DE10355052B4 - Stability determination of ships - Google Patents
Stability determination of ships Download PDFInfo
- Publication number
- DE10355052B4 DE10355052B4 DE10355052A DE10355052A DE10355052B4 DE 10355052 B4 DE10355052 B4 DE 10355052B4 DE 10355052 A DE10355052 A DE 10355052A DE 10355052 A DE10355052 A DE 10355052A DE 10355052 B4 DE10355052 B4 DE 10355052B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ship
- roll
- stability
- acceleration
- existing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
- B63B39/14—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude for indicating inclination or duration of roll
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Verfahren zur Ermittlung der Schiffsstabilität im laufenden Schiffsbetrieb, wobei die Stabilität durch eine Rollwinkelbeschleunigung (d2φ/dt2) des Schiffes um die Längsachse charakterisiert ist, wobei die laufend gemessenen und errechneten Werte der Rollwinkelbeschleunigung (d2φ/dt2) des Schiffes als Kurvendiagramm angezeigt werden und die außerhalb eines vorhandenen Kurvendiagramms für einen Betriebszustand im glatten Wasser mit dem schiffstypischen Bandbreitenbereich und eines Grenzwertes liegende Werte einen Alarm auslösen und eine vorhandene Rolldämpfungsanlage aktivieren.A method of determining ship stability in on-going ship operation, the stability being characterized by a roll angular acceleration (d 2 φ / dt 2 ) of the ship about the longitudinal axis, the continuously measured and calculated values of the ship's roll acceleration (d 2 φ / dt 2 ) is displayed as a graph and the values outside of an existing smooth-water operating curve with the ship's typical bandwidth range and a threshold trigger an alarm and activate an existing roll-damping system.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur laufenden Überwachung der statischen Stabilität von Schiffen im Schiffsbetrieb, insbesondere bei Schiffen, die der Gefahr des parametrischen Rollens ausgesetzt sind.The The invention relates to a method for ongoing monitoring the static stability of Ships in ship operation, especially in ships, the danger of parametric rolling are exposed.
Die Stabilität eines Schiffes bei auftretenden Neigungen ist gegeben durch ein aufrichtendes Moment, bestimmt durch die Schiffsmasse multipliziert mit einen Hebelarm. Dieser Hebelarm der Stabilität ergibt sich aus dem Abstand der beiden Vertikalen durch den Verdrängungsschwerpunkt und den Masseschwerpunkt des Schiffes.The stability of a ship in case of inclinations is given by a righting moment, determined by the mass of the ship multiplied by a lever arm. This lever arm of stability results from the distance the two verticals through the displacement center of gravity and the center of mass of the ship.
Schiffe erhalten beim Entwurf eine derartige Formgebung, daß durch normale äußere Belastungen im Seegang ein Kentern ausgeschlossen ist.Ships obtained in the design of such a shape that by normal external loads in the sea a capsizing is excluded.
Bei bestimmten Schiffsgrößen, die mit den Wellenlängen korrespondieren, kann in von vorn oder von achtern anlaufenden Wellen ein Zustand auftreten, bei dem der Hebelarm der Stabilität sehr klein, zu Null oder sogar negativ wird. Damit verschwindet das aufrichtende stabilisierende Moment für eine kurze Zeit, die ausreicht, um durch geringe seitliche Kräfte hohe Winkelbeschleunigungen (Rollbeschleunigungen) und große Neigungswinkel um die Schiffslängsachse zu erzeugen. Bei zyklischem Auftreten besteht die Gefahr der parametrischen Resonanz und des Kenterns.at certain ship sizes that with the wavelengths Corresponding, can be in front or by aft starting waves a condition occur where the lever arm of stability is very small, becomes zero or even negative. This disappears the righting stabilizing moment for a short time, which is sufficient to high by low lateral forces Angular accelerations (roll accelerations) and large angles of inclination around the ship's longitudinal axis to create. At cyclic occurrence there is a risk of parametric Resonance and capsizing.
Beeinflusst wird dieses Verhalten des Schiffes auch durch die Form von Vor- und Hinterschiff verbunden mit Stampfbewegungen.influenced If this behavior of the ship is also determined by the form of and rear end connected with ramming.
Bekannt
sind Verfahren zur Steuerung von Rolldämpfungstanks, bei denen unter
Nutzung der gemessenen Rollwinkel, Rollwinkelgeschwindigkeit und
Rollwinkelbeschleunigung die Steuerung von Rolldämpfungstanks im laufenden Betrieb
erfolgt. Aus den Messwerten sind Programme entwickelt worden, nach
denen die Öffnungs- und Schließzeiten der
Betätigungseinrichtungen
von Rolldämpfungssystemen
gesteuert werden (
Bekannt
sind weiter Verfahren zur Bestimmung der Stabilität von beladenen
Schiffen, bei denen auf dem Schiff durch geeignete Maßnahmen
ein Krängungsmoment
und damit ein Neigungswinkel erzeugt wird und daraus die Schiffsstabilität ermittelt wird.
Die Anwendung des Verfahrens erfolgt im Ruhezustand des Schiffes
(
In
dem Patent
In
dem Patent
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ständige Überwachung der Rollwinkelbeschleunigung eines Schiffes während der Fahrt und den Vergleich mit vorgegebenen schiffstypischen Werten die Gefahr des parametrischen Rollens zu erkennen, um sie für Gegenmaßnahmen zu nutzen.Of the Invention is based on the object by continuous monitoring of the roll angular acceleration a ship during the journey and the comparison with given ship-typical values recognize the danger of parametric rolling to countermeasures to use.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.These The object is achieved with the features of claim 1. Further Embodiments are included in the subclaims.
Nachfolgend
wird die Erfindung in Verbindung mit der
Die Gefahr des parametrischen Rollens kann durch das Aufbringen eines zusätzlichen Momentes am Schiff verhindert werden. Dabei ist ein verhältnismäßig geringes Gegenmoment erforderlich, da das gefährliche krängende Moment wegen des auftretenden geringen aufrichtenden Hebelarms der Stabilität ebenfalls verhältnismäßig klein ist. Dieses Gegenmoment kann beispielsweise durch Rolldämpfungstanks erzeugt werden, die rechtzeitig aktiviert werden müssen. Dazu ist es notwendig, die mögliche Gefahr des parametrischen Rollens kurzfristig zu erkennen.The Risk of parametric rolling can be achieved by applying a additional Moment on the ship to be prevented. It is a relatively small Counter moment required because the dangerous heeling moment due to the occurring Also, the stability of low leveling lever arm is relatively small is. This counter-momentum can be generated for example by Rolldämpfungstanks be activated in time. For this it is necessary the possible Detecting the danger of parametric rolling in the short term.
Das soll erfindungsgemäß aus dem Rollverhalten des Schiffes bestimmt werden. Für das Rollverhalten des Schiffes gilt die allgemeine Bewegungsgleichung für Drehbewegungen: M = J·d2φ/dt2. M ist das resultierende Moment, J das Massenträgheitsmoment des Schiffes um seine Längsachse und d2φ/dt2 die Dreh- oder Rollbeschleunigung.This should be determined according to the invention from the rolling behavior of the ship. The general equation of motion for rotational movements applies to the roll behavior of the ship: M = J · d 2 φ / dt 2 . M is the resulting moment, J is the mass moment of inertia of the ship about its longitudinal axis and d 2 φ / dt 2 is the rotational or roll acceleration.
Das Moment setzt sich zusammen aus dem Moment der äußeren Kräfte, dem Stabilitätsmoment und dem Dämpfungsmoment.The Moment is composed of the moment of external forces, the moment of stability and the damping torque.
Charakteristisch für die Drehbewegung ist die Winkelbeschleunigung. Rollt das Schiff in Eigenperiode, dann ergeben sich zugehörige Rollbeschleunigungen. Sie folgen als harmonische Schwingungsbewegungen einer Sinusfunktionen mit der maximalen Beschleunigung bei dem Nulldurchgang der Winkelgeschwindigkeit, d.h. bei der Umkehr der Geschwindigkeit, bei der gleichzeitig der größte Rollwinkel auftritt. Für diesen Fall der Eigenschwingung lässt sich der Verlauf der Beschleunigung und deren Maximalwert ermitteln. Beide ergeben sich aus den charakteristischen Schiffsdaten.Characteristic of the rotational movement is the angular acceleration. Rolling the ship in Eigenperiode, then there are associated roll accelerations. They follow as harmonic oscillations of a sine function with the maximum acceleration at the zero crossing of the angular velocity, ie at the reversal of the velocity at which the largest roll angle occurs simultaneously. In this case, the natural vibration the course of the acceleration and its maximum value can be determined. Both result from the characteristic ship data.
Fremderregte Rollbewegungen des Schiffes folgen normal dem Seegang und haben dann Bewegungsperioden, die länger sind, als die Eigenperiode oder wenig kürzer. Die dabei auftretenden Winkelgeschwindigkeiten und Winkelbeschleunigungen liegen in einem Bandbreitenbereich zu den Bewegungen bei Eigenfrequenz des SchiffesSeparately excited Rolling movements of the ship follow normal sea conditions and have then movement periods, the longer are, as the natural period or a little shorter. The occurring Angular velocities and angular accelerations are in one Bandwidth range to the movements at natural frequency of the ship
Im Fall des parametrischen Rollens liegt Fremderregung mit sehr kurzer Rollperiode vor, bei der hohe Winkelbeschleunigungen auftreten.in the Case of parametric rolling is foreign excitation with very short Rolling period before, occur at the high angular acceleration.
Der
Verlauf der Winkelbeschleunigung für den Eigenschwingungszustand,
d.h. für
die Bewegung in Eigenfrequenz, kann aus den Schiffsdaten zu Beginn
der Reise bestimmt werden und ist damit eine vorgegebene Kurve.
Da der Eigenschwingungszustand durch die Masse des Schiffes beeinflusst
wird, ergeben sich in Wirklichkeit eine Reihe von Kurven, die vom
Betriebszustand, z.B. von der Beladung des Schiffes abhängen (
Fremderregte
Schwingungen durch Wellen im Seegang, die von der Eigenfrequenz
abweichen, sind bei Winkelbeschleunigungen mit einer einseitigen
Bandbreite bzw. Sicherheitsgrenze von beispielsweise angenommen
+50 Prozent zur Winkelbeschleunigung infolge Eigenfrequenz ungefährlich.
Erfindungsgemäß ist daher eine ständige Messung der Rollwinkelbeschleunigung des Schiffes und damit verbunden der Vergleich mit vorgegebenen zulässigen Werten erforderlich. Zusätzlich ist der Rollwinkel des Schiffes zu messen, um die Richtung der Bewegung zu bestimmen und die Aktivierung der richtigen Tanks gegen die Rollbewegung, d.h. die Erzeugung des stabilisierenden Moments an der richtigen Schiffsseite, zu erreichen.Therefore, according to the invention a constant measurement the roll angle acceleration of the ship and the associated Comparison with predefined permissible Values required. additionally is the roll angle of the ship to measure the direction of movement to determine and activate the right tanks against the rolling motion, i.e. the generation of the stabilizing moment at the right time Ship side, to reach.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10355052A DE10355052B4 (en) | 2003-07-19 | 2003-11-25 | Stability determination of ships |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10332901.3 | 2003-07-19 | ||
DE10332901 | 2003-07-19 | ||
DE10355052A DE10355052B4 (en) | 2003-07-19 | 2003-11-25 | Stability determination of ships |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10355052A1 DE10355052A1 (en) | 2005-02-17 |
DE10355052B4 true DE10355052B4 (en) | 2006-11-02 |
Family
ID=34071788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10355052A Expired - Fee Related DE10355052B4 (en) | 2003-07-19 | 2003-11-25 | Stability determination of ships |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10355052B4 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013039445A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Q-Tagg R&D Ab | Method and device for averting and damping rolling of a ship |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010015359A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh | Assessment of ship dynamics |
RU2767563C1 (en) * | 2021-08-30 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью проектно-конструкторское бюро "БАЛТМАРИН" | Method for current control of ship stability |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE768046C (en) * | 1938-03-20 | 1955-05-26 | Siemens App | Torque measuring device and control device for ship stabilization systems |
DE1904401A1 (en) * | 1969-01-30 | 1970-08-27 | Licentia Gmbh | Method and device for regulating the tank water frequency of a rolling tank |
DE3404999A1 (en) * | 1984-02-13 | 1985-08-14 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | METHOD FOR DETERMINING THE DYNAMIC STRESS OF A SHIP |
GB2179479A (en) * | 1985-08-01 | 1987-03-04 | Singer Link Miles Ltd | Interface systems for display instruments |
DD245107A3 (en) * | 1984-08-15 | 1987-04-29 | Schiffbau Veb K | METHOD FOR REGULATING A ROLLING TEMPERATURE TANK |
DE4002028C2 (en) * | 1990-01-24 | 1993-08-12 | Intering Gmbh, 2000 Norderstedt, De | |
DE4324780A1 (en) * | 1993-07-23 | 1995-01-26 | Deutsche System Technik | Device for determining the inclination of two reference planes of a body relative to one another |
-
2003
- 2003-11-25 DE DE10355052A patent/DE10355052B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE768046C (en) * | 1938-03-20 | 1955-05-26 | Siemens App | Torque measuring device and control device for ship stabilization systems |
DE1904401A1 (en) * | 1969-01-30 | 1970-08-27 | Licentia Gmbh | Method and device for regulating the tank water frequency of a rolling tank |
DE3404999A1 (en) * | 1984-02-13 | 1985-08-14 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | METHOD FOR DETERMINING THE DYNAMIC STRESS OF A SHIP |
DD245107A3 (en) * | 1984-08-15 | 1987-04-29 | Schiffbau Veb K | METHOD FOR REGULATING A ROLLING TEMPERATURE TANK |
GB2179479A (en) * | 1985-08-01 | 1987-03-04 | Singer Link Miles Ltd | Interface systems for display instruments |
DE4002028C2 (en) * | 1990-01-24 | 1993-08-12 | Intering Gmbh, 2000 Norderstedt, De | |
DE4324780A1 (en) * | 1993-07-23 | 1995-01-26 | Deutsche System Technik | Device for determining the inclination of two reference planes of a body relative to one another |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013039445A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Q-Tagg R&D Ab | Method and device for averting and damping rolling of a ship |
US9145191B2 (en) | 2011-09-16 | 2015-09-29 | Q-Tagg R&D Ab | Method and device for averting and damping rolling of a ship |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10355052A1 (en) | 2005-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60127923T2 (en) | Device and method for detecting a rollover of motor vehicles | |
DE69737104T2 (en) | SAFETY DEVICE FOR VEHICLES | |
EP2524892B1 (en) | Crane control | |
DE102010023887A1 (en) | Method and device for preventing transverse vibration of a wind turbine | |
DE10045921A1 (en) | Ship anti-roll system has liquid containers on each side of the hull, with a connecting line to transfer liquid from one to the other, and a connecting line to transfer compressed air between the containers | |
DE19828338A1 (en) | Determining critical angle of motor vehicle leading to rollover | |
EP0960752A2 (en) | Method and device for determining of oscillation and moving vehicle specific quantities and use thereof | |
EP2718177A1 (en) | Method and device for compensating for a load moment and method and measuring equipment for determining the position of a load | |
DE102013224508A1 (en) | Method and device for automatic assessment of the risk of collision of a vehicle with an object | |
DE10355052B4 (en) | Stability determination of ships | |
DE10053605B4 (en) | System and method for determining the center of gravity of a vehicle | |
WO2000014494A1 (en) | Method and device for controlling an occupant protection means in a vehicle | |
DE102004029196B4 (en) | System for hull structure load reduction in means of transport | |
WO1999037533A1 (en) | Stabilising device for the movements of a ship | |
DE4002028C2 (en) | ||
DE102008007139A1 (en) | Oscillating movements absorbing method for body of motor vehicle, involves determining whether body of vehicle implements oscillating movements, and controlling actuator influencing handling of vehicle such that movements are absorbed | |
EP2036776B1 (en) | Method for determining the alignment of an object | |
DE3836417A1 (en) | FILTER ARRANGEMENT FOR GENERATING AN ESTIMATED VALUE OF A MEASURING SIZE INFLUENCED BY INTERFERENCE | |
EP2377756B9 (en) | Evaluation of ship dynamics | |
DE112017000336T5 (en) | Inertial force detection device | |
DE3313324C2 (en) | Edge support system for telescope mirrors | |
DE3115149A1 (en) | Device for obtaining warning signals when abnormal operating conditions exist in a container | |
DE102013111560A1 (en) | A method and apparatus for stabilizing a helicopter flight condition with a load attached to the helicopter | |
DE69206992T2 (en) | VIBRATION GENERATION FOR RING LASER GYROS | |
DE10252562A1 (en) | Car tank level measurement procedure, has capacitive sensor controlling extraction pump with dynamic related parameter threshold setting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |