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Verdrängung, Tiefgang und Hydrostatik

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Stabilität≈ 3 Min. Lesezeit

Tonnen je Zentimeter Einsenkung (TPC)

1Die Lektion in einfachen Worten

In einem Satz

TPC macht aus einem Gewicht eine Tiefgangsänderung: Lädt ein Schiff mit TPC 25 weitere 250 t über dem Schwimmflächenschwerpunkt, sinkt es 10 cm ein.

Was TPC bedeutet

TPC, Tonnen je Zentimeter Einsenkung, ist das Gewicht für eine kleine, parallele Tiefgangszunahme von 1 cm. Eine 1 cm dicke Schicht an der Wasserlinie hat das Volumen Aw ÷ 100 m³. Daher gilt TPC = Aw × ρ ÷ 100, mit Aw als Wasserlinienfläche in m² und ρ als Dichte in t/m³.

Anwendung

Einsenkung oder Auftauchen (cm) = w ÷ TPC. Beladen senkt das Schiff ab, Löschen lässt es auftauchen. Eine gleichmäßige Absenkung, die parallele Einsenkung, erfolgt nur, wenn der Gewichtsschwerpunkt über dem LCF, dem Schwerpunkt der Wasserlinienfläche, liegt. Andernorts ändert sich zusätzlich der Trimm; die Einheit Trimm verbindet beides.

Grenzen

TPC ändert sich mit dem Tiefgang, weil sich die Wasserlinienfläche ändert. Bei ausfallenden Rümpfen, deren Seiten nach oben breiter werden, steigt TPC meist. Es kann aber auch gleich bleiben oder sinken. Nutze bei kleinen Änderungen den aktuellen TPC-Wert. Bei größeren Änderungen nutzt du einen passenden Mittelwert oder die Verdrängungsdifferenz aus der Tabelle.

Dichte

Tabellen geben TPC für Seewasser mit 1,025 t/m³ an. In Hafen- oder Flusswasser gilt TPC = TPC(See) × ρ ÷ 1,025: Dasselbe Gewicht senkt das Schiff etwas weiter ab. Das zählt, wenn du im Hafenwasser bis zu einer Marke fertiglädst.

In der Praxis

Mit TPC planst du die letzten Tonnen: wie viel Ladung bis zur Marke noch möglich ist, wie viel Ballast für eine Tiefgangsgrenze nötig ist und wie weit das Schiff durch Brennstoffverbrauch auftaucht. Die Tragfähigkeitsskala, ein Diagramm mit einander zugeordneten Werten für Tiefgang, Verdrängung, Tragfähigkeit und TPC, liefert schnelle Antworten.

2Schritt für Schritt

Rechenbeispiel: TPC und Einsenkung

  1. 1

    Gegeben: Aw 2.440 m², Seewasser. TPC = 2.440 × 1,025 ÷ 100 = 25,0 t/cm.

    TPC bleibt hier konstant. Jedes Gewicht wird über dem LCF geladen oder gelöscht.

  2. 2

    Lade 300 t über dem LCF: Einsenkung = 300 ÷ 25,0 = 12 cm.

    Der mittlere Tiefgang steigt von 8,00 m auf 8,12 m.

  3. 3

    Lösche 450 t: Auftauchen = 450 ÷ 25,0 = 18 cm.

    Nach derselben Regel taucht das Schiff auf.

  4. 4

    In Hafenwasser mit 1,010: TPC = 2.440 × 1,010 ÷ 100 = 24,6 t/cm.

    Leichteres Wasser, etwas kleinerer TPC-Wert.

  5. 5

    Dort senken 300 t das Schiff um 300 ÷ 24,6 = 12,2 cm ab.

    Etwas mehr als in Seewasser.

3Wichtige Daten

TPC
Aw × ρ ÷ 100 (t/cm)
Einsenkung oder Auftauchen
w ÷ TPC (cm)
TPC im Hafenwasser
TPC(See) × ρ ÷ 1,025
Parallele Einsenkung
Nur bei Gewichtsschwerpunkt über dem LCF

4Kernpunkte

  1. 1

    TPC = Aw × ρ ÷ 100; Einsenkung (cm) = w ÷ TPC.

  2. 2

    Parallele Einsenkung erfordert das Gewicht über dem LCF; andernorts ändert sich auch der Trimm.

  3. 3

    TPC ändert sich mit dem Tiefgang: Nutze bei größeren Änderungen einen passenden Mittelwert oder die Verdrängungsspalte.

  4. 4

    Korrigiere TPC im Hafenwasser für die Dichte.

5Häufige Fehler

  • Falsch: TPC ist bei jedem Tiefgang gleich.

    Richtig: TPC folgt der Wasserlinienfläche und muss nicht immer steigen. Lies es beim zutreffenden Tiefgang ab.

  • Falsch: w ÷ TPC ergibt die neuen Tiefgänge vorn und achtern.

    Richtig: Es ergibt parallele Einsenkung oder paralleles Auftauchen. Die Änderungen an beiden Enden ergeben sich nur bei unverändertem Trimm; sonst nutze die Einheit Trimm.

6Praxisfall & Prüfungstipps

Situation

Dein Schiff liegt gleichlastig auf 7,94 m in Hafenwasser mit 1,010 t/m³. Die Tiefgangsgrenze ist 8,10 m. TPC für Seewasser beträgt 25,0 t/cm. Der Offizier schlägt vor, 400 t über dem LCF zu laden. Stimmst du zu? Nimm TPC als konstant an.

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Nein. TPC im Hafenwasser = 25,0 × 1,010 ÷ 1,025 = 24,63 t/cm. Die verbleibenden 16 cm entsprechen etwa 394 t. Mit 400 t würde die genannte Grenze leicht überschritten. Der Seewasser-TPC-Wert überschätzt die noch mögliche Tonnage.

Prüfungstipps

  • TPC = Aw × ρ ÷ 100.
  • Parallele Einsenkung oder paralleles Auftauchen = w ÷ TPC, bei Gewicht über dem LCF.
  • TPC in Wasser der Dichte ρ = TPC(See) × ρ ÷ 1,025.

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