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1. Einleitung

2. Leistungsmerkmale

2.1 Hauptabmessungen des Schiffes

2.2 Verschiebung

2.3 Tragfähigkeit

2.4 Kapazität

2,5 Schiffsgeschwindigkeit

3. Seetüchtigkeit

3.1 Auftrieb

3.2 Stabilität

3.3 Geschwindigkeit

3.4 Kontrollierbarkeit

3.6 Unsinkbarkeit

4. Quellen

Einführung

Ein Schiff ist eine komplexe technische und schwimmende Struktur für den Transport von Gütern und Passagieren, für Wasserfischerei, Bergbau, Sportwettkämpfe und auch für militärische Zwecke.

Unter einem Seeschiff versteht man im Seerecht ein selbstfahrendes oder nicht selbstfahrendes schwimmendes Gebilde, also ein künstlich geschaffenes Objekt, das dazu bestimmt ist, dauerhaft auf See zu schwimmen. Um ein Bauwerk als Schiff zu erkennen, spielt es keine Rolle, ob es mit einem eigenen Motor ausgestattet ist, ob es über eine Besatzung verfügt, ob es sich bewegt oder sich überwiegend in einem stationären Schwimmzustand befindet. Die gleiche Definition gilt neben dem Meer auch für Binnengewässer und Flüsse.

Als für einen bestimmten Zweck konzipiertes Ingenieurbauwerk verfügt ein Schiff über Betriebseigenschaften und Seetüchtigkeit.

Leistungsmerkmale

Hauptabmessungen des Schiffes

Die Hauptabmessungen eines Schiffes sind seine linearen Abmessungen: Länge, Breite, Seitenhöhe und Tiefgang.

Die Diametralebene (DP) ist eine vertikale Längssymmetrieebene der theoretischen Oberfläche des Schiffsrumpfs.

Die Mittelschiffsrahmenebene ist eine vertikale Querebene, die durch die Mitte der Schiffslänge verläuft und auf deren Grundlage eine theoretische Zeichnung erstellt wird.

Der Rahmen (Shf) wird als theoretische Linie in einer theoretischen Zeichnung und als praktischer Rahmen in Strukturzeichnungen verstanden.

Strukturelle Wasserlinie (KWL) ist eine Wasserlinie, die der geplanten Vollverdrängung von Schiffen entspricht.

Wasserlinie (WL) – die Schnittlinie der theoretischen Oberfläche des Rumpfes mit einer horizontalen Ebene.

Hecksenkrechte (SP) – die Schnittlinie der Mittellinienebene mit der vertikalen Querebene, die durch den Schnittpunkt der Schaftachse mit der Ebene der strukturellen Wasserlinie verläuft; Der CP auf der theoretischen Zeichnung stimmt mit dem 20. theoretischen Rahmen überein.

Bugsenkrechte (NP) – die Schnittlinie der Mittellinienebene mit der vertikalen Querebene, die durch den äußersten Bugpunkt der Entwurfswasserlinie verläuft.

Die Hauptebene ist eine horizontale Ebene, die ohne hervorstehende Teile durch den tiefsten Punkt der theoretischen Körperoberfläche verläuft.

In Zeichnungen, Beschreibungen usw. werden Maße für Länge, Breite und Höhe angegeben.

Die Längenabmessungen der Gefäße werden parallel zur Hauptebene bestimmt.

Maximale Länge Lnb – der in der horizontalen Ebene gemessene Abstand zwischen den äußersten Punkten des Bug- und Heckendes des Rumpfes ohne hervorstehende Teile.

Länge entlang der strukturellen Wasserlinie L kvl – der in der Ebene der strukturellen Wasserlinie gemessene Abstand zwischen den Schnittpunkten ihrer Bug- und Heckteile mit der Mittellinienebene.

Die Länge zwischen den Senkrechten L PP ist der in der Ebene der Entwurfswasserlinie gemessene Abstand zwischen der Bug- und der Hecksenkrechten.

Die Länge entlang einer Wasserlinie L ow wird als L ql gemessen

Die Länge des zylindrischen Einsatzes L c ist die Länge des Schiffsrumpfes bei konstantem Spantquerschnitt.

Die Länge des Bugpunktes L n - wird vom Bug senkrecht zum Anfang des zylindrischen Einsatzes bzw. zum Spant mit dem größten Querschnitt (bei Schiffen ohne zylindrischen Einsatz) gemessen.

Die Länge des Heckpunktes L k wird vom Ende des zylindrischen Einsatzes oder Rahmens mit dem größten Querschnitt gemessen – dem Ende des Heckteils der Wasserlinie oder einem anderen bezeichneten Punkt, beispielsweise der Hecksenkrechten. Die Abmessungen der Gefäßbreite werden parallel zur Hauptebene und senkrecht zu den diametralen Ebenen gemessen.

Maximale Breite In nb – der gemessene Abstand zwischen den äußersten Punkten des Körpers ohne Berücksichtigung der hervorstehenden Teile.

Breite am Mittelspant B – der am Mittelspant gemessene Abstand zwischen den theoretischen Oberflächen der Seiten auf der Höhe des Entwurfs oder der Entwurfswasserlinie.

Breite entlang der Wasserlinie In der Wasserlinie – der größte Abstand, gemessen zwischen den theoretischen Oberflächen der Seiten auf Höhe der Entwurfswasserlinie.

Die Breite entlang der Freileitung VL wird als VKL gemessen.

Höhenmaße werden senkrecht zur Hauptebene gemessen.

Seitenhöhe H – vertikaler Abstand, gemessen am Mittelschiffsrahmen von der horizontalen Ebene, die durch den Schnittpunkt der Kiellinie mit der Ebene des Mittelschiffsrahmens verläuft, bis zur Seitenlinie des Oberdecks.

Höhe der Seite zum Hauptdeck N G. P - Höhe der Seite zum obersten durchgehenden Deck.

Seitenhöhe zum Zwischendeck N TV – Seitenhöhe zum Deck unterhalb des Hauptdecks. Wenn mehrere Zwischendecks vorhanden sind, werden sie vom Hauptdeck aus als zweites, drittes usw. Deck bezeichnet.

Der Tiefgang (T) ist der vertikale Abstand, gemessen in der Ebene des Mittschiffsspants von der Hauptebene der Struktur- oder Entwurfswasserlinie.

Bug-Tiefgang und Heck-Tiefgang Tn und Tk – werden an der Bug- und Hecksenkrechten zu jeder Wasserlinie gemessen.

Durchschnittlicher Tiefgang T av – gemessen von der Hauptebene bis zur Wasserlinie in der Mitte der Schiffslänge.

Bug- und Hecksteilheit h n und h k – sanfter Anstieg des Decks vom Mittelteil bis zum Bug und Heck; Der Auftrieb wird an der Bug- und Hecksenkrechten gemessen.

Balkenbiegung h b – der Höhenunterschied zwischen der Kante und der Mitte des Decks, gemessen an der breitesten Stelle des Decks.

Freibord F – der vertikal seitlich gemessene Abstand in der Mitte der Schiffslänge von der Oberkante der Deckslinie bis zur Oberkante der entsprechenden Ladelinie.

Bei Bedarf werden weitere Maße angegeben, wie zum Beispiel die größte (Gesamt-)Höhe des Schiffes (Festpunkthöhe) ab der Ladewasserlinie im Leerzustand für die Durchfahrt unter Brücken. Normalerweise beschränken sie sich auf die Angabe der Länge – der größten und zwischen den Senkrechten, der Breite am Mittelspant, der Höhe der Seite und des Tiefgangs. Bei der Anwendung internationaler Übereinkommen – zum Schutz des menschlichen Lebens auf See, zu Ladelinien, zu Abmessungen, zur Klassifizierung und zum Bau von Schiffen – orientieren sie sich an den in diesen Übereinkommen oder Regeln festgelegten Definitionen und Abmessungen.

Verschiebung

Die Verdrängung ist eines der Hauptmerkmale eines Schiffes, das indirekt seine Größe charakterisiert.

Folgende Verschiebungswerte werden unterschieden:

Masse oder Gewicht und Volumen,

Über- und Unterwasser (für U-Boote und Unterwasserschiffe),

· Leerverdrängung, Standard, Normal, Voll und Maximum.

Die Gesamtverdrängung ist gleich der Summe aus der Leerschiffverdrängung und dem Eigengewicht.

Die Verdrängung eines Schiffes ist die Wassermenge, die durch den Unterwasserteil des Schiffsrumpfs verdrängt wird. Die Masse dieser Wassermenge entspricht dem Gewicht des gesamten Gefäßes, unabhängig von Größe, Material und Form. (Nach dem Gesetz von Archimedes)

Ш Massenverdrängung (Gewichtsverdrängung) ist die Masse eines schwimmenden Schiffes, gemessen in Tonnen, gleich der vom Schiff verdrängten Wassermasse.

Da die Masse des Schiffes während des Betriebs in weiten Grenzen schwanken kann, werden in der Praxis zwei Konzepte verwendet:

Vollbeladene Verdrängung D, gleich der Gesamtmasse des Schiffsrumpfs, aller Mechanismen, Geräte, Ladung, Besatzungspassagiere und Schiffsvorräte bei maximal zulässigem Tiefgang;

Leichte Verdrängung D0, gleich dem Gewicht des Schiffes mit Ausrüstung, ständigen Ersatzteilen und Vorräten, mit Wasser in Kesseln, Maschinen und Rohrleitungen, jedoch ohne Ladung, Passagiere, Besatzung und ohne Treibstoff und andere Vorräte.

Ш Volumenverdrängung – das Volumen des Unterwasserteils des Schiffes unterhalb der Wasserlinie. Bei konstanter Gewichtsverdrängung variiert die Volumenverdrängung in Abhängigkeit von der Dichte des Wassers.

Das heißt, das von einem Körper verdrängte Flüssigkeitsvolumen wird als volumetrische Verdrängung bezeichnet.

Der Schwerpunkt der volumetrischen Verdrängung W wird als Verdrängungszentrum bezeichnet.

Standardverdrängung – die Verdrängung eines voll ausgestatteten Schiffes (Schiffes) mit Besatzung, jedoch ohne Treibstoff, Schmiermittel usw Wasser trinken in Tanks.

Die normale Verdrängung ist eine Verdrängung, die der Standardverdrängung plus der Hälfte des Kraftstoff-, Schmiermittel- und Trinkwasservorrats in den Tanks entspricht.

Volle Verdrängung (Verdrängung unter Last, Verdrängung unter Volllast, vorgesehene Verdrängung) – Verdrängung gleich der Standardverdrängung plus volle Reserven an Kraftstoff, Schmiermitteln, Trinkwasser in Tanks, Ladung.

Die Verdrängungsreserve ist ein zusätzlicher Zusatz zum Gewicht des Schiffs, der während des Entwurfs berücksichtigt wird, um den möglichen Überschuss des Gewichts seiner Struktur während des Baus auszugleichen.

Maximale Verdrängung – Verdrängung gleich der Standardverdrängung plus maximale Reserven an Kraftstoff, Schmiermitteln, Trinkwasser in Tanks, Ladung.

Unterwasserverdrängung ist die Verdrängung eines U-Bootes (Bayscaphe) und anderer Unterwasserschiffe in untergetauchter Position. Übersteigt die Oberflächenverdrängung um die Wassermasse, die beim Eintauchen in die Hauptballasttanks aufgenommen wird.

Unter Oberflächenverschiebung versteht man die Verschiebung eines U-Boots (Bayscaphe) und anderer Unterwasserschiffe in einer Position auf der Wasseroberfläche vor dem Tauchen oder nach dem Auftauchen.

Tragfähigkeit

Die Tragfähigkeit ist eines der wichtigsten Betriebsmerkmale – die Masse der Ladung, für deren Transport das Schiff ausgelegt ist – das Gewicht verschiedener Arten von Ladung, die das Schiff transportieren kann, sofern die vorgesehene Landung eingehalten wird. Gemessen in Tonnen. Es gibt Nettotonnage und Tragfähigkeit.

Die Nettoladekapazität (Nutzlastkapazität) ist das Gesamtgewicht der vom Schiff beförderten Nutzlast, d. h. die Masse der Ladung in den Laderäumen und die Masse der Passagiere mit Gepäck und Frischwasser und für sie bestimmtem Proviant, die Masse der gefangenen Fische usw. bei der Beladung des Schiffes gemäß Konstruktionsentwurf.

Eigengewicht (volle Tragfähigkeit) – DWT – Eigengewicht Tonnen. Sie stellt die Gesamtmasse der vom Schiff beförderten Nutzlast dar, die die Nettotragfähigkeit darstellt, sowie die Masse der Treibstoffreserven, des Wassers, des Öls, der Besatzung mit Gepäck, der Proviantvorräte und des Frischwassers für die Besatzung beim Beladen des Schiffes der Designentwurf. Nimmt ein Schiff mit Ladung flüssigen Ballast auf, so wird die Masse dieses Ballasts in das Eigengewicht des Schiffes eingerechnet. Eigengewicht bei sommerlichem Lastlinientiefgang Meerwasser ist ein Indikator für die Größe eines Frachtschiffs und seine wichtigsten Betriebsmerkmale.

Die Tragfähigkeit sollte nicht mit der Ladekapazität verwechselt werden, und noch mehr mit der Registerkapazität (Registerfrachtkapazität) eines Schiffes – das sind unterschiedliche Parameter, die in unterschiedlichen Mengen gemessen werden und unterschiedliche Abmessungen haben.

Kapazität

Neben der Bestimmung der Tragfähigkeit eines Schiffes in Gewichtseinheiten (heute meist in Tonnen) und der Messung des Gesamtgewichts des Schiffes anhand des Verdrängungsparameters hat sich eine historische Tradition der Messung des Innenvolumens eines Schiffes entwickelt. Diese Option wird nur für zivile Schiffe verwendet.

Die Schiffskapazität ist ein volumetrisches Merkmal des Schiffsgeländes. Frachtkapazität und Registerkapazität sollten nicht verwechselt werden. Für Passagier- und Fracht-Passagierschiffe gibt es zusätzlich den Parameter „Passagierkapazität“.

Die Parameter Kapazität (Ladekapazität), Tragfähigkeit (einschließlich Tragfähigkeit) und Verdrängung stehen in keinem Zusammenhang zueinander und sind im Allgemeinen unabhängig (obwohl es für eine Schiffsklasse Koeffizienten gibt, die einen Parameter indirekt mit einem anderen in Beziehung setzen).

Die Bruttoraumzahl (BRT) ist die Gesamtkapazität aller wasserdicht umschlossenen Räume; er gibt somit das gesamte Innenvolumen des Gefäßes an, das folgende Komponenten umfasst:

Volumen der Räumlichkeiten unter dem Messdeck (Volumen des Laderaums unter Deck);

Raumvolumen zwischen Mess- und Oberdeck;

Das Volumen der geschlossenen Räume auf dem Oberdeck und darüber (Aufbauten);

Das Raumvolumen zwischen den Lukensüllen.

Die Bruttoraumzahl umfasst nicht Folgendes: geschlossene Räumlichkeiten, wenn sie ausschließlich für die genannten Zwecke bestimmt und geeignet sind und nur für diesen Zweck verwendet werden:

Räumlichkeiten mit Energie- und Elektrizitätswerken sowie Luftansaugsystemen;

Räume für Hilfsmaschinen, die nicht den Hauptmaschinen dienen (z. B. Räume für Kühlaggregate, Umspannwerke, Aufzüge, Ruderanlagen, Pumpen, Verarbeitungsmaschinen auf Fischereifahrzeugen, Kettenkästen usw.);

Ein Schiff, das Öffnungen im Oberdeck ohne dauerhafte wasserdichte Verschlüsse (Messluken und Öffnungen) hat, wird als Shelter-Deck-Schiff oder als Schiff mit hängendem Deck bezeichnet; Aufgrund dieser Löcher ist die Registerkapazität geringer. Geschlossene Innenräume in offenen Räumen, die dauerhaft wasserdicht verschlossen sind, werden in die Messung einbezogen. Voraussetzung für den Ausschluss von Freiflächen aus der Vermessung ist, dass sie nicht der Unterbringung oder Versorgung von Besatzung und Passagieren dienen. Wenn das Oberdeck von Zwei- oder Mehrdeckschiffen und die Schotte von Aufbauten mit starken wasserdichten Abdeckungen versehen sind, werden der Zwischendeckraum unterhalb des Oberdecks und die Räume der Aufbauten in die Bruttoraumzahl einbezogen. Solche Schiffe werden als voll beladen bezeichnet und haben einen maximal zulässigen Tiefgang.

Die Nettotonnage (NRT) ist das nutzbare Volumen zur Beförderung von Passagieren und Fracht, also das kommerzielle Volumen. Er wird durch Abzug der folgenden Komponenten von der Bruttoraumzahl gebildet:

Räumlichkeiten für Besatzung und Navigatoren;

Navigationsräume;

Räumlichkeiten für Skipperbedarf;

Ballastwassertanks;

Maschinenraum (Kraftwerksraum).

Abzüge von der Bruttotonnage erfolgen nach bestimmten Regeln, in absoluten Werten oder in Prozent. Voraussetzung für den Abzug ist, dass alle diese Räumlichkeiten zunächst in die Bruttoraumzahl einbezogen werden. Um überprüfen zu können, ob das Tonnagezertifikat echt ist und ob es zu diesem bestimmten Schiff gehört, werden darin die Maße der Identität (Identifikationsmaße) des Schiffes angegeben, die leicht zu überprüfen sind.

Die Ladekapazität eines Schiffes ist das Volumen aller Laderäume in Kubikmetern, Kubikfuß oder in 40-Kubikfuß-„Fässern“. Bei der Kapazität von Laderäumen wird zwischen der Kapazität von Stückgütern (Ballen) und Massengütern (Getreide) unterschieden. Dieser Unterschied ergibt sich aus der Tatsache, dass in einem Laderaum aufgrund von Böden, Spanten, Versteifungen, Schotten usw. mehr Massengut als Stückgut untergebracht werden kann. Der Stückgutraum beträgt ca. 92 % des Massengutraums. Die Berechnung der Schiffskapazität erfolgt durch die Werft; Die Kapazität wird im Kapazitätsdiagramm angegeben und hat nichts mit der offiziellen Vermessung des Schiffes zu tun. Die spezifische Ladekapazität ist das Verhältnis der Kapazität der Laderäume zur Masse der Nutzlast. Da die Masse der Nutzlast durch die Masse der notwendigen Betriebsstoffe bestimmt wird, unterliegt die spezifische Ladekapazität geringfügigen Schwankungen. Stückgutschiffe haben eine spezifische Ladekapazität von etwa 1,6 bis 1,7 m3/t (oder 58 bis 61 cu ft).

Schiffsgeschwindigkeit

Geschwindigkeit ist eines der wichtigsten Betriebsmerkmale eines Schiffes und eines der wichtigsten taktischen und technischen Merkmale eines Schiffes, das die Geschwindigkeit seiner Bewegung bestimmt.

Die Geschwindigkeit von Schiffen wird in Knoten gemessen (1 Knoten entspricht 1,852 km/h), die Geschwindigkeit von Binnenschiffen (Fluss usw.) wird in Kilometern pro Stunde gemessen.

Folgende Arten der Schiffsgeschwindigkeit werden unterschieden:

Ш Absolute Geschwindigkeit eines Schiffes – Geschwindigkeit, gemessen an der Entfernung, die das Schiff pro Zeiteinheit relativ zum Boden (stationäres Objekt) entlang der Schiffsbahn zurücklegt.

Ш Die sichere Geschwindigkeit eines Schiffes ist die Geschwindigkeit, bei der geeignete und notwendige Maßnahmen ergriffen werden können, um eine Kollision zu vermeiden.

Ш Kreuzfahrt (bei Kriegsschiffen auch die wirtschaftliche Kampfgeschwindigkeit des Schiffes) – eine Geschwindigkeit, die einen minimalen Treibstoffverbrauch pro zurückgelegter Meile bei normaler Verdrängung und Betrieb der Schiffs- und Kampftechnikausrüstung in einem Modus erfordert, der die volle technische Bereitschaft der Hauptmechanismen für die Fahrt gewährleistet Entwicklung der vollen Kampfgeschwindigkeit.

Ш Die allgemeine Geschwindigkeit eines Schiffes wird anhand der Entfernung gemessen, die das Schiff pro Zeiteinheit entlang des allgemeinen Kurses zurücklegt.

Ш Zulässige Geschwindigkeit des Schiffes – die festgelegte Höchstgeschwindigkeit, begrenzt durch die Bedingungen des durchgeführten Kampfeinsatzes, die Situation oder die Navigationsregeln (beim Schleppnetzfischen, Schleppen, in Wellen oder flachem Wasser, gemäß den Regeln des Razziendienstes oder ein verbindlicher Beschluss für den Hafen)

Ш Die höchste Geschwindigkeit eines Schiffes (oder Maximum) entsteht, wenn das Hauptkraftwerk (Hauptkraftwerk) des Schiffes im Zwangsmodus arbeitet und gleichzeitig die volle Kampfbereitschaft des Schiffes gewährleistet. Eine längere Belastung des Kraftwerks kann zu dessen Ausfall und Geschwindigkeitsverlust führen, was dazu führt, dass das Schiff erreicht höchste Geschwindigkeit in Ausnahmefällen in Anspruch genommen werden.

Ш Die niedrigste Geschwindigkeit des Schiffes (oder Minimum) ist die Geschwindigkeit, mit der das Schiff noch auf Kurs gehalten werden kann (gesteuert über das Ruder).

Ш Die relative Geschwindigkeit eines Schiffes wird anhand der Entfernung gemessen, die das Schiff pro Zeiteinheit relativ zum Wasser zurücklegt.

Ш Die volle Kampfgeschwindigkeit eines Schiffes (oder die volle Geschwindigkeit) wird erreicht, wenn das Kraftwerk im Vollleistungsmodus (ohne Nachbrenner) bei gleichzeitigem Betrieb aller Kampf- und technischen Mittel des Schiffes arbeitet und so die volle Kampfbereitschaft des Schiffes gewährleistet .

Ш Wirtschaftliche Geschwindigkeit des Schiffes (oder technisch und wirtschaftlich) – die Geschwindigkeit, die erreicht wird, wenn das Kraftwerk im wirtschaftlichen Modus arbeitet. Gleichzeitig wird das Ziel eines möglichst geringen Kraftstoffverbrauchs pro zurückgelegter Meile erreicht und gleichzeitig die Kampfbereitschaft und der Alltagsbedarf des Schiffes sichergestellt.

Ш Geschwadergeschwindigkeit eines Schiffes (oder zugewiesen) ist die Geschwindigkeit einer Formation oder Gruppe von Schiffen, die im Einzelfall auf der Grundlage der Anforderungen der Aufgabe, der Situation im Übergangsbereich, der Navigation und der hydrometeorologischen Bedingungen festgelegt wird.

Seetüchtigkeit

Schiffsgeschwindigkeit, Tragfähigkeit, Unsinkbarkeit

Sowohl zivile als auch militärische Schiffe müssen seetüchtig sein.

Eine spezielle wissenschaftliche Disziplin, die Schiffstheorie, untersucht diese Eigenschaften mithilfe mathematischer Analysen.

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 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.

Auftrieb

Der Auftrieb eines Schiffes ist seine Fähigkeit, bei einem bestimmten Tiefgang auf dem Wasser zu schwimmen und dabei die vorgesehene Last entsprechend dem Zweck des Schiffes zu tragen.

Auftriebsreserve

Die Fähigkeit eines Schiffes, bei einem bestimmten Tiefgang auf dem Wasser zu schwimmen und dabei eine Ladung zu tragen, wird durch den Reserveauftrieb charakterisiert, der als Prozentsatz des Volumens der wasserdichten Abteilungen über der Wasserlinie am gesamten wasserdichten Volumen ausgedrückt wird. Jede Verletzung der Undurchlässigkeit führt zu einer Verringerung der Auftriebsreserve.

Die Gleichgewichtsgleichung hat in diesem Fall die Form:

P = g (Vo?Vн) oder: P = g V

Dabei ist P das Gewicht des Gefäßes, g die Dichte des Wassers, V das eingetauchte Volumen und wird als Grundgleichung des Auftriebs bezeichnet.

Daraus folgt:

Ш Bei konstanter Dichte g geht mit einer Laständerung P eine proportionale Änderung des eingetauchten Volumens V einher, bis eine neue Gleichgewichtslage erreicht ist. Das heißt, wenn die Belastung zunimmt, „sitzt“ das Schiff tiefer im Wasser, und wenn sie abnimmt, schwimmt es höher;

Ш Bei konstanter Belastung P geht mit der Änderung der Dichte g eine umgekehrt proportionale Änderung des eingetauchten Volumens V einher. Somit liegt das Schiff im Süßwasser tiefer als im Salzwasser;

Ш Eine Änderung des Volumens V geht unter sonst gleichen Bedingungen mit einer Änderung der Setzung einher. Beispielsweise kann bei der Ballastierung mit Meerwasser oder der Notflutung von Abteilen davon ausgegangen werden, dass das Schiff die Ladung nicht angenommen hat, sondern das Eintauchvolumen verringert und der Tiefgang erhöht hat – das Schiff liegt tiefer. Beim Pumpen von Wasser geschieht das Gegenteil.

Die physikalische Bedeutung des Reserveauftriebs ist die Wassermenge, die ein Schiff aufnehmen kann (z. B. bei Überflutung von Abteilungen), während es noch über Wasser bleibt. Eine Auftriebsreserve von 50 % bedeutet, dass das wasserdichte Volumen über der Wasserlinie gleich dem Volumen darunter ist. Schiffe zeichnen sich durch Reserven von 50-60 % und mehr aus. Es wird angenommen, dass es umso besser ist, je größer das Angebot ist, das während des Baus beschafft wurde.

Neutraler Auftrieb

Wenn die aufgenommene Wassermenge genau der Auftriebsreserve entspricht, wird davon ausgegangen, dass die Auftriebskraft verloren gegangen ist – die Reserve beträgt 0 %. Tatsächlich sinkt das Schiff in diesem Moment entlang des Hauptdecks und befindet sich in einem instabilen Zustand, in dem jeder äußere Einfluss dazu führen kann, dass es unter Wasser geht. Und an Einflüssen mangelt es in der Regel nicht. Theoretisch nennt man diesen Fall neutralen Auftrieb.

Negativer Auftrieb

Wenn das Schiff eine größere Wassermenge als die Auftriebsreserve (oder eine Ladung mit größerem Gewicht) aufnimmt, spricht man von negativem Auftrieb. In diesem Fall kann es nicht schwimmen, sondern nur ertrinken.

Daher wird für das Schiff eine obligatorische Auftriebsreserve festgelegt, die es für eine sichere Navigation in unbeschädigtem Zustand haben muss. Sie entspricht der vollen Verdrängung und ist mit einer Wasserlinie und/oder Lastlinie gekennzeichnet.

Geradebrüstige Hypothese

Um den Einfluss variabler Lasten auf den Auftrieb zu bestimmen, wird eine Annahme verwendet, bei der davon ausgegangen wird, dass die Aufnahme kleiner (weniger als 10 % der Verschiebung) Lasten die Fläche der effektiven Wasserlinie nicht verändert. Das heißt, die Änderung des Tiefgangs wird so betrachtet, als ob der Körper ein gerades Prisma wäre. Dann hängt die Verschiebung direkt vom Tiefgang ab.

Darauf aufbauend wird der Zugänderungsfaktor ermittelt, üblicherweise in t/cm:

Dabei ist S die Fläche der effektiven Wasserlinie, q bedeutet die Menge der Laständerung in Tonnen, die erforderlich ist, um den Tiefgang um 1 cm zu ändern. Bei der Rückrechnung können Sie feststellen, ob die Auftriebsreserve die zulässigen Grenzwerte überschritten hat.

Stabilität

Stabilität ist die Fähigkeit eines Schiffes, den Kräften zu widerstehen, die es zum Kippen gebracht haben, 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.

Stabilitätsarten:

Ш Es wird unterschieden zwischen der Anfangsstabilität, d. h. der Stabilität bei kleinen Rollwinkeln, bei denen die Kante des Oberdecks beginnt, ins Wasser zu tauchen (jedoch nicht mehr als 15° bei Hochbordschiffen) und der Stabilität im Großen und Ganzen Neigungen.

Ш Je nach Neigungsebene wird zwischen Querstabilität beim Rollen und Längsstabilität beim Trimmen unterschieden. Aufgrund der länglichen Form des Schiffsrumpfs ist seine Längsstabilität viel höher als seine Querstabilität. Daher ist es für eine sichere Navigation äußerst wichtig, eine ordnungsgemäße Querstabilität sicherzustellen.

Ш Je nach Art der einwirkenden Kräfte wird zwischen statischer und dynamischer Stabilität unterschieden.

Unter statischer Stabilität versteht man die Einwirkung statischer Kräfte, d. h. die aufgebrachte Kraft ändert sich in ihrer Größe nicht.

Dynamische Stabilität – wird unter der Einwirkung sich ändernder (d. h. dynamischer) Kräfte betrachtet, zum Beispiel Wind, Meereswellen, Lastbewegungen usw.

Anfangsstabilität

Wenn das Schiff unter dem Einfluss eines externen Krängungsmoments des MKR (z. B. Winddruck) eine Schlagseite im Winkel u (dem Winkel zwischen der anfänglichen WL0- und der aktuellen WL1-Wasserlinie) erhält, dann aufgrund einer Änderung in Je nach Form des Unterwasserteils des Schiffes verschiebt sich der Mittelpunkt von C zum Punkt C1 (Abb. 2). Die Stützkraft y V wird am Punkt C1 eingeleitet und senkrecht zur wirksamen Wasserlinie WL1 gerichtet. Punkt M liegt am Schnittpunkt der diametralen Ebene mit der Wirkungslinie der Stützkräfte und wird als transversales Metazentrum bezeichnet. Die Gewichtskraft des Schiffes P bleibt im Schwerpunkt G. Zusammen mit der Kraft yV bildet sie ein Kräftepaar, das verhindert, dass das Schiff durch das Krängungsmoment des MKR kippt. Das Moment dieses Kräftepaares wird als Rückstellmoment des MV bezeichnet. Sein Wert hängt von der Hebelwirkung l=GK zwischen den Gewichts- und Stützkräften eines geneigten Gefäßes ab:

MВ = Pl = Ph sin und,

Dabei ist h die Höhe des Punktes M über dem Schwerpunkt des Gefäßes G, die sogenannte transversale metazentrische Höhe des Gefäßes.

Abb.2. Die Wirkung von Kräften, wenn das Schiff rollt

Aus der Formel geht hervor, dass das Rückstellmoment umso größer ist, je größer der h-Wert ist. Daher kann die metazentrische Höhe als Maß für die Stabilität eines bestimmten Gefäßes dienen.

Der Wert h eines bestimmten Schiffes bei einem bestimmten Tiefgang hängt von der Lage des Schiffsschwerpunkts ab. Wenn die Last so positioniert wird, dass der Schwerpunkt des Schiffes eine höhere Position einnimmt, verringert sich die metazentrische Höhe und damit auch der statische Stabilitätsarm und das aufrichtende Moment, d. h. die Stabilität des Schiffes. Wenn die Position des Schwerpunkts abnimmt, nimmt die metazentrische Höhe zu und die Stabilität des Gefäßes nimmt zu.

Die metazentrische Höhe kann aus dem Ausdruck h = r + zc – zg bestimmt werden, wobei zc die Höhe des CV über dem OL ist; r – transversaler metazentrischer Radius, d. h. die Höhe des Metazentrums über dem Mittelpunkt; zg – die Höhe des Schiffsschwerpunkts über dem Hauptschwerpunkt.

Beim Bau eines Schiffes wird die anfängliche metazentrische Höhe experimentell bestimmt – durch die Inklination, also die Querneigung des Schiffes durch Bewegen einer Last mit einem bestimmten Gewicht, sogenannter Fersenballast.

Stabilität bei großen Rollwinkeln

Abb. 3. Statisches Stabilitätsdiagramm.

Mit zunehmender Schiffsbewegung nimmt das aufrichtende Moment zunächst zu, dann ab, wird gleich Null und verhindert dann nicht nur die Neigung, sondern trägt im Gegenteil dazu bei (Abb. 3)

Da die Verschiebung für einen gegebenen Lastzustand konstant ist, ändert sich das Rückstellmoment nur aufgrund einer Änderung des Querstabilitätsarms lst. Basierend auf Berechnungen der Seitenstabilität bei großen Rollwinkeln wird ein statisches Stabilitätsdiagramm erstellt, bei dem es sich um ein Diagramm handelt, das die Abhängigkeit von lst vom Rollwinkel ausdrückt. Das statische Stabilitätsdiagramm ist für die typischsten und gefährlichsten Fälle der Schiffsbeladung erstellt.

Mithilfe des Diagramms können Sie den Rollwinkel aus einem bekannten Krängungsmoment ermitteln oder umgekehrt das Krängungsmoment aus einem bekannten Rollwinkel ermitteln. Aus dem statischen Stabilitätsdiagramm kann die anfängliche metazentrische Höhe bestimmt werden. Dazu wird vom Koordinatenursprung ein Bogenmaß von 57,3° abgezogen und die Senkrechte wiederhergestellt, bis sie die Tangente an die Kurve der Stabilitätsarme im Koordinatenursprung schneidet. Das Segment zwischen der horizontalen Achse und dem Schnittpunkt auf der Skala des Diagramms entspricht der anfänglichen metazentrischen Höhe.

Der Einfluss flüssiger Ladung auf die Stabilität. Wenn der Tank nicht bis zum Rand gefüllt ist, also eine freie Flüssigkeitsoberfläche darin vorhanden ist, fließt die Flüssigkeit beim Kippen in Richtung der Rolle und der Schwerpunkt des Gefäßes verschiebt sich entsprechend Richtung. Dies führt zu einer Verringerung des Stabilitätsarms und damit zu einer Verringerung des aufrichtenden Moments. Darüber hinaus ist die Verringerung der Seitenstabilität umso stärker, je breiter der Tank ist, in dem sich eine freie Flüssigkeitsoberfläche befindet. Um den Einfluss der freien Oberfläche zu verringern, empfiehlt es sich, die Breite der Tanks zu verringern und darauf zu achten, dass im Betrieb eine Mindestanzahl an Tanks mit freier Flüssigkeitsoberfläche vorhanden ist

Der Einfluss von Massengütern auf die Stabilität. Beim Transport von Massengütern (Getreide) ergibt sich ein etwas anderes Bild. Zu Beginn der Neigung bewegt sich die Last nicht. Erst wenn der Rollwinkel den Ruhewinkel überschreitet, beginnt die Ladung überzuschwappen. In diesem Fall kehrt die verschüttete Ladung nicht in ihre vorherige Position zurück, sondern erzeugt durch das Verbleiben an der Seite eine Restkrängung, die bei wiederholten Krängungsmomenten (z. B. Sturmböen) zu Stabilitätsverlust und Kentern des Schiffes führen kann .

Um das Verschütten von Getreide in den Laderäumen zu verhindern, werden hängende Längshalbschüttungen installiert – Schiebebretter – oder Getreidesäcke werden auf das in den Laderaum gegossene Getreide gelegt – so wird die Ladung eingesackt.

Der Einfluss einer schwebenden Last auf die Stabilität. Befindet sich die Ladung im Laderaum, wird sie beim Anheben, beispielsweise mit einem Kran, sofort zum Aufhängepunkt umgeladen. Dadurch verschiebt sich der Schwerpunkt des Schiffes vertikal nach oben, was zu einer Verringerung des aufrichtenden Momentarms beim Rollen des Schiffes, also zu einer Verringerung der Stabilität, führt. In diesem Fall ist der Stabilitätsverlust umso größer, je größer die Masse der Ladung und die Höhe ihrer Aufhängung ist.

Verkaufsrate

Fähigkeit eines Schiffes, sich zu bewegen Umfeld Bei einer gegebenen Geschwindigkeit bei einer bestimmten Leistung der Hauptmaschinen und dem entsprechenden Vortrieb nennt man Geschwindigkeit.

Das Schiff bewegt sich an der Grenze zweier Medien – Wasser und Luft. Da die Dichte von Wasser etwa 800-mal größer ist als die von Luft, ist der Widerstand von Wasser viel größer Luftwiderstand. Die Widerstandskraft von Wasser besteht aus Reibungswiderstand, Formwiderstand, Wellenwiderstand und Widerstand hervorstehender Teile.

Aufgrund der Viskosität des Wassers entstehen Reibungskräfte zwischen dem Schiffsrumpf und den dem Schiffsrumpf am nächsten liegenden Wasserschichten, deren Überwindung einen Teil der Leistung des Hauptmotors erfordert. Die Resultierende dieser Kräfte wird Reibungswiderstand RT genannt. Der Reibungswiderstand hängt auch von der Geschwindigkeit, von der benetzten Oberfläche des Schiffsrumpfes und vom Grad der Rauheit ab. Das Ausmaß der Rauheit wird durch die Qualität der Färbung sowie durch die Verschmutzung des Unterwasserteils des Rumpfes durch Meeresorganismen beeinflusst. Um zu verhindern, dass sich der Reibungswiderstand aus diesem Grund erhöht, wird das Schiff regelmäßig angedockt und der Unterwasserteil gereinigt. Der Reibungswiderstand wird rechnerisch ermittelt.

Wenn eine viskose Flüssigkeit den Rumpf eines Schiffes umströmt, kommt es zu einer Umverteilung der hydrodynamischen Drücke über die gesamte Länge. Die Resultierende dieser Drücke, die gegen die Bewegung des Gefäßes gerichtet ist, wird als Widerstandsform RF bezeichnet. Der Formwiderstand hängt von der Geschwindigkeit des Gefäßes und seiner Form ab. Bei einer schwach stromlinienförmigen Form bilden sich im hinteren Teil des Schiffes Wirbel, was zu einem Druckabfall in diesem Bereich und einer Erhöhung des Widerstands der Schiffsform führt. Der Wellenwiderstand RB entsteht durch die Wellenbildung in Zonen mit hohem und niedrigem Druck, wenn sich das Schiff bewegt. Auch die Wellenbildung verbraucht einen Teil der Energie der Hauptmaschine. Der Wellenwiderstand hängt von der Geschwindigkeit des Schiffes, der Form seines Rumpfes sowie der Tiefe und Breite des Fahrwassers ab. Der Widerstand der hervorstehenden Teile RHF hängt vom Reibungswiderstand und von der Form der hervorstehenden Teile (Ruder, Bilgenkiele, Propellerwellenhalterungen usw.) ab. Form- und Wellenwiderstand werden zu einem Restwiderstand zusammengefasst, der nur näherungsweise berechnet werden kann. Für präzise Definition Die Werte der Restwiderstände werden an Schiffsmodellen in einem Testbecken getestet.

Kontrollierbarkeit

Steuerbarkeit ist die Fähigkeit eines Schiffes, agil und stabil auf Kurs zu bleiben. Agilität ist die Fähigkeit eines Schiffes, der Bewegung des Ruders zu gehorchen, und Kursstabilität ist die Fähigkeit, eine bestimmte Bewegungsrichtung beizubehalten. Aufgrund des Einflusses verschiedener Störfaktoren (Wellen, Wind) auf die Schiffsbewegung ist ein ständiges Eingreifen des Steuermanns erforderlich, um die Stabilität auf dem Kurs zu gewährleisten. Somit sind die Eigenschaften, die die Steuerbarkeit eines Schiffes charakterisieren, widersprüchlich. Je agiler das Schiff also ist, also je schneller es beim Drehen des Ruders die Bewegungsrichtung ändert, desto instabiler ist es auf Kurs.

Bei der Gestaltung eines Schiffes wird je nach Zweck des Schiffes der optimale Wert einer bestimmten Qualität gewählt. Die wichtigste Eigenschaft von Passagier- und Frachtschiffen für Langstreckenfahrten ist die Kursstabilität, die von Schleppern die Agilität.

Die Fähigkeit eines Schiffes, unter dem Einfluss äußerer Kräfte spontan vom Kurs abzuweichen, wird als Gieren bezeichnet.

Reis. 4 Diagramm der Kräfte, die bei einer Ruderverstellung auf das Schiff einwirken.

Um die erforderliche Steuerbarkeit zu gewährleisten, werden im Heck des Schiffes ein oder mehrere Ruder installiert (Abb. 4). Wenn auf einem Schiff, das sich mit der Geschwindigkeit v bewegt, das Ruder in den Winkel b verschoben wird, beginnt auf einer Seite des Ruders der Druck der entgegenkommenden Wasserströmung zu wirken – die Resultierende der hydrodynamischen Kräfte P, die im Druckzentrum wirken und senkrecht zur Ruderoberfläche gerichtet. Wenden wir im Schwerpunkt des Schiffes gegenseitig ausgeglichene Kräfte P1 und P2 an, die gleich und parallel zu P sind. Die Kräfte P und P2 bilden ein Kräftepaar, dessen Moment MBP das Schiff nach rechts dreht, MBP = Pl, wobei der Arm des Paares l = GA cosb + a ist.

Wir zerlegen die Kraft P1 in die Komponenten Q = P1 cosb = P cosb und R = P1 sinb = Psinb. Kraft Q verursacht Drift, d. h. das Schiff bewegt sich senkrecht zur Bewegungsrichtung, und Kraft R verringert seine Geschwindigkeit.

Abb.5. Elemente der Gefäßzirkulation: DC – Zirkulationsdurchmesser; DT – taktischer Umlaufdurchmesser; c ist der Driftwinkel.

Unmittelbar nach dem Drehen des Ruders an Bord beginnt der Schwerpunkt des Schiffes, eine Kurve in der horizontalen Ebene zu beschreiben, die sich allmählich in einen Kreis verwandelt, der Zirkulation genannt wird (Abb. 5). Der Durchmesser des Kreises DC, den der Schiffsschwerpunkt nach Beginn der stationären Zirkulation zu beschreiben beginnt, wird Zirkulationsdurchmesser genannt. Der Abstand zwischen dem DP vor Beginn der Zirkulation und nach der Drehung des Schiffes um 180° ist der taktische Zirkulationsdurchmesser DT. Ein Maß für die Drehfähigkeit eines Gefäßes ist das Verhältnis des Umlaufdurchmessers zur Gefäßlänge. Der Winkel zwischen dem DP des Schiffs und der Tangente an die Bewegungsbahn des Schiffs während der Zirkulation, die durch den Schwerpunkt des Schiffs gezogen wird, wird als Driftwinkel b bezeichnet.

Bei der Umlaufbewegung rollt das Schiff unter dem Einfluss der im Schwerpunkt des Schiffes wirkenden Zentrifugalträgheitskraft und der auf den Unterwasserteil des Schiffes und das Ruder wirkenden hydrodynamischen Kräfte auf die der Ruderverschiebung entgegengesetzte Seite . Um eine gute Steuerbarkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten (in beengten Gewässern, beim Anlegen) zu gewährleisten, wenn ein herkömmliches Ruder unwirksam ist, werden aktive Steuermittel eingesetzt.

Unter Nicken versteht man die oszillierende Bewegung, die ein Schiff um seine Gleichgewichtslage ausführt.

Schwingungen werden als frei (auf ruhigem Wasser) bezeichnet, wenn sie vom Schiff ausgeführt werden, nachdem die Kräfte, die diese Schwingungen verursacht haben (ein Windböe, ein Ruck des Schleppseils) aufgehört haben. Aufgrund der vorhandenen Widerstandskräfte (Luftwiderstand, Wasserreibung) klingen die freien Schwingungen allmählich ab und hören auf. Schwingungen werden erzwungen genannt, wenn sie unter dem Einfluss periodischer Störkräfte (auftreffende Wellen) auftreten.

Das Walzen zeichnet sich durch folgende Parameter aus (Abb. 6):

Ш Amplitude und - die größte Abweichung von der Gleichgewichtslage;

Ш Swing – die Summe zweier aufeinanderfolgender Amplituden;

Ш Periode T – die Zeit, in der zwei volle Schwünge abgeschlossen werden;

Ø Beschleunigung.

Abb.6. Rollparameter: u1- und u2-Amplituden; u1+ u2 Spanne.

Das Rollen erschwert die Bedienung von Maschinen, Mechanismen und Geräten durch die Einwirkung der entstehenden Trägheitskräfte, führt zu zusätzlichen Belastungen der starken Verbindungen des Schiffsrumpfes und hat schädliche körperliche Auswirkungen auf den Menschen.

Es gibt Roll-, Nick- und Hubbewegungen. Beim Rollen treten Schwingungen um die Längsachse durch den Schwerpunkt des Schiffes auf, beim Nicken um die Querachse. Das Rollen mit kurzer Zeit und großen Amplituden wird böig, was für Mechanismen gefährlich und für den Menschen schwer zu tolerieren ist.

Die Periode der freien Schwingungen eines Schiffes in ruhigem Wasser kann durch die Formel T = c(B/vh) bestimmt werden, wobei B die Breite des Schiffes in m ist; h – transversale metazentrische Höhe, m; c ist ein Koeffizient von 0,78 - 0,81 für Frachtschiffe.

Aus der Formel geht klar hervor, dass mit zunehmender metazentrischer Höhe die Rollperiode abnimmt. Beim Entwurf eines Schiffes wird darauf geachtet, eine ausreichende Stabilität bei mäßiger Leichtgängigkeit zu erreichen. Beim Segeln in rauer See muss der Navigator die Periode der Eigenschwingungen des Schiffes und die Periode der Welle (die Zeit zwischen dem Auftreffen zweier benachbarter Wellenkämme auf das Schiff) kennen. Wenn die Periode der Eigenschwingungen des Schiffes gleich oder nahe der Periode der Welle ist, entsteht ein Resonanzphänomen, das zum Kentern des Schiffes führen kann.

Beim Pitchen besteht die Möglichkeit, dass entweder das Deck überschwemmt oder, wenn der Bug oder das Heck freiliegen, auf das Wasser trifft (Slamming). Zudem sind die auftretenden Beschleunigungen beim Nicken deutlich größer als beim Rollen. Dieser Umstand muss bei der Auswahl der im Bug oder Heck eingebauten Mechanismen berücksichtigt werden.

Hebungen werden durch Änderungen der Stützkräfte verursacht, wenn eine Welle unter dem Schiff vorbeizieht. Die Periode der vertikalen Bewegung ist gleich der Periode der Welle.

Um unerwünschte Folgen der Pitching-Effekte zu vermeiden, setzen Schiffbauer Mittel ein, die zwar nicht zum vollständigen Aufhören des Pitchings, so aber zumindest zur Abschwächung seines Ausmaßes beitragen. Besonders akut ist dieses Problem bei Passagierschiffen.

Um das Kippen und Überfluten des Decks mit Wasser zu mildern, heben einige moderne Schiffe das Deck im Bug und Heck deutlich an (durchsichtig), erhöhen die Wölbung der Bugspanten und entwerfen Schiffe mit Vorschiff und Achterdeck. Gleichzeitig sind im Bug des Tanks Wasserabweiservisiere angebracht.

Um das Wanken zu moderieren, werden passiv unkontrollierte oder aktiv kontrollierte Wankstabilisatoren eingesetzt.

Abb.7. Wirkungsschema der zygomatischen (lateralen) Carinae.

Zu den passiven Dämpfern gehören Bilgenkiele, bei denen es sich um Stahlplatten handelt, die über 30–50 % der Schiffslänge im Bilgenbereich entlang der Wasserströmungslinie installiert sind (Abb. 7). Sie sind einfach im Design, reduzieren die Nickamplitude um 15–20 %, bieten jedoch einen erheblichen zusätzlichen Wasserwiderstand für die Bewegung des Schiffes und verringern die Geschwindigkeit um 2–3 %.

Passive Tanks sind Tanks, die an den Seiten des Behälters installiert sind und unten durch Überlaufrohre und oben durch einen Luftkanal mit einem Trennventil, das den Wassertransfer von einer Seite zur anderen reguliert, miteinander verbunden sind. Es besteht die Möglichkeit, den Querschnitt des Luftkanals so einzustellen, dass die Flüssigkeit beim Rollen verzögert von einer Seite zur anderen fließt und dadurch ein der Neigung entgegenwirkendes Krängungsmoment entsteht. Diese Tanks sind unter Pumpbedingungen über einen langen Zeitraum wirksam. In allen anderen Fällen mildern sie die Amplitude nicht, sondern erhöhen sie sogar.

In Aktivbecken (Abb. 8) wird Wasser durch spezielle Pumpen gepumpt.

Abb.8. Aktive Beruhigungsbecken.

Derzeit verwenden Passagier- und Forschungsschiffe am häufigsten aktive Seitenruder (Abb. 9), bei denen es sich um herkömmliche Ruder handelt, die an der breitesten Stelle des Schiffes etwas oberhalb des Knicks angebracht sind, fast in einer horizontalen Ebene. Mithilfe elektrohydraulischer Maschinen, die durch Signale von Sensoren gesteuert werden, die auf die Richtung und Geschwindigkeit der Schiffsneigung reagieren, ist es möglich, ihren Anstellwinkel zu ändern. Wenn das Schiff also nach Steuerbord geneigt wird, wird der Anstellwinkel an den Rudern so eingestellt, dass die resultierende Auftriebskräfte Momente geschaffen, die der Neigung entgegengesetzt sind. Die Effizienz der Lenkräder während der Fahrt ist recht hoch. Bei fehlendem Nicken werden die Ruder in spezielle Nischen im Rumpf eingefahren, um keinen zusätzlichen Widerstand zu erzeugen. Zu den Nachteilen von Rudern gehören ihre geringe Effizienz bei niedrigen Geschwindigkeiten (unter 10-15 Knoten) und die Komplexität des automatischen Steuerungssystems.

Abb.9. Aktive Seitenruder: a - generelle Form; b – Aktionsdiagramm; c – Kräfte, die auf das Seitenlenkrad wirken.

Es gibt keine Dämpfer, um das Nicken zu mäßigen.

Unsinkbarkeit

Unter Unsinkbarkeit versteht man die Fähigkeit eines Schiffes, über Wasser zu bleiben und dabei ausreichende Stabilität und einen gewissen Auftrieb beizubehalten, wenn eine oder mehrere Abteilungen überflutet sind.

Die in den Rumpf gegossene Wassermasse verändert die Landung, Stabilität und andere Seetüchtigkeit des Schiffes. Die Unsinkbarkeit eines Schiffes wird durch seine Auftriebsreserve gewährleistet: Je größer die Auftriebsreserve, desto mehr Meerwasser kann es aufnehmen, während es über Wasser bleibt.

Bei der Installation von wasserdichten Längsschotts auf einem Schiff ist es notwendig, deren Auswirkung auf die Unsinkbarkeit sorgfältig zu analysieren. Einerseits kann das Vorhandensein dieser Schotte zu einer inakzeptablen Schlagseite nach Überflutung des Abteils führen, andererseits wirkt sich das Fehlen von Schotten aufgrund der großen freien Wasseroberfläche negativ auf die Stabilität aus. Daher muss die Unterteilung des Schiffes in Kompartimente so erfolgen, dass im Falle eines Seitenlochs der Auftrieb des Schiffes vor seiner Stabilität erschöpft ist: Das Schiff muss sinken, ohne zu kentern.

Um ein Schiff, das aufgrund eines Lochs eine Schlagseite und Trimmung erhalten hat, aufzurichten, wird eine erzwungene Gegenflutung vorgewählter Kompartimente mit identischer Größe, jedoch mit entgegengesetzten Werten durchgeführt. Dieser Vorgang wird mithilfe von Unsinkbarkeitstabellen durchgeführt – einem Dokument, mit dem Sie in kürzester Zeit den Sitz und die Stabilität des Schiffes nach einer Beschädigung bestimmen, die zu flutenden Abteilungen auswählen und auch die Ergebnisse der Begradigung vor dem Transport bewerten können in der Praxis heraus.

Die Unsinkbarkeit von Seeschiffen wird durch die Registerregeln geregelt, die auf der Grundlage des Internationalen Übereinkommens zum Schutz des menschlichen Lebens auf See von 1974 (SOLAS-74) entwickelt wurden. Nach diesen Regeln gilt ein Schiff als unsinkbar, wenn nach der Überschwemmung ein oder mehrere angrenzende Abteile, deren Anzahl sich nach Art und Größe des Schiffes sowie nach der Anzahl der an Bord befindlichen Personen richtet ( normalerweise ein und bei großen Schiffen zwei Abteile) ), taucht das Schiff nicht tiefer als entlang der maximalen Tauchlinie. In diesem Fall muss die anfängliche metazentrische Höhe des beschädigten Gefäßes mindestens 5 cm betragen und die maximale Schulter des statischen Stabilitätsdiagramms muss mindestens 10 cm betragen, wobei die Mindestlänge des positiven Abschnitts des Diagramms 20° beträgt.

Quellen

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Anmerkung.

7 Abbildungen, 24 Seiten, 7 Tabellen.

Die Kursarbeit bietet einen Überblick über wissenschaftliche und technische Literatur, die die Entstehungs- und Konstruktionsgeschichte, technische und Kampfeigenschaften sowie die Gründe für das Erscheinen des leichten Kreuzers der UdSSR untersucht, der nach dem herausragenden russischen Befehlshaber Feldmarschall benannt ist M.I. Kutusowa.

Einführung.

Der Große Vaterländische Krieg versetzte der Sowjetunion einen schweren Schlag. Viele Unternehmen wurden dadurch zerstört, die Entwicklung des Landes, einschließlich der Marine, wurde gestoppt und wir blieben hinter vielen Ländern zurück.

In den ersten zehn Nachkriegsjahren verlief die Entwicklung der sowjetischen Marine auf dem Weg der Beseitigung veralteter Schiffe, Flugzeuge und Küstenanlagen, der Modernisierung von Schiffen, Waffen und militärischer Ausrüstung sowie des Baus neuer moderner Schiffe und Kampfanlagen. Die UdSSR verfügte nicht über wirkliche technische Fähigkeiten, um eine leistungsstarke Hochsee-Atomraketenflotte aufzubauen, und war gezwungen, Schiffe mit konventioneller Artillerie und Torpedomienwaffen zu bauen. Während dieser Zeit behielt die Flotte der UdSSR den Status einer Küstenflotte und sollte hauptsächlich Verteidigungsaufgaben lösen. Dementsprechend wurde die Entwicklung des 68-bis-Projekts für den Kreuzer der Swerdlow-Klasse durchgeführt. Von ihrer Größe her waren diese Schiffe die größten Kreuzer in der Geschichte der Marine der UdSSR und die zahlreichsten ihrer Unterklasse.

Seriell Lungenaufbau Kreuzer dieses Typs wurden im Einklang mit dem ersten militärischen Schiffbauprogramm der UdSSR der Nachkriegszeit hergestellt, das 1950 verabschiedet wurde. Bis Mitte der 1950er Jahre war der Bau von 25 Einheiten im Rahmen des 68-bis-Projekts geplant. Tatsächlich wurden 14 Einheiten in verschiedenen Modifikationen fertiggestellt. Die Kreuzer des Projekts 68bis waren eine der größten Kreuzfahrtserien der Welt. Von 1956 bis Mitte 1960 waren sie die Hauptschiffe der Marine der UdSSR.

allgemeine Charakteristiken historische Periode.

Zweite Weltkrieg 1939–1945, entfesselt von Deutschland, Italien in Europa und Japan im Fernen Osten, endete mit ihrer völligen Niederlage. Der Sieg wurde durch die gemeinsamen Anstrengungen der Länder der antifaschistischen Koalition errungen, aber der entscheidende Beitrag dazu wurde von geleistet die Sowjetunion.

Nach dem Krieg wurden die Vereinigten Staaten zum Führer der kapitalistischen Welt. Ihre Konkurrenten wurden entweder besiegt oder geschwächt. Während der Kriegsjahre wurden die Vereinigten Staaten zum wichtigsten internationalen Gläubiger; sie drangen in die Volkswirtschaften der am weitesten entwickelten kapitalistischen Länder ein. Das militärische Potenzial der Vereinigten Staaten war bereits Mitte der 40er Jahre enorm. Zu ihren Streitkräften gehörten 150.000 verschiedene Flugzeuge und die größte Flotte der Welt, die allein über 100 Flugzeugträger (verschiedener Typen) verfügte. Sie hatten ein Monopol auf die Atombombe. Das gesamte Arsenal an Propagandainstrumenten zielte darauf ab, die atomare Allmacht Amerikas zu verherrlichen und die Völker einzuschüchtern. Tatsächlich verwandelten die Vereinigten Staaten und die NATO den Weltmeer in eine Arena für die Führung von Kriegen gegen die UdSSR und andere sozialistische Länder. Um ihnen zu widerstehen, war eine starke Flotte erforderlich, und aufgrund der geringen Ressourcenmenge war es ziemlich schwierig, sie zu satteln, aber bereits 1946 begann die Entwicklung des Projekts „68 bis“, und am 14. Juni 1947 war es soweit genehmigt durch einen Beschluss des Ministerrats der UdSSR. Wahrscheinlich absorbierte „68 bis“ entfernte Echos alter russischer Kreuzer (Teil der sogenannten Wladiwostok-Abteilung, die 1904 die japanische Küste überfiel) und einsamer deutscher Angreifer, die während der ersten Phase des Zweiten Weltkriegs fast ungestraft im Atlantik Piraten trieben Krieg. Dem Chefkonstrukteur des 68-bis-Projekts, A. S. Savichev, gelang es, ein Artillerieschiff der neuen Generation zu entwickeln. Auf dem Schiff war etwas von den Italienern, von den deutschen schweren Kreuzern vom Typ „Admiral Heater“ und natürlich alles Gute von den Projekten 68-bis und 68-K. Das erste Schiff dieses Projekts war der Artilleriekreuzer „Swerdlow“, der den Beginn der Indienststellung markierte Marine Große Serie von Artilleriekreuzern der UdSSR. Wenn wir die Ergebnisse des Schiffbauprogramms von 1946 bis 1955 zusammenfassen, können wir sagen, dass es aufgrund unzureichenden Wachstums nicht vollständig abgeschlossen wurde Produktionskapazitäten das Land als Ganzes, weil es die Nachkriegszeit war. Doch mit Beginn der 50er Jahre kam es zu großen Veränderungen im Bereich der Marinestrukturen und der militärischen Ausrüstung, die die Ansichten über die Zusammensetzung der Bewaffnung von Kriegsschiffen, aber auch über die Typen und Klassen sowohl von U-Booten als auch von Überwasserschiffen zum Besseren veränderten .

Die Hauptziele und Zielsetzungen beim Bau eines Schiffes.

Im Januar 1947 wurde ein taktischer und technischer Auftrag zur Entwicklung des Projekts unter dem Code „68 bis“ erteilt. Die Entwicklung dieses Projekts wurde von TsKB-17 unter der Leitung des Chefdesigners A.S. durchgeführt. Savichev (Zeitersparnis bei der Entwicklung vorläufiger Entwurf abgelehnt). Im Jahr 1949 wurde auf Wunsch der Marineführung das Arbeitsdesign unter Berücksichtigung der Installation neuer Modelle überarbeitet Radarstationen und Kommunikationsausrüstung des Pobeda-Systems. Die Entwicklung des LKR-Projekts unter dem Code „68-bis“ ist das Ergebnis fast 15-jähriger Arbeit des Central Design Bureau zur Entwicklung sowjetischer LKRs unter der Leitung von A.S. Savicheva. Die Kreuzer dieser Serie wurden zur Basis der Hochseeflotte der UdSSR, sie waren die ersten, die über die Meere hinausfuhren und ihre Küsten umspülten, und „besiegelten die 30-jährige Blütezeit der Marine der UdSSR.“ Die Hauptaufgabe dieser Kreuzer bestand darin, als Teil eines Geschwaders zu operieren, leichte Kräfte zum Angriff zu schicken, Schiffspatrouillen und Aufklärung zu unterstützen sowie das Geschwader vor feindlichen leichten Kräften zu schützen.

Ressourcen, wissenschaftliche, technische und industrielle Produktionsbasis für den Bau eines Kreuzers.

Das 68bis-Projekt wurde 1947 genehmigt. Im Jahr 1940 wurden die von der Marine der UdSSR übernommenen Waffen während des Ersten Weltkriegs in begrenztem Umfang eingesetzt Vaterländischer Krieg. In der Nachkriegszeit wurden leichte Kreuzer mit diesen Geschützen bewaffnet. Nach den Maßstäben von 1940 war die MK-5bis eine ausgezeichnete Waffe. Es verfügte über eine ausreichende Feuerrate und hervorragende ballistische Eigenschaften für sein Kaliber. Nach den Maßstäben der 1950er Jahre, als die mit diesem Artilleriesystem ausgerüsteten Kreuzer des Projekts 68K und 68-bis in Dienst gestellt wurden, konnte man es jedoch kaum als modern bezeichnen. Der Hauptnachteil der Waffe war ihre geringe Feuerrate, die durch die Verwendung von Patronenladungen verursacht wurde. Während amerikanische leichte Kreuzer bis zu 12 Schuss pro Minute abfeuerten. Gleichzeitig hatten alle neuen westlichen Artilleriesysteme einen erheblichen Höhenwinkel und konnten Flugabwehrfeuer abfeuern. Obwohl die sowjetische Waffe ihren westlichen Pendants hinsichtlich der Schussreichweite überlegen war. Darüber hinaus konnte die starke Artillerie der Kreuzer zur Neutralisierung amerikanischer Flugzeugträger eingesetzt werden, und in Zeiten erhöhter internationaler Spannungen begleiteten Kreuzer des Projekts 68bis häufig Flugzeugträger eines potenziellen Feindes und hielten seine Schiffe in der effektiven Feuerzone. Ein Kreuzer von diesem Typ Das Projekt könnte mehr als 100 Schiffe an Deck bringen
Sperrminen. Der Kreuzer verfügte über eine leicht erhöhte Leistung von Dampfturbinentriebwerken bei voller Geschwindigkeit, stärkere Artillerie von Hilfs- und Flugabwehrkalibern, das Vorhandensein spezieller Artillerie-Radarstationen sowie optische Mittel zum Zielen von Geschützen, moderner Navigations- und funktechnische Waffen und Kommunikationsausrüstung, erhöhte Autonomie (bis zu 30 Tage) und Reichweite (bis zu 9000 Meilen).

Erstmals wurde eine vollverschweißte Karosserie aus niedriglegiertem Stahl (statt genietet) umgesetzt.
Der strukturelle Unterwasserminen- und Torpedoschutz umfasst: einen Doppelrumpfboden (Länge bis zu 154 m), ein System von Seitenfächern (zur Lagerung flüssiger Ladung) und Längsschotten sowie 23 wasserdichte, autonome Hauptrumpffächer, die durch abgedichtete Querschotte gebildet werden. Bei der allgemeinen und lokalen Festigkeit des Schiffes spielt das gemischte System des Rumpfbaus – hauptsächlich in Längsrichtung – im Mittelteil und in Querrichtung – im Bug- und Heckbereich sowie die Einbeziehung einer „Panzerung“ eine wesentliche Rolle Zitadelle“ im Energieschema des Rumpfes. Die Lage der Dienst- und Wohnräume ist nahezu identisch mit der des Kreuzers der Chapaev-Klasse (Projekt 68-k).

Eigenschaften, taktische und technische Daten und Konstruktionsmerkmale des Schiffes.

Grundlegende taktische und technische Daten (TTX):

Verdrängung: 18.640 Tonnen

Länge: 210 m

Breite: 23 m

Höhe: 52,5 m

Tiefgang: 7,3 m

Panzerung: Panzergürtel 100 mm

Motoren: Doppelwelle, zwei Turbogetriebe, Typ TV-7

Leistung: 121.000 l. Mit. (89 MW)

Antrieb: 2

Geschwindigkeit: 35 Knoten (64,82 km/h)

Reichweite: 7400 Meilen bei 16 Knoten

Besatzung: 1200 Personen

Das Schiff hatte zwei Masten, zwei Schornsteine ​​und vier Artillerietürme mit drei Kanonen und einem Hauptkaliber. Im Mittelteil des Kreuzers sind zwei Blöcke mit Aufbauten montiert. Der Bugaufbau beherbergte: einen Kommandoturm, einen Bugkontrollposten zur Kontrolle des Feuers der Hauptbatterieartillerie und zwei Batterien kleinkalibriger Flugabwehrartillerie. Auf dem Heckaufbau wurden zwei MZA-Heckbatterien und ein zweites Hauptkaliber-Bedienpult installiert. Auf dem Vorschiff sind sechs doppelte 100-mm-Universal-Deckturmgeschützhalterungen installiert, drei auf jeder Seite. Der Kreuzer hatte einen vollständig geschweißten Rumpf und einen Doppelboden. Für die Herstellung von Bauwerken wurde niedriglegierter Stahl mit hoher Festigkeit verwendet.

Abb. 1. Gesamtansicht des Schiffes

Um die lebenswichtigen Teile des Schiffes zu schützen, wurde eine allgemeine und lokale Panzerung bereitgestellt: antiballistisch, antifragmentierend und antikugelsicher. Die Entwürfe verwendeten hauptsächlich homogene Panzerung. Der Großteil der Panzerung fiel auf die Zitadelle, bestehend aus einem Seitengürtel und Traversen, die mit einem Schutzdeck bedeckt waren. Das Gewicht des Rumpfpanzerschutzes beträgt etwa 3000 Tonnen.

Berechnungen zufolge war vorgesehen, dass die Panzerung unter Kampfbedingungen die lebenswichtigen Zentren des Schiffes vor den schädlichen Auswirkungen von panzerbrechenden Granaten des Kalibers 152 mm und 203 mm schützen sollte.

Der konstruktive Unterwasserschutz des Schiffes vor der Einwirkung feindlicher Torpedo- und Minenwaffen beschränkte sich nur auf den Doppelboden. Das System aus Seitenabteilen und Längsschotts begrenzte nur die überfluteten Volumina im Inneren des Rumpfes, konnte jedoch die Auswirkungen der Explosion des Torpedo-Sprengkopfes nicht lokalisieren.

Abb. 2. Reservierung.

Rüstung.

Abb. 3.152-mm-Drei-Kanonen-Turm MK-5

Zwölf 152-mm-B-38-Geschütze in vier Geschütztürmen vom Typ MK-5-bis mit drei Geschützen waren in zwei Gruppen untergebracht – jeweils zwei Geschütztürme im Bug und Heck.

Die Anlagen verfügten über einen eigenen Radar-Entfernungsmesser „Stag-B“ (2. und 3. Turm) und ein optisches Visier AMO-3. Die Türme konnten sowohl von innen (lokale Steuerung) als auch ferngesteuert werden – vom zentralen Artillerieposten aus mithilfe des Systems Fernbedienung D 2. Der Erfassungsbereich für Oberflächenziele betrug 120 kbt, der Präzisionsverfolgungsbereich betrug 100 kbt.

Um das Feuer der Hauptbatterie zu kontrollieren, wurde das Molniya ATs-68-bis PUS-System verwendet.

Das Feuer wurde vom Kommandeur der Artilleriefeuerleitgruppe des Hauptkaliberbataillons kontrolliert. Er befand sich an seinem Kommandoposten – im zentralen Artillerieposten.

Tabelle 1. Hauptmerkmale von MK-5.

Tabelle 2. Die Munitionsladung der B-38-Kanone umfasst:

Universelle Artillerie

Waffenhalterung SM-5-1

Für den Schutz des Schiffes vor den leichten Kräften eines potenziellen Feindes sorgten zwölf 100-mm-Universalgeschütze, die in stabilisierten SM-5-1-Lafetten mit zwei Geschützen montiert waren. Die Munition umfasste hochexplosive, hochexplosive Splitter-, Flugabwehr- und Beleuchtungsgranaten (Patronen) sowie passive Radarstörgranaten.

Die Feuersteuerung erfolgte durch das Zenit-68-bisA-Steuerungssystem und den universellen Koordinatenkonverter mit dem Anchor APLC. Das Ankerradar sollte das Abfeuern von Geschützen mit Universalkaliber steuern. Die Station verfügte über ein Gerät zur automatischen Verfolgung von Zielen in drei Koordinaten. Der Erfassungsbereich für Luftziele betrug bis zu 30–160 kbt, für Oberflächenziele bis zu 150–180 kbt.

Tisch 3. Eigenschaften der Waffenhalterung SM-5-1

Flak

Abb. 4. Waffenhalterung V-11

Der obere Teil des Bugaufbaus des Kreuzers mit 30-mm-Sturmgewehren AK-230

Die Luftverteidigung des Schiffes in der Nahzone erfolgte durch 32 37-mm-70-K-Sturmgewehre in zwei B-11-Geschützhalterungen. Das Artilleriesystem V-11M wurde 1946 in Dienst gestellt. Die Geschütze waren in einer gemeinsamen Halterung montiert und wassergekühlt. Die Mahlzeiten sind begrenzt, manuell. Die Führung in beiden Ebenen erfolgt manuell. Um die Besatzung vor Bordwaffenfeuer zu schützen, waren die AU-Flugzeuge mit einem 10-mm-Schild ausgestattet, der die Geschützplattform abdeckte. Die maximale Schussreichweite am Horizont betrug 8400 m, gegen Luftziele 4000 m. Die Munition umfasste Splitter- und panzerbrechende Leuchtspurpatronen.

Die Anlagen befanden sich in zwei Gruppen, Bug und Heck, bestehend aus 4 Batterien, 2 auf jeder Seite. B-11-Anlagen könnten in scharfen Bug- und Heckwinkeln relativ zur Schiffsebene auf Luftziele schießen.

Tabelle 4. Merkmale der V-11-Installation

Allgemeine Struktur der Schiffe K. N. Chaynikov

§ 10. Taktische und technische (oder Kampf-)Qualitäten von Marineschiffen

Die taktischen und technischen (oder kämpferischen) Qualitäten von Schiffen gewährleisten die Erfüllung der uns übertragenen Aufgaben, ebenso wie die operativen Qualitäten die Einhaltung des Zwecks ziviler Schiffe gewährleisten. Diese Eigenschaften sind:

Kampffähigkeit eines Schiffes – die Fähigkeit, den Feind anzugreifen, um ihn zu vernichten, und dabei seine Waffen und technischen Mittel zu behalten oder beizubehalten;

Die Überlebensfähigkeit eines Schiffes ist seine Fähigkeit, Kampf- und Navigationsschäden, den Auswirkungen von Bränden sowie Atom- und Chemiewaffen standzuhalten. Der Kampf um die Überlebensfähigkeit des Schiffes bedeutet auch den Kampf um die Unsinkbarkeit, das Löschen von Bränden, die Reparatur von Schäden an Rumpf und Kampfanlagen sowie die Umstellung von Energieressourcen und deren Leitungen.

Die übrigen kampftechnischen (oder taktisch-technischen) Qualitäten von Schiffen sind uns bereits bekannt: Geschwindigkeit, Manövrierfähigkeit, Reichweite, Autonomie und Bewohnbarkeit.