Hierarchikus tartalomszűrő

(A -Szűrő- gomb listáz mindent a témában)

Stabilitás és a csodálatos tengeri kajakunk...

A stabilitási vizsgálataink során nem árt néhány alapvető dolgot még alaposabban tisztázni. Folytatásos teleregényünket tovább fokozva próbáljuk meg elveszíteni a fonalat!

 

  1. Általában véve ha egy tengeri kajakkal (vagy más hajóval) kapcsolatosan a stabilitás kérdése felmerül, akkor alakstabilitásról, más szóhasználattal formastabilitásról beszélünk.
  2. A másik nagyon fontos tény, hogy a stabilitás általános esetben nagy dőlésszögeknél érdekel mindenkit, pedig kis dőlésszögeknél is kell vizsgálódnunk, a két vizsgálódás egészen más számításokat igényel.
  3. Talán a legfontosabb dolog az, hogy a dinamikai erőhatásoknak kell megfelelnie a hajónak, nem csupán a statikainak.
  4. Különböző úszási helyzeteknek, szélhatásoknak kell ellenállnia a hajónak, mindezt különböző eloszlású rakománnyal, esetleg azt a helyzetet is figyelembe véve, mi van akkor, ha egy rakodótér (tengeri kajaknál a cockpit) elárasztódik. A nevezetes pontok, mint amiyen például a metacentrum, különleges vándorlásba kezdhet, akár el is mászhat arról a helyről, ahová létét megálmodtuk. Ezek után nehezebb a számításokat végeznünk.

 

Ez eddig négy olyan dolog, melyről eddig nem nagyon volt szó.

A dolgok egyszerűbbek mint hinnénk, vegyük ezeket stílszerűen a második ponttól kezdve, sorrend nélkül. Ha veszünk egy bordametszetet, a különböző dőléseknél a vízvonalak metszéspontja nem esik egy pontba, ha a dőlésszög túllép egy bizonyos fokon. Ezzel el is érkeztünk oda, hogy kis dőlésszögek esetében egyszerűbbnek tűnnek számításaink, mint nagyobb dőlésszögeknél, máshogyan kell számolnunk.


A stabilitás tárgyalásánál a hajótest formájának és súlyának eltérő szerepe van, mindkettőnek nagy jelentőssége van, de más módon. A (tartósan) víz felszínén úszó hajóknál az alakstabilitásnak döntő szerepe van. Itt van állandónak tűnő vízvonal, másak a számítási képletek, mint egy tengeralattjárónál, vagy mint egy részlegesen elmerült hajónál, vadvízi kajaknál. Ahogy növekszik a dőlésszög, a vízkiszorítás súlypontja mindinkább elmászik a hajó szimmetriasíkjától, a vízkiszorításból kikapcsolódó, illetve abba bekapcsolódó éktestek hatására.

Mélyen a víz alá merülő testeknél, ahol nincsenek ki- és bemerülő éktestek, a hajókra jellemző alakstabilitás eltűnik, és a stabilis egyensúlyi helyzetet csupán a súlystabilitás biztosítja. Ez főleg a tengeralattjáróknál, és a félig elárasztott tengeri- vagy vadvízi kajakoknál számít nagyon, ahol a hullámok teljesen átcsapnak a hajótesten, víz alá merítve, de nem elsüllyesztve azt. Ilyet figyelhetünk meg akkor is, ha egy vadvízi kajakot légzsák nélkül elárasztunk, és eszkimóforgásokat végzünk vele pl. medencei edzéseken. A csupán súlystabilitásra szorítkozó, elárasztott kajakunkat már a tehetetlensége miatt is nehezebb visszafordítani normál úszási helyzetbe, és akkor még nem beszéltünk az ilyen skizofrén helyzetben fellépő egyéb nehezítő körülményekről.
A súlystabilitás vitorlás hajóknál is rengeteget számít, ahol ennek érdekében tőkesúlyt építenek a hajótestbe. Tengeri kajaknál a súlystabilitást azzal javíthatjuk, ha a nehezebb rakományainkat a hajó legaljára pakoljuk, a kiürült vizes ballonjainkat pedig a deckre.

A különböző úszási helyzetnél a nevezetes pontjainkról sem szabad megfeledkeznünk, hátha mégsem ott vannak, ahová megálmodtuk őket.

Kis dőlésszögeknél a metacentrumot úgy is lehet megszakérteni', hogy az a felhajtóerőnek a hajó szimmetriasíkjával képezett metszéspontja. A probléma akkor jelentkezik, ha nagyobb dőlésszögnél ez mégsem a szimmetriasíkba esik, hanem attól elmászik. A metacentrum tehát a kezdeti (kis dőlésszögekre értelmezett) stabilitásnál adott merüléshez tartozó állandó pont, melynek helyzetét a vízszintes úszási helyzethez tartozó felhajtóerő és a vízszintes úszástól végtelen kis szöggel eltérő úszási állapothoz tartozó felhajtóerő metszéspontja szolgáltatta. Nagyobb dőlésszögeknél ez a valódinak nevezhető pont eltávolodik a szimmetriasíktól, de attól még valódi marad. a felhajtóerő hatásvonala azonban még így is metszi a szimmetriasíkot, mely metszéspontot el is nevezték valaminek: ez lesz az adott dőlési szöghöz tartozó ál-metacentrum.

A hajótest sok esetben nem olyan, hogy két szimmetriasíkja van. Sokszor adódik, hogy a hajótest orra felé jóval keskenyebb a test, mint a fara felé. Ennek következtében a metacentrumok hosszirányban is elmásznak, nem csupán keresztirányban, de ez így most magas, ezt a tésztát egyelőre nem mazsolázzuk.

A statikus és dinamikus erőhatások tárgyalása legszemléletesebben azzal ecsetelhető, hogy egészen más sík vízen evezni minimális kilengésekkel, mint hullámos vízen, egy hirtelen jövő olalirányú hullámtaraj pajkos társaságában, amely annyira kedves, hogy hajónkon teljes hosszban átgázol. Az első a statikus erőhatásoknak kitett jelenség volt a minimális mértékű kilengéseket adó evezési mozdulatokkal, míg az utóbbi már durvább dolgokról szólt.

A fentiek szellemében --- visszatérve a stabilitási görbékre --- elmondhatjuk, hogy a stabilizáló nyomaték karja három adat segítségével meghatározható a különböző dőlési helyzeteknél. Ezek a következők: a rendszersúlypont helye, a felhajtóerő iránya, melyhez meghatározhatjuk a metacentrum vagy a vízkiszorítási súlypont helyét.

A statikai stabilitási görbe esetében, a Reed-digramnál az abszcisszatengelyen a dőlésszöget fokokban adják meg, az ordinátatengelyen a nyomaték karját többnyire m-ben vagy dm-ben, vagy esetleg N-ban kifejezve. A Reed diagramm poláris koordinátarendszerben történő ábrázolását is alkalmazták régebben, de manapság ez nem jellemző.

Így teljes a kép, virulhatunk, mert nemsokára jön a dinamikus stabilitási görbe, mely a kis házikedvencünkké fog válni, befonjuk majd tőle a hajunkat.
 

Hozzászólások: