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 des Gewichts der Ladung, die um eine Schulter, die der Bewegungsstrecke entspricht, über das Schiff bewegt wird. 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 Heckbojen 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 beim Krängen 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).

Das Hauptmerkmal der Stabilität ist aufrichtender Moment, die ausreichen muss, damit das Schiff der statischen oder dynamischen (plötzlichen) Einwirkung von Krängungs- und Trimmmomenten standhält, die durch die Verschiebung der Ladung unter dem Einfluss von Wind, Wellen und anderen Gründen entstehen.

Die Krängungs- (Trimm-) und Aufrichtmomente wirken gegenläufig und sind in der Gleichgewichtslage des Schiffes gleich.

Unterscheiden seitliche Stabilität, entsprechend der Neigung des Schiffes in der Querebene (Schiffsrolle), und Längsstabilität(Schiffstrimm).

Längsstabilität Seeschiffe ist offensichtlich gewährleistet und eine Verletzung ist praktisch unmöglich, während die Platzierung und Bewegung der Ladung zu Veränderungen der Seitenstabilität führt.

Wenn sich das Schiff neigt, bewegt sich sein Schwerpunkt (CM) entlang einer bestimmten Kurve, der CM-Flugbahn. Bei einer geringen Neigung des Schiffes (nicht mehr als 12°) wird davon ausgegangen, dass die Flugbahn des Mittelpunkts mit einer flachen Kurve übereinstimmt, die als Bogen mit dem Radius r und einem Mittelpunkt im Punkt m betrachtet werden kann.

Der Radius r heißt transversaler metazentrischer Radius des Gefäßes, und sein Zentrum m - anfängliches Metazentrum des Schiffes.

Metacenter – das Krümmungszentrum der Flugbahn, entlang derer sich das Größenzentrum C während des Kippvorgangs des Schiffes bewegt. Wenn die Neigung in der Querebene (Rolle) auftritt, wird das Metazentrum als transversal oder klein bezeichnet, während die Neigung in der Längsebene (Trimm) als longitudinal oder groß bezeichnet wird.

Dementsprechend werden transversale (kleine) r- und longitudinale (große) R-metazentrische Radien unterschieden, die die Krümmungsradien der Flugbahn C während des Rollens und Trimmens darstellen.

Der Abstand zwischen dem anfänglichen Metazentrum t und dem Schwerpunkt des Gefäßes wird G genannt anfängliche metazentrische Höhe(oder einfach metazentrische Höhe) und werden mit dem Buchstaben h bezeichnet. Die anfängliche metazentrische Höhe ist ein Maß für die Stabilität des Schiffes.

h = zc + r – zg; h = zm ~ zc; h = r - a,

Dabei ist a die Höhe des Schwerpunkts (CG) über dem CV.

Metazentrische Höhe (m.h.) – der Abstand zwischen dem Metazentrum und dem Schwerpunkt des Gefäßes. M.v. ist ein Maß für die anfängliche Stabilität des Schiffes und bestimmt die aufrichtenden Momente bei kleinen Roll- oder Trimmwinkeln.
Mit steigendem m.v. Die Stabilität des Gefäßes erhöht sich. Für eine positive Stabilität des Schiffes ist es notwendig, dass das Metazentrum über dem Schwerpunkt des Schiffes liegt. Wenn m.v. negativ, d.h. Das Metazentrum liegt unterhalb des Schwerpunkts des Schiffes, die auf das Schiff einwirkenden Kräfte bilden kein Rückstellmoment, sondern ein Krängungsmoment und das Schiff schwimmt mit einer anfänglichen Rollbewegung (negative Stabilität), die nicht zulässig ist.

OG – Anhebung des Schwerpunkts über dem Kiel; OM – Anhebung des Metazentrums über die Carina;

GM – metazentrische Höhe; CM – metazentrischer Radius;

m – Metazentrum; G – Schwerpunkt; C – Mittelpunkt der Größe

Es gibt drei mögliche Fälle der Lage des Metazentrums m relativ zum Schwerpunkt des Schiffes G:

das Metazentrum m liegt über dem Schwerpunkt des Schiffes G (h > 0). Bei geringer Neigung erzeugen Schwerkraft und Auftriebskräfte ein Kräftepaar, dessen Moment dazu neigt, das Schiff in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückzubringen;

Der Schwerpunkt G des Schiffes liegt über dem Metazentrum m (h< 0). В этом случае момент пары сил веса и плавучести будет стремиться увеличить крен судна, что ведет к его опрокидыванию;

Der Schiffsschwerpunkt G und das Metazentrum m fallen zusammen (h = 0). Das Schiff wird sich instabil verhalten, da die Schulter des Kräftepaares fehlt.

Die physikalische Bedeutung des Metazentrums besteht darin, dass dieser Punkt als Grenze dient, bis zu der der Schwerpunkt des Schiffes angehoben werden kann, ohne dass das Schiff seine positive Anfangsstabilität verliert.

Als Fähigkeit eines Schiffes wird bezeichnet, der Einwirkung äußerer Kräfte, die dazu neigen, es in Quer- und Längsrichtung zu neigen, zu widerstehen und nach Beendigung ihrer Einwirkung wieder in eine aufrechte Position zurückzukehren Stabilität. Das Wichtigste für jedes Schiff ist es seitliche Stabilität, da der Angriffspunkt der der Rollbewegung entgegenwirkenden Kräfte innerhalb der Breite des Rumpfes liegt, die 2,5-5 mal kleiner ist als seine Länge.

Anfangsstabilität (bei kleinen Rollwinkeln). Wenn ein Schiff schwimmt, ohne zu krängen, dann ist es die Schwerkraft D und Auftrieb γ V, jeweils auf den Schwerpunkt und den Lebenslauf angewendet, wirken entlang derselben Vertikalen. Wenn sich während einer Rolle in einem Winkel θ die Besatzung oder andere Komponenten der Gewichtslast nicht bewegen, behält der Schwerpunkt bei jeder Neigung seine ursprüngliche Position im DP (Punkt). G in Abb. 7), rotiert mit dem Schiff. Gleichzeitig bewegt sich der CV aufgrund der veränderten Form des Unterwasserteils des Rumpfes von der Spitze C 0 zur Fersenseite zur Position C 1 . Dadurch entsteht ein Moment mehrerer Kräfte D und γ V mit Schulter l, gleich dem horizontalen Abstand zwischen dem Schwerpunkt und dem neuen Schwerpunkt des Schiffes. Dieser Moment hat die Tendenz, das Schiff wieder in eine aufrechte Position zu bringen und wird daher aufgerufen erholsam.

Reis. 7. Schema zur Bestimmung der seitlichen Stabilität der Arme bei Neigung um einen Winkel θ.

Während einer Rolle bewegt sich der CV entlang einer gekrümmten Bahn C 0 C 1, dessen Krümmungsradius genannt wird transversaler metazentrischer Radius und der entsprechende Krümmungsmittelpunkt M - transversales Metazentrum.

Offensichtlich hängt der Rückstellmomentarm vom Abstand ab GM- Höhe des Metazentrums über dem Schwerpunkt: Je kleiner es ist, desto weniger biegt es beim Rollen und Schulterdrehen aus l. Im allerersten Stadium der Schiffsneigung (bis zu 10-15°) beträgt der Wert GM oder H wird von Schiffbauern als Maß für die Schiffsstabilität angesehen und genannt transversale metazentrische Höhe. Je mehr H Je größer die Krängungskraft ist, die erforderlich ist, um das Schiff in einem bestimmten Krängungswinkel zu krängen, desto stabiler ist das Schiff.

Aus einem Dreieck GMN Es ist leicht festzustellen, dass es sich um eine Wiederherstellungsschulter handelt

l = GN = H· sin θ m.

Das Rückstellmoment unter Berücksichtigung der Gleichung γ V Und D, ist gleich

M in = D · H· sin θ kgm.

Folglich ist die Stabilität des Schiffes – die Größe seines aufrichtenden Moments – proportional zur Verschiebung: Ein schwereres Schiff kann einem Krängungsmoment größerer Größe standhalten als ein leichteres, selbst bei gleichen metazentrischen Höhen.

Der aufrichtende Arm kann als Differenz zweier Abstände dargestellt werden (siehe Abb. 7): l f - Formstabilitätsarm und l c – Gewichtsstabilitätsarme. Die physikalische Bedeutung dieser Größen ist nicht schwer zu ermitteln, da die erste durch die Verschiebung des Größenmittelpunktes in Richtung der Rolle und die zweite durch die Abweichung der Wirkungslinie der Gewichtskraft beim Rollen bestimmt wird D von der Ausgangsposition genau über dem CV. Berücksichtigung der Wirkung von Kräften D und γ V verhältnismäßig C 0, Sie können sehen, dass die Kraft D tendiert dazu, das Schiff noch stärker zu neigen, und die Kraft γ· V, im Gegenteil, begradigen Sie es.

Aus einem Dreieck C 0 GK das kann man finden

l in = GK = C 0 G sin θ m,

Wo C 0 G = A- Anhebung des Schwerpunkts über dem CV in aufrechter Position des Gefäßes.

Daraus wird deutlich, dass es zur Reduzierung der negativen Auswirkungen der Gewichtskraft notwendig ist, den Schwerpunkt des Schiffes so weit wie möglich zu senken. Im Idealfall – manchmal bei Rennyachten mit Ballastkiel, dessen Masse 45–60 % der Schiffsverdrängung erreicht – liegt der Schwerpunkt unterhalb des CV. Bei solchen Yachten wirkt sich die Gewichtsstabilität positiv aus und trägt dazu bei, das Schiff gerade auszurichten.

Ein ähnlicher Effekt wie eine Verringerung des Schwerpunkts wird durch Krängung erzeugt – die Bewegung der Besatzung an Bord entgegen der Neigung. Diese Methode wird häufig bei leichten Segelbooten verwendet, bei denen es der Besatzung, die an einem speziellen Gerät – einem Trapez – über Bord hängt, gelingt, den Gesamtschwerpunkt des Bootes so weit zu verschieben, dass die Wirkungslinie der Kraft erreicht wird D schneidet den DP deutlich unterhalb des CV und der Gewichtsstabilitätsarm fällt positiv aus (siehe Abb. 197).

Da auf kleinen Schiffen die Masse der Besatzung den Großteil der Verdrängung ausmacht, hat die Bewegung der Personen im Boot erheblichen Einfluss sowohl auf die Änderung der Schwerpunktlage als auch auf die Größe des Krängungsmoments. Bei einem Motorboot reicht es beispielsweise aus, wenn alle vier Passagiere aufstehen, sodass der Schwerpunkt um 250-300 mm höher wird und eine an Bord sitzende Person eine Rollneigung von mehr als 10° verursacht. Eine noch größere Rolle spielt die Masse der Besatzung bei leichten Ruderbooten und Kajaks, bei denen die Rumpfbreite gering ist und deren Masse deutlich geringer ist als die Masse eines Menschen. Deshalb streben Konstrukteure und Verantwortliche für den Schiffsbetrieb danach, den Schwerpunkt der Besatzung so tief wie möglich zu verlegen.

Zunächst sollten hohe Sitze vermieden werden – die Höhe von Ruderkanonen ab einem Dielenbrett von 150 mm ist völlig ausreichend, bei gleitenden Motorbooten beträgt die Sitzhöhe 250 mm. Auf ein-, zweisitzigen Ruder- und Faltbooten, beispielsweise Kajaks, können Ruderer auf einem sehr niedrigen Sitz (nicht mehr als 70 mm) oder direkt auf dem Bootsboden sitzen. Bei leichten Booten werden die Bodenbretter oft durch Holzleisten ersetzt, die von innen auf den Boden geklebt werden.

Bei der Modernisierung von Serienbooten oder dem Bau selbstgebauter Boote empfiehlt es sich, große Kraftstoffreserven (40-150 l) unter den Böden in Form eines Tanks zu konzentrieren, dessen Querschnitt der Bodenhöhe entspricht. Wenn das Schiff mit einer Kabine ausgestattet ist, ist es nach Möglichkeit erforderlich, die Konstruktion des Aufbaus zu erleichtern und seine Höhe zu verringern sowie das Niveau der Cockpitplattform und des Steuerstands abzusenken. Auch der Innenbordmotor eines Bootes sollte möglichst tief montiert werden.

Beim Packen der Ausrüstung für eine lange Reise muss auf die Stabilität des Bootes geachtet werden. Die schwersten Dinge sollten so niedrig und kompakt wie möglich platziert werden. In Fällen, in denen eine besonders hohe Stabilität gewährleistet werden muss, die zum Segeln erforderlich ist oder um den Einfluss sperriger Aufbauten auszugleichen, ist eine Beladung des Schiffes erforderlich Ballast. Seine optimale Lage ist außerhalb des Rumpfes in Form eines falschen Kiels – ein am Kiel befestigter Blei- oder Gusseisenguss und verstärkte Böden mit Bolzen. Je tiefer der falsche Kiel unter der Wasserlinie befestigt wird, desto mehr wird der Gesamtschwerpunkt des Schiffes abgesenkt.

Weniger effektiv ist interner Ballast aus Metallgussteilen, der im Schiffsraum platziert wird. Es muss sicher befestigt werden, um eine Bewegung zur krängenden Seite hin zu verhindern, da in diesem Fall der Ballast zum Kentern des Schiffes beiträgt. Darüber hinaus muss darauf geachtet werden, dass die Schweine beim Segeln in rauer See nicht die dünne Schicht des Meeresbodens durchstoßen.

Bei der Entwicklung eines Projekts für ein neues Schiff hat der Konstrukteur die Möglichkeit, den Wert der Stabilität zu ändern, indem er die eine oder andere Form des Rumpfes vorgibt. Zum Beispiel, sehr wichtig hat die Breite des Bootes entlang der Wasserlinie und seinen Vollständigkeitskoeffizienten α. Ungefähr der Wert des metazentrischen Radius R kann durch die Formel bestimmt werden

Daher am deutlichsten nach der Menge R und transversale metazentrische Höhe H = R − A beeinflusst die Breite des Rumpfes an der Wasserlinie B, der aus Gründen der Manövrierfähigkeit so groß gewählt werden sollte, wie es tolerierbar ist.

Als Richtwerte für die Wahl der Bootsbreite können folgende durchschnittliche Verhältnisse angegeben werden: L/B: Touristenkajaks und Kanus - 5,5 ÷ 8,5; Ruder- und Motorboote bis 2,5 m Länge - 1,8 ÷ 2; drei- und viersitzige Ruderboote (Fofanas, Flachbodenshuttles usw.) – ca. 3,5, kleine Motorboote bis 3 m Länge – 2,4; große gleitende Motorboote mit einer Länge von 4–5,5 m – 3–3,4; offene Gleitboote - 3,2 ÷ 3,5; Verdrängerboote 6–8 m lang – 3,5–4,5.

Auch der α-Koeffizient ist von großer Bedeutung, insbesondere für langsam fahrende Ruderboote und Verdrängerboote, deren Wasserlinien oft zu schmal sind, um den Wasserwiderstand zu verringern. Auf kleinen Schleppern ist es ratsam, die Wasserlinienkonturen mit maximaler Vollständigkeit auszuführen – α = 0,75 ÷ 0,85. Bei Touristenkajaks ist ein Koeffizient α von mehr als 0,70 wünschenswert; auf großen Ruderbooten und Verdrängerbooten α = 0,65 ÷ 0,72.

Es ist klar, dass die günstigste Form der Wasserlinie für die Stabilität ein Rechteck ist. Wenn daher eine besonders hohe Stabilität erforderlich ist, werden Rümpfe mit Konturen vom Typ „Seeschlitten“, Katamaran oder Trimaran, verwendet, bei denen die Seiten entlang der Wasserlinie nahezu parallel sind über die gesamte Länge, sind empfehlenswert. Je größer der Volumenanteil des Unterwasserteils des Schiffsrumpfs in der Nähe der Seiten konzentriert ist, desto mehr verschiebt sich der Schwerpunkt während einer Rolle zur Seite und desto größer ist der aufrichtende Momentenarm. Die extremen Pole sind Doppelhüllenschiffe – Katamarane und ein Boot mit einer kreisförmigen Mittelteilkontur (Abb. 8), bei der sich der Stabilitätsarm beim Krängen nur geringfügig ändert. Je klarer die Knickkante in den Rumpfquerschnitten verläuft, desto stabiler ist das Boot. Für kleine Boote ist der optimale Rumpf ein Rumpf mit Wölbungen in der Nähe der Wangenknochen und einem Rumpfumriss, der im Grundriss einem Rechteck ähnelt.

Reis. 8. Querschnitte kleine Gefäße, angeordnet in der Reihenfolge abnehmender Anfangsstabilität (von oben nach unten).

Stabilität bei großen Rollwinkeln. Wie oben gezeigt, verändert sich der aufrichtende Arm mit zunehmender Rollbewegung proportional zum Sinus des Rollwinkels. Darüber hinaus bleibt die transversale metazentrische Höhe nicht konstant H, dessen Wert von der Änderung des metazentrischen Radius abhängt R. Offensichtlich kann ein vollständiges Merkmal der Stabilität eines Schiffes ein Diagramm der Änderungen des aufrichtenden Arms oder des Moments in Abhängigkeit vom Rollwinkel sein, der als bezeichnet wird statisches Stabilitätsdiagramm(Abb. 9). Die charakteristischen Punkte des Diagramms sind der Moment maximaler Stabilität des Schiffes und der maximale Krängungswinkel, bei dem das Schiff kentert (θ z – der Neigungswinkel des statischen Stabilitätsdiagramms). Bei einer solchen Rolle liegt der Schwerpunkt wieder auf derselben Vertikalen wie der Schwerpunkt; daher ist der Stabilitätsarm gleich Null.

Reis. 9. Statisches Stabilitätsdiagramm

1 - Hochbordboot mit Kabine; 2 - offenes Boot; 3 - seetüchtig Motoryacht mit Ballast; 4 - krängender Momentenarm M cr.

A(Rollwinkel θ = 16°) – stabile Position des Schiffes unter Momenteinfluss M cr; und (θ = 60°) – instabile Position; C(θ = 33°) – Überflutungswinkel des Bootes; D(θ = 38°) – maximales Rückstellmoment; E(θ = 82°) – Sonnenuntergangswinkel des Stabilitätsdiagramms 1 .

Der gefährliche Moment kann jedoch noch früher eintreten, wenn das Schiff über ein offenes Cockpit, Seitenfenster oder Decksluken verfügt, durch die bei geringerem Krängungswinkel Wasser in das Schiff eindringen kann. Dieser Winkel heißt Flutwinkel.

Die Form des statischen Stabilitätsdiagramms und die Position seiner charakteristischen Punkte hängen von den Rumpfkonturen und der Position des Schiffsschwerpunkts ab. Typischerweise tritt der maximale aufrichtende Arm bei dem Krängungswinkel auf, der dem Beginn des Eintauchens der Deckkante ins Wasser entspricht, wenn die Breite der krängenden Wasserlinie am größten ist. Je höher der Freibord ist, desto größer ist der Krängungswinkel, bei dem das Schiff seine Stabilität behält. Sobald der Kiel aus dem Wasser auftaucht, beginnt die Breite der krängenden Wasserlinie abzunehmen; der Wert des metazentrischen Radius verringert sich entsprechend R. Gleichzeitig erhöht sich der Gewichtsstabilitätsarm und bei einer Schlagseite von 50–60° bei den meisten kleinen Schiffen der aufrichtende Arm l wird gleich Null.

Die Ausnahme ist Segelyachten mit schwerem falschen Kiel, bei dem die maximale Stabilität bei einer Krängung von 90° auftritt, also wenn der Mast bereits auf dem Wasser liegt. Wenn alle Löcher im Deck abgedichtet sind, ist der Moment des Stabilitätsverlusts ( l= 0) tritt bei ca. 130° Krängung auf, wenn der Mast in einem Winkel von 40° zur Wasseroberfläche nach unten zeigt. Es sind viele Fälle bekannt, in denen Yachten, die mit dem Kiel nach oben kenterten (Krängungswinkel 180°), wieder in die aufrechte Position zurückkehrten.

Die gleiche Eigenschaft der Selbstaufrichtung aus einer umgedrehten Position kann bei Booten mit großen Aufbauten erreicht werden, die mit hermetisch dichten Verschlüssen ausgestattet sind. Wenn der Kiel nach oben gerichtet ist, liegt der Schwerpunkt eines solchen Schiffes viel höher als der Schwerpunkt – es wird eine Position instabilen Gleichgewichts erreicht, aus der das Boot durch die Einwirkung einer kleinen Welle entfernt werden kann oder indem man einen speziellen Tank an einer Seite mit Meerwasser füllt.

Bei Katamaranen erreicht der Stabilitätsarm seinen maximalen Wert, wenn einer der Rümpfe vollständig aus dem Wasser ist – er beträgt etwas weniger als die Hälfte des Abstands zwischen den Rümpfen. Diese Position wird bei den meisten Katamaranen bei einer Schlagseite von 8-15° erreicht. Bei weiterer Rollneigung nimmt der Stabilitätsarm schnell ab und bei einer Rollneigung von 50-60° kommt es zu einem Moment des instabilen Gleichgewichts, nach dem die Stabilität des Katamarans negativ wird.

Anhand des statischen Stabilitätsdiagramms können Konstrukteur und Kapitän die Fähigkeit des Schiffes bewerten, bestimmten Krängungskräften standzuhalten, die beispielsweise entstehen, wenn sich ein Teil der Ladung zur Seite bewegt, die Einwirkung von Wind auf die Segel usw. Krängungsmoment M kr (oder seine Schulter gleich M kr/ D) wird im Diagramm je nach Rollwinkel als Kurve (bzw. Gerade) dargestellt. Der Schnittpunkt dieser Kurve mit dem aufrichtenden Momentdiagramm entspricht dem Krängungswinkel, den das Schiff erhält. Wenn die Kurve M Wenn kr das Maximum des statischen Stabilitätsdiagramms überschreitet, kentert das Schiff. Wenn die Kurve M cr schneidet die Rückstellmomentkurve, dann auf dem aufsteigenden Zweig des Diagramms (Punkt A) seine Position wird stabil sein – wenn unter der Wirkung eines kleinen zusätzlichen Krängungsmoments die Rolle des Schiffes zunimmt, kehrt es mit dem Aufhören der Wirkung dieses zusätzlichen Moments in seine vorherige Position zurück A. Auf dem absteigenden Zweig des Diagramms am Punkt B Eine geringfügige Erhöhung des Krängungsmoments führt zu einer erheblichen Erhöhung der Rollbewegung, da das aufrichtende Moment geringer als das Krängungsmoment ist. das Boot könnte kentern. Wenn das Krängungsmoment abnimmt, verlässt das Schiff die Position B wird sich in Position bewegen A. Folglich entspricht die Position des Schiffes dem Punkt B, ist instabil.

Dynamische Stabilität. Oben haben wir den statischen Effekt eines Krängungsmoments auf ein Schiff betrachtet, wenn die Kräfte allmählich an Größe zunehmen. In der Praxis muss man sich jedoch oft damit auseinandersetzen dynamisch durch Einwirkung äußerer Kräfte, bei der das Krängungsmoment in kurzer Zeit – augenblicklich – seinen Endwert erreicht. Dies geschieht zum Beispiel, wenn ein Sturmböen oder eine Welle auf einen Luvknick trifft, eine Person von einer hohen Böschung an Bord eines Bootes springt usw. In diesen Fällen ist nicht nur die Größe des Krängungsmoments wichtig, sondern auch die kinetische Energie, die auf das Schiff übertragen und durch die Arbeit des aufrichtenden Moments absorbiert wird. Eine wichtige Rolle spielen die Höhe des Freibords und der Krängungswinkel, bei dem das Boot mit Wasser überflutet werden kann. Diese Parameter bestimmen ebenso wie die Breite die Stabilität unter der dynamischen Einwirkung äußerer Kräfte: Je höher der Freibord und je später Wasser in den Rumpf eindringt, desto größer ist die Energie der Krängungskräfte, die durch die Arbeit des aufrichtenden Moments absorbiert wird, wenn das Schiff fährt ist geneigt.

Beim Betrieb kleinerer Schiffe, insbesondere beim Segeln, bei Rettungseinsätzen usw. wird empfohlen, mindestens eine schmale Seitenschalung (120-250 mm) vorzusehen. Mit einer plötzlichen Rollbewegung taucht das Deck ins Wasser ein, worauf eine schnelle Reaktion der Besatzung folgt, die mit ihrer Masse das Boot kippt, noch bevor Wasser in das Wasser eindringt.

Mit Hilfe von Seitenbeschlägen können Sie die Stabilität des Schiffes erhöhen - Boule(siehe Abb. 172), eine aufblasbare Kammer oder ein Schaumstofffender, der die Seiten des Bootes nahe der Oberkante umgibt, Schwimmkörper mit ausreichend großem Volumen, die an seitlichen Halterungen montiert werden oder durch die Verbindung zweier Boote zu einem Katamaran.

Eine Erhöhung der Stabilität mit Hilfe von Festballast ist nicht immer gerechtfertigt, insbesondere auf Motorschiffen, wo eine Vergrößerung der Verdrängung mit zusätzlichen Energie- und Treibstoffkosten verbunden ist. Auf Gleitbooten und Beibooten kann Meerwasser als vorübergehender Ballast verwendet werden und spezielle Bodentanks durch die Schwerkraft füllen (Abb. 10). Auf einem Boot wird es nur im Stillstand und bei geringer Geschwindigkeit benötigt, wenn die dynamischen Stützkräfte unbedeutend sind. Das Wasser aus dem Tank wird durch den hinteren Abschnitt des Spiegels entfernt, sobald es aus dem Wasser kommt. Bei einem Beiboot hingegen ist Ballast notwendig, um die Stabilität unter Segeln zu erhöhen; Beim Fahren unter einem Motor oder beim Anlanden kann mit einer Pumpe Wasser aus dem Tank abgesaugt werden. Das Volumen solcher Ballasttanks wird üblicherweise mit 20–25 % der Verdrängung des Schiffes angenommen.

Reis. 10. Ballasttank auf einem Gleitboot.

1 - Tankhohlraum; 2 - Lüftungsrohr; 3 - Wassereintritt in den Tank; 4 - zweiter Boden.

Am Rande sei noch der Einfluss von Wasser im Schiffsladeraum (oder anderen Flüssigkeiten in Tanks) auf die Stabilität erwähnt. Der Effekt besteht nicht so sehr in der Bewegung von Flüssigkeitsmassen zur Fersenseite, sondern im Vorhandensein einer freien Oberfläche der überströmenden Flüssigkeit – ihrem Trägheitsmoment relativ zur Längsachse. Wenn zum Beispiel die Wasseroberfläche im Laderaum eine Länge hat l und die Breite B, dann verringert sich die metazentrische Höhe um den Betrag

Besonders gefährlich ist Wasser in den Laderäumen von Beibooten und Motorbooten mit flachem Boden, wo die freie Oberfläche groß ist. Daher muss beim Segeln bei stürmischem Wetter das Wasser aus dem Rumpf entfernt werden.

Die freie Oberfläche von Flüssigkeiten in Kraftstofftanks wird durch Längskotflügel in mehrere schmale Teile unterteilt. In den Schotten sind Löcher für den Flüssigkeitsfluss angebracht.

Bewertung und Überprüfung der Stabilität von Sport- und Touristenschiffen. Eine gefährliche Schlagseite eines kleinen Schiffes kann durch seitliche Bewegungen der Besatzung sowie durch den Einfluss verschiedener äußerer Kräfte verursacht werden. Vergnügungs- und Touristenschiffe verkehren in der Regel in flachen Küstenbereichen der Meere und in Stauseen mit begrenzter Tiefe. In diesen Gebieten ist die Welle gefährlich steil und weist einen brechenden Kamm auf. Bei einer Position mit der Seite zur Welle hin kann es zu einer unerwünschten Resonanz der Schwingung des Bootes mit der Wellenperiode kommen; bei ungenügender Stabilität kann es zum Kentern des Bootes kommen.

Kleine Schiffe müssen auch Belastungen standhalten, die die Seitenstabilität gefährden, wie z. B. Stöße des Schleppseils beim Schleppen des Bootes durch ein anderes Schiff; dynamische Aktion des Außenbordmotorpropellers stoppt, wenn das Lenkrad stark verschoben wird; eine Person über die Bordwand ins Boot heben; Böen beim Segeln usw. All dies macht es erforderlich, sehr strenge Anforderungen an die Stabilität kleiner Schiffe zu stellen.

Der Mindestwert der transversalen metazentrischen Höhe, der eine sichere Navigation eines Bootes oder Bootes unter den leichtesten Bedingungen – in einem internen geschlossenen Wasserbereich – gewährleistet, beträgt 0,25 m. Dieser Wert wird jedoch auch kritisch, wenn es um sehr leichtes Rudern geht Boote. Schließlich ist es immer möglich, dass ein oder zwei Passagiere ihre volle Körpergröße erreichen und sich der Schwerpunkt des Bootes um 0,2–0,3 m erhöht. Für Schiffe, die weiterfahren offenes Wasser Es wird empfohlen, eine metazentrische Höhe von mindestens 0,5 m sicherzustellen; Wenn das Boot für Wellen bis Stärke 3 ausgelegt ist, muss die metazentrische Höhe mindestens 0,7 m betragen.

Genaue Messungen der metazentrischen Höhe sind mit einem ziemlich arbeitsintensiven Experiment zur Neigung des Schiffes verbunden, das bei Booten mit einer Länge von 4 bis 5 m nicht immer genaue Ergebnisse liefert und die Stabilität nicht ausreichend charakterisieren kann. In der Praxis der Überwachung und Prüfung kleiner Gefäße wird ein visuelleres und einfacheres Experiment durchgeführt, das in GOST 19356-74¹ vorgesehen ist. Zur Prüfung werden ein Außenbordmotor und ein mit Kraftstoff gefüllter Gastank auf dem Boot installiert, die Sitze mit Ballast beladen, dessen Gewicht der Nenntragfähigkeit entspricht und der zu 60 % seitlich angebracht ist wobei der Schwerpunkt in der Breite 0,2 m vom Dollbord und in der Höhe 0,3 m über dem Sitz liegt. Die restlichen 40 % der Nutzlastkapazität müssen sich in der Mittellinie des Schiffes befinden. Bei einer solchen Belastung darf das Dollbord auf der Krängungsseite nicht ins Wasser gelangen.

¹ GOST 19356-74 „Vergnügungsruder-Motorboote. Testmethoden"

Nach den Regeln von Det Norske Veritas werden ähnliche Tests durchgeführt, gleichzeitig wird aber zusätzlich die Stabilität des Bootes leer, also ohne Außenbordmotor und abnehmbarer Ausrüstung, die normalerweise nicht im Boot befestigt ist, überprüft. Auf Dollbordhöhe und im Abstand von 0,5 B Hinweis: Sichern Sie vom DP aus die Krängungslast mit der Masse N· 20 kg, wo N- Gesamtpassagierkapazität des Schiffes. In diesem Fall sollte das Boot nicht über die Seite mit Wasser gefüllt werden und die Rollneigung sollte 30° nicht überschreiten.

§ 12. Seetüchtigkeit von Schiffen. Teil 1

Sowohl zivile als auch militärische Schiffe müssen seetüchtig sein.

Eine spezielle wissenschaftliche Disziplin beschäftigt sich mit der Untersuchung dieser Eigenschaften mittels mathematischer Analyse – Schiffstheorie.

Wenn eine mathematische Lösung des Problems unmöglich ist, greifen sie auf Experimente zurück, um die notwendige Abhängigkeit zu finden und die Schlussfolgerungen der Theorie in der Praxis zu testen. Erst nach einer umfassenden Untersuchung und Erfahrungsprüfung der gesamten Seetüchtigkeit des Schiffes beginnen sie mit der Herstellung.

Die Seetüchtigkeit im Fach „Schiffstheorie“ wird in zwei Abschnitten untersucht: Statik und Dynamik des Schiffes. Die Statik untersucht die Gleichgewichtsgesetze eines schwimmenden Schiffes und die damit verbundenen Eigenschaften: Auftrieb, Stabilität und Unsinkbarkeit. Die Dynamik untersucht ein Schiff in Bewegung und berücksichtigt seine Eigenschaften wie Steuerbarkeit, Nicken und Antrieb.

Machen wir uns mit der Seetüchtigkeit des Schiffes vertraut.

Auftrieb des Schiffes bezeichnet die Fähigkeit, bei einem bestimmten Tiefgang auf dem Wasser zu schwimmen und entsprechend dem Zweck des Schiffes vorgesehene Lasten zu tragen.

Auf ein schwimmendes Schiff wirken immer zwei Kräfte: a) einerseits, Gewichtskraft, gleich der Summe des Gewichts des Schiffes selbst und der gesamten darauf befindlichen Ladung (berechnet in Tonnen); auf die Resultierende der Gewichtskräfte wird eingewirkt Schwerpunkt des Schiffs(CG) am Punkt G und ist immer senkrecht nach unten gerichtet; b) andererseits, Kräfte aufrechterhalten, oder Auftriebskräfte(ausgedrückt in Tonnen), d. h. der Wasserdruck auf den untergetauchten Teil des Rumpfes, bestimmt durch das Produkt des Volumens des untergetauchten Teils des Rumpfes und des Volumengewichts des Wassers, in dem das Schiff schwimmt. Wenn diese Kräfte durch die Resultierende ausgedrückt werden, die im Schwerpunkt des Unterwasservolumens des Schiffes am Punkt C anliegt, genannt Mittelpunkt der Größenordnung(CV), dann wird diese Resultierende in allen Positionen des schwimmenden Schiffes immer vertikal nach oben gerichtet sein (Abb. 10).

Volumetrische Verschiebung ist das Volumen des eingetauchten Teils des Rumpfes, ausgedrückt in Kubikmetern. Die volumetrische Verdrängung dient als Maß für den Auftrieb und wird als das Gewicht des von ihr verdrängten Wassers bezeichnet Gewichtsverlagerung D) und wird in Tonnen ausgedrückt.

Nach dem Gesetz von Archimedes ist das Gewicht eines schwimmenden Körpers gleich dem Gewicht des von diesem Körper verdrängten Flüssigkeitsvolumens.

Dabei ist y das Volumengewicht des Meerwassers, t/m 3, das in den Berechnungen als 1.000 angenommen wird frisches Wasser und 1,025 für Meerwasser.

Reis. 10. Auf ein schwimmendes Schiff wirkende Kräfte und die Angriffspunkte der resultierenden Kräfte.

Da das Gewicht eines schwimmenden Schiffes P immer gleich seiner Gewichtsverschiebung D ist und ihre Resultierenden entlang derselben Vertikalen einander entgegengesetzt gerichtet sind, bezeichnen wir die Koordinaten der Punkte G bzw. C entlang der Länge des Schiffes x g und x c, entlang der Breite y g und y c und entlang der Höhe z g und z c , dann können die Gleichgewichtsbedingungen eines schwimmenden Schiffes durch die folgenden Gleichungen formuliert werden:

P = D; x g = x c .

Aufgrund der Symmetrie des Schiffes relativ zum DP ist es offensichtlich, dass die Punkte G und C dann in dieser Ebene liegen müssen

Y g = y c = 0.

Typischerweise liegt der Schwerpunkt von Überwasserschiffen G über dem Schwerpunkt C, in diesem Fall

Manchmal ist es bequemer, das Volumen des Unterwasserteils des Rumpfes durch die Hauptabmessungen des Schiffes und den Gesamtvollständigkeitskoeffizienten auszudrücken, d. h.

Dann kann die Gewichtsverlagerung dargestellt werden als:

Bezeichnet man mit V n das Gesamtvolumen des Schiffsrumpfes bis zum Oberdeck, sofern alle seitlichen Öffnungen wasserdicht verschlossen sind, erhält man:

Die Differenz V n - V, die ein bestimmtes Volumen des wasserdichten Rumpfes über der Ladewasserlinie darstellt, wird Reserveauftrieb genannt. Im Falle eines Notfalls, in dem Wasser in den Schiffsrumpf eindringt, erhöht sich der Tiefgang des Schiffes, das Schiff bleibt jedoch dank seiner Auftriebsreserve über Wasser. Somit wird die Auftriebsreserve umso größer, je mehr mehr Höhe Wasserdichter Freibord. Daher ist die Auftriebsreserve ein wichtiges Merkmal eines Schiffes, das seine Unsinkbarkeit gewährleistet. Sie wird als Prozentsatz der normalen Verschiebung ausgedrückt und hat die folgenden Mindestwerte: für Flussboote 10–15 %, für Tanker 10–25 %, für Trockenfrachtschiffe 30–50 %, für Eisbrecher 80–90 % und für Passagierschiffe 80–100 %.

Reis. 11. Konstruktion entlang von Rahmen

Das Gewicht des Schiffes P (Gewichtslast) und die Koordinaten des Schwerpunkts werden durch eine Berechnung bestimmt, die das Gewicht jedes Teils des Rumpfes, der Mechanismen, Ausrüstungsgegenstände, Vorräte, Vorräte, Fracht, Personen, ihr Gepäck und alles auf dem Schiff. Zur Vereinfachung der Berechnungen ist geplant, einzelne Fachtitel zu Artikeln, Untergruppen, Gruppen und Workload-Abschnitten zusammenzufassen. Für jeden von ihnen werden das Gewicht und das statische Moment berechnet.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass das Moment der resultierenden Kraft gleich der Summe der Momente der Komponentenkräfte relativ zur gleichen Ebene ist, werden nach der Summierung der Gewichte und statischen Momente über das gesamte Schiff die Koordinaten des Schiffsschwerpunkts G bestimmt . Die volumetrische Verschiebung sowie die Koordinaten des Mittelpunkts des Wertes C entlang der Länge vom Mittelteil x c und entlang der Höhe von der Hauptlinie z c werden aus einer theoretischen Zeichnung unter Verwendung der Trapezmethode in Tabellenform bestimmt.

Zum gleichen Zweck nutzen sie Hilfskurven, die sogenannten Konstruktionskurven, die ebenfalls nach den Daten der theoretischen Zeichnung gezeichnet werden.

Es gibt zwei Kurven: Formation entlang der Spanten und Formation entlang der Wasserlinien.

Konstruktion auf Rahmen(Abb. 11) charakterisiert die Volumenverteilung des Unterwasserteils des Rumpfes über die Länge des Schiffes. Es ist wie folgt aufgebaut. Mit der Methode der Näherungsberechnungen wird die Fläche des eingetauchten Teils jedes Rahmens (w) aus einer theoretischen Zeichnung bestimmt. Entlang der Abszissenachse wird im gewählten Maßstab die Länge des Gefäßes und darauf die Position der Rahmen der theoretischen Zeichnung aufgetragen. Auf den aus diesen Punkten rekonstruierten Ordinaten sind die entsprechenden Flächen der berechneten Frames in einem bestimmten Maßstab aufgetragen.

Die Enden der Ordinaten sind durch eine glatte Kurve verbunden, die die Linie entlang der Rahmen darstellt.

Reis. 12. Bohren entlang der Wasserlinie.

Bohren entlang der Wasserlinie(Abb. 12) charakterisiert die Volumenverteilung des Unterwasserteils des Rumpfes entlang der Schiffshöhe. Um es zu konstruieren, berechnen Sie anhand einer theoretischen Zeichnung die Flächen aller Wasserlinien (5). Diese Bereiche werden in einem ausgewählten Maßstab entlang der entsprechenden horizontalen Linien entlang des Tiefgangs des Schiffes entsprechend der Position einer bestimmten Wasserlinie angeordnet. Die resultierenden Punkte werden durch eine glatte Kurve verbunden, die die Linie entlang der Wasserlinie darstellt.

Reis. 13. Ladungsgrößenkurve.

Diese Kurven dienen als folgende Merkmale:

1) Die Flächen jeder Kampfeinheit drücken die volumetrische Verdrängung des Schiffes im entsprechenden Maßstab aus;

2) die Abszisse des Schwerpunkts des Kampfgebiets entlang der Spanten, gemessen auf der Skala der Schiffslänge, ist gleich der Abszisse des Schwerpunkts des Schiffes x c;

3) Die Ordinate des Schwerpunkts der Gebäudefläche entlang der Wasserlinien, gemessen auf der Tiefgangsskala, ist gleich der Ordinate des Mittelpunkts der Schiffsgröße z c. Frachtgröße ist eine Kurve (Abb. 13), die die volumetrische Verdrängung des Schiffes V in Abhängigkeit von seinem Tiefgang T charakterisiert. Mit dieser Kurve können Sie die Verdrängung des Schiffes in Abhängigkeit von seinem Tiefgang bestimmen oder das umgekehrte Problem lösen.

Diese Kurve wird in einem System rechtwinkliger Koordinaten basierend auf vorberechneten volumetrischen Verschiebungen entlang jeder Wasserlinie der theoretischen Zeichnung erstellt. Auf der Ordinatenachse ist in einem ausgewählten Maßstab der Tiefgang des Schiffes entlang jeder Wasserlinie aufgetragen und durch diese horizontale Linien gezogen, auf denen ebenfalls in einem bestimmten Maßstab der für die entsprechenden Wasserlinien erhaltene Verdrängungswert aufgetragen ist. Die Enden der resultierenden Segmente sind durch eine glatte Kurve verbunden, die als Lastgröße bezeichnet wird.

Anhand der Ladungsgröße können Sie die Änderung des durchschnittlichen Tiefgangs beim Empfangen oder Löschen von Ladung oder anhand einer bestimmten Verdrängung den Tiefgang des Schiffes usw. bestimmen.

Stabilität bezeichnet die Fähigkeit eines Schiffes, den Kräften zu widerstehen, die es zum Kippen brachten, und nach dem Aufhören dieser Kräfte in seine ursprüngliche Position zurückzukehren.

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 Empfang oder Verbrauch von Ladung usw.

Man nennt die Neigung des Schiffes in der Querebene rollen, und in der Längsebene - d unterschiedlich; die dabei gebildeten Winkel werden mit O bzw. y bezeichnet,

Es gibt Anfangsstabilität, d. h. Stabilität bei kleinen Krängungswinkeln, bei denen die Kante des Oberdecks ins Wasser zu tauchen beginnt (jedoch nicht mehr als 15° bei Hochbordschiffen) und Stabilität bei großen Neigungen .

Stellen wir uns vor, dass sich das Schiff unter dem Einfluss äußerer Kräfte in einem Winkel von 9 neigt (Abb. 14). 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 Schwerpunkt bewegte sich von der ursprünglichen Position C in Richtung der Schiffsrolle zum Schwerpunkt des neuen Volumens – Punkt C 1. 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 senkrecht zur neuen Wasserlinie B 1 L 1 ein Kräftepaar mit dem Arm GK, der a ist senkrecht vom Punkt G zur Richtung der Stützkräfte abgesenkt.

Wenn wir die Richtung der Stützkraft von Punkt C 1 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, im Punkt M, genannt transversales Metazentrum .

Der Abstand zwischen dem Metazentrum und dem Größenmittelpunkt wird MC genannt transversaler metazentrischer Radius, bezeichnet mit p, und der Abstand zwischen Punkt M und dem Schwerpunkt des Schiffes G ist transversale metazentrische Höhe h 0. Basierend auf den Daten in Abb. 14 können wir eine Identität bilden

H 0 = p + z c - z g .

In einem rechtwinkligen Dreieck GMR ist der Winkel am Scheitelpunkt M gleich dem Winkel 0. Aus seiner Hypotenuse und dem gegenüberliegenden Winkel kann man den Schenkel GK bestimmen, der ist Schulter m eines Paares, das ein Gefäß restauriert GK=h 0 sin 8 und das Rückstellmoment ist gleich Mvost = DGK. Durch Ersetzen der Hebelwerte erhalten wir den Ausdruck

Mvost = Dh 0 * sin 0,

Reis. 14. Kräfte, die beim Rollen des Schiffes wirken.

Die relative Position der Punkte M und G ermöglicht es uns, das folgende Merkmal festzustellen, das die Seitenstabilität charakterisiert: Wenn sich das Metazentrum über dem Schwerpunkt befindet, ist das Rückstellmoment positiv und neigt dazu, das Schiff in seine ursprüngliche Position zurückzubringen, d. h. wann Bei einer Krängung ist das Schiff stabil, und umgekehrt, wenn Punkt M unter Punkt G liegt, dann ist bei einem negativen Wert von h 0 das Moment negativ und neigt dazu, die Rollbewegung zu verstärken, d.h. in diesem Fall ist das Schiff instabil. Ein Fall ist möglich, wenn die Punkte M und G zusammenfallen, die Kräfte P und D entlang derselben vertikalen Linie wirken, kein Kräftepaar entsteht und das Rückstellmoment Null ist: Dann sollte das Schiff als instabil angesehen werden, da es nicht strebt in seine ursprüngliche Gleichgewichtsposition zurückzukehren (Abb. 15).

Die metazentrische Höhe für repräsentative Lastfälle wird während des Entwurfsprozesses des Schiffes berechnet und dient als Maß für die Stabilität. Der Wert der transversalen metazentrischen Höhe liegt bei den wichtigsten Schiffstypen im Bereich von 0,5 bis 1,2 m und erreicht nur bei Eisbrechern 4,0 m.

Um die Seitenstabilität eines Schiffes zu erhöhen, ist es notwendig, seinen Schwerpunkt zu senken. Dies ist ein äußerst wichtiger Faktor, der immer beachtet werden muss, insbesondere beim Betrieb eines Schiffes, und es müssen strenge Aufzeichnungen über den Verbrauch von Kraftstoff und Wasser geführt werden, die in Doppelbodentanks gespeichert werden.

Metazentrische Längshöhe H 0 wird ähnlich wie die Querstabilität berechnet, aber da ihr Wert, ausgedrückt in Dutzenden oder sogar Hunderten von Metern, immer sehr groß ist - von einer bis eineinhalb Längen des Schiffes, dann nach der Überprüfungsberechnung die Längsstabilität des Schiffes wird praktisch nicht berechnet; sein Wert ist nur dann interessant, wenn der Tiefgang des Schiffsbugs oder -hecks bei Längsbewegungen der Ladung oder bei Überflutung von Abteilen entlang der Schiffslänge bestimmt wird.

Reis. 15. Querstabilität des Schiffes in Abhängigkeit vom Standort der Ladung: a – positive Stabilität; b – Gleichgewichtslage – das Schiff ist instabil; c - negative Stabilität.

Den Fragen der Schiffsstabilität wird außerordentliche Bedeutung beigemessen, und daher wird in der Regel zusätzlich zu allen theoretischen Berechnungen nach dem Bau des Schiffes die tatsächliche Position seines Schwerpunkts durch experimentelle Neigung, d. h. die seitliche Neigung des Schiffes, überprüft Bewegen einer Last mit einem bestimmten Gewicht, genannt Schrägballast .

Alle zuvor gewonnenen Schlussfolgerungen gelten, wie bereits erwähnt, praktisch bei der Anfangsstabilität, also bei kleinen Rollwinkeln.

Bei der Berechnung der Seitenstabilität bei großen Rollwinkeln (Längsneigungen sind in der Praxis nicht groß) werden die variablen Positionen des Größenschwerpunkts, des Metazentrums, des transversalen metazentrischen Radius und des Arms des aufrichtenden Moments GK für verschiedene Rollwinkel des bestimmt Schiff. Diese Berechnung erfolgt ausgehend von der geraden Position über 5-10° bis zum Rollwinkel, wenn sich der aufrichtende Arm auf Null dreht und das Schiff eine negative Stabilität erreicht.

Nach den Daten dieser Berechnung ist für eine visuelle Darstellung der Stabilität des Schiffes bei großen Krängungswinkeln a statisches Stabilitätsdiagramm(es wird auch Reed-Diagramm genannt) und zeigt die Abhängigkeit des statischen Stabilitätsarms (GK) oder des aufrichtenden Moments Mvost vom Rollwinkel 8 (Abb. 16). In diesem Diagramm sind auf der Abszissenachse die Krängungswinkel und auf der Ordinatenachse die Werte der aufrichtenden Momente bzw. der Arme des aufrichtenden Paares aufgetragen, da bei gleichvolumigen Neigungen die Verschiebung des Schiffes D bleibt konstant, die aufrichtenden Momente sind proportional zu den Stabilitätsarmen.

Reis. 16. Diagramm der statischen Stabilität.

Für jeden charakteristischen Fall der Schiffsbeladung wird ein statisches Stabilitätsdiagramm erstellt, das die Stabilität des Schiffes wie folgt charakterisiert:

1) In allen Winkeln, in denen die Kurve über der x-Achse liegt, haben die Rückstellarme und -momente einen positiven Wert und das Schiff weist eine positive Stabilität auf. Bei solchen Krängungswinkeln, bei denen die Kurve unterhalb der Abszissenachse liegt, ist das Schiff instabil;

2) Das Maximum des Diagramms bestimmt den maximalen Krängungswinkel von 0 max und das maximale Krängungsmoment, wenn das Schiff statisch geneigt ist;

3) Der Winkel 8, in dem der absteigende Ast der Kurve die Abszissenachse schneidet, wird aufgerufen Sonnenuntergangswinkeldiagramm. Bei diesem Rollwinkel wird der aufrichtende Arm Null;

4) Wenn wir auf der Abszissenachse einen Winkel von 1 Bogenmaß (57,3°) eintragen und von diesem Punkt aus eine Senkrechte zum Schnittpunkt mit der vom Ursprung an die Kurve gezogenen Tangente konstruieren, dann ist diese Senkrechte auf der Skala der Das Diagramm entspricht der anfänglichen metazentrischen Höhe h 0 .

Die Stabilität wird maßgeblich durch sich bewegende, also ungesicherte, sowie flüssige und lose Ladungen beeinflusst, die über eine freie (offene) Oberfläche verfügen. Wenn das Schiff kippt, beginnen sich diese Lasten in Rollrichtung zu bewegen und infolgedessen liegt der Schwerpunkt des gesamten Schiffes nicht mehr an einem festen Punkt G, sondern beginnt sich ebenfalls in die gleiche Richtung zu bewegen Dies führt zu einer Abnahme des seitlichen Stabilitätsarms, was einer Abnahme der metazentrischen Höhe mit allen daraus resultierenden Konsequenzen gleichkommt. Um solche Fälle zu verhindern, muss die gesamte Ladung auf Schiffen gesichert und flüssige oder lose Ladung in Container verladen werden, die ein Umladen oder Auslaufen der Ladung verhindern.

Durch die langsame Wirkung von Kräften, die ein Krängungsmoment erzeugen, stoppt das kippende Schiff, wenn Krängungs- und Aufrichtmoment gleich sind. Unter der plötzlichen Einwirkung äußerer Kräfte, wie einem Windstoß, dem Zug eines Schleppers an Bord, Stampfen, einer Breitseitensalve von Kanonen usw., nimmt das Schiff beim Neigen eine Winkelgeschwindigkeit an und sogar mit der Beendigung der Aktion Einer dieser Kräfte rollt durch Trägheit um einen weiteren Winkel weiter, bis seine gesamte kinetische Energie (lebende Kraft) der Rotationsbewegung des Schiffes aufgebraucht ist und seine Winkelgeschwindigkeit Null wird. Dieses Kippen des Schiffes unter dem Einfluss plötzlich einwirkender Kräfte nennt man dynamische Neigung. Wenn das Schiff während eines statischen Krängungsmoments schwimmt und nur eine bestimmte Rollbewegung von 0 ST aufweist, kann es bei dynamischer Einwirkung des gleichen Krängungsmoments kentern.

Bei der Analyse der dynamischen Stabilität wird für jede Verschiebung des Schiffes a dynamische Stabilitätsdiagramme, deren Ordinaten in einem bestimmten Maßstab die Flächen darstellen, die durch die Kurve der statischen Stabilitätsmomente für die entsprechenden Rollwinkel gebildet werden, d. h. sie drücken die Arbeit des aufrichtenden Paares aus, wenn das Schiff um einen Winkel von 0 geneigt ist , ausgedrückt im Bogenmaß. Bei einer Rotationsbewegung ist die Arbeit bekanntlich gleich dem Produkt aus Moment und Drehwinkel, ausgedrückt im Bogenmaß.

T 1 = M kp 0.

Anhand dieses Diagramms können alle Probleme im Zusammenhang mit der Bestimmung der dynamischen Stabilität wie folgt gelöst werden (Abb. 17).

Der Rollwinkel bei einem dynamisch aufgebrachten Krängungsmoment lässt sich ermitteln, indem man den Betrieb des Krängungspaares in einem Diagramm im gleichen Maßstab aufträgt; Die Abszisse des Schnittpunkts dieser beiden Diagramme ergibt den gewünschten Winkel 0 DIN.

Wenn im Einzelfall das Befestigungsmoment einen konstanten Wert hat, also M cr = const, dann wird die Arbeit ausgedrückt

T 2 = M kp 0.

Und der Graph wird wie eine gerade Linie aussehen, die durch den Ursprung verläuft.

Um diese gerade Linie im dynamischen Stabilitätsdiagramm zu konstruieren, ist es notwendig, einen Winkel gleich einem Bogenmaß entlang der Abszissenachse einzutragen und vom resultierenden Punkt eine Ordinate zu zeichnen. Nachdem der Wert M cr darauf auf einer Ordinatenskala in Form eines Segments Nn aufgetragen wurde (Abb. 17), ist es notwendig, eine gerade Linie ON zu zeichnen, die das gewünschte Diagramm des Betriebs des Krängungspaares darstellt.

Reis. 17. Bestimmung des Wankwinkels und der maximalen dynamischen Neigung anhand des dynamischen Stabilitätsdiagramms.

Das gleiche Diagramm zeigt den dynamischen Neigungswinkel 0 DIN, definiert als Abszisse des Schnittpunkts beider Diagramme.

Mit einer Erhöhung des Moments M cr kann die Sekante ON eine Grenzposition einnehmen und sich in eine externe Tangente OT verwandeln, die vom Ursprung zum dynamischen Stabilitätsdiagramm gezogen wird. Somit ist die Abszisse des Tangentenpunkts der maximale Grenzwinkel der dynamischen Neigungen 0. Die Ordinate dieser Tangente, die dem Bogenmaß entspricht, drückt das maximale Krängungsmoment bei den dynamischen Neigungen M crmax aus.

Beim Segeln ist ein Schiff häufig dynamischen äußeren Kräften ausgesetzt. Daher ist die Fähigkeit, das dynamische Krängungsmoment bei der Entscheidung über die Stabilität eines Schiffes zu bestimmen, von großer praktischer Bedeutung.

Eine Untersuchung der Todesursachen von Schiffen führt zu dem Schluss, dass Schiffe hauptsächlich aufgrund von Stabilitätsverlusten sterben. Zur Begrenzung des Stabilitätsverlustes gem unterschiedliche Bedingungen Navigation hat das Register der UdSSR Stabilitätsstandards für Transport- und Fischereiflottenschiffe entwickelt. In diesen Standards ist der Hauptindikator die Fähigkeit des Schiffes, unter der kombinierten Wirkung von Roll- und Windbewegungen eine positive Stabilität aufrechtzuerhalten. Das Schiff erfüllt die grundlegenden Anforderungen der Stabilitätsstandards, wenn, wann Worst-Case-Szenario Beim Laden bleibt M KR kleiner als M OPR.

In diesem Fall wird das minimale Kentermoment des Schiffes aus statischen oder dynamischen Stabilitätsdiagrammen unter Berücksichtigung des Einflusses der freien Oberfläche der flüssigen Ladung, der Rollbewegung und Elementen der Berechnung der Schiffswindung für verschiedene Fälle der Schiffsbeladung ermittelt.

Die Normen sehen eine Reihe von Anforderungen an die Stabilität vor, zum Beispiel: M KR

Die metazentrische Höhe muss einen positiven Wert haben, der Sonnenuntergangswinkel des statischen Stabilitätsdiagramms muss mindestens 60° und unter Berücksichtigung der Vereisung mindestens 55° usw. betragen. Die verbindliche Einhaltung dieser Anforderungen in allen Belastungsfällen gibt das Recht das Schiff als stabil zu betrachten.

Unsinkbarkeit des Schiffes bezeichnet seine Fähigkeit, den Auftrieb und die Stabilität nach der Überflutung eines Teils aufrechtzuerhalten Innenräume Wasser kommt von über Bord.

Die Unsinkbarkeit des Schiffes wird durch die Auftriebsreserve und die Erhaltung der positiven Stabilität in teilweise überfluteten Räumen gewährleistet.

Wenn das Schiff ein Loch in der Außenhülle hat, wird die durchfließende Wassermenge Q durch den Ausdruck charakterisiert

wobei S die Fläche des Lochs ist, m²;

G – 9,81 m/s²

N – Abstand der Lochmitte von der Wasserlinie, m.

Selbst bei einem kleinen Loch ist die Wassermenge, die in den Körper gelangt, so groß, dass die Sumpfpumpen damit nicht zurechtkommen. Daher werden auf dem Schiff Entwässerungsanlagen installiert, die darauf basieren, nur Wasser abzuleiten, das nach der Reparatur des Lochs oder durch Lecks in den Verbindungen eindringt.

Um die Ausbreitung des in das Loch einströmenden Wassers im gesamten Schiff zu verhindern, sind konstruktive Maßnahmen vorgesehen: Der Rumpf ist in separate Abteilungen unterteilt wasserdichte Schotte und Decks. Bei dieser Aufteilung kommt es im Falle eines Lochs zur Überflutung eines oder mehrerer begrenzter Abteile, was den Tiefgang des Schiffes erhöht und dementsprechend den Freibord und die Auftriebsreserve des Schiffes verringert.

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Stabilität ist eine der wichtigsten Seetüchtigkeitsmerkmale eines Schiffes, die mit äußerst wichtigen Aspekten der Navigationssicherheit verbunden ist. Stabilitätsverlust bedeutet fast immer den Tod des Schiffes und sehr oft auch der Besatzung. Anders als bei anderen Seetüchtigkeitsveränderungen ist die Abnahme der Stabilität nicht sichtbar und die Besatzung des Schiffes ist sich der drohenden Gefahr in der Regel erst in den letzten Sekunden vor dem Kentern bewusst. Daher muss dem Studium dieses Abschnitts der Schiffstheorie größte Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Damit ein Schiff in einer bestimmten Gleichgewichtsposition relativ zur Wasseroberfläche schwimmt, muss es nicht nur die Gleichgewichtsbedingungen erfüllen, sondern auch äußeren Kräften widerstehen können, die dazu neigen, es aus der Gleichgewichtsposition zu bringen, und zwar nach dem Aufhören Durch die Einwirkung dieser Kräfte kehrt es in seine ursprüngliche Position zurück. Daher muss das Gleichgewicht des Schiffes stabil sein oder mit anderen Worten, das Schiff muss eine positive Stabilität aufweisen.

Stabilität ist also die Fähigkeit eines Gefäßes, das durch äußere Kräfte aus dem Gleichgewichtszustand gebracht wird, nach Beendigung der Einwirkung dieser Kräfte wieder in seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückzukehren.

Die Stabilität des Gefäßes hängt mit seinem Gleichgewicht zusammen, das als charakteristisches Merkmal des Gefäßes dient. Wenn das Schiffsgleichgewicht stabil ist, weist das Schiff eine positive Stabilität auf; Wenn sein Gleichgewicht indifferent ist, hat das Schiff eine Stabilität von Null, und schließlich, wenn das Gleichgewicht des Schiffes instabil ist, hat es eine negative Stabilität.

Tankerkapitän Shiryaev
Quelle: Fleetphoto.ru

In diesem Kapitel werden die seitlichen Neigungen des Schiffes in der Mittelschiffsrahmenebene untersucht.

Die Stabilität bei Querneigungen, also beim Auftreten einer Rollneigung, wird als Querneigung bezeichnet. Abhängig vom Neigungswinkel des Schiffes wird die Seitenstabilität in Stabilität bei kleinen Neigungswinkeln (bis zu 10-15 Grad) oder die sogenannte Anfangsstabilität und Stabilität bei großen Neigungswinkeln unterteilt.

Das Kippen des Schiffes erfolgt unter dem Einfluss eines Kräftepaares; Das Moment dieses Kräftepaares, das eine Drehung des Schiffes um die Längsachse bewirkt, wird als Krängung Mkr bezeichnet.

Wenn der auf das Schiff ausgeübte Mcr allmählich von Null auf den Endwert ansteigt und keine Winkelbeschleunigungen und damit Trägheitskräfte verursacht, wird die Stabilität bei einer solchen Neigung als statisch bezeichnet.

Das auf das Schiff wirkende Krängungsmoment führt augenblicklich zur Entstehung von Winkelbeschleunigungen und Trägheitskräften. Die Stabilität, die bei einer solchen Neigung auftritt, wird als dynamisch bezeichnet.

Statische Stabilität ist durch das Auftreten eines Wiederherstellungsmoments gekennzeichnet, das dazu neigt, das Schiff in seine ursprüngliche Gleichgewichtsposition zurückzubringen. Dynamische Stabilität zeichnet sich durch die Arbeit dieses Augenblicks vom Anfang bis zum Ende seiner Wirkung aus.

Betrachten wir die gleichmäßige Querneigung des Schiffes. Wir gehen davon aus, dass das Schiff in der Ausgangsposition eine gerade Landung hat. In diesem Fall wirkt die Stützkraft D' im DP und wirkt am Punkt C – dem Mittelpunkt der Schiffsgröße (Auftriebsmitte-B).

Reis. 1

Nehmen wir an, dass das Schiff unter dem Einfluss eines Krängungsmoments eine Querneigung um einen kleinen Winkel θ erfahren hat. Dann verschiebt sich der Mittelpunkt der Größe vom Punkt C zum Punkt C 1 und die Stützkraft senkrecht zur neuen bestehenden Wasserlinie B 1 L 1 wird in einem Winkel θ zur Mittelebene gerichtet. Die Wirkungslinien der ursprünglichen und neuen Richtung der Stützkraft schneiden sich im Punkt m. Dieser Schnittpunkt der Wirkungslinie der Stützkraft bei einer infinitesimalen Neigung eines schwimmenden Schiffes mit gleichem Volumen wird als transversales Metazentrum bezeichnet.

Wir können dem Metazentrum eine andere Definition geben: Der Krümmungsschwerpunkt der Verschiebungskurve des Größenmittelpunkts in der Transversalebene wird Transversal-Metazentrum genannt.

Der Krümmungsradius der Verschiebungskurve des Mittelpunkts einer Größe in der Transversalebene wird transversaler metazentrischer Radius (oder kleiner metazentrischer Radius) genannt. Sie wird durch den Abstand vom transversalen Metazentrum m zum Größenmittelpunkt C bestimmt und mit dem Buchstaben r bezeichnet.

Der transversale metazentrische Radius kann mit der Formel berechnet werden:

d.h. der transversale metazentrische Radius ist gleich dem Trägheitsmoment Ix der Fläche der Wasserlinie relativ zur Längsachse, die durch den Schwerpunkt dieser Fläche verläuft, geteilt durch die dieser Wasserlinie entsprechende volumetrische Verschiebung V.

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 zweckmäßig, 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 Größenschwerpunkts 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: