Hierarchikus tartalomszűrő

(A -Szűrő- gomb listáz mindent a témában)

Folytatásos telerengényünkben eddig a statikus stabilitási görbékről volt szó legfőképpen, most tovább lépünk kivesézve a témát, hogy elméleti tudásunkat jobban tudjuk felhasználni egy hajó stabilitásának vizsgálatakor. Ami a tengerikajakos katalógusokban nem szerepel, az majd itt pótolható. 

 

--------

Amint az előzőekben láthattuk, a Reed-diagrammhoz, vagyis a statikai stabilitási görbéhez úgyjutunk, hogy a stabilitási nyomaték változását az elbillenés szöge függvényében derékszögű koordinátaarendszerben ábrázoljuk. Ábrázolhatjuk akár még polár koordinátarendszerben is, ebben az esetben grafikonunk így néz ki:

 

 

A Reed-diagrammnál az abszcisszatengelyre a dőlésszögeket fokokban, az ordinátatengelyre a stabilizáló nyomaték karjának értékeit méterben rakjuk fel. Vagy valami másban, ahogy éppen nekünk tetszik.

Az így kapott görbe maximuma mutatja, hogy hol, milyen dőlési szögnél van a stabilizáló nyomaték maximuma. Láthatjuk, hogy a Reed-diagrammnál könnyebb leolvasni ezt a maximumot, mint a polárkoordinátarendszerben ábrázolt verziónál. 
 

Az a pont, ahol a Reednél a görbe metszi a vízszintes tengelyt (azaz ahová a dőlési szögek értékeit rögzítettük), mutatja nekünk azt a szöget, amely a stabilitás terjedelme lesz. Eddig a dőlésszögig működik a hajótestre pozitív visszabillentő nyomaték. Ennél nagyobb statikus- vagy akár dinamikus erőhatásokra bekövetkező dőléskor a hajó már labilis egyensúlyi helyzetbe kanyarodik érzelmileg, ezért mindenáron meg kell akadályoznunk, hogy ezt a dőlésszöget tartósan túllépjük.Különben a borulás elkerülhetetlen.



A statikus stabilitási görbe képéről egyszerűen meghatározhatjuk a hajó dőlési szögét egy ismert billentő nyomaték hatására --- amennyiben annak értékével pontosan tisztában vagyunk, és biztosak vagyunk benne, hogy azt statikus erőhatás okozta. A statikus billentő nyomaték hatására a hajótest megdől, dőlési szöge addig fokozódik, amíg a billentő nyomatékkal egyensúlyt tartani képes (visszatérítő hatású) stabilizáló nyomaték nem keletkezik. Ez a két nyomaték természetesen ellentétes előjelű, mert a billentő nyomaték a dőlési szöget növelni, míg a stabilizáló nyomaték a dőlési szöget csökkenteni igyekszik, és ettől a törvényszerűségtől nehezen tudnánk őket eltéríteni.

Mi van akkor, ha nem vagyunk biztosak abban, hogy a billenés statikus erőhatás következtében történt? Mindenképpen számolnunk kell a dinamikus erőhatásokkal, mert legtöbb esetben ez keseríti meg a nyílt vízen a jámbor hajókázásainkat.

A hirtelen fellépő, dinamikusként emlegetett erőhatásokat az jellemzi, hogy átmenet nélkül, igen rövid idő alatt fejlődnek ki és lökésszerű terhelést okoznak a teljes hajótestre és a benne lévő még életképes lényekre, például ránk.
Ha tengeri kajakunkat, vitorlásunkat, ladikunkat, vadvízi hajónkat egy ilyen dinamikus erőhatás éri oldalirányból, az önmagában nem tud azonnal elegendő nagyságú stabilizáló nyomatékot kifejteni, mert mint tudjuk, a stabilizáló nyomaték a megdőléssel arányosan ugyan, de csak fokozatosan tud kifejlődni. Nagy mákunk van, ha vitorlásunk helyett kajakkal rendelkezünk, mert a lapátunk mesteri használatával időben tudunk segíteni a hajótestnek abban, hogy a néha pár század másodperccel később bekövetkező durva erőhatás ne okozzon problémát. Vitorláséknál a durva dinamikus billengések' ellen a vitorlázat felületének csökkentését javasolják legelőször. A statikus vitorlásbillengések' ellen a rakomány átpakolását szokták ösztönözni, melybe beletartozik a személyzet diktatórikus átdeportálása is az egyik oldalról a másikra.

A dinamikus billentőnyomaték a statikussal szemben tehát csak fokozatoosan talál ellenállásra, ezért a hirtelen erőhatás révén lendületbe hozott hajótest dőlése nem fékeződhet le annál a dőlésszögnél, amelynél egyébként a statikus erőhatás, illetve a billentőnyomaték esetén beállna az egyensúly.Ebben az esetben tehát már nem beszélhetünk statikus erőhatások és ellenhatások egyensúlyáról, csak munkák egyensúlyáról. Ezzel változik a cucc lényege.

A hajó dőlése mindaddig fokozódik, amíg a dinamikusan fellépő billentőnyomaték munkáját fel nem emészti a stabilizáló nyomaték munkája. Amint elért egy bizonyos dőlési szöget, a stabilizáló nyomaték már sokkal nagyobb, mint a billentő nyomaték, ezért a hajó visszafelé billen. Ezután --- mintha kötelező lenne --- a jelenség visszafelé játszódik le, csupán azért, mert a stabilizáló nyomaték túlsúlyban van a billentő nyomatékkal szemben. A hajótest tehát ismét túllendül azon a bizonyos előbb említett dőlési szögön, így egy állandóan csökkenő amplitúdójú lengés alakul ki ezen dőlésszög körül, míg végül megállapodik a nyomatéki egyensúlyt jelentő dőlésszögön --- feltéve, hogy a billentőnyomaték végig állandó maradt. Kajaklapáttal egy gyakorlott, tapasztalt kajakos egyetlen jól irányzott húzással, csípőmozdulattal, és felsőtest-döntéssel meg tudja szüntetni a lengést, helyet adva az újabb hiperdurva dinamikus erőhatásnak.



A fentiek megemésztése után láthatjuk, hogy a statikus stabilitási görbén területeket kell számolnunk, de ezen területi számításokat már nem tudjuk dekoratív környezetben szemlélni, szükségünk van egy újabb ábrázolási módra. Emlékezzünk arra, hogy a polárkoordinátarendszerben történt ábrázolásnál is voltak emberi szem számára nem túl alkalmas leolvasási nehézségek, itt is vannak. Fogjuk magunkat, és az egész statikus stabilitási görbénknek 0-180 fokig megszerkesztjük az integrálgörbéjét. Ezzel jön létre az ábrázolási módszerünkben a durvítás.

A szerkesztés menete egyszerű. A statikus stabilitási görbe alatti területet sávokra osztjuk mondjuk 10 fokonként, majd rendre kiszámítjuk a területeket és az így nyert területmérő számokat valamilyen léptékben felmérjük egy újabb, 10 fokonként behálózott koordinátarendszer ordinátáira. Az így kapott végpontokat folytonos vonallal összekötve nyerjük a területváltozás görbéjét, ami nem más, mint a dinamikus stabilitási görbénk, az új atomerőművünk. Nézzük meg, mitől jobb és szemléletesebb, mint a Reed diagramm, nem feledve viszont azt sem, hogy az előző másra való!



A dinamikus stabilitási görbe hasznos léte

A dinamikai stabilitási görbén is vannak jellegzetes pontok, az egyik ilyen azonnal szembetűnik. Annál a dőlésszögnél, ahol a statikus görbének maximuma van, a dinamikus görbén inflexiós pont bukkan elő. A dinamikus görbének ott van a maximuma, ahol a statikus görbe áthalad az abszcisszatengelyen. Ez a két dolog tehát könnyedén olvasható. Azt a dőlésszöget, amelynél dinamikus hatásra az elbillenés eléri a maximális értékét, a dinamikus görbéről egyszerűbben lehet megállapítani, mint a ststikust bogarászva. A dinamikus görbe felhasználásával a kritikus billentőnyomatéki kar nagyságát is egyszerűbb megállapítani. A dinamikai stabilitás annál kedvezőbb, minél messzebb esik az origótól a dinamikus görbe érintőjének érintési pontja, illetve az e pont által meghatározott kritikus dőlésszög. Ez is bámulatosan könnyen szemünkbe huppan a görbe tanulmányozásakor.

Ezek a nevezetes pontok, leolvasási lehetőségek jól érzékeltetik, mennyire fontos a dinamikai stabilitási görbe, és néhány esetben mennyire leegyszerűsítheti még akár laikusok számára is azt, hogy egy hajó bizonyos körülmények között mikre lehet alkalmas. A tengerállóság vizsgálata pusztán a statikus görbére hagyatkozva jóval bonyolultbb, így hibákra is adhatna okot. A tengeri kajakokról szóló katalógusokban ilyen görbéket nem fogunk találni. ennek sok oka van. A fogyasztókat nem érdeklik az elméleti dolgok, kajakokat inkább szóbeszéd alapján választanak és a saját szubjektív érzéseik alapján. Ritka, ha valakit valóban érdekel valami elméleti dolog is, és az is, ha valaki ezen szöveg elolvasásában idáig eljut. Sebaj. Lesz még folytatás, ez a folytatásos teleregény még nem ért véget...

 



Minimális követelmények egy tengerre szánt hajótól, --- avagy miket várhatunk el kicsiny elméleti tudásunk alapján hajóroncsunktól


Kívánatos, hogy a statikus stabilitási görbe maximuma legalább 30 fokos dőlési szögnél jelentkezzen és ne ennél kisebbnél. A poztív statikus stabilitás legalább 60 fokos dőlésig legyen biztosítva, de lehetőleg közelítse meg a 90 fokot. Másként fogalmazva: a stabilitás terjedelme 60 és 90 fok között legyen. A negatív statikus stabilitás  minimumának abszolút értéke közelítse meg a pozitív statikus stabilitás maximumát, de ne legyen kétszeres- vagy többszörös értéke. Az a legideálisabb hajóforma, melynél a negatív statikus stabilitási görbe nem létezik (vagy csak nagyon kis intervallumban), tehát a görbe 0-180 fokig végig (vagy majdnem végig) pozitív értékeket vesz fel. Ilyenből kevés van, óceánátevező hajóknál ez létfeltétel.

Tengeri kajakoknál a cockpit elárasztása esetén is meg kell őriznie a stabilitást a fent említett tartományban, tehát már eleve kétféle görbével érdemes kezdenünk vizsgáódásainkat. Aztán jöhet a többi, amiről még eddig nem volt szó...

Minden hajónak pozitív kezdeti metacentrikus magassággal kell rendelkeznie. A súlypont helyzete ezután csak másodlagos.

A stabilitási számításokat minden esetben döntéspróbával kell ellenőrizni a hajó megépítése után, még a próbaút előtt, és a valódi súlypontmagasságot a próba alapján kell meghatározni.


Hozzászólások: