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Die sechs Schiffsbewegungen

Schiffsbewegungen sind die Bewegungen von a Schiff als Reaktion auf externe Kräfte von Wellen und in geringerem Maße Wind. Durch den Menschen verursachte Bewegungen, z.B. durch Vorschaltgeräte oder die Kurs Wechsel zählen nicht.

Schiffsbewegungen können Seekrankheit Ursache.

Freiheitsgrade

Wie alle frei beweglichen Objekte hat ein Schiff sechs Freiheitsgrade. Ein Schiff kann sich entlang aller drei Achsen drehen (rotieren) oder hin- und herbewegen (translatieren). Wellen und Strömungen ermöglichen es einem Schiff, sich auf insgesamt sechs Arten hin und her zu bewegen. Diese sechs Sätze haben jeweils einen eigenen Namen.

• Drehung
  • Hoppla, Hin- und Herdrehen um die Stehachse, sozusagen über die Schiffsmast.
  • zu schwingen, um die Längsachse hin und her zu rotieren.
  • stampfen, hin- und herdrehen um die Breitenachse.

Der Sammelname für diese rotierenden Bewegungen lautet rollen.

• Übersetzung
  • Heben oder Heben, die Auf- und Abbewegung des Schiffes.
  • bewegen, das Schiff nach links und rechts bewegen.
  • erschrecken, das Schiff hin und her bewegen.

Diese Bewegungen können mit dem . beschrieben werden Eulersche Bewegungsgleichungen.

Je nach Kurs relativ zum Wind treten andere Schiffsbewegungen auf. Biene gegen den Wind Überschriften, das Schiff stempelt hauptsächlich, während bei gegen den Wind Natürlich schwingt das Schiff hauptsächlich.

Ein Schiff kann auch hinter einem Anker gieren. Das Schiff bewegt sich dann hinter seinem Anker hin und her. Dies ist eine Drehung um den Anker.

Seeverhalten

Es Meeresverhalten ist die Wirkung von Seegang und anschwellen und jedes Schiff hat seine eigene Eigenschaft, die in angezeigt werden kann Antwortamplitudenoperatoren (RAOs) für jeden Freiheitsgrad. Eine bestimmte Welle wird auf verschiedenen Schiffen eine sehr unterschiedliche Reaktion oder Schiffsbewegung haben.

Welche Wirkung eine Welle auf ein Schiff hat – was die Übertragungsfunktion ist – abhängig von der Schiffsform, die Stabilität und die Richtung relativ zu den Wellen. Dies ist der Frequenzgang, der für jeden Freiheitsgrad unterschiedlich ist. Dieser setzt sich zusammen aus dem Amplitudenverlauf und dem Phasenverlauf.

Normalerweise gibt es keine einzelne Welle, sondern viele verschiedene Wellen, die miteinander vermischt werden. Diese unregelmäßigen Wellen bilden zusammen a Wellenspektrum die, basierend auf Beobachtungen über a Fourier-Analyse kann gemacht werden. Über den Frequenzverlauf ergeben sich Spektren für die Antwort für alle Freiheitsgrade.

Die Wellen üben hydrodynamische Kräfte auf das Schiff aus, die unterteilt werden können in:

• Erregerkräfte:
  • Froude-Krylov-Mächte, unter Annahme von Druck auf den Schiffsrumpf durch ungestörte ankommende Wellen
  • Beugungskräfte, die Erzeugung eines hydrodynamischen Druckfeldes aufgrund des Vorhandenseins des Schiffsrumpfes
• Reaktionskräfte:
  • Massenkräfte:
    • Masse vom Schiff
    • hinzugefügte Masse oder hydrodynamische Masse
  • Dämpfungskräfte:
    • Mantelreibungswiderstand
    • Schimmelresistenz
    • Wellenbildungswiderstand
  • Elastizität:
    • lenkende Kraft

Diese Kräfte wirken nicht bei allen Freiheitsgraden gleich stark. Für die Bewegungen in der horizontalen Ebene – Erschrecken, Widerstand und Gieren – gibt es beispielsweise keine Federkraft.

Auch wirken diese Kräfte nicht auf alle Schiffsformen in gleichem Maße. Zum Beispiel gibt es a halbtauchbare Plattform kaum Dämpfung der Erregerkräfte.

Die meisten Wellenperioden von dem Wellenspektrum liegen je nach Revier zwischen 4 und 6 Sekunden bei normaler See und bis zu 20-25 Sekunden bei Wellengang. Das eigene Perioden denn die Bewegungen eines Schiffes sind günstiger als das andere.

Luftfahrt

Geier, rollen und stampfen kommen auch in der Luftfahrt.

Literatur

• Journée, J.M.J. (1992): Bewegungen von Strukturen in Wellen, Technische Universität Delft

Verweise