Modul: Leckstabilität und Kentersicherheit

Masterstudiengang Maschinenbau

Lernziele

Vermittlung von Kenntnissen über die Schwimmfähigkeit von Körpern im beschädigten Zustand. Neben den physikalischen Grundlagen werden deterministische und probabilistische Kriterien für die Bewertung der sich aufgrund einer Beschädigung einstellenden Schwimmlage vorgestellt. Lecksicherheitsvorschriften werden darauf aufbauend diskutiert. In einem weiteren Schwerpunkt wird die Kentersicherheit intakter Schiffe betrachtet. Hierbei wird neben quasistatischen krängenden Momenten das Rollverhalten in regelmäßigen und unregelmäßigen Seegängen analysiert und bewertet. Es werden Fragen nach dem WAS, WARUM und WIE in den Vordergrund gestellt. Kenntnisse über den Aufbau der relevanten Vorschriften werden soweit vermittelt, dass die Hörer deren prinzipielle Herangehensweisen bewerten können. Es ist nicht Ziel der Veranstaltung, alle Details der (sich fortlaufend ändernden) Vorschriften zu vermitteln. Hörer werden in die Lage versetzt, Lecksicherheits- und Stabilitätsanforderungen an Schiffe zu verstehen und deren Auswirkungen im Entwurfsprozess zu beachten und zu bewerten.

Vorlesungen

1. Grundlagen der Schwimmfähigkeit von Körpern (Wiederholung)

2. Fortfallender Auftrieb/hinzukommendes Gewicht, Stabilitätsverlust

3. Ermittlung flutbarer Längen (Schottenkurve), Kriterien Freibord und Stabilität

4. Abteilungsfaktor

5. Probabilistische Bewertung der Wirksamkeit von wasserdichten Unterteilungen

6. Methoden zur Ermittlung der Überlebenswahrscheinlichkeit im Falle eines Lecks

7. Übersicht der historischen Entwicklung und der aktuell geltenden Lecksicherheitsvorschriften

8. Kentersicherheit von Schiffen

9. Krängende und aufrichtende Momente

10. Rollschwingungen in glattem Wasser und regelmäßiger See

11. Rollverhalten in unregelmäßiger See

12. Rollverhalten in unregelmäßigem Seegang

13. Kentersicherheit im Seegang: parametrische Erregung

14. Quantitative Beurteilung der Kentersicherheit

15. Diskussion der geltenden Vorschriften

Übungen

In den vorlesungsbegleitenden Übungen werden folgende Themen bearbeitet:

  1. Wiederholung Stabilität, sowie Bestimmung der Schwimmlage nach Aufbringung von Kräften und Momenten.
  2. Stabilitätsverlust nach Flutung nach des Auftriebsschwerpunktes
  3. Schwimmlage und Stabilität bei asymmetrischer Flutung
  4. Schottenkurve
  5. probalistische Leckrechnung
  6. Probalistische Berechnung einer Schiffsraumeinteilung mithilfe einer Software
  7. Berechnung der Schiffsschwingungen eines Schiffes in quereinkommendem Seegang
  8. Seegangspektren
  9. parametrisches Rollen
Hausaufgaben

Zur Vertiefung des erworbenen Wissens werden Hausaufgaben ausgehändigt, die bearbeitet werden müssen. Die Anerkennung der Lösungen ist eine Voraussetzung für die Prüfungszulassung, s.u.

Literatur
  • H. Schneekluth Hydromechanik zum Schiffsentwurf, Koehler Verlag, Herford, 1985
  • Edward V. Lewis, Editor Principles of Naval Architecture, Volume I, The Society of Naval Architects and Marine Engineers, New Jersey, 1988
  • W. Abicht Stabilität und Lecksicherheit I und II, Vorlesungsmanuskripte 29A und 29B, Institut für Schiffbau der Universität Hamburg
  • W. Abicht Berechnung der Wahrscheinlichkeit des Überstehens von Verletzungen quer- und längsunterteilter Schiffe, Handbuch der Werften Band X
  • K. Wendel Unterteilung von Schiffen, Handbuch der Werften Band X
  • O. Grim Rollschwingungen, Stabilität und Sicherheit im Seegang, Schiffstechnik, Seiten 10-21, 1952
  • W. Abicht Die Sicherheit der Schiffe im nachlaufenden unregelmäßigen Seegang, Schiffstechnik, Seiten 43-60, Heft 97, 1972
  • K. Vogt Stabilitätsvorschriften für Schiffe/Boote der Bundeswehr, Handbuch der Werften XIX
Einordnung in den Studienverlauf

Dieses Wahlpflichtmodul ist Bestandteil des Masterstudiengangs Schiffs- und Meerestechnik. Aufbauend auf die erworbenen Kenntnisse im Bereich der Schiffshydrostatik werden tiefer gehende Kenntnisse im Bereich der Lecksicherheit sowie der Sicherheit gegen Kentern vermittelt. Aus diesem Grund werden folgende Vorkenntnisse vorausgesetzt:

  • abgeschlossenes Bachelorstudium in den Ingenieurwissenschaften einschließlich Mathematik für Ingenieure I – III
  • Grundlagen Entwerfen von Schiffen
  • Schiffshydromechanik I
Prüfungen

Mündliche Prüfung, 30 Minuten Dauer, die Modulprüfung wird benotet. Der Termin der Prüfung wird über das Studienbüro bekannt gegeben. Um zur Prüfung zugelassen werden zu können, müssen die Hausaufgaben erfolgreich bearbeitet sein.

Organisatorisches

Modulnummer 21145
Lehrveranstaltungen: Leckstabilität und Kentersicherheit
Angebot im Wintersemester

Univ. Prof. Dr.-Ing. Robert Bronsart Dipl.-Ing. Hannes Lindner
Leistungspunkte: 6
Arbeitsumfang
Präsenzveranstaltungen: 2 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung/Praktika
Vor-, Nachbereitung, Selbststudium, Hausaufgaben: ~ 125 h
Gesamtumfang: ~ 180 h