14.06.2015

Stabilitätskurve für M4a_0064

Abb. 1: Stabilitätskurve M4a_0064

Die Stabilitätskurve ist in vielerlei Hinsicht von Bedeutung. Für die Rechnung hier liegt das tatsächliche 3D-Modell der Rümpfe zu Grunde. Dafür habe ich ein Feature im CAESES/Friendship-Framework verwendet, das mir als Rohgerüst mal von Friendship-Systems zur Verfügung gestellt worden ist. Ich habe es für Katamarane angepasst. Dabei wird die tatsächliche 3D-Geometrie rotiert und dann die Tauchung durch ein iteratives Verfahren solange angepasst, bis die Verdrängung der Nominalverdrängung entspricht. Es handelt sich also nicht um das Ergebnis einer Faustformel. Dazu war es erforderlich die Rümpfe nach meinen Vorstellungen bis zur Deckoberkante zu vervollständigen. Das Heck ist dabei nicht abgerundet worden. Die Brückendeckaufbauten wurden nicht berücksichtigt, da der sinnvolle Betrachtungsbereich bei einem Katamaran nicht über 90° hinausgeht, weil dort bereits ein negatives Richtmoment vorliegt. Da sich ein Katamaran niemals selbst aufrichten kann, ist die Stabilitätskurve im gekenterten Bereich nicht von Bedeutung.

Zu Grunde gelegt wurde ein Abstand zwischen Mittelline eines Schwimmers und der Mittschiffsline von BCB = 4,25 m. Das entspricht einer maximalen Gesamtbreite von ca. 10,77 m. Der Gewichtsschwerpunkt in z-Richtung wurde fachüblich auf die Höhe des Brückendecks gelegt, also auf 1,4 m über der Wasserlinie. Je tiefer der liegt, desto größer der Stabilitätsumfang.

Berechnet wurden die Kurven für volle Beladung (LDC, 36t) und 80% der vollen Beladung. Der zweite Wert wird üblicherweise für die Auslegung der Segelfläche herangezogen. Bei der LDC-Kurve ist zu sehen, dass die kurz vor dem Maximalwert plötzlich nochmal steiler ansteigt. Das ist kein Rechenfehler, sondern Ausdruck der Geometrie: Der Rumpf weist 0,5 m über der Wasserlinie eine Verbreiterung von 15cm in Form eines relativ scharfen Absatzes auf (30° gegen die Waagerechte). Der ist für diesen Anstieg verantwortlich, da er bei ca. 10° Krängung ins Wasser eintaucht. Bei der 0,8*LDC Kurve fällt dieser Effekt derade auf das Maximum. so dass er nicht zu erkennen ist. Tabelle 1 zeigt die Kennwerte der Stabilitätskurven im Überblick.

Tabelle 1: Stabilitätskriterien
Bezeichnung LDC 0,8*LDC
Maximales Richtmoment [N] 1.405.000 1.128.000
bei Kängungswinkel [°] 10 9.5
Stabilitätsumfang [°] 82 82