Stabilitaet - Well

Stabilität
beim Schiff wie beim Menschen:
die Fähigkeit, sich aus einem gekrän(g)kten Zustand
wieder aufzurichten ;-)
Windstärke um die
6 Bft - auflandig
vor Kühlungsborn.
Eine 24 ft. Yacht
fährt quer zur
Welle, gerät in
eine Grundsee und
kentert.
Das Boot läuft voll
und sinkt.
Grimaldi kentert an der Pier
so schnell kann‘s kommen ….
Das „stolze“ Schiff vor dem März 2007
alle Bilder von www.Cargolaw.com/2007nightmare_genoa/html
Grimaldi kentert an der Pier
Die Repubblica di Genova, Imo Nr. 8521206, kenterte im März 2007 in
Antwerpen an der Pier . Die Besatzung konnte evakuiert werden.
Grimaldi kentert an der Pier
Hafen und Reederei haben sich gegenseitig beschuldigt.
Der Hafen sagte, das Schiff hätte falsch geballastet.
Das Schiff sagt, der Hafen hätte falsch beladen.
Auf jeden Fall fehlte offenbar die nötige Stabilität ;-)
Archimedes und die
Krone des Königs
Hieron II
Archimedes und die
Krone des Königs
Hieron II
Archimedes und die
Krone des Königs
Hieron II
Heureka:
Von dem Experiment war es nicht mehr weit zu dem
berühmten Satz des Archimedes:
Das Gewicht eines schwimmenden Körpers
entspricht dem Gewicht der von ihm verdrängten
Flüssigkeitsmenge
Archimedes und die
Lademarke
Um zu sehen, ob ein Schiff nicht zu viel geladen hat, ist außen am
Schiff ein Strich, die Lademarke.
Weil ein Schiff im Süßwasser mehr sinkt, als im Salzwasser ist für
jeden Wassertyp ein Strich da.
Außerdem ist kaltes Wasser auch dichter (schwerer) als warmes
Wasser.
Also sinkt ein Schiff auch im Sommer (warmes Wasser) tiefer ein.
Archimedes und die
Lademarke
Die verschiedenen Buchstaben bedeuten:
- TF = Freibord Süßwasser Tropisch (also warm)
- F = Freibord in Süßwasser (kalt)
- T = Freibord in tropischem Salzwasser (warm)
- S = Sommerlademarke
- W = Freibord in Salzwasser im Winter
- WNA = Freibord in Salzwasser im Winter im Nordatlantik
Archimedes und die
Lademarke
Salzwasser ist schwerer als Süsswasser und kann eine größere Last
pro Liter tragen. Pro Liter Wasser sind das zwar nur ein paar Gramm,
aber auf die Größe der Schiffe umgerechnet, bringt das schon sehr
viel. Ein Kubikmeter sind 1000 Liter Wasser, umgerechnet also eine
Tonne. Ein Schiff von 1000 Tonnen Kapazität, hat also eine
Tragfähigkeit, die 1 Millionen Liter Wasser entspricht.
Schiffe von 100 000 Tonnen sind keine Seltenheit.
Auftrieb und Gewicht
Die Schwerpunkte:
Formschwerpunkt = Auftriebsschwerpunkt (A)
Gewichtsschwerpunkt (G)
Die Schwerpunkte:
Formschwerpunkt = Auftriebsschwerpunkt (A)
Gewichtsschwerpunkt (G)
•
•
Formschwerpunkt – der Mittelpunkt des
ins Wasser getauchten Bootsraums
gleichzeitig der Auftriebsschwerpunkt (A)
Hier ein formstabiles Boot bei Krängung:
G oberhalb von A
A wandert zur gekrängten Seite
• Gewichtsschwerpunkt. (G) Das Zentrum, an dem die
Gewichtskraft angreift – Die Resultierende aller
Gewichte des Rumpfes
• Hier ein gewichtstabiles Boot bei Krängung
G unterhalb von A
A wandert zur gekrängten Seite
Die Veränderung des aufrichtenden Hebelarms bei zunehmender Krängung
•
Bei einem formstabilen Boot
• Bei einem gewichtstabilen Boot
Die Stabilitätskurve - der aufrichtende Hebelarm –
der Stabilitätsumfang
Die Stabilitätskurve - der aufrichtende Hebelarm –
der Stabilitätsumfang - Vergleiche
Die Stabilitätskurve - der aufrichtende Hebelarm –
der Stabilitätsumfang - Vergleiche
Die Stabilitätskurve - der aufrichtende Hebelarm –
der Stabilitätsumfang - Vergleiche
Eine ungewöhnliche Stabilitätskurve
Sea Serpant 25
Einfluss von Breite und Freibord auf die Stabilität
Schiff I (steif) ist breiter
als Schiff II (rank)
Bitte beurteilt Anfangs- und
Endstabilität, sowie
Stabilitätsumfang für beide
Schiff III hat höheres Freibord, als Schiff II
Bitte beurteilt Anfangs- und Endstabilität,
sowie Stabilitätsumfang für beide
Einfluss von Breite und Freibord auf die Stabilität
Das Metazentrum und die
metazentrische Höhe (GM)
Die Stabilitätskurve - der aufrichtende Hebelarm –
der Stabilitätsumfang - Vergleiche
Dynamische Stabilität
„Die Schwierigkeit des
Stabilitätsproblems
besteht gerade darin,
dass die durch
Rechnung
ermittelbare Stabilität
für den statischen Fall,
für den „Seegangsfall“
nicht mehr zutrifft.
Kentern ist ein
dynamischer Vorgang –
der statische
Gleichgewichtszustand
kommt im Seegang
nicht vor.“ (MARCHAJ /
1986)
Fragen zur Stabilität SSS/ SHS
Was versteht man unter der „Stabilität“ eines Schiffes?
Unter „Stabilität“ versteht man das Aufrichtvermögen des Schiffes, falls es
gekrängt wird.
Oder: Die Stabilität eines Schiffes kennzeichnet seine Eigenschaft, in
aufrechter Lage zu schwimmen und in einer Krängung aufrichtende
Momente entgegenzusetzen.
Nennen Sie die wesentlichen Begriffe zur Bestimmung der Stabilität und geben
Sie an, welche Anforderungen an die Stabilität einer seetüchtigen Segelyacht zu
stellen sind
Gewichtsschwerpunkt (Massenmittelpunkt) Formschwerpunkt, Metazentrum,
Auftrieb,
aufrichtender Hebelarm.
Die Segelyacht muss sich aus jeder Schwimmlage wieder aufrichten,
Gewichtsschwerpunkt muss tiefer als Formschwerpunkt liegen (Ballastkiel!).
Fragen zur Stabilität SSS/ SHS
Wovon hängt die Stabilität eines Schiffes ab?
Die Stabilität eines Schiffes wird beeinflusst von
- seiner Geometrie (Form),
- seiner Gewichtsverteilung im Schiff (Ausrüstung, Crew, Ballast) und
- von eventuell von außen wirkenden Störkräften (z.B. Wind, Seegang,
Trossenzug).
Was geschieht bei einer Neigung des Schiffes, z.B. durch seitlichen Winddruck,
solange sich die Lage des Massenmittelpunktes (Gewichtsschwerpunktes) nicht
verändert?
Infolge der Neigung wandert der Formschwerpunkt F zur geneigten Seite und
bildet
nunmehr mit der Wirkungsgeraden des Massenmittelpunktes
(Gewichtsschwerpunkt)
ein Kräftepaar, das die aufrechte Schwimmlage wieder herstellen will.
Fragen zur Stabilität SSS/ SHS
Erläutern Sie, wodurch das Aufrichtvermögen eines gekrängten Schiffes
bewirkt wird.
Es sind zu nennen: die wirkenden Kräfte, die Punkte, in denen die o.g.
Kräfte
angreifen und die Lage der Angriffspunkte zueinander. (Eine Zeichnung ist
empfehlenswert.)
Dem Krängungsmoment (Winddruck, Wasser[quer]widerstand) wirkt
das aufrichtende Moment (Hebelarm aus Auftriebskraft und
Gewichtskraft) entgegen.
Fragen zur Stabilität SSS/ SHS
Was versteht man unter einer steifen Yacht?
Eine Yacht nennt man steif, wenn sie nicht so schnell krängt (im
Gegensatz zu einer ranken Yacht )
Welche Vor- und Nachteile haben steife Yachten?
Die Betrachtung von Vor- und Nachteilen gilt bei Gleichbleiben sämtlicher
anderer Parameter wie Lage von Form- und Gewichtsschwerpunkt etc
Vorteile:
· Hohes Segeltragevermögen
· Späterer Reffpunkt
· Höhere Amwindgeschwindigkeit
· Mehr Raum unter Deck wegen größerer Breite
Nachteile:
· Weniger angenehmes Seegangsverhalten
· Geringere Endstabilität
· Geringerer Stabilitätsumfang und damit ggf. eingeschränkte
Seetüchtigkeit
Fragen zur Stabilität SSS/ SHS
Beschreiben Sie mit Stichworten für eine steife Yacht ( im Vergleich
zu einer ranken Yacht ) die folgenden Stabilitätsparameter:
· Anfangsstabilität · Endstabilität· Hebelarmlänge· Stabilitätsumfang
· Stabilitätskurve· Formstabilität· Gewichtsstabilität
Der Vergleich gilt im Allgemeinen bei Gleichbleiben sämtlicher anderer
Parameter wie Lage von Form- und Gewichtsschwerpunkt etc
Höhere Anfangsstabilität
· Geringere Endstabilität
· Schnell ansteigende Hebelarmlänge
· Im allgemeinen geringer Stabilitätsumfang
· Die Stabilitätskurve steigt zunächst steil an, erreicht relativ früh ihr
Maximum (50° bis 60°), hat etwa
bei 120° bis 130° ihren Nulldurchgang
· Höherer Formstabiler Anteil
· Geringer Gewichtsstabiler Anteil
Fragen zur Stabilität SSS/ SHS
Was geschieht mit einer Yacht mit einem Stabilitätsumfang von
125° die kieloben im Wasser treibt?
Hier ein Beispiel für eine Yacht mit Stabilitätsumfang von ca 120°
Stabilität bei Regatten
IMS (International Measurement System)
ORC (Offshore Racing Congress des intern.
Seglerverbandes)
Grundbegriffe derStabilität
Grundbegriffe der Stabilität