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Bei einem vollständig eingetauchten Körper wirkt die Auftriebskraft am Kompressionspunkt ${Anzeigestil B}$. Wenn der Schwerpunkt ${Anzeigestil G}$ auf der hohen Seite ist, dann gibt es ein positives Lenkdrehmoment.

Es Druckpunkt oder Form Schwerpunkt${Anzeigestil B}$, Englisch: Auftriebszentrum, ist es geometrisch? Schwerpunkt des Körperteils, der in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, d. h. der Schwerpunkt der vom Körper verdrängten Flüssigkeitsmasse.

Wo der Schwerpunkt des Gewichts ${Anzeigestil G}$ eines Körpers hängt von der Gewichtsverteilung ab, der Auftriebsschwerpunkt ist ${Anzeigestil B}$ hängt nur von der Form des eingetauchten Körperteils ab und wird deshalb auch als Schwerpunkt der Form bezeichnet.

Um über Wasser zu bleiben, muss die Auftriebskraft auf den Körper gleich seinem Eigengewicht sein. Ein Objekt, das mehr wiegt als die Wassermenge, die es verdrängen kann, kann nicht schwimmen. Um in der gleichen Position zu bleiben, müssen Auftriebskraft und Gewicht übereinander liegen.

Angriffspunkt

Richtiges Schiff

Wie Schwere wird präsentiert als Punktlast wer engagiert sich in der Schwerpunkt${Anzeigestil G}$ eines Körpers, so wird das Wortt Auftriebskraft der Flüssigkeit auf den Körper dargestellt als Punktlast auf den Druckmittelpunkt ${Anzeigestil B}$. Es ist daher der Angriffspunkt der Resultierenden aller nach oben gerichteten Kräfte. Bei einer geraden Schiffslinie liegt der Auftriebsschwerpunkt waagerecht im Kiel und Heckdamit die Kräfte ausgerichtet sind.

Bei einer rechteckigen Barge liegt der Auftriebspunkt senkrecht auf halber Höhe der verdrängten Wassermasse, der Abstand KB vom Kiel zum Auftriebspunkt beträgt dann die Hälfte des Entwurf. Bei einem dreieckigen Lastkahn beträgt der Schwerpunkt der verdrängten Wassermasse zwei Drittel des Tiefgangs. Für ein normales Schiff wird dies irgendwo dazwischen liegen. Die KB wird vom Schiffbauer in Relation zum Tiefgang in die KB-Kurve eingetragen.

Schräges Schiff

Bei einer geraden Schiffslinie liegt der Auftriebsschwerpunkt in der Kiel-Heck-Ebene. Sobald das Schiff eine Rampe bekommt, wird ein Teil des Schiffes auf einer Seite untergetaucht, der Eintrittskeil ${displaystyle g}$. Auf der anderen Seite wird ein Teil des Schiffes über Wasser ragen, der austretende Keil ${displaystyle g_{1}}$. Dadurch ändert sich der geometrische Schwerpunkt und der Druckmittelpunkt verschiebt sich parallel zur Linie ${displaystyle g-g_{1}}$ zur unteren Seite.

Wenn ein unvollständig eingetauchter Körper in ein Steigung relativ zu seiner Gleichgewichtslage ändert sich die Form des eingetauchten Körpers und damit die Lage des Auftriebszentrums. Dies verdrängt Wasser aus dem austretenden Keil${displaystyle mathrm {OLL} _{1}}$ - der austretende Teil - zum Eintrittskeil ${displaystyle mathrm {OWW} _{1}}$ - der Teil, der unter Wasser geht. Der Formschwerpunkt des Einlaufkeils liegt in ${displaystyle g}$, während der Schwerpunkt des austretenden Keils in ${displaystyle g_{1}}$ Lügen. Dadurch ändert sich der geometrische Schwerpunkt und der Auftriebsschwerpunkt ${Displaystil B_{0}}$ verschiebt sich parallel zur Linie ${displaystyle gg_{1}}$ auf die niedrige Seite zu ${Displaystil B_{1}}$. Die Entfernung lässt sich mit der Formel berechnen:

${displaystyle B_{0}B_{1}={vcdot gg_{1} über V}={v über V}cdot { frac {2}{3}}B}$

in welchem ${Anzeigestil v}$ das Volumen ist vom Keil ${displaystyle mathrm {OLL} _{1}}$, ${Anzeigestil V}$ das Verschiebung des Schiffes und ${Anzeigestil B}$ die Breite des Schiffes.

Immer durch die Piste unendlich klein erhöhen, die Arbeit von ${Anzeigestil B}$ beschrieben werden. Dieser ist nicht gerade, sondern weist je nach Schiffsform eine gewisse Krümmung auf. Diese Kurve erreicht bei einer bestimmten Neigung ein Maximum und kehrt dann in die Ebene von Kiel und Heck zurück.

Wenn der vollständig untergetauchte Körper bewegt wurde ${Anzeigestil B}$ nicht selbst.

Zieldrehmoment

In der Nähe eines abschüssigen Schiffes, das Schwere und die Auftriebskraft nicht mehr übereinander ausgerichtet sind und a Moment oder Paar:

${Anzeigestil M=rcdot F=GZcdot Delta cdot g=GZcdot ho cdot Vcdot g}$

in welchem ${Anzeigestil Z}$ die horizontale Projektion ist von ${Anzeigestil G}$ auf der Wirkungslinie der Auftriebskraft, ${displaystyle GZ}$ der Zielarm, ${Anzeigestil Delta }$ es Verschiebung, ${displaystyle g}$ das Schwerkraftbeschleunigung, ${Anzeigestil V}$ das Volumen des eingetauchten Körpers und ${Anzeigestil ho}$ das Dichte.

Wenn der Schwerpunkt ${Anzeigestil G}$ auf der hohen Seite liegt, dann gibt es ein positives Lenkdrehmoment. Dann ist genug Stabilität und der Körper kehrt in seine ursprüngliche Gleichgewichtsposition zurück. Wenn es auf der niedrigen Seite liegt, ist der Körper instabil, und das Umkehrdrehmoment wird verstärkt, bis eine neue Gleichgewichtssituation gefunden wird, die kentern führen kann.

Metazentrum

Die Umlaufbahn des Metazentrums ${Anzeigestil M}$ kann auf die obige Weise konstruiert werden, wobei die Krümmung der Linie von ${Anzeigestil B}$ ist übertrieben.

sehen Metazentrum für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Da sich der Druckpunkt bei nicht vollständig eingetauchtem Körper auf die untere Seite verschiebt, wird das Lenkmoment erhöht. ${Anzeigestil B}$ kann entlang der Wirkungslinie der Auftriebskraft zur Kiel- und Heckebene verschoben werden. Diese Kreuzung ist die anfängliches Metazentrum${displaystyle M_{0}}$. Die Distanz ${displaystyle KM_{0}}$ vom Kiel bis zu diesem Metazentrum ist ein Kriterium für die Stabilität des Schiffes.

Der Zielarm ${displaystyle GZ}$ kann nun als Funktion von ausgedrückt werden ${displaystyle GM}$ und die Steigung ${Anzeigestil Varphi }$ vom Schiff:

${displaystyle GZ=GMsin varphi}$

Mit zunehmender Neigung kann das Metazentrum wieder bestimmt werden, indem der Schnittpunkt der Arbeitslinien der beiden Neigungswinkel bestimmt wird. Durch erneutes infinitesimales Erhöhen dieser Steigung kann die Trajektorie von ${Anzeigestil M}$ beschrieben werden. Bei größeren Winkeln ${Anzeigestil M}$ von der Kiel- und Heckebene, nicht nach unten, da ${Anzeigestil B}$, aber auf die hohe Seite, bis das Deck untergetaucht ist und ${Anzeigestil M}$ läuft schnell zurück. ${Anzeigestil M}$ entlang der Wirkungslinie der Auftriebskraft zur Kiel-Heck-Ebene verschoben werden kann. Dieser Punkt wird zum falschen Metazentrum ${Displaystil N}$ erwähnt.

Simon Steven

Der Schwerpunkt ${Anzeigestil O}$ und Druckpunkt ${Anzeigestil L}$ laut Steven in Flying Topswaerheyt ab 1605.

Simon Steven gebracht 1586 Die Beghinselen des Waterwichts in einer Band mit Die Beghinselen der Wiegebestandteile, Die Weeghdaet und ein anhang. Dabei beschäftigt er sich unter anderem mit dem Gesetz des Archimedes, dem hydrostatischen Paradox und hydrostatischer Druck, ungefähr achtzig Jahre zuvor Blaise Pascal machte seine Beobachtungen in Bezug auf den Druck.

Diese Arbeiten zur Hydrostatik gingen denen zur Stabilität voraus. Er diskutierte dies als praktisches Beispiel in einer Beilage zur Neuauflage von Weeghconst von 1605. In Flying Topswaerheyt Auf zwei Seiten erläutert er, wie hoch eine Angriffsleiter mit Soldaten aufgestellt werden kann, ohne dass das Schiff kentert. Darin sagt er, dass es Waterhols Swaerheyts Herzstück ${Anzeigestil L}$ (der Schwerpunkt) muss in der gleichen vertikalen Linie wie der Schwerpunkt liegen ${Anzeigestil O}$.^[1] Stevin ging aus Unkenntnis des Metazentrums fälschlicherweise davon aus, dass der Schwerpunkt immer unterhalb des Schwerpunkts liegen muss, um ein stabiles Schiff zu erhalten. Allerdings wies Stevin bereits darauf hin, dass es sehr schwierig ist, den Schwerpunkt eines Schiffes zu bestimmen, weil es aus so vielen Teilen besteht.

Nüsse

Literatur

• K van Dokkum und H ten Katen. Schiffsstabilität, 2007. Dokmar, Enkhuizen,
• (und) LD Ferreiro: Schiffe und Wissenschaft: Die Geburt der Marinearchitektur in der wissenschaftlichen Revolution, 1600-1800 (Transformationen: Studien zur Geschichte der Wissenschaft und Technik), 2006. Die MIT-Presse.
• K Glas und JW Schütte. Seemannschaft für die Handelsschifffahrt, Teil 2, 1984. Education Book/Stam Technical Books.
• K Metzlar. Stabilität von Schiffen, 1990. Smith und Wytzes.