Stabilitet og belastning i stille vann
Det Singaporeregistrerte skipet Cougar Ace hadde 4.813 biler om bord, og skulle til Canada. Cougar Ace eies av et japansk selskap, og er 654 fot (200 meter) langt. Om kvelden 23.07.06 fikk skipet stadig større slagside nær øygruppen Aleutene, og mannskapet på 23 måtte evakueres i tung sjø. (Mannskapet kunne ikke si noe om årsaken til krengningen skyldtes innsig/lekkasje av sjøvann, eller overløpsvann fra ballasttankene.) Fartøyet ble reddet på mirakuløst vis, og buksert inn til Portland. (Foto: U.S. Coast Guard/AP – The Cargo Letter 2006)
Båtførerskolen gir her en noe popularisert forsmak på innholdet i kapittel 1 i sjøkaptein Johnsens hovedprosjekt i nautikk.
Prosjektet presenteres slik at det i de tre første kapitlene gis en bakgrunn for bedre å kunne forstå elementene som er beskrevet i de tre siste. Kap. 1 gir en kort henvisning til elementær tverrskipsstabilitet og belastning i stille vann. Kap. 2 omhandler stabilitet i sjøgang og belastninger i bølger. Kap. 3 omhandler generell bølgeteori for bølger på dypt vann. Kapitlene 4, 5 og 6 omhandler henholdsvis ekstrembølger (monsterbølger), parametrisk resonans i motsjø og aktersjø, og broaching. Hele innholdet i kapitlet finner du her.
Stabilitet i stille vann
Når et skip krenger på grunn av ytre påvirkning eller ubalanse i vekten om bord, flyttes oppdriftssenteret til siden, helt til kreftene som trekker skipet over, og kreftene som prøver å rette det opp igjen, er i balanse. Dette opprettende momentet er det som avgjør skipets evne til å motstå krenging, og siden oppdriften varierer med skipets størrelse, bruker vi det vi kaller GZ-armen som en måte å måle skipets stabilitet på.
Oppdriftssenterets plassering bestemmes av formen på den delen av skroget som er under vann. Når skipet krenger, flytter oppdriftssenteret seg mot den siden som er lavest, og GZ-armen øker så lenge mer av skroget blir trykket ned i vannet.
GZ-armen påvirkes av både skipets form og hvordan vekten er fordelt om bord, noe som gjør den til en god indikator på skipets evne til å motstå krengning. For å beregne GZ brukes skipets KY-kurver, som viser hvordan stabiliteten endres med krengningsvinkelen.
Begynnelsesstabilitet
Ved små krengevinkler er volumet av skroget som blir presset ned i vannet omtrent likt volumet som kommer opp av vannet. Dette forutsetter at skipet har rette, vertikale sider og jevne linjer mot endene.
Krav til stabilitet i stille vann
For skip som er kortere enn 100 meter, er det spesifikke krav til stabiliteten. For lengre skip vurderer Sjøfartsdirektoratet stabiliteten i hvert enkelt tilfelle, men de generelle kravene er:
1-Arealet under GZ-kurven, som viser den opprettende armen, skal være minst 0,055 meter-radianer opp til en krengningsvinkel på 30° og minst 0,09 meter-radianer opp til 40°, eller til fyllingsvinkelen hvis den er mindre enn 40°. I tillegg skal arealet under GZ-kurven mellom 30° og 40° (eller fyllingsvinkelen) være minst 0,03 meter-radianer.
2-GZ-armen skal være minst 0,20 meter ved en krengningsvinkel på 30° eller mer.
3-Den vinkelen hvor GZ-armen er størst, bør være større enn 30° og skal aldri være mindre enn 25°.
4-Metasenterhøyden (GM) skal være minst 0,15 meter.
Alle disse kravene til stabilitet skal baseres på den mest ugunstige situasjonen om bord, med tanke på fulle eller tomme tanker og lignende.