Parametrisches Rollen und gefährliche achterliche See
1Die Lektion in einfachen Worten
Bei bestimmten Wellen steigt und fällt die Stabilität mit jeder Welle. In wenigen Schwingungen kann das Rollen 30° oder mehr erreichen. Erkenne die Bedingungen und unterbrich sie.
Was dahintersteckt
Liegt ein Wellenberg mittschiffs, wird die Wasserlinienfläche an den Enden schmaler und GM sinkt. Liegt das Wellental mittschiffs, tauchen die ausfallenden, nach oben breiter werdenden Bug- und Heckbereiche tief ein. GM steigt. Dieser regelmäßige Stabilitätswechsel heißt parametrische Erregung. Wiederholt er sich ein- oder zweimal je Eigenrollperiode, kann das Rollen schnell anwachsen. Besonders gefährdet sind Containerschiffe und Autotransporter mit schlanken Rümpfen und starkem Spantausfall.
Der Gefahrenbereich
MSC.1/Circ.1228 warnt vor parametrischem Rollen, wenn die Begegnungsperiode TE, also die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Wellen am Schiff, nahe der Rollperiode TR oder ihrer Hälfte liegt: TE ≈ TR oder TE ≈ 0,5 TR. Am ungünstigsten sind Wellenlängen nahe der Schiffslänge. Es kann bei See von vorn, von achtern, schräg vorn oder schräg achtern auftreten, auch bei mäßigem Wetter.
Die Begegnungsperiode bestimmen
Für die Tiefwasserwellenlänge λ in Metern gelten Wellengeschwindigkeit c ≈ 1,25√λ m/s und Periode TW ≈ 0,8√λ s. Nutze die Fahrt durchs Wasser V in m/s; rechne Knoten durch Multiplikation mit 0,5144 um. Bei See genau von vorn gilt TE = λ/(c + V), genau von achtern TE = λ/|c − V|. Bei gleicher Geschwindigkeit von Schiff und achterlicher Welle gibt es keine endliche Begegnungsperiode. Für schräg einlaufende See nutze das Diagramm aus Circ.1228.
Die Resonanz unterbrechen
Ändere Kurs, Fahrt oder beides, um TE deutlich von TR und 0,5 TR zu entfernen. Berechne dann neu. Eine kleine Fahrtänderung reicht möglicherweise nicht; eine Kursänderung verändert auch den Begegnungswinkel. Beim synchronen Rollen stoßen aufeinanderfolgende Wellen im Takt der Eigenschwingung an (TE ≈ TR). Das ist direkte Wellenanregung. Parametrisches Rollen entsteht dagegen durch wechselnde aufrichtende Stabilität.
Wellenreiten und neue Kriterien
Wellenreiten bedeutet, dass eine achterliche Welle das Schiff beschleunigt und mitträgt. Querschlagen ist ein plötzlicher Verlust der Kurskontrolle, oft mit gefährlicher Krängung. Für See genau von achtern nennt Circ.1228 als Richtwert eine Gefahrengrenze von etwa 1,8√L Knoten. L ist die Länge zwischen den Loten in Metern. Auch außerhalb dieses Bereichs kann Gefahr bestehen. MSC.1/Circ.1627 enthält vorläufige, unverbindliche Intaktstabilitätsrichtlinien der zweiten Generation und betriebliche Hinweise.
2Schritt für Schritt
Rechenbeispiel: Liegt das Schiff im Gefahrenbereich?
- 1
Rollperiode TR 22 s. See von vorn mit 300 m Wellenlänge; Fahrt 12 Knoten (6,17 m/s).
Entnimm TR einem Rollversuch oder dem Ladeprogramm.
- 2
Wellengeschwindigkeit ≈ 1,25 × √300 = 21,6 m/s; Wellenperiode ≈ 0,8 × √300 = 13,9 s.
Das sind die Beziehungen für Tiefwasserwellen.
- 3
See von vorn: TE = 300 ÷ (21,6 + 6,2) = 10,8 s.
Schiff und Wellen nähern sich einander. Ihre Geschwindigkeiten addieren sich.
- 4
Vergleiche: 0,5 TR = 11 s, also TE ≈ 0,5 TR.
Gefahr: Parametrisches Rollen kann in wenigen Schwingungen anwachsen.
- 5
Ändere Kurs und bei Bedarf Fahrt. Berechne TE dann neu.
Bringe TE deutlich von 11 s und 22 s weg.
3Wichtige Daten
- Gefahr (Circ.1228)
- TE ≈ TR oder TE ≈ 0,5 TR
- Wellenperiode
- TW ≈ 0,8 √λ s (λ in m)
- Wellengeschwindigkeit
- ≈ 1,25 √λ m/s in tiefem Wasser
- Genau von vorn (c und V in m/s; λ in m)
- TE = λ/(c + V)
- Hinweise zum Wellenreiten (L: Länge zwischen den Loten, m)
- Richtwert der Grenze bei See genau von achtern: V > 1,8√L Knoten
- MSC.1/Circ.1627
- Vorläufige Intaktstabilitätsrichtlinien; betriebliche Hinweise
4Kernpunkte
- 1
Parametrisches Rollen entsteht durch steigende und fallende Stabilität mit jeder Welle.
- 2
Gefahr bei TE ≈ TR oder TE ≈ 0,5 TR und einer Wellenlänge nahe der Schiffslänge.
- 3
Ändere Kurs und Fahrt, um TE von beiden Werten zu entfernen. Berechne dann neu.
- 4
Circ.1627 enthält vorläufige Intaktstabilitätsrichtlinien und betriebliche Hinweise; es ist nicht verbindlich.
5Häufige Fehler
Falsch: Parametrisches Rollen tritt nur bei quer einlaufender See auf.
Richtig: Typisch ist See von vorn oder achtern. Dabei ändert sich die Wasserlinienfläche entlang des Rumpfes am stärksten.
Falsch: Dafür braucht es sehr hohen Seegang.
Richtig: Mäßige Wellen mit passender Länge und Periode können es auslösen, wenn TE im Gefahrenbereich liegt.
6Praxisfall & Prüfungstipps
Ein Schiff mit 200 m Länge zwischen den Loten fährt 18 Knoten bei See genau von achtern. Die Wellenlänge beträgt 200 m, die Eigenrollperiode TR 24 s. Was sagen die Hinweise zum Wellenreiten, und liegt das Schiff im Gefahrenbereich für parametrisches Rollen?
Antwort zeigen
Die allgemeine Grenze nach Circ.1228 für See genau von achtern liegt bei 1,8 × √200 = 25,5 Knoten. Mit 18 Knoten bist du außerhalb dieses Bereichs. Das schließt Wellenreiten oder Querschlagen nicht aus. Wellengeschwindigkeit ≈ 1,25 × √200 = 17,68 m/s, Schiffsgeschwindigkeit 9,26 m/s. Somit TE = 200 ÷ |17,68 − 9,26| ≈ 23,8 s. Das liegt nahe TR = 24 s. Ändere Kurs oder Fahrt und berechne neu, um Abstand zu TR und 0,5 TR zu gewinnen.
Prüfungstipps
- TE ≈ TR oder 0,5 TR → Gefahr parametrischen Rollens.
- Tiefes Wasser: TW ≈ 0,8√λ; c ≈ 1,25√λ. Genau von vorn: TE = λ/(c + V); von achtern: TE = λ/|c − V| (λ in m, c und V in m/s).
- Circ.1228: Richtwert der Grenze bei See genau von achtern V > 1,8√L Knoten (L: Länge zwischen den Loten, m); außerhalb zu liegen beweist keine Sicherheit.
- MSC.1/Circ.1228: Hinweise; MSC.1/Circ.1627: vorläufige Kriterien der zweiten Generation.
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