SuS-Lior

Linearisierung des Hebelarmes für kleine Winkel zulässig, h=GM*sin(phi), vorrausgesezt sind senkrechte Wände

h_res = h_a-h_k (aufrichtend minus krängend)

1.       Archimedisches Prinzip nicht mehr gültig.

2.       Zusätzliche Reaktionskräfte vom Boden

3.       Kritisch für Globale Längsfestigkeit

4.       Kritisch für lokale Beschädigungen

5.       Auflager reduziert Stabilität.

Abgeleitet von Darstellungsform, laufen von links nach rechts.

1.       Kurvendiskussion Sinuskurve (nur bis Maximum)

2.       Liniearisierung von Winkeln (nur für kleine Winkel zulässig)

Das sogenannte KG, Schwerpunkt aller im Schiff befindlicher Massen inklusive Schiff selbst

Ist der Schnittpunkt zweier Auftriebsvektoren, die Metazentrische Evolute ist der Krümmungsmittelpunkt der Kurve des Auftriebsschwerpunkts.

Gewicht eines Körpers=Gewicht des verdrängten Volumens. Auch Auftriebskraft genannt: G=B

Gewichtsverlagerung, SP steigt nach oben. Krängender Hebel aus Ladungsverschiebung, entspricht Ladungsverschiebung in die Umlenkrolle des Krans. Zulässiges Hebegewicht nicht überschreiten, Vermeidung vom schlagartigen Abriss der Last-> dynamisches Moment (SP fliegt hoch)

Winkel Phi

Werte für Pantokarene

Beim Krängungsversuch werden mehrfach Gewichte seitlich um dy verschoben, die entstehende Krängung wird gemessen. Je Versuch sind dy, phi und mH (krängende Hebel) bekannt, in Verbindung mit KG, KM, BG auch BM

1. Solas

2. Freibordvorschrift (Load Lines)

3. Code of Intact Stability

4. IGC Code

5. Polar Code (Annahme Vereisung 30 kg/m2 Wetterdeck, 7,5 kg/m2 Seiten-Lateralfläche)

1. Solas

2. Marpol

3. Load Lines

4. ISC

5. Klasse Vorschriften

International Convention for the Prevention of Pollution from Ships

Umweltschutz, Emissionen, Lage der Kraftstofftanks, Lage Gefahrengüte etc.

Flaggenstaat, Kontrolle durch Klassifikationsgesellschaft

IMO International Maritim Organisation, Sicherheit; Navigation; Umweltschutz

SOLAS Safety of life at sea, Int. Abkommen zum Schutz des menschlichen Lebens auf See à Leckstabilität aber auch Rettungsmittel, etc.

Klassifikationsgesellschaften (National)

Nationale Behörden (BG-Verkehr)

Klasse-Bauvorschriften IACS, DNV GL, ABS

Ab Länge über 24m, regelt Reserveauftrieb und Verschlusszustand

Wetterdichte Aufbauten (Regel 37: Abzug vom Freibord je nach Länge des Aufbaus und des Schiffs, 33-35: geschlossene Aufbauten und ihre wirksame Länge, Handhabung von Schrägen und anders geformten/positionierten Endschotten)

Ja, Negativen Freibord gibt es bei taucheng. Z.b. Dockschiffe, Heavy Load Carrier

Load Line

Abhängig vom Fahrtgebiet, Süß-/Seewasserdichte. Sind abhängig vom Salzgehalt und Temperatur. Bsp. Tropen Frischwasser, Frischwasser, Sommer, Winter (…)

Oberste, durchlaufende, wasserdichte Deck. Verschlussvorrichtungen für alle Öffnungen

Wasserdicht (kein ein- oder auslaufendes Wasser), Wetterdicht (unter allen Seeverhältnissen kein einkommendes Wasser)max. 4% eingerückt und wetterdichte Aufbauten können Freibord erhöhen à gut für Hebelarmkurve bei großen Krängungswinkeln

Ja, ausschließlich auf die Kriterien des ISC

• -  Falsche Beladung, schlechte Sicherung (Ladungsverschiebung), überkommendes Wasser

• -  Freibordforschriften max. Tiefgang

• -  Container geht bei zu großen Krängungswinkeln über Bord

• -  Beschleunigung bei schnellen Rollbewegungen à Laschmaterial entsprechend auslegen

Über 2. Generation Intact adressiert

- Unterteilung in Schiffsgruppen (je nach gegebene/ geforderte Kriterien) nein, ergänzende Kriterien für bspw. Passagierschiffe (zusätz. Momente), Tanker, Holzladung, Bulker, Containerschiffe > 100 m, Offshore Supply, Marineschiffe, Traditionsschiffe

- Seite Deck zu Wasser

- Nicht ausreichend aufrichtender Hebel

- Schlechte Ladungssicherung

- Nach Beschädigung

- Für alle Schiffe über 24m Länge

Allgemeine Kriterien:  

- Flächeninhalt GM-Kurve > 0,055 meter radiant bei phi = 30°, > 0,09 mr bei phi=40°                                       

- GM 0,2 m bei phi=30° oder mehr                                       

- max. GM mindestens bei phi=25°                                       

- Anfangs-GM > 0,15 m

Diese Kriterien weichen für spezielle Schiffe ab (Fischerei, Offshore, Container > 100m, Pontons, Holzdecksladung, …)

• -  Freibordvorschriften

• -  Wetter-Kriterien

• -  Mindeststabilität

• -  Anfangsstabilität

• -  Personenmoment, Drehkreismoment, …

• -  Wetter nicht konstant, Wind steigt mit Höhe logarithmisch

• -  Dynamische Stabilität

• -  Dynamisches Wellenbild/ Wind erzeugt dynamischen Hebel und Krängung

• -  Rolleigenperiode

• -  Schiff rollt, durch Böen kann der Rollwinkel zunehmen, wird erfasst durch Teile der Hebelarmkurve

• -  Rückrollen

• -  Quersee

• -  Vereinfacht als Pontonstabilität

• -  Flüssigkeitsverschiebemomente

• Nein. LLeck= min (3%*L, 3m)           à SOLAS 2020             

• B     = min (B/10, 0,75 m)

• -  Schiffssicherheitsoffizier

• -  GMreq. Kurven

weniger, weil schon beschädigt

- Verhältnis zwischen Gesamtvolumen und dem mit Wasser flutbaren Volumens

- Von Länge und Breite des Schiffes

- Leckausdehnung wird in Breitenrichtung mit B/5 bzw. B/10 angenommen, da dort meist eine Längswand gesetzt ist

Schiff muss trotzdem Leckfälle der Lecklänge aushalten, auch wenn es einen 1 oder 2 Abteilungsstatus erhalten hat (Schiff schlecht geplant)

• -  Dynamische Krängung durch Windmoment, größerer Hebelarm

• -  Windstärke wird größer mit Höhe

Ein Körper befindet sich in einem stabilen Gleichgewicht, wenn für eine kleine Auslenkung Arbeit aufgebracht werden muss.

Stabil - GM > 0

Indifferent – GM = 0

Labil – GM < 0

• -  Der Abstand (erdfest) des Auftriebsschwerpunkts B zum Kielpunkt K.

• -  W= eta_b=y_b*cos phi-z_b sin phi

Dyn. Kränungungswinkel? Flächen vergleichen oberhalb/unterhalb Nullstelle (welcher winkel war das nochmal? bro keine ahnung)

Personen-,

Wind-,

Drehkreis-,

Eis-,

Trossenzug-,

Kranlast-,

Wellen-,

Ladungs-,

Flüssigkeitsverschiebe-,

Leckmoment

Der Auftriebsschwerpunkt eines Schwimmkörpers wandert aufgrund der Geometrie zusätzlich schiffsfest aus. Ein Kreiszylinder hat keine Formzusatzstabilität, dessen Schwerpunkt wandert nur erdfest aus

Der Gewichtsschwerpunkt bleibt i.d.R. auf dem Schiff ortsfest bei einer Zunahme der Krängung, erdfest wandert dieser aber aus. Gewichtsstabil bezeichnet man Schwimmkörper meist, wenn der Gewichtsschwerpunkt auch schiffsfest unterhalb des Auftriebs liegt und damit bei Krängung ein rückstellendes Moment erzeugt.z.B. Kielyacht

Anfangsstabilität GM_0

Negativ, da freie Oberflächen krängendes Moment verstärken

Code of Intact Stability 2008 seit 2010 gültiger Mindeststandard à statische Anforderungen an Hebelarmkurve; Wetterkriterium, um dyn. Stabilität zu adressieren

Failure modes in SGISc: - Dead ship condition (Wetterkriterium) - Excessive Accelerations (hohes GM, Stabilität, Steifigkeit, Beschleunigungen) - Pure loss of Stability (neg. GM, Schiffsform abhängig, längslaufender Seegang, verändertes B) - Parametric Rolling (Variation h(phi), Überlagerung/ Schiffseigenfrequenz, Rollwinkel) - Surf: Riding and Broaching (kleine, schnelle Schiffe; querschlagen, See achterlich)

Neuerungen allg: - Bewertung dyn. Stabilität - erlaubt komplexe, fortschrittliche Rechenprogramme - nicht nur min auch max Stabilität betrachtet

Mindestfreibord (Freibordmarke und max. zul. Tiefgang) à Reserveauftrieb, Def. Mindestabstand oberstes wasserd. Deck bis zur WL, regelt Verschlusszustand, Schutz vor überkommendem Wasser

à

1. Basis Sicherheitsniveau

• Korrekturen: Deckssprungkorrektur, Aufbauten und Trunks-, Seitenhöhe-, völlige Schiffe-, kurze Schiffe-

• Schiffstyp wählen • Tafelfreibord nach Länge • Korrekturen anwenden • Bughöhenforderung und Reserveauftrieb vorne • Maximal erlaubten Tiefgang ermitteln und eventuell verschiedene Freibordtypen bestimmen

für im Schiffsregister eines Vertragsstaates Schiffe > 24m verbindlich

• -  GM muss größer sein als 0,15 m

• -  Hängt nicht von der Schiffsgröße oder Schiffsform ab, allerdings müssen freie Oberflächen berücksichtigt werden

• - verschiedene Schiffstypen haben aber unterschiedlichen Mindest-GM (z.B. Fischerei 0,35m)

GMreq und KGmax Kurven:Diagramm für KGmax, wo jedes einzelne Kriterium eine eigene KG-Grenzkurve über verschiedenen Tiefgängen (bei jedem T ist h anders, d.h. Kriterien werden anders erfüllt) bekommtunterste Kurve „envelope“ zeigt minimalen KG - Verlauf um alle Kriterien zu erfüllen

Bsp.:

T = 6

Kriterium GM >= 0,15

à KGmax aus Diagramm = 19,3 m

à KM = KG+GM= 19,3+0,15 = 19,45m

dynamische Stabilität

- dynamische Stabilitätsphänomene

- Hebelarmkurve (GM_0, h_max, Hebelarmkurvenumfang)

- Wetterkriterium (ungeschützte Öffnungen z.W., Rollwinkel, Energiebilanz aufr. und krängende Momente)

- spezielle Kriterien für besondere Schiffe (Passagierschiffe, Öltanker, High Speed, Getreidebulker)

Nein, undicht

- Probabilistisch bei Cargoschiffen

- Deterministisch bei Passagierschiffen

über die ganze Höhe

Abteilung: wasserdicht abgetrennter Bereich (Querschotte, aber auch Decks und Längswände können diese begrenzen)

Nein, Abteilungsstatus und Leckausdehnung definieren zusammen die zulässige Größe der Abteilungen

Verhalten des Schiffs im Leckfall, was hält das Schiff aus Schiffssicherheit beurteilen können (Unterteilung sinnvoll, …)

kleinere Ausdehnung des Lecks, auch zu betrachten, da diese insbesondere in vertikaler Richtung zu schlimmeren Leckfällen führen

L_t = L*B^3/12

Stabilitätsberechnung (freie Flüssigkeiten)

1. dort, wo die dynamischen Auftriebskräfte angreifenim SP aller zum Auftrieb beitragenden Einzelvolumen / SP des verdrängten Wassers wirkt lotrecht entgegen der Schwerkraft

sehr gut, über Freibord, Bughöhe und Auftrieb viel Sicherheit gegeben

Typ A: Beförderung flüssiges Massengut mit geringer Flutbarkeit und freiliegendem Deck mit hoher Dichtigkeit

Typ B: alle anderen Schiffe:  Tanker bereits voll, d.h. weniger gefährdet durch Leck o.ä. Typ B-60: Frachtschiffe mit vermindertem Freibord

Frachtschiff mit reduziertem Freibord

—>erfordert zusätzliche deterministische Leckrechnung:

1. 60% von Typ A: 1-Abteilungsstatus

2. 100% von Typ A: 2-Abteilungsstatus

3. Beschädigungsannahme: B/5 oder 11,5 m und 1 3 L 2 3 oder 14,5 m

Kontrolle der Ladungsverteilung und Ladungsmenge à KG, Trimm, Kränung, Tiefgang, …