Einheiten ansehenStabilität in der Praxis auf kleinen Schiffen: Beladung, freie Flüssigkeitsoberflächen und Trimm
Freie Oberflächen auf kleinen Schiffen: Tanks, Fischräume und Deckswasser
1Die Lektion in einfachen Worten
Bewegliche Flüssigkeit wirkt wie ein Anstieg von G. Auf kleinen Schiffen kann ein breiter teilgefüllter Tank oder überflutetes Deck viel GM aufbrauchen.
Zur Erinnerung
Bewegliche Flüssigkeit in einem teilgefüllten Raum fließt bei Krängung zur tiefen Seite. Ihre Wirkung entspricht einem virtuellen Anstieg von G, der Korrektur für freie Oberflächen (FSC). Unkorrigiertes GM ist GM vor dieser Korrektur. Korrigiertes GM = unkorrigiertes GM − FSC. Bei einem rechteckigen Tank mit senkrechten Wänden hängt das Moment der freien Oberfläche (FSM) bei kleinen Krängungswinkeln von der dritten Potenz der Breite ab, nicht von der Flüssigkeitstiefe, solange die Oberfläche über die volle Breite reicht. Nutze bei anders geformten Tanks die Tanktabellen.
Die Rechnung
Tanktabellen geben das FSM jedes Tanks in t·m an. Addiere die Werte und teile durch die Verdrängung: FSC = ΣFSM ÷ Δ. Für eine rechteckige Oberfläche über die volle Breite bei kleiner Krängung gilt FSM = l × b³ ÷ 12 × ρ, mit Länge l und Breite b in Metern und Dichte ρ in t/m³. Auf einem Schiff mit wenigen hundert Tonnen kann ein breiter Tank mehrere zehn Zentimeter kosten.
Wo es auftritt
Teilgefüllte Tanks: Brennstoff und Frischwasser im Verbrauch, Ballast beim Wechseln. Fischräume und Tanks: loser Fang, gekühltes Seewasser, schmelzendes Eis. Wasser an Deck in einer Mulde oder im Laderaum beziehungsweise Maschinenraum nach einem Leck oder Löscheinsatz. Diese letzte Gruppe steht in keiner Tabelle; nimm sie deshalb ernst.
Die Wirkung begrenzen
Halte Tanks randvoll, also vollständig gefüllt, oder leer. Folge der Füll- und Umpumpreihenfolge des Handbuchs und begrenze sowohl teilgefüllte Tanks als auch Schlagseite. Halte Steckschotten, herausnehmbare Bretter zur Unterteilung des Fischraums, eingesetzt, damit Fang nicht verrutscht. Fischschotten halten den Fang zurück; Flüssigkeit trennen sie nur, wenn sie flüssigkeitsdicht sind. Lenze Bilgen und beseitige Deckswasser frühzeitig. Lass bei kleinem GM nie mehrere breite Tanks zugleich teilgefüllt werden.
Löschwasser
Wasser aus Löschschläuchen kann sich in Laderäumen und auf Decks sammeln. Seine freie Oberfläche mindert die Stabilität; weit oben gestautes Wasser hebt zusätzlich G an. Sorge während der Brandbekämpfung für sicheres Ablaufen oder Abpumpen und überwache Krängung und Freibord.
2Schritt für Schritt
Rechenbeispiel: Deckswasser bei kleiner Krängung abschätzen
- 1
Daten: Mit Deckswasser und dessen Höhe berücksichtigt beträgt Δ 800 t und das unkorrigierte GM 0,60 m. Setze die Wasseroberfläche als Rechteck von 10 m × 6 m an (ρ 1,025 t/m³).
Schätzung für kleine Winkel, solange das Wasser die volle Breite bedeckt.
- 2
FSM = 10 × 6³ ÷ 12 × 1,025 = 184,5 t·m.
Dritte Potenz der Breite: 216.
- 3
FSC = 184,5 ÷ 800 = 0,23 m.
Das zusätzliche Wassergewicht ist bereits berücksichtigt; FSC erfasst seine Bewegung.
- 4
Korrigiertes GM ≈ 0,60 − 0,23 = 0,37 m: Mehr als ein Drittel des unkorrigierten GM geht durch die freie Oberfläche verloren.
Eine Schätzung bei kleiner Krängung, solange das Wasser die volle Breite bedeckt.
- 5
Mit flüssigkeitsdichter Mittellängsteilung: FSM = 2 × 10 × 3³ ÷ 12 × 1,025 = 46,1 t·m; FSC 0,06 m.
Zwei getrennte Längshälften ergeben ein Viertel des ursprünglichen rechteckigen FSM.
3Wichtige Daten
- Korrektur für freie Oberflächen
- FSC = ΣFSM ÷ Δ (m)
- Rechteckige Oberfläche, kleine Krängung
- FSM = l × b³ ÷ 12 × ρ (t·m)
- Korrigiertes GM
- Unkorrigiertes GM − FSC
- Zwei getrennte Längshälften
- Rechteckiges FSM ÷ 4 (flüssigkeitsdichte Trennung)
4Kernpunkte
- 1
Freie Oberflächen wirken wie ein virtueller Anstieg von G: FSC = ΣFSM ÷ Δ.
- 2
Bei rechteckigen freien Oberflächen und kleiner Krängung zählt die dritte Potenz der Breite, solange die volle Breite bedeckt bleibt.
- 3
Folge der Tankreihenfolge des Handbuchs; begrenze freie Oberflächen und vermeide übermäßige Schlagseite.
- 4
Fischräume brauchen ihre Schotten; Decks- und Löschwasser müssen frühzeitig über Bord.
5Häufige Fehler
Falsch: Ein fast leerer Tank hat kaum freie Oberfläche.
Richtig: Auch ein fast leerer Tank kann ein großes FSM haben. Eine flache Schicht kann die volle Breite bedecken. Nutze die Tanktabellen; Oberflächenform und Füllstand zählen.
Falsch: Wasser an Deck läuft von selbst ab; du kannst es ignorieren.
Richtig: In einer Mulde gestautes Wasser bringt Gewicht nach oben und erzeugt eine breite freie Oberfläche. Mache Wasserpforten frei und verringere die Fahrt oder ändere den Kurs.
6Praxisfall & Prüfungstipps
Dein 35-m-Schiff hat GM 0,45 m. Auf See willst du zwei leere seitliche Doppelbodentanks füllen und gleichzeitig das Frischwasser in einem breiten Mitteltank wechseln.
Antwort zeigen
Prüfe vorher die Reihenfolge aus dem Handbuch und die Stabilität in jedem Schritt. Lass den breiten Frischwassertank unverändert, bis das Ballasten abgeschlossen ist. Nutze die genehmigte Reihenfolge für die Seitentanks, um freie Oberflächen zu begrenzen, ohne übermäßige Schlagseite zu erzeugen. Prüfe korrigiertes GM und Freibord erneut, bevor du das Wasser im Mitteltank wechselst.
Prüfungstipps
- FSC = ΣFSM ÷ Δ; korrigiertes GM = unkorrigiertes GM − FSC.
- Bei kleiner Krängung hängt das rechteckige FSM über volle Breite von deren dritter Potenz ab; nutze Tanktabellen für tatsächliche Form und Füllstand.
- Eine flüssigkeitsdichte Längsteilung in zwei gleiche Hälften senkt das rechteckige FSM bei kleiner Krängung auf ein Viertel.
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