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Schwerpunkt und metazentrische Höhe (GM)

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Stabilität≈ 4 Min. Lesezeit

Der Krängungsversuch: Leerschiffs-KG bestimmen

1Die Lektion in einfachen Worten

In einem Satz

Verschiebe bekannte Gewichte quer, miss die Krängung und berechne GM. Daraus folgt das Leerschiffs-KG als Ausgangswert jeder Beladungsrechnung.

Wozu?

Fahrgastschiffe und Frachtschiffe ab 24 m Länge erhalten normalerweise nach Fertigstellung einen Krängungsversuch. Die Verwaltung, also die Behörde des Flaggenstaats, kann Ausnahmen zulassen. Nach Korrekturen liefert der Versuch Leerschiffsverdrängung und KG. Fahrgastschiffe benötigen mindestens alle fünf Jahre eine Überprüfung des Leerschiffsgewichts samt Schwerpunkten. Wiederhole den Krängungsversuch, wenn sich die Leerschiffsverdrängung um mehr als 2 % oder der Längsschwerpunkt (LCG) um mehr als 1 % der jeweils maßgeblichen definierten Länge L ändert. Wesentliche Umbauten erfordern aktualisierte Stabilitätsunterlagen und nötigenfalls einen neuen Krängungsversuch.

Das Prinzip

Verschiebst du ein bekanntes Gewicht w quer um d, ergibt sich GM gemessen = w × d ÷ (Δ × tan θ). Bei teilgefüllten Tanks ist dies das korrigierte GM. Addiere FSC = ΣFSM ÷ Δ, um das unkorrigierte GM zu erhalten. Dann gilt KG = KM − GM unkorrigiert. Lies KM beim Versuchstiefgang und tatsächlichen Trimm aus der Hydrostatik ab. Ohne freie Oberflächen sind gemessenes und unkorrigiertes GM gleich.

Krängung messen

Mindestens zwei, besser drei Pendel hängen an geschützten Stellen: tan θ = Ausschlag ÷ Pendellänge. Jedes soll nach jeder Seite mindestens 15 cm ausschlagen. Dafür brauchst du meist mindestens 3 m Drahtlänge. Die Gewichte sollen das Schiff zu jeder Seite um 1° bis 4° krängen. Die Verwaltung kann andere Geräte zur Krängungsmessung zulassen.

Bedingungen

Das Schiff soll möglichst vollständig ausgerüstet sein, in ruhigem Wasser liegen und weder Grund noch Kai berühren. Die Festmacherleinen hängen lose; alle bleiben an ihren protokollierten Plätzen. Tanks sollen leer oder vollgedrückt, also vollständig gefüllt, sein. Bestimme jeden verbleibenden Einfluss freier Oberflächen. Lies die Tiefgänge auf beiden Seiten ab und miss die Hafenwasserdichte, um Δ zu bestimmen. Nutze die Hydrostatik für den tatsächlichen Trimm. Der Standardversuch nutzt acht Gewichtsverschiebungen. Trage die Messwerte zur Konsistenzprüfung auf. Untersuche Abweichungen von einer Geraden.

Vom Versuch zum Leerschiff

Zum Leerschiff zählen fester Ballast, Betriebsflüssigkeiten der Maschinenanlage und fest mitgeführte Löschmittel. Nicht dazu zählen Ladung, Verbrauchsflüssigkeiten, Ballastwasser, Vorräte, Personen und persönliche Gegenstände. Zum Versuchszustand gehören Versuchsgewichte, Personen und Gegenstände, die nicht zum Leerschiff zählen. Noch einzubauende Teile können fehlen. Die Leerschiffsgewichtsprüfung erfasst sie. Berechne zuerst das unkorrigierte Versuchs-KG. Ziehe zusätzliche Teile über ihre Momente ab oder ergänze fehlende. So erhältst du Leerschiffsgewicht und KG für das Handbuch.

2Schritt für Schritt

Rechenbeispiel: Ergebnis des Krängungsversuchs

  1. 1

    Die Versuchsverdrängung von 4.520 t enthält 20 t Versuchsgewichte bei Kg 12,0 m. Verschiebe sie 15 m quer. Freie Oberflächen sind null; nur die Versuchsgewichte unterscheiden den Zustand vom Leerschiff.

    w × d = 300 t·m.

  2. 2

    Ein 5,0-m-Pendel schlägt 0,255 m aus: tan θ = 0,255 ÷ 5,0 = 0,051 (θ ≈ 2,9°).

    Innerhalb von 1–4°, mehr als 15 cm Ausschlag.

  3. 3

    GM gemessen = 20 × 15 ÷ (4.520 × 0,051) = 1,30 m. FSC = 0, also GM unkorrigiert = 1,30 m.

    Gemessenes und unkorrigiertes GM sind in diesem Versuchszustand gleich.

  4. 4

    KM beim Versuchstiefgang beträgt 9,45 m: unkorrigiertes Versuchs-KG = 9,45 − 1,30 = 8,15 m.

    Nutze unkorrigiertes GM für das tatsächliche KG im Versuchszustand.

  5. 5

    Entferne die Versuchsgewichte bei Kg 12,0 m: KG = (4.520 × 8,15 − 20 × 12,0) ÷ 4.500 = 8,13 m.

    Leerschiff 4.500 t, KG 8,13 m: erste Zeile jeder Beladungstabelle.

3Wichtige Daten

Gemessenes GM
w × d ÷ (Δ × tan θ)
Pendel
tan θ = Ausschlag ÷ Länge; ≥ 15 cm je Seite
Krängung beim Versuch
1° bis 4° je Seite
Versuch nach Fertigstellung: Regelfall mit Ausnahmen
Fahrgastschiffe; Frachtschiffe ab 24 m Länge
Fahrgastschiffe
Prüfung ≤ 5 Jahre; neuer Versuch: Δ-Änderung > 2 %, LCG-Änderung > 1 % von L

4Kernpunkte

  1. 1

    GM gemessen = w × d ÷ (Δ × tan θ). Addiere FSC für das unkorrigierte GM; KG = KM − GM unkorrigiert.

  2. 2

    Mindestens zwei Pendel, mindestens 15 cm Ausschlag, 1–4° je Seite.

  3. 3

    Tanks leer oder vollgedrückt, ruhiges Wasser, lose Festmacherleinen, niemand bewegt sich.

  4. 4

    Korrigiere über Momente vorhandener Zusatzteile oder fehlender Teile auf den Leerschiffszustand.

5Häufige Fehler

  • Falsch: Das Versuchs-KG ist das Leerschiffs-KG.

    Richtig: Der Versuchszustand enthält Gewichte und Teile, die nicht zum Leerschiff gehören. Rechne sie über ihre Momente heraus.

  • Falsch: Eine winzige Krängung von einem halben Grad ist genauer.

    Richtig: Kleine Winkel ergeben kleine, fehleranfällige Ausschläge. Ziele auf 1–4° je Seite.

6Praxisfall & Prüfungstipps

Situation

Beim Krängungsversuch ist ein Brennstofftank entgegen der Annahme nicht leer, sondern zu einem Drittel voll. Beim Ablesen läuft ein Besatzungsmitglied über Deck.

Antwort zeigen

Unterbrich die Messungen und bringe alle an ihre protokollierten Plätze zurück. Lass die Versuchsleitung bestätigen, dass Tankgewicht, Schwerpunkt und Freie-Oberflächen-Korrektur im gesamten Krängungsbereich des Versuchs zuverlässig bestimmt sind. Wird das akzeptiert, addiere FSC zum gemessenen GM, bevor du das Versuchs-KG berechnest. Korrigiere über Momente auf den Leerschiffszustand und wiederhole die gestörte Verschiebung. Andernfalls leere den Tank oder fülle ihn vollständig. Bestimme Verdrängung und Schwerpunkte neu und beginne die Messreihe erneut.

Prüfungstipps

  • Krängungsversuch: GM gemessen = w × d ÷ (Δ × tan θ); KG unkorrigiert = KM − GM gemessen − FSC. Pendel: tan θ = Ausschlag ÷ Länge.
  • IS-Code Teil B Kapitel 8: Fahrgastschiffe und Frachtschiffe ab 24 m erhalten normalerweise nach Fertigstellung einen Krängungsversuch. Zulässige Ausnahmen der Verwaltung gelten.
  • Fahrgastschiffe: Leerschiffsgewichtsprüfung mindestens alle 5 Jahre; neuer Versuch bei Änderung des Leerschiffs-Δ > 2 % oder des LCG > 1 % von L. Bei SOLAS-Schiffen ist L die Unterteilungslänge (SOLAS II-1/2.1), sonst die Länge nach IS-Code Einleitung §2.12.

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