De laatste paar posts waren vooral over het bepalen van wat er zoals aanboord moet komen om de boot aan onze eisen te laten voldoen. Sommige van die zaken zijn nogal afwijkend van wat gebruikelijk is, dus vandaar dat ik ze eerst aangekaart heb. Dat geeft namelijk een handvat om een gewichtsschatting te maken van de kale boot evenals een idee van de hoeveelheid 'payload' die je mee moet nemen. Denk daarbij bijvoorbeeld aan 2 jaar uitrusting, voedsel en andere benodigdheden voor 8 personen, of de hoeveelheid brandstof die nodig is om de boot twee jaar warm te houden, of denk bijvoorbeeld aan een ROV die wel een ton of wat kan wegen en op het achterdek moet staan.
Nu dat het gewicht zo'n beetje bekend is net als de hoeveelheid goederen die uiteindelijk aanboord mee moeten is het tijd om eens naar de stabiliteit te gaan kijken. Dit is een stuk complexer als even een boot uploaden in een stukje software om dan te kijken wat de doorkenterhoek is. Ik schreef al eens een stukje over statische stabiliteit:
zeilersforum.nl/index.php/foru...tatische-stabiliteit Dat geeft wat basis achtergrond uitleg bij het onderwerp.
Voor de stabiliteit zijn er twee zaken die belangrijk zijn in dit stadium van het ontwerp.
- Equilibrium: hoe ligt de boot statisch in het water, ofwel hoe diep, voorover, achterover etc.
- Large angle: Dat zijn de grafiekjes die we allemaal kennen, daar haal je onder andere stabilteitsomvang uit, maximaal richtend moment (ivm sterkte tuigage), omvang van negatieve stabiliteit, volloop hoek, kenterhoek etc.
Echter, met een eigen gewicht van rond de 85 tot 90 ton en 55 ton laadvermogen is er een enorm verschil in hoe de boot in het water licht en zich gedraagd als deze leeg is of vol is. Vloeistoffen welke vrij heen en weer kunnen klotsen hebben ook een behoorlijk negatief effect op de stabiliteit en er zijn nogal wat tanks aanboord voor de verschillende vloeistoffen. Dat vrije vloeistof oppervlak moet daarom ook meegenomen worden. De stabiliteits berekeningen moeten dus voor iedere beladingsconditie opnieuw gedaan worden. Voor volle tanks reken je eigenlijk met 98%, dat is bijna het volledige gewicht, maar laat de stabiliteitssoftware toch het vrijevloeistofoppervlak effect meenemen. Voor half vol rekenen we met 50% en voor een lege tank nemen we 10%, wederom om het klotseffect mee te kunnen nemen omdat dit een groter nadelige invloed heeft als het beetje gewicht wat nog in de tank zit.
De condities die ik gebruikt heb voor deze iteratie:
- Vertrek, kiel naar beneden: Dat is de watertanks voor 98% vol, vuilwatertank leeg, grijswater tank leeg, de 4 hoofd brandstof tanks op 98% en 9 ton aan personen, persoonlijke uitrusting, voedsel etc. Dit is hoe we normaliter de haven zullen verlaten.
- Vertrek, kiel omhoog: Exact hetzelfde als bovenstaande, maar dan met de kiel omhoog getrokken. Niet alleen gaat daardoor het gewichtszwaartepunt omhoog, maar er gaat ook 1600 liter aan opdrijvend vermogen naar een andere plek toe.
- Aankomst, kiel naar beneden: Belading nog maar op 1 ton, alle brandstoftanks leeg, vuilwater tank en grijswatertanks vol.
- Aankomst, kiel omhoog: hetzelfde als hierboven, maar dan weer met de kiel omhoog getrokken.
- Halverwege de reis, kiel omhoog: Alle 'normale operatie' tanks op 50% en 4,5 ton belading.
- Maximaal beladen, kiel naar beneden: Dat is alle brandstoftanks die zich aanboord bevinden voor 98% vol, 9 ton belading aanboord.
- Maximaal beladen, kiel omhoog: Hetzelfde als hierboven maar dan met de kiel omhoog.
- Aankomst, kiel naar beneden, 15 ton lading aan dek.
- Liggend in de haven waarbij wij onze eigen tuigage gebruiken om de kiel uit de kielkast uit de boot te hijzen en op een kade te leggen voor onderhoud.
- Aankomst conditie met ijsaccumulatie op dek, opbouw en tuigage.
- Maximale stabiliteit midden van de reis: 4,5 ton belading aanboord, alle branstof en water aan één kant om zo het richtend moment te vergroten en meer zeil te kunnen voeren, dit is een alternatief tov waterballast.
Aan de hand van deze 11 beladingscondities is er te bepalen of de boot een beetje 'recht' in het water drijft, wat de maximale belasting op de tuigage gaat worden, wat de gevaarlijskte belading is voor de boot, of de boot aan alle wettelijke eisen voldoet met oog opstabiliteit, of tanks op de juiste plek zitten, vertrimming tijdens het overhellen, vervorming van het onderwaterschip onder helling etc.
Voor het maken van deze berekeningen heb ik het het programma 'Maxsurf' maar weer eens van stal gehaald. Oorspronkelijk door Piet van Oossanen geschreven zo'n jaar of 25 terug en dat was wat we gebruikte tijdens mijn scheepsbouw opleiding. Inmiddels is het in handen van een groot softwarebedrijf in Australie, maar het is een betaalbare tool welke erg veelzijdig is.
Je laad een lijnenplan in de software, definieerd alle waterdichte schotten, alle tankwanden etc. Dan kun je in een eenvoudig spreadsheetje binnen de software bijhouden wat je allemaal wilt simuleren voor gewichten en tankinhouden. Omdat onze boot een nogal grote opbouw heeft, heb ik die ook in het lijnenplan mee gemodelleerd, het is immers een hoop volume en dat maakt voor bijvoorbeeld de kenterhoek of de negatieve stabiliteit nogal een verschil (zie ook het andere draadje waar ik eerder in deze post naar verwees). De software visualiseerd de interpretatie van de spreadsheet in de vorm van een plaatje, dat is erg handig om direct te zien dat we dezelfde taal spreken en dat mijn ingevoerde data juist geinterpreteerd word. Zo'n plaatje ziet er dan bijvoorbeeld zo uit:
Je ziet in dit plaatje ook zaken zoals de 3 kettingbakken (2 voor, 1 achter in lichtblauw) Die lopen vol als de boot over een bepaalde hellingshoek heen gaat, en die worden dus als verloren drijfvermogen beschouwd als de boot over een bepaalde hellingshoek heen gaat.
De resultaten van de berekeningen bedragen ruim 90 pagina's aan getallen, die zal ik hier niet allemaal plaatsen, maar voor de leuk dan toch nog maar een grafiekje van de GZ erbij: