Onderdelen bekijkenSpanningstabellen, beladingscomputers en gedeeltelijk verlies van het intacte drijfvermogen
Een midscheeps compartiment loopt vol: rekenvoorbeeld
1De les in gewone woorden
Bereken voor een volgelopen midscheeps compartiment in een bakvormig schip de inzinking, nieuwe diepgang, KB, BM en GM, met permeabiliteit.
Het model
Neem een aanvankelijk rechtstandig bakvormig schip zonder trim, met verticale zijden en een vlakke bodem. Neem aan dat lucht vrij kan ontsnappen bij het vollopen en obstakels gelijkmatig verdeeld zijn. Dezelfde μ geldt dan voor volume, waterlijnoppervlak en traagheidsmoment van het waterlijnvlak. Het compartiment beslaat de volle breedte, ligt met zijn midden op het zwaartepunt van het waterlijnvlak en loopt van de bodem tot een waterdicht dek boven de eindwaterlijn. Dan zinkt het schip zonder slagzij of trim in. Echte rompen en ongelijkmatige ruimten vereisen hun eigen drijfvermogengeometrie.
Inzinking
Verloren volume = μ × l × B × d. Hierin is L de scheepslengte, l de compartimentlengte, B de breedte en d de begindiepgang. Het intacte waterlijnoppervlak = (L − μl) × B. Inzinking = verloren volume ÷ intact waterlijnoppervlak = μ × l × d ÷ (L − μl). Het waterlijnoppervlak wordt ook kleiner: het volgelopen deel draagt daar niet meer aan bij.
Nieuwe KB en BM
De intacte onderwatervorm blijft bakvormig, dus nieuwe KB = nieuwe diepgang ÷ 2. Het verplaatsingsvolume V blijft gelijk bij verloren drijfvermogen. Het oppervlaktetraagheidsmoment I van het waterlijnvlak geeft aan hoe het oppervlak rond de hartlijn verdeeld is: I = (L − μl) × B³ ÷ 12. Nieuwe BM = I ÷ V. Dan KM = KB + BM en GM = KM − KG, met ongewijzigde KG.
De uitkomst beoordelen
Hier daalt GM doordat BM sterker daalt dan KB stijgt. Bij een ander bakvormig schip kan KB sterker stijgen dan BM daalt. Bereken de uitkomst dus in plaats van de richting aan te nemen. Het vrijboord neemt af met de inzinking. Controleer of de nieuwe waterlijn onder openingen blijft waardoor water verder kan stromen, en of het schip nog binnen de lekstabiliteitslimieten valt.
Zij- en eindcompartimenten
Een zijcompartiment veroorzaakt ook slagzij. Een compartiment ver van het zwaartepunt van het waterlijnvlak veroorzaakt ook trim. Daarbij verschuift dat zwaartepunt en zijn meer rekenstappen nodig. De lekstabiliteitsregels voor schepen staan in de lessenreeks over lekstabiliteit, sterkte en diepgangsmeting.
2Stap voor stap
Rekenvoorbeeld: bakvormig schip midscheeps lek
- 1
Intact schip: 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.
Dit is de begintoestand waarmee je vergelijkt.
- 2
Een compartiment van 15 m midscheeps loopt vol, μ 0,85. Verloren volume = 0,85 × 15 × 15 × 5 = 956,25 m³. Intact waterlijnoppervlak = (100 − 12,75) × 15 = 1.308,75 m².
Slechts 85 % van de ruimte loopt vol. Dat deel valt weg uit het waterlijnvlak.
- 3
Inzinking = 956,25 ÷ 1.308,75 = 0,731 m. Nieuwe diepgang = 5,731 m.
Het intacte volume moet het verloren drijfvermogen vervangen.
- 4
Nieuwe KB = 5,731 ÷ 2 = 2,865 m.
De intacte onderwatervorm blijft bakvormig.
- 5
I = 87,25 × 15³ ÷ 12 = 24.539 m⁴. BM = 24.539 ÷ 7.500 = 3,272 m.
V blijft 7.500 m³: de waterverplaatsing verandert niet.
- 6
KM = 2,865 + 3,272 = 6,137 m. GM = 6,137 − 5,00 = 1,137 m.
GM daalt met 0,113 m en het vrijboord met 0,731 m.
3Kerngegevens
- Inzinking (bak, midscheeps)
- μ × l × d ÷ (L − μl)
- Nieuwe KB (bak)
- Nieuwe diepgang ÷ 2
- Nieuwe BM
- (L − μl) × B³ ÷ 12 ÷ V, met ongewijzigd V
- GM na lek worden
- Nieuwe KM − oorspronkelijke KG (verloren drijfvermogen)
- Rekenvoorbeeld
- Inzinking 0,731 m; GM 1,25 m → 1,137 m
4Kernpunten
- 1
Verloren volume = μlBd; intact waterlijnoppervlak = (L − μl)B. Deel deze voor de inzinking.
- 2
Bij een bak is de nieuwe KB de helft van de nieuwe diepgang; V en KG blijven gelijk.
- 3
BM daalt doordat het volgelopen deel niet meer bijdraagt aan het traagheidsmoment van het waterlijnvlak.
- 4
Volle breedte, met het midden op het zwaartepunt van het waterlijnvlak: alleen inzinking. Zij- en eindruimten geven ook slagzij of trim.
5Veelgemaakte fouten
Fout: Deel het verloren volume door het volledige waterlijnoppervlak.
Goed: Het volgelopen deel heeft geen waterlijnvlak. Gebruik (L − μl) × B, anders onderschat je de inzinking: hier 0,638 m in plaats van 0,731 m.
Fout: Negeer de permeabiliteit van een machineruimte.
Goed: Gebruik 0,85. Met 1,0 krijg je 0,882 m inzinking in plaats van 0,731 m.
Fout: Gebruik een nieuwe, grotere waterverplaatsing om BM te bepalen.
Goed: Bij verloren drijfvermogen veranderen V en Δ niet. Gebruik de oorspronkelijke 7.500 m³.
6Praktijkgeval en examentips
Een bakvormig ponton van 120 m lang en 20 m breed heeft 6,00 m diepgang. Een midscheeps compartiment van 12 m over de volle breedte wordt lek; de ladingpermeabiliteit is 0,60. Een onbeschermde opening naar een andere ruimte ligt 6,30 m boven de kiel. Beschrijft de uitkomst voor één compartiment de eindtoestand?
Toon het antwoord
Het model geeft 864 m³ verloren volume en 2.256 m² intact waterlijnoppervlak: inzinking 0,383 m, diepgang 6,383 m. Dat ligt boven de opening op 6,30 m. Water kan verder stromen. De berekening voor één compartiment kan de eindtoestand dus niet vaststellen.
Examentips
- Inzinking = μ l d ÷ (L − μl) voor een bak met een midscheeps compartiment.
- Nieuwe KB = nieuwe d ÷ 2; nieuwe BM = (L − μl) B³ ÷ 12 ÷ V.
- V, Δ en KG blijven gelijk bij verloren drijfvermogen.
- Volle breedte, midden op zwaartepunt waterlijnvlak: alleen inzinking. Zijruimte: slagzij. Ver van zwaartepunt waterlijnvlak: trim.
Dit onderdeel afronden
Als je het gelezen hebt, beantwoord je drie vragen. Heb je ze alle drie goed, dan is het onderdeel afgerond; alleen de pagina openen telt niet.
Mijn notities bij dit onderdeel
Geen notities