Vedi le unitàTabelle delle sollecitazioni, calcolatori di carico e perdita parziale della galleggiabilità a nave integra
Falla in un compartimento centrale: esempio svolto
1La lezione in parole semplici
Segui il calcolo di una falla nel compartimento centrale di una nave parallelepipeda: sovraimmersione, nuova immersione, KB, BM e GM, considerando la permeabilità.
Il modello
Usa una nave parallelepipeda inizialmente diritta e senza assetto longitudinale, con pareti verticali e fondo piatto. Presumi allagamento con libero sfogo dell'aria e ostacoli uniformemente distribuiti: lo stesso μ vale così per volume, area e momento d'inerzia del galleggiamento. Il compartimento occupa tutta la larghezza, è centrato sul centro di galleggiamento e va dal fondo a un ponte stagno sopra il galleggiamento finale. Con queste ipotesi la nave si immerge senza sbandamento né variazioni d'assetto. Scafi reali e locali non uniformi richiedono la propria geometria di carena.
Sovraimmersione
Volume perso = μ × l × B × d, dove L è la lunghezza della nave, l quella del compartimento, B la larghezza e d l'immersione iniziale. Il galleggiamento integro è (L − μl) × B. Sovraimmersione = volume perso ÷ galleggiamento integro = μ × l × d ÷ (L − μl). Anche il galleggiamento si riduce: la parte allagata non contribuisce più alla sua area.
Nuovi KB e BM
La carena integra resta un parallelepipedo, quindi nuovo KB = nuova immersione ÷ 2. Il volume di carena V resta invariato nel metodo per sottrazione di carena. Il momento d'inerzia dell'area di galleggiamento, I, misura come l'area è distribuita rispetto all'asse longitudinale: I = (L − μl) × B³ ÷ 12. Nuovo BM = I ÷ V. Poi KM = KB + BM e GM = KM − KG, con KG invariato.
Interpretare il risultato
In questo esempio GM diminuisce perché BM scende più di quanto salga KB. In un'altra nave parallelepipeda, l'aumento di KB può superare la diminuzione di BM: calcola quindi il risultato senza presumerne il verso. Il bordo libero diminuisce della sovraimmersione. Controlla che il nuovo galleggiamento resti sotto le aperture che potrebbero propagare l'allagamento e che la nave rispetti ancora i limiti di stabilità dopo avaria.
Compartimenti laterali e alle estremità
Un compartimento laterale causa anche sbandamento; uno lontano dal centro di galleggiamento causa anche variazione d'assetto longitudinale. Questi casi spostano il centro di galleggiamento e richiedono altri passaggi. Le norme di stabilità dopo avaria sono nell'unità su stabilità dopo avaria, robustezza e rilievo del dislocamento dalle immersioni.
2Passo dopo passo
Esempio svolto: falla centrale in una nave parallelepipeda
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Nave integra: L 100 m, B 15 m, d 5,00 m, KG 5,00 m. V = 7.500 m³, Δ = 7.687,5 t. KB 2,50, BM = 15² ÷ (12 × 5) = 3,75, KM 6,25, GM 1,25 m.
È la condizione iniziale per il confronto.
- 2
Si allaga un compartimento centrale di 15 m, μ 0,85. Volume perso = 0,85 × 15 × 15 × 5 = 956,25 m³. Galleggiamento integro = (100 − 12,75) × 15 = 1.308,75 m².
Si allaga solo l'85 % del locale, e quella parte viene esclusa dal galleggiamento.
- 3
Sovraimmersione = 956,25 ÷ 1.308,75 = 0,731 m. Nuova immersione = 5,731 m.
Il volume integro deve compensare la spinta persa.
- 4
Nuovo KB = 5,731 ÷ 2 = 2,865 m.
La carena integra resta un parallelepipedo.
- 5
I = 87,25 × 15³ ÷ 12 = 24.539 m⁴. BM = 24.539 ÷ 7.500 = 3,272 m.
V resta 7.500 m³: il dislocamento non cambia.
- 6
KM = 2,865 + 3,272 = 6,137 m. GM = 6,137 − 5,00 = 1,137 m.
GM diminuisce di 0,113 m e il bordo libero di 0,731 m.
3Dati chiave
- Sovraimmersione (parallelepipedo, centro)
- μ × l × d ÷ (L − μl)
- Nuovo KB (parallelepipedo)
- Nuova immersione ÷ 2
- Nuovo BM
- (L − μl) × B³ ÷ 12 ÷ V, con V invariato
- GM dopo la falla
- Nuovo KM − KG iniziale (metodo per sottrazione di carena)
- Esempio svolto
- Sovraimmersione 0,731 m; GM 1,25 m → 1,137 m
4Punti chiave
- 1
Volume perso = μlBd; galleggiamento integro = (L − μl)B. Dividili per trovare la sovraimmersione.
- 2
In un parallelepipedo il nuovo KB è metà della nuova immersione; V e KG non cambiano.
- 3
BM diminuisce perché la parte allagata non contribuisce più all'inerzia del galleggiamento.
- 4
Compartimento a tutta larghezza, centrato sul centro di galleggiamento: solo sovraimmersione; laterale: anche sbandamento; alle estremità: anche assetto.
5Errori frequenti
Errore: Dividi il volume perso per tutta l'area di galleggiamento.
Corretto: La parte allagata non contribuisce al galleggiamento. Usa (L − μl) × B, altrimenti sottostimi la sovraimmersione: qui 0,638 m anziché 0,731 m.
Errore: Ignora la permeabilità di un locale macchine.
Corretto: Usa 0,85. Usare 1,0 dà una sovraimmersione di 0,882 m anziché 0,731 m.
Errore: Usa un dislocamento nuovo e maggiore per trovare BM.
Corretto: Nel metodo per sottrazione di carena V e Δ non cambiano. Usa i 7.500 m³ iniziali.
6Caso pratico e chiavi d'esame
Una chiatta parallelepipeda lunga 120 m e larga 20 m galleggia a 6,00 m. Un compartimento centrale a tutta larghezza, lungo 12 m, con permeabilità del carico 0,60, subisce una falla. Un'apertura non protetta verso un altro locale è a 6,30 m sopra la chiglia. Il risultato per un solo compartimento può descrivere la condizione finale?
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Il modello dà volume perso 864 m³ e galleggiamento integro 2.256 m²: sovraimmersione 0,383 m, immersione 6,383 m. Il livello supera l'apertura a 6,30 m. L'acqua può propagarsi, quindi il calcolo per un solo compartimento non può stabilire la condizione finale.
Chiavi d'esame
- Sovraimmersione = μ l d ÷ (L − μl) per un parallelepipedo con compartimento centrale.
- Nuovo KB = nuova d ÷ 2; nuovo BM = (L − μl) B³ ÷ 12 ÷ V.
- V, Δ e KG restano invariati nel metodo per sottrazione di carena.
- Tutta larghezza, centrato sul centro di galleggiamento: solo sovraimmersione. Locale laterale: sbandamento. Lontano dal centro di galleggiamento: variazione d'assetto.
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