letzten Faktor b 3 zu achten, dass die Breite der Fläche stärker als die Länge Einfluss auf i x und damit dh hat. Daher ist bei breiten Abteilen besonders auf lose Untergründe zu achten.

Lassen Sie uns ermitteln, um wie viel der Stabilitätsverlust eines rechteckigen Tanks nach dem Einbau von n Längsschotts in gleichen Abständen voneinander abnimmt

i x n = (n +1) k l 3 = k l b 3 /(n +1) 2 .

Das Verhältnis der Änderungen der metazentrischen Höhe vor dem Einbau und nach dem Einbau der Schotte beträgt

dh / dh n = i x / i x n = (n +1) 2 .

Wie aus den Formeln hervorgeht, verringert der Einbau einer Trennwand den Einfluss der freien Oberfläche auf die Stabilität um das Vierfache, um das Zweifache, um das Neunfache usw.

Der Koeffizient k kann aus der Kurve in Abb. ermittelt werden. 21, bei der die obere Kurve einem asymmetrischen Trapez entspricht, die untere einem symmetrischen. Für praktische Berechnungen sollte der Koeffizient k, unabhängig von der Form der Fläche, für rechteckige Flächen mit k = 1/12 angenommen werden.

Unter Bordbedingungen wird der Einfluss flüssiger Ladung anhand der Tabellen in den „Informationen zur Schiffsstabilität“ berücksichtigt.

Tabelle 1

Korrektur des Einflusses freier Oberflächen flüssiger Ladung auf die Stabilität eines Schiffes vom Typ BMTR „Mayakovsky“.

Änderung, m, dh	Schiffsverdrängung, m

Die Tabellen enthalten Korrekturen der metazentrischen Höhe des Schiffs dh für eine Reihe von Tanks, die aufgrund der Betriebsbedingungen teilweise gefüllt sein können (Tabelle 1), auf den seitlichen Stabilitätskoeffizienten dm h = dh = c w i x für jeden Tank separat (Tabelle 2). Tanks mit Anpassungen der metazentrischen Höhe von weniger als 1 cm werden in den Berechnungen nicht berücksichtigt.

Abhängig von der Art der Korrekturen wird anhand der Formeln die metazentrische Höhe des Schiffes unter Berücksichtigung des Einflusses flüssiger Ladung in teilweise gefüllten Tanks ermittelt

h = zm – zg – dh;

h = z m - z g - dm h /

Wie Sie sehen können, scheinen freie Oberflächen den Schwerpunkt des Gefäßes zu erhöhen oder sein transversales Metazentrum um einen gewissen Betrag zu verringern

dz g = dz m = dh = dm h /

Auch das Aussehen der freien Oberfläche der flüssigen Ladung beeinflusst die Längsstabilität des Schiffes. Die Korrektur der longitudinalen metazentrischen Höhe wird durch die Formel bestimmt

dN = - s f i y /,

wobei i y das eigene Trägheitsmoment der freien Oberfläche der Flüssigkeit relativ zur Querachse (parallel zur Koordinatenachse des OU) ist. Aufgrund des signifikanten Wertes der longitudinalen metazentrischen Höhe H wird die dH-Korrektur jedoch normalerweise vernachlässigt.

Die betrachtete Stabilitätsänderung gegenüber der freien Oberfläche der Flüssigkeit tritt auf, wenn ihr Volumen 5 bis 95 % des Tankvolumens beträgt. In solchen Fällen soll die freie Oberfläche zu einem effektiven Stabilitätsverlust führen.

Tabelle 2

Korrektur des Einflusses freier Oberflächen flüssiger Ladung auf die Stabilität des Schiffes m/v „Alexander Safontsev“

Name	Abszisse CG, m	Anwendung CG, m	Drehmoment mx, tm	Moment mz, tm	Korrekturen für freie Flächen, tm

Panzer DT Nr. 3
Kesselwagen DT Nr. 4
Kesselwagen DT Nr. 5
Kesselwagen DT Nr. 6
Kesselwagen DT Nr. 35

Reis. 22. Fall eines unwirksamen Stabilitätsverlustes

Befindet sich im Tank nur eine sehr dünne Flüssigkeitsschicht oder ist der Tank fast bis zum Rand gefüllt, beginnt die Breite der freien Oberfläche beim Kippen des Gefäßes stark abzunehmen (Abb. 22). Dementsprechend nimmt auch das Trägheitsmoment der freien Oberfläche stark ab und damit die Korrektur zur metazentrischen Höhe. Diese. Es entsteht ein unwirksamer Stabilitätsverlust, der praktisch vernachlässigt werden kann.

Um die negativen Auswirkungen überlaufender flüssiger Ladung auf die Schiffsstabilität zu verringern, können folgende konstruktive und organisatorische Maßnahmen vorgesehen werden:

Einbau von Längs- oder Querschotts in Tanks, wodurch die eigenen Trägheitsmomente i x und i y stark reduziert werden können;

Einbau von Längs- oder Quermembranschotts in Tanks mit kleinen Löchern im Unter- und Oberteil. Bei starker Neigung des Schiffes (z. B. beim Nicken) fungiert die Membran als Schott, da die Flüssigkeit recht langsam durch die Löcher fließt. Aus konstruktiver Sicht sind Membranen komfortabler als undurchlässige Schotte, da bei deren Einbau die Füll-, Entleerungs- und Entlüftungssysteme von Tanks deutlich komplizierter werden. Bei längeren Neigungen des Behälters können die Membranen jedoch aufgrund ihrer Durchlässigkeit den Einfluss der überlaufenden Flüssigkeit auf die Stabilität nicht verringern;

Bei der Annahme flüssiger Ladung ist darauf zu achten, dass die Tanks vollständig gefüllt sind, ohne dass sich freie Flüssigkeitsoberflächen bilden;

Stellen Sie beim Verbrauch von flüssiger Ladung sicher, dass die Tanks vollständig entleert sind; „Tote Bestände“ an flüssiger Ladung sollten minimal sein;

Sorgen Sie für trockene Laderäume in Schiffsräumen, in denen sich Flüssigkeiten ansammeln können, mit einer großen freien Oberfläche;

Befolgen Sie strikt die Anweisungen zum Empfang und zur Entsorgung flüssiger Fracht an Bord des Schiffes.

Die Nichtbeachtung der aufgeführten organisatorischen Maßnahmen durch die Schiffsbesatzung kann zu einem erheblichen Verlust der Schiffsstabilität und einem Unfall führen.

11 . Experimentelle Bestimmung der MetazentrikHöhe und Lage des Schiffsschwerpunktes

Beim Entwurf eines Schiffes wird dessen Anfangsstabilität für typische Lastfälle berechnet. Die tatsächliche Stabilität des gebauten Schiffes weicht aufgrund von Berechnungsfehlern und Abweichungen vom Entwurf während des Baus von der berechneten ab. Daher wird auf Schiffen eine experimentelle Bestimmung der Anfangsstabilität – Neigung – durchgeführt, gefolgt von der Berechnung der Position des Schiffsschwerpunkts.

Folgendes sollte gehäuft werden:

In Serie gebaute Schiffe (das erste und dann jedes fünfte Schiff der Serie);

Jedes neue Schiff in nicht serienmäßiger Bauweise;

Jedes Gefäß nach der Restaurierung;

Schiffe nach größeren Reparaturen, Umrüstungen oder Modernisierungen mit einer Änderung der Verdrängung von mehr als 2 %;

Fahrzeuge nach der Verlegung von festem Festballast, wenn die Änderung des Schwerpunkts rechnerisch nicht ausreichend genau ermittelt werden kann;

Behälter, deren Stabilität unbekannt ist oder getestet werden muss.

Das Krängen erfolgt im Beisein eines Registerinspektors gemäß der speziellen „Anleitung zum Krängen von Registerschiffen“.

Die Essenz des Heeling ist wie folgt. Die Neigung erfolgt auf Basis der Gleichheit m cr = m I, die die Gleichgewichtslage des Schiffes bei einer Rollbewegung I 0 bestimmt. Das Krängungsmoment entsteht durch die Bewegung von Lasten (Schrägballast) über die Schiffsbreite im Abstand l y ; innerhalb kleiner Neigungen des Schiffes:

m cr = m l y.

Dann aus der Gleichung m l y = сV h И 0 /57,3

Sie finden, dass h = 57,3 m l y /сVI 0.

Die Höhe des Schiffsschwerpunkts über der Hauptebene z g und die Abszisse des Schwerpunkts x g werden aus den folgenden Ausdrücken bestimmt:

z g = z c + r – h; und x g = x c .

Die Werte von z c , r und x c bei fehlendem oder kleinem Beschnitt werden anhand der gekrümmten Elemente der theoretischen Zeichnung entsprechend dem Verschiebungswert V ermittelt. Bei vorhandenem Beschnitt müssen diese Werte durch a bestimmt werden Sonderberechnung. Die Verdrängung V wird auf der Bonjean-Skala ermittelt, indem der Tiefgang des Schiffsbugs und -hecks entlang der Markierungen der Aussparung gemessen wird. Die Dichte von Meerwasser wird mit einem Hydrometer bestimmt.

Die Rollballastmasse m und der Transferarm l y werden vorgegeben und der Rollwinkel I 0 gemessen.

Vor der Krängung sollte die Schiffslast möglichst nahe an der Verdrängung eines Leichtschiffs liegen (98–104 %). Die metazentrische Höhe des Schiffes muss mindestens 0,2 m betragen. Um dies zu erreichen, ist Ballast zulässig.

Vorräte und Ersatzteile müssen an ihrem gewohnten Platz sein, Ladungen müssen gesichert sein und Tanks für Wasser, Kraftstoff und Öl müssen entleert sein. Im gefüllten Zustand müssen Ballasttanks eingedrückt werden.

Der Inline-Ballast wird auf dem offenen Deck des Schiffes beidseitig auf speziellen Gestellen in mehreren Reihen relativ zum DP verlegt. Die über das Schiff transportierte Masse des Schrägballasts sollte einen Krängungswinkel von etwa 3° gewährleisten.

Zur Messung von Rollwinkeln werden spezielle Waagen (mindestens 3 Meter lang) oder Inklinographen angefertigt. Die Verwendung von Schiffsneigungsmessern zur Winkelmessung ist nicht akzeptabel, da sie einen erheblichen Fehler verursachen.

Das Krängen erfolgt bei ruhigem Wetter, wenn die Schiffsneigung nicht mehr als 0,5 0 beträgt. Die Tiefe des Wasserbereichs sollte verhindern, dass Sie den Boden berühren oder Teile des Rumpfes in schlammigem Boden liegen. Das Schiff muss in der Lage sein, sich frei zu krängen. Die Festmacherleinen müssen locker sein und das Schiff darf die Wand oder den Rumpf eines anderen Schiffs nicht berühren.

Die Erfahrung besteht darin, den Rollballast auf Befehl hin und her zu bewegen und den Rollwinkel vor und nach dem Transfer zu messen.

Die Ermittlung der Anfangsstabilität anhand der Rollperiode erfolgt nach der bekannten „Kapitäns“-Formel:

wobei f I die Periode der Bordschwingungen des Schiffes ist;

C I - Trägheitskoeffizient;

B ist die Breite des Gefäßes.

Es wird empfohlen, die Rollzeit eines Schiffes bei jedem Krängungsversuch zu bestimmen, und bei Schiffen mit einer Verdrängung von weniger als 300 Tonnen ist die Bestimmung obligatorisch. Das Mittel zur Bestimmung von fI ist ein Neigungsmesser oder Stoppuhren (mindestens drei Beobachter).

Das Schaukeln des Schiffes erfolgt durch koordinierte Bewegungen der Besatzung von einer Seite zur anderen im Takt der Vibrationen des Schiffes, bis das Schiff um 5 8 0 kippt. Die Formel des Kapitäns ermöglicht es, bei jedem Zustand der Schiffsbeladung die metazentrische Höhe bei Wellengang näherungsweise zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass der Wert des Trägheitskoeffizienten C I für dasselbe Schiff nicht derselbe ist, sondern von seiner Beladung und Platzierung der Ladung abhängt. In der Regel ist der Trägheitskoeffizient eines leeren Schiffes größer als der eines beladenen.

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Stabilitätsbedingungen

Nehmen wir an, dass das Schiff, das sich in direkter Gleichgewichtslage befindet und entlang der Wasserlinie der Oberleitung schwimmt, durch die Wirkung des äußeren Krängungsmoments Mkr so stark gekrängt hat, dass die ursprüngliche Wasserlinie der Oberleitung mit der Die neue bestehende Wasserlinie B 1 L 1 bildet einen kleinen Winkel θ. Aufgrund der Formänderung des in Wasser getauchten Rumpfteils ändert sich auch die Verteilung der auf diesen Rumpfteil wirkenden hydrostatischen Druckkräfte. Die Mitte der Schiffsgröße bewegt sich in Richtung der Rolle und bewegt sich von Punkt C zu Punkt C 1.

Die Stützkraft D' wird, wenn sie unverändert bleibt, senkrecht nach oben senkrecht zur neuen effektiven Wasserlinie gerichtet sein und ihre Wirkungslinie wird die DP im ursprünglichen transversalen Metazentrum m schneiden.

Die Lage des Schiffsschwerpunkts bleibt unverändert und die Gewichtskraft P steht senkrecht zur neuen Wasserlinie B 1 L 1. Somit liegen die Kräfte P und D' parallel zueinander nicht auf derselben Vertikalen und bilden daher ein Kräftepaar mit dem Arm GK, wobei Punkt K die Basis der Senkrechten ist, die vom Punkt G zum abgesenkt wird Wirkrichtung der Stützkraft.

Das aus dem Gewicht des Schiffes und der Stützkraft gebildete Kräftepaar, das das Schiff in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückbringen soll, wird als Wiederherstellungspaar bezeichnet, und das Moment dieses Paares wird als Wiederherstellungsmoment Mθ bezeichnet.

Die Frage der Stabilität eines krängenden Schiffes wird durch die Wirkungsrichtung des aufrichtenden Moments entschieden. Wenn das Rückstellmoment dazu neigt, das Schiff in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückzubringen, dann ist das Rückstellmoment positiv, die Stabilität des Schiffes ist ebenfalls positiv – das Schiff ist stabil. In Abb. Abbildung 2 zeigt den Ort der auf das Schiff wirkenden Kräfte, was einem positiven Rückstellmoment entspricht. Es ist leicht zu überprüfen, dass ein solcher Moment auftritt, wenn der Schwerpunkt unterhalb des Metazentrums liegt.

Reis. 2

Reis. 3

In Abb. Abbildung 3 zeigt den umgekehrten Fall, wenn das Rückstellmoment negativ ist (der Schwerpunkt liegt über dem Metazentrum). Es tendiert dazu, das Schiff noch weiter aus seiner Gleichgewichtslage abzulenken, da seine Wirkungsrichtung mit der Wirkungsrichtung des äußeren Krängungsmoments Mkr übereinstimmt. In diesem Fall ist das Schiff nicht stabil.

Theoretisch kann davon ausgegangen werden, dass das Rückstellmoment beim Kippen des Schiffes gleich Null ist, d. h. die Gewichtskraft des Schiffes und die Stützkraft liegen auf derselben Vertikalen, wie in Abb. 4.

Reis. 4

Das Fehlen eines aufrichtenden Moments führt dazu, dass das Schiff nach Wegfall des krängenden Moments in einer geneigten Lage verbleibt, sich also in einem indifferenten Gleichgewicht befindet.

Entsprechend der relativen Position des transversalen Metazentrums m und C.T. G kann anhand des Vorzeichens des aufrichtenden Moments oder mit anderen Worten anhand der Stabilität des Schiffes beurteilt werden. Liegt das transversale Metazentrum also über dem Schwerpunkt (Abb. 2), ist das Schiff stabil.

Liegt das transversale Metazentrum unterhalb des Schwerpunkts oder fällt mit diesem zusammen (Abb. 3, 4), ist das Schiff nicht stabil.

Daraus ergibt sich das Konzept der metazentrischen Höhe: Die transversale metazentrische Höhe ist die Höhe des transversalen Metazentrums über dem Schwerpunkt des Gefäßes in der anfänglichen Gleichgewichtsposition.

Die transversale metazentrische Höhe (Abb. 2) wird durch den Abstand vom Schwerpunkt (d. h. G) zum transversalen Metazentrum (d. h. m), d. h. dem Segment mG, bestimmt. Dieses Segment ist ein konstanter Wert, da und C.T. , und das transversale Metazentrum ändern ihre Position bei kleinen Neigungen nicht. In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, es als Kriterium für die Anfangsstabilität eines Schiffes zu akzeptieren.

Liegt das transversale Metazentrum über dem Schwerpunkt des Gefäßes, gilt die transversale metazentrische Höhe als positiv. Dann lässt sich die Bedingung für die Stabilität des Gefäßes wie folgt formulieren: Das Gefäß ist stabil, wenn seine transversale metazentrische Höhe positiv ist. Diese Definition ist insofern praktisch, als sie es ermöglicht, die Stabilität des Schiffes zu beurteilen, ohne seine Neigung zu berücksichtigen, d. h. bei einem Rollwinkel von Null, wenn überhaupt kein aufrichtendes Moment vorhanden ist. Um festzustellen, welche Daten erforderlich sind, um den Wert der transversalen metazentrischen Höhe zu erhalten, wenden wir uns Abb. zu. 5 zeigt die relative Lage des Schwerpunkts C, des Schwerpunkts G und des transversalen Metazentrums m eines Schiffs mit positiver anfänglicher Seitenstabilität.

Reis. 5

Die Abbildung zeigt, dass die transversale metazentrische Höhe h durch eine der folgenden Formeln bestimmt werden kann:

h = Z C ± r - Z G ;

Die transversale metazentrische Höhe wird häufig anhand der letzten Gleichung bestimmt. Die Anwendung des transversalen Metazentrums Zm kann dem metazentrischen Diagramm entnommen werden. Die Hauptschwierigkeiten bei der Bestimmung der transversalen metazentrischen Höhe eines Schiffes ergeben sich bei der Bestimmung der Anwendung des Schwerpunkts ZG, der anhand einer Übersichtstabelle der Massenlast des Schiffes ermittelt wird (das Thema wurde in der Vorlesung besprochen -).

In der ausländischen Literatur kann die Bezeichnung der entsprechenden Punkte und Stabilitätsparameter wie in Abb. unten dargestellt aussehen. 6.

Reis. 6

wobei K der Kielpunkt ist;
B – Auftriebszentrum;
G – Schwerpunkt;
M – transversales Metazentrum;
KV - Anwendung des Größenmittelpunkts;
KG - Anwendung des Schwerpunkts;
KM – Anwendung des transversalen Metazentrums;
VM – transversaler metazentrischer Radius (Radius des Metazentrums);
BG – Höhe des Schwerpunkts über dem Schwerpunkt;
GM – transversale metazentrische Höhe.

Der statische Stabilitätsarm, in unserer Literatur als GK bezeichnet, wird in der ausländischen Literatur als GZ bezeichnet.

Vorgeschlagene Literatur:

Die Stabilität eines Schiffes ist eine Eigenschaft, aufgrund derer das Schiff nicht kentert, wenn es äußeren Faktoren (Wind, Wellen usw.) und inneren Prozessen (Verschiebung der Ladung, Bewegung von Flüssigkeitsreserven, Vorhandensein freier Flüssigkeitsoberflächen) ausgesetzt ist Fächer usw.). Die umfassendste Definition der Schiffsstabilität könnte die folgende sein: die Fähigkeit eines Schiffes, nicht zu kentern, wenn es in seinem zugewiesenen Navigationsgebiet natürlichen Meeresfaktoren (Wind, Wellen, Vereisung) ausgesetzt ist, sowie in Kombination mit „internen“ Ursachen durch die Aktionen der Besatzung

Diese Eigenschaft beruht auf der natürlichen Eigenschaft eines auf der Wasseroberfläche schwimmenden Objekts – es neigt dazu, nach dem Ende dieses Einflusses in seine ursprüngliche Position zurückzukehren. Somit ist Stabilität einerseits etwas Natürliches und erfordert andererseits eine kontrollierte Kontrolle seitens der Person, die an ihrer Gestaltung und ihrem Betrieb beteiligt ist.

Die Stabilität hängt von der Form des Rumpfes und der Lage des Schiffsschwerpunkts ab. Daher ist es durch die richtige Wahl der Rumpfform bei der Konstruktion und die richtige Platzierung der Ladung auf dem Schiff während des Betriebs möglich, eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, um dies zu gewährleisten Verhinderung des Kenterns des Schiffes unter allen Fahrbedingungen.

Das Kippen des Schiffes ist aus verschiedenen Gründen möglich: durch Einwirkung entgegenkommender Wellen, durch asymmetrische Überflutung von Abteilen während eines Lochs, durch Ladungsbewegung, Winddruck, durch Aufnahme oder Verbrauch von Ladung usw. Es gibt zwei Arten von Stabilität: Quer- und Längsstabilität. Aus Sicht der Schifffahrtssicherheit (insbesondere bei stürmischem Wetter) sind Querneigungen am gefährlichsten. Querstabilität zeigt sich, wenn das Schiff rollt, d.h. beim Kippen an Bord. Wenn die Kräfte, die das Schiff zum Kippen bringen, langsam wirken, spricht man von statischer Stabilität, bei schneller von dynamischer Stabilität. Die Neigung des Gefäßes in der Querebene wird als Roll und in der Längsebene als Trimmung bezeichnet; die dabei gebildeten Winkel werden mit O bzw. y bezeichnet. Stabilität bei kleinen Neigungswinkeln (10 – 12°) wird als Anfangsstabilität bezeichnet.

(Abb.2)

Stellen wir uns vor, dass sich das Schiff unter dem Einfluss äußerer Kräfte in einem Winkel von 9 neigt (Abb. 2). Dadurch behielt das Volumen des Unterwasserteils des Schiffes seine Größe bei, veränderte jedoch seine Form; Auf der Steuerbordseite gelangte ein zusätzliches Volumen ins Wasser und auf der linken Seite kam ein gleiches Volumen aus dem Wasser. Der Größenschwerpunkt bewegte sich von der ursprünglichen Position C in Richtung der Schiffsrolle zum Schwerpunkt des neuen Volumens – Punkt C1. Wenn sich das Schiff in einer geneigten Position befindet, bilden die am Punkt G wirkende Schwerkraft P und die am Punkt C wirkende Stützkraft D, die senkrecht zur neuen Wasserlinie V1L1 bleiben, ein Kräftepaar mit dem Arm GK, der senkrecht abgesenkt ist vom Punkt G zur Richtung der Stützkräfte.

Wenn wir die Richtung der Stützkraft von Punkt C1 aus fortsetzen, bis sie ihre ursprüngliche Richtung von Punkt C schneidet, dann schneiden sich diese beiden Richtungen bei kleinen Rollwinkeln, die den Bedingungen der Anfangsstabilität entsprechen, am Punkt M, dem sogenannten transversalen Metazentrum.

Die relative Lage der Punkte M und G ermöglicht es uns, das folgende Merkmal festzustellen, das die Seitenstabilität charakterisiert: (Abb. 3)

A) Wenn das Metazentrum über dem Schwerpunkt liegt, ist das Rückstellmoment positiv und neigt dazu, das Schiff in seine ursprüngliche Position zurückzubringen, d. h. bei Krängung bleibt das Schiff stabil.
B) Wenn Punkt M unter Punkt G liegt, ist das Moment bei einem negativen Wert von h0 negativ und neigt dazu, die Rollbewegung zu erhöhen, d. h. in diesem Fall ist das Schiff instabil.
C) Wenn die Punkte M und G zusammenfallen, wirken die Kräfte P und D entlang einer vertikalen Geraden, es entsteht kein Kräftepaar und das Rückstellmoment ist Null: Dann sollte das Schiff als instabil angesehen werden, da es nicht nach einer Rückkehr strebt in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage (Abb. 3).

Abb. 3

Äußere Anzeichen einer negativen Anfangsstabilität eines Schiffes sind:

-- Navigation eines Schiffes mit Rollbewegung ohne Krängungsmomente;
- der Wunsch des Schiffes, beim Aufrichten auf die gegenüberliegende Seite zu rollen;
- Bewegen von einer Seite zur anderen während der Zirkulation, während die Rolle auch dann bestehen bleibt, wenn das Schiff einen direkten Kurs einnimmt;
-- große Wassermengen in Laderäumen, auf Plattformen und Decks.

Stabilität, die sich bei Längsneigungen des Schiffes bemerkbar macht, d.h. Beim Trimmen spricht man von Längsschnitt.

Wenn das Schiff in Längsrichtung um einen Winkel w um die Querachse Ts.V geneigt ist. bewegt sich von Punkt C zu Punkt C1 und die Stützkraft, deren Richtung senkrecht zur bestehenden Wasserlinie verläuft, wirkt in einem Winkel w zur ursprünglichen Richtung. Die Wirkungslinien der ursprünglichen und neuen Richtung der Stützkräfte schneiden sich in einem Punkt. Der Schnittpunkt, die Wirkungslinie der Stützkräfte bei einer unendlich kleinen Neigung in der Längsebene, wird als Längsmetazentrum von M bezeichnet. Seetüchtigkeit, Stabilität und Vortrieb des Schiffes.

Das Längsträgheitsmoment der Wasserlinienfläche IF ist deutlich größer als das Querträgheitsmoment IX. Daher ist der longitudinale metazentrische Radius R immer deutlich größer als der transversale Radius r. Es wird grob angenommen, dass der longitudinale metazentrische Radius R ungefähr gleich der Länge des Gefäßes ist. Da der metazentrische Längsradius R um ein Vielfaches größer ist als der transversale r, ist die metazentrische Längshöhe H eines jeden Schiffes um ein Vielfaches größer als die transversale h. Wenn das Schiff daher seitliche Stabilität aufweist, ist die Längsstabilität mit Sicherheit gewährleistet.

Einflussfaktoren auf die Schiffsstabilität, die einen starken Einfluss auf die Stabilität des Schiffes haben.

Zu den Faktoren, die beim Betrieb eines kleinen Schiffes berücksichtigt werden müssen, gehören:

1. Die Stabilität eines Schiffes wird am stärksten von seiner Breite beeinflusst: Je größer es im Verhältnis zu seiner Länge, Seitenhöhe und seinem Tiefgang ist, desto höher ist die Stabilität. Ein breiteres Boot hat ein größeres aufrichtendes Moment.
2. Die Stabilität eines kleinen Schiffes erhöht sich, wenn sich die Form des untergetauchten Teils des Rumpfes bei großen Krängungswinkeln ändert. Diese Aussage ist beispielsweise die Grundlage für die Wirkung von Seitenkugeln und Schaumstofffendern, die beim Eintauchen in Wasser ein zusätzliches aufrichtendes Moment erzeugen.
3. Die Stabilität verschlechtert sich, wenn das Schiff über Treibstofftanks verfügt, deren Oberfläche von einer Seite zur anderen verspiegelt ist. Deshalb müssen diese Tanks Trennwände haben, die parallel zur Mittellinie des Schiffes angebracht sind, oder im oberen Teil verengt sein.
4. Die Stabilität wird am stärksten durch die Platzierung von Passagieren und Ladung auf dem Schiff beeinflusst; sie sollten so niedrig wie möglich platziert werden. Auf einem kleinen Schiff sollte es Personen nicht gestattet sein, während der Fahrt an Bord zu sitzen oder sich willkürlich zu bewegen. Lasten müssen sicher befestigt sein, um zu verhindern, dass sie sich unerwartet von ihrem normalen Platz bewegen.
5. Bei starkem Wind und Wellen ist die Auswirkung des Krängungsmoments (insbesondere dynamisch) sehr gefährlich für das Schiff. Wenn sich die Wetterbedingungen verschlechtern, ist es daher notwendig, das Schiff in einen Schutzraum zu bringen und das schlechte Wetter abzuwarten. Wenn dies aufgrund der großen Entfernung zum Ufer nicht möglich ist, sollten Sie bei stürmischen Bedingungen versuchen, das Schiff „im Wind“ zu halten, indem Sie den Treibanker auswerfen und den Motor mit niedriger Geschwindigkeit laufen lassen.

Übermäßige Stabilität führt zu schnellem Rollen und erhöht die Gefahr von Resonanzen. Daher hat das Register nicht nur Beschränkungen für die untere, sondern auch für die obere Stabilitätsgrenze festgelegt.

Um die Stabilität des Schiffes zu erhöhen (Erhöhung des aufrichtenden Moments pro Rollwinkeleinheit), ist es notwendig, die metazentrische Höhe h durch geeignete Platzierung von Ladung und Vorräten auf dem Schiff zu erhöhen (schwerere Ladung unten und leichtere Ladung oben). ). Aus dem gleichen Grund (insbesondere beim Fahren mit Ballast – ohne Ladung) greifen sie auf das Befüllen von Ballasttanks mit Wasser zurück.