Schiffbau - Stabilität

Wissenschaft Physik
#1

Hallo!
Lese bei Wikipedia:
„Schiffstypen wie Containerschiffe oder Fährschiffe haben, bedingt durch Beladung und Bauart, oft einen unerwünscht hohen Gewichtsschwerpunkt, was eine zu geringe Stabilität zur Folge hätte. Um eine genügende Stabilität zu gewährleisten, wird eine hohe Beladung an Deck daher mit großen Ballastwasserkapazitäten, hauptsächlich in Doppelbodentanks, ausgeglichen. Die gegenteilige Situation findet sich beispielsweise bei Erzschiffen, die in der Regel im beladenen Zustand einen äußerst tief gelegenen Gewichtsschwerpunkt besitzen. Ein Schiff mit unerwünscht hoher Stabilität hat eine sehr kurze Rollperiode mit kleinen Rollwinkeln …“

Wieso unerwünscht hohe Stabilität? Ich dachte, Stabilität wäre wünschenswert? Aber ich habe keine Ahnung auf diesem Gebiet, nur muss ich mich im Rahmen einer Romanübersetzung mit dem Verhalten eines Autotransporters (Schiff) befassen und möchte keinen Fehler machen.

Gruß,
Eva

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#2

Hallo Eva,

für Schiffsstabilität gilt: „Es ist kompliziert“ :slight_smile: Aber grob gesagt: Je nachdem, wie der Querschnitt des Schiffsrumpfes gestaltet ist, bedeutet „hohe Stabilität“, daß sich das Schiff bei Krängung sehr schnell wieder aufrichtet. Dadurch erfahren Ladungen bzw. Passagiere eine hohe Beschleunigung. → Verletzungsgefahr bzw. die Ladung kann sich aus der Fixierung lösen und verschieben.

Gruß
Metapher

#3

Danke Dir und gleich noch eine Frage:
Wikipedia:
"Bei aufrechter Schwimmlage des Schiffes liegen Gewichtsschwerpunkt und Auftriebsschwerpunkt senkrecht übereinander. Wird das Schiff durch einen äußeren Einfluss gekrängt, bleibt der Gewichtsschwerpunkt auf das Schiff bezogen zwar an seinem Platz, wandert aber insgesamt gesehen zur Seite der Krängung aus. Der Auftriebsschwerpunkt wandert zur selben Seite aus, und zwar ins Zentrum des jetzt verdrängten Wassers. Wenn Gewichtsschwerpunkt und Auftriebsschwerpunkt jetzt nicht mehr senkrecht übereinanderstehen und der Gewichtsschwerpunkt unterhalb des Anfangsmetazentrums des Schiffes liegt, entsteht ein sogenannter „aufrichtender Hebelarm“, der das Schiff bei Wegnahme des krängenden Einflusses in seine Ausgangslage zurückführt. "

In meinem Fall krängt das Schiff nach Backbord, weil die Ballastwassertanks an Steuerbord geleert wurden (frag mich nicht …). Kann auch in dem Fall aus Gewichtsschwerpunkt und Auftriebsschwerpunkt ein Gleichgewicht entstehen, so dass das Schiff in dem entstandenen Neigungswinkel verharrt? Wenn jetzt eine Kraft in Form einer Welle auf die aus dem Wasser gehobene Steuerbordseite einwirkt, wäre dieses „Equilibrium“ zerstört. Oder?

Grübelnde Grüße,
Eva

#4

Naja, vereinfacht und platt gesagt hat dein Schiff jetzt durch ungleichmäßige Beladung Schlagseite.
Wenn dann Wellen dazu kommen, kränkt es genauso, nur daß die „aufgerichtete Position“ dann eben die mit er Schlagseite ist…

#5

Einfach ausgedrückt bedeutet Stabilität beim Schiff das Aufrichtvermögen aus einer Seitenlage.
Natürlich kann eine stabile Situation auch mit Schlagseite vorhanden sein.
Gruß Hartmut

#6

Genau so ist es. Das Schiff befindet sich nun in einer neuen Gleichgewichtslage (wie bereits erklärt wurde). Der Physik ist es ja egal, wie „schräg“ das Schiff nun aussieht. Das weitere Krängen und Rollen bezieht sich ab jetzt eben auf diese Lage. Die Steuerung wird dadurch allerdings etwas komplizierter.

#7

(sorry, zu schnell abgeschickt)

Aus Auftriebs- und Massenschwerpunkt wird in der Praxis ein weiterer Punkt bestimmt: Das sog. Metazentrum. Dessen Lage zum Massenschwerpunkt ist maßgeblich dafür, ab wann das Schiff kentert: Er bestimmt die Hebelwirkung, die das Schiff wieder aufrichtet oder eben weiter kippen läßt. In diesem Fall ist die Kentergefahr natürlich erheblich vergrößert, insbesondere nach weiterem Krängen (z.B. durch Wellengang).

Die Stabilität ist also jetzt nicht mehr die ursprüngliche.

#8

z.B. weil jetzt die Schiffsplattform leichter unter die Wasseroberfläche geraten kann → Wasser fließt ins Schiffsinnere.