Seemannschaft

1. Seemannschaft Manöverkunde

2. Begriffe Heck Backbordseite Mast Steuerstand Wasserlinie Steuerbordseite Bug

3. L.ü.a. Länge über alles größte Länge des festen Bootskörpers, waagerechter Abstand zwischen seinem hintersten und seinem vordersten Punkt B.ü.a. Breite über alles größte Breite, gemessen über allen festen Anbauten Tg Tiefgang Senkrechter Abstand der Konstruktionswasserlinie bis zur tiefsten Unterkante des Kiels Sh Seitenhöhe Senkrechter Abstand zwischen Oberdeck und der tiefsten Unterkante des Kiels Fb Freibord Senkrechter Abstand der Schwimmwasserlinie von der Oberkante Deck, gemessen an der Seite V Volumen-verdrängung Auch Verdrängung; Rauminhalt des unter Wasser befindlichen Bootskörpers ohne Anhänge, angegeben in m3 Begriffe:

4. D Deplacement Auch Masseverdrängung, Gesamtmasse des Bootes, einschließlich Anhänge entsprechend der Masse der verdrängtenWassermenge, angegeben in t Dv Volldeplacement Masse des seeklaren Bootes mit 100% Bunkerfüllung RT Registertonne 1 RT = 2,8315 m3 BRZ Bruttoraumzahl Bruttorauminhalt des Bootes, ergibt sich aus dem Inhalt des Raumes unter dem Oberdeck und dem Inhalt der Aufbauten NRZ Nettoraumzahl Rauminhalt aller nutzbringenden Räume für Ladung und Passagiere Begriffe:

5. Bauarten von Schiffen

6. Manöverkennwerte in der Führung von Booten und Schiffen Als Manöverkennwerte werden in der Seefahrt bezeichnet: ·die Geschwindigkeitsparameter eines Bootes ·der Drehkreis eines Bootes ·die Auslaufstrecke eines Bootes ·die Stoppstrecke eines Bootes

7. Die Gesamtheit der Manöverkennwerte sind Ausdruck des gesamten Verhalten eines Bootes in seinen drei Achsen. Die Achsen bezeichnen sich mit den Ausdrücken: ·Gieren; ·Stampfen; ·Rollen. Daneben tritt ein Längsversatz in Voraus oder Achterausrichtung und der Querversatz zu einer Schiffsseite nach Stb oder Bb auf. Auch kann der gesamte Schiffskörper abtauchen.

8. z y x x Achse ist die Kurs oder Gierachse y Achse ist die Rollachse z Achse ist die Stampfachse (Drehachse)

9. z’  0° Stampfwinkel x’  0° Rollwinkel y’  0° Gierwinkel z‘ x‘ y’

10. Systematik des Bewegungsverhaltens eines Schiffes bei der Fahrt und beim Manövrieren Steuerverhalten beim Kurshalten und beim Manövrieren mit der Steuereinrichtung Fahrtverhalten bei konstanter Fahrt und beim Manövrieren mit der Vortriebseinrichtung Kurs- halten Fahrtrichtungsänderung (Drehen undStützen) konstante Fahrt Fahrt- änderung Fahrtbestimmung (Meilenfahrt) Drehkreis Rückführ- manöver Spiraltest oder Pull-out-Manöver Aufstoppen (Stoppstecke) freier Auslauf (Auslaufstrecke)

11. WL Definition der Schwimmfähigkeit (nach Archimedes) FG G f B FB G: Gewichtsschwerpunkt B: Verdrängungsschwerpunkt, Formschwerpunkt FG = FB Diese Gleichgewichtsbedingung gilt für schwebende und schwimmende Körper !

12. Auftriebsverteilung längs des Bootes Schwerkraftverteilung längs des Bootes FSchwerkraft FSchwerkraft FAuftrieb Statische Beanspruchung

13. Dynamische Beanspruchung

14. Boot quer in den Wellen Durch die unterschiedliche Eintauchtiefe der Schiffsseiten kommt es zur ungleichmäßigen Auftriebsverteilung im Querschnitt des Bootes; dadurch wird der gesamte Spantrahmen beansprucht. Durch die Schlingerbewegung wirkt gleichzeitig die Masseträgheit der Ladung und Ausrüstung und belastet die Bauelemente des Bootes.

15. Boot schräg in den Wellen Hierbei tritt zu den bisherigen Beanspruchungen zusätzlich Torsion auf. Das Boot hat dabei das Bestreben, sich quer zu den Wellen zu legen. Diese statischen und dynamischen Beanspruchungen bestehen häufig gleichzeitig und belasten den Bootskörper stark. Um ständig die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten, ist eine gute Wartung und Instandhaltung des Bootskörpers erforderlich.

16. Geschwindigkeit Die Bewegungsgröße einer Ortveränderung innerhalb einer bestimmten Zeit wird als Geschwindigkeit bezeichnet. In der Seefahrt wurde als Maß für die Schiffsgeschwindigkeit die Seemeile pro Stunde (Knoten) eingeführt. Die Messung der Schiffsgeschwindigkeit erfolgt in Bezug auf die als ruhend anzusehende Wasseroberfläche bzw. in Bezug auf den Meeresgrund.

17. Die Einflüsse, die auf die Geschwindigkeit eines Schiffes bzw. Bootes einwirken, sind: ·Strömung und Windeinfluss, ·Seegang, ·Flachwassergebiete, ·Bewuchs des Schiffskörpers.

18. Rumpfgeschwindigkeit Physikalisch ist das Geschwindigkeitspotential eines Bootes unmittelbar mit der Länge des Bootes, genauer gesagt mit dessen Länge in der Wasserlinie verknüpft. Für jeden Verdrängungsrumpf –also für jeden Rumpf eines nicht gleitfähigen Bootes– gibt es eine bestimmte Grenze, die eine natürliche Geschwindigkeitsbarriere bildet. Ausdruck der Berechnung dafür bildet die bootstypische Froude-Zahl.

19. Sie wird berechnet nach der mathematischen Funktion: Fn............Froude-Zahl v..............maximale Schiffsgeschwindigkeit LWL..........Länge der Wasserlinie des Schiffes g..............Erdbeschleunigung Die dimensionslose Froude-Zahl setzt somit die Geschwindigkeit ins Verhältnis zur Länge der Wasserlinie.

20. Krängungsverhalten Als Krängung wird das vorübergehende seitliche Neigen eines Bootes um die Längsschiffsachse (y-Achse) bezeichnet. Von außen auf das Boot einwirkende Kräfte sind hier die Ursache. Diese Kräfte können sein: ·Seegang; ·Winddruck; ·Rudermanöver; ·seitlicher Trossenzug durch Schlepper.

21. Im Gegensatz zur Schlagseite ist die Krängung eine vorübergehende bzw. sich ständig verändernde Erscheinung. Krängungsversuche dienen der experimentellen Bestimmung der Lage des Masseschwerpunktes G durch absichtlich erzeugte Krängung. Dabei werden die aufgebrachten Belastungen, ihre Lage, die Neigungswinkel des Bootes und der Tiefgang gemessen. Die Lage des Masseschwerpunktes bestimmt dabei das Krängungsmoment.

22. Gewichts- oder Masseschwerpunkt G Formschwerpunkt B Angriffspunkt der Ruderkraft R Dem Krängungsmoment entgegen wirkt das aufrichtende Moment aus der Formstabilität und der Masseverlagerung der Besatzung. Wird die statische oder dynamische Stabilität ungenügend, so wird das Boot umschlagen (kentern). Dieses wird hervorgerufen durch innere bzw. äußere Kräfte (Übergehen der Ladung, freie Oberflächen von Flüssigkeiten in Tanks, Winddruck).

23. Drehkreis Der Drehkreis ist der Weg, den ein Boot bzw. Schiff bei einer festen, größeren Ruderlage beschreibt. Meistens wird die Bestimmung der Backbord- und Steuerborddrehkreisparameter mit hart Ruderlage und Ruder 15° oder 20° bei VV (voller Fahrt) bestimmt. Da bei einigen Schiffs- bzw. Bootstypen die größte Ruderlage wegen der entstehenden großen Kränkungswinkel und der damit verbundenen Kentergefahr bei voller Fahrt nicht immer hart Ruderlage sein kann, muss bei diesen Schiffen bzw. Booten die Grenzruderlage bestimmt werden, die bei voller Fahrt noch möglich ist. Dies gilt besonders für schlank gebaute Schiffs- und Bootskörper.

24. Querversatz 2. Phase  3. Phase Vorausweg 1. Phase konstanter Durchmesser Drehkreisphasen

25. Drehkreisphasen 1. Phase: Vom Ruderkommando bis zum Beginn der Drehung. Hier erfolgt die Kränkung nach der Seite der Ruderlage, die geringe seitliche Abweichung (Derivation) und ein leichter Geschwindigkeitsverlust. 2. Phase: Vor Beginn der Drehung bis zum Erreichen einer nahezu konstanten Kursänderungsgeschwindigkeit (Drehrate) mit Umkehrung der Kränkung. Der Derivationswinkel  liegt zwischen 5° und 30° je nach Boots- bzw. Schiffstyp. Der Geschwindigkeitsverlust kann bis zu 95 % (bei Supertankern) betragen. Bei Normalschiffen liegt er ca. bei 60%. 3. Phase: Nahezu konstante Derivationswinkel, Geschwindigkeit und Drehrate

26. Derivation (Ableitung) Als Derivation wird das seitliche Abweichen des Schiffes von seiner Kurslinie bezeichnet. Infolge seines ihm innewohnenden Beharrungsvermögens zeigt das Schiff als Ganzes das Betreben, sich in der einmal eingenommenen Richtung weiterzubewegen; es „rutscht“ demnach von seiner Kurslinie ab. Der Derivationswinkel  ergibt sich zwischen der Schiffsvorausrichtung (Kiellinie) und der Tangente am Drehkreis im Drehpunkt des Bootes. Bei Schiffen, die im Verhältnis Länge / Breite = 7 / 1 gebaut sind, beträgt der Derivationswinkel  ca. 10°.

27. Kiellinie  Drehpunkt Drehkreis Tangente an den Drehkreis Derivation

28. Derivation Der Derivationswinkel ist abhängig : • der Form des Schiffskörpers; • vom Ruderlagewinkel; • von der Geschwindigkeit; • von der Dauer der Kursänderung.

29. Stoppstrecke Als Stoppstrecke wird die vom Schiff aus Vorausfahrt nach Legen des Maschinentelegraphen bzw. des Maschinenfahrhebels auf halbe Fahrt zurück bis zum Stillstand des Schiffes zurück gelegte Strecke bezeichnet. Die Stoppstrecken werden für verschiedene Vorausfahrtstufen durch Messfahrten ermittelt und in einer Manövertabelle oder einem Manöverdiagramm als Stoppstreckendiagramm festgehalten. Soll die Stoppstrecke bei einer beliebigen Geschwindigkeit annährend bestimmt werden, gilt: S0....Stoppstrecke bei der Geschwindigkeit v0 Sv1..Stoppstrecke bei der Geschwindigkeit v1 Sv2..Stoppstrecke bei der Geschwindigkeit v2 Die kürzeste Stoppstrecke wird durch das Notmanöver (Maschine voll zurück) erreicht.

30. Auslaufstrecke Als Auslaufstrecke wird die vom Schiff aus Vorausfahrt nach Legen des Maschinentelegraphen bzw. des Maschinenfahrhebels auf stopp bis zum Stillstand des Schiffes zurück gelegte Strecke bezeichnet. Die Stopp- und Auslaufstrecken werden für verschiedene Vorausfahrtstufen durch Messfahrten ermittelt und in einer Manövertabelle oder einem Manöverdiagramm als Stoppstreckendiagramm festgehalten.

31. Die Schwimmfähigkeit  • Auf das ohne Bewegung im ruhigem Wasser schwimmende Boot wirken die Schwerkraft und die Auftriebskraft. • Die Schwerkraft entsteht: • durch das Deplacement (Gesamtmasse) des Bootes und • der Erdbeschleunigung. Die Auftriebskraft entsteht durch den Druck des Wassers auf den Bootskörper. Sie ergibt sich: • aus der Dichte des Wassers; • durch das den Bootskörper verdrängte Wasservolumen und • der Erdbeschleunigung.

32. Die Schwimmfähigkeit  • Die Berechnung des Verdrängungsvolumen (Konstruktionsverdrängung) aus: • Völligkeitsgrad der Verdrängung, • der Länge und Breite der Konstruktionswasserlinie und • dem mittleren Tiefgang. Bei einem schwimmenden Boot gilt unter statischen Bedingen, dass die Schwerkraft gleich der Auftriebskraft ist. Somit hat ein Boot genau so viel Masse, wie es auch Wasservolumen verdrängt.

33. Gesamtgewicht (FG) (Schwerkraft) Gewichtschwerpunkt (G) Formschwerpunkt (F) (Auftriebsschwerpunkt) Auftriebskraft (FF) Wasserlinie Wenn die Schwerkraft größer der Auftriebskraft ist, taucht das Boot tiefer ein, wenn die Schwerkraft kleiner der Auftriebskraft ist, taucht das Boot weiter aus, bis wieder Kräftegleichgewicht herrscht. Kann auch im vollgetauchtem Zustand keine Gleichheit der Kräfte erreicht werden, sinkt das Boot. Zur Gewährleistung guter Seeeigenschaften ist eine bestimmte Reserveschwimmfähigkeit erforderlich. Ihre Größe ergibt sich aus dem Volumen des wasserdichten Überwasserteiles eines Bootes.

34. Ströme am fahrendem Schiff Mitstrom Schrauben-ergänzungsstrom Fahrtstrom Schraubenstrom Bugstau Hecksee

35. Fahrstrom Am Bug weichen die Wassermassen dem Schiffskörper aus, streichen relativ glatt an den Seitenwänden entlang und treffen achtern auf das gelegte Ruder, wo sie ein Steuermoment hervorrufen Schraubenstrom: Die sich drehende Schraube beschleunigt das sie umgebende Wasser und stößt es bei Vorausfahrt nach achtern weg. Hier trifft es auf das gelegte Ruder und übt ein Steuermoment aus. Der Schraubenstrom hat besonders beim Anfahren (Anspringen des Propellers) eine große Wirkung auf das Ruder. Das Steuermoment wirkt nur bei Vorausfahrt auf das Ruder Ergänzungsstrom: Von allen Seiten fließt das Wasser zur Schraube nach, um den durch den Schraubenstrom entstandenen Wassermangel auszugleichen. Ein Steuermoment bewirkt dieser Strom nicht. Ströme am fahrendem Schiff

36. Mitstrom (Kielwassersog): Durch erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Schraubenstroms sinkt in diesem Bereich der statische Druck und es kommt zu einer Grabenbildung. Darüber hinaus entstehen Turbolenzen im Grenzbereich zwischen Schraubenstrom und dem umgebenen Wasser. Außerdem ist im Heckbereich beiderseits des Schraubenstroms die Strömungsgeschwindigkeit geringer als der Fahrtstrom (relativer Nachstrom). Die Gesamtheit des in Fahrtrichtung nachfließenden Wassers bildet den Mitstrom, der jedoch kein Steuermoment erzeugen kann. Bei der Fortbewegung eines Bootes ohne Propeller bewirkt allein der Fahrtstrom den Kielwassersog Bugstau: Er entsteht bei Vorausfahrt des Bootes durch die Verdrängungskomponente des Bootes. Je größer die Bootsgeschwindigkeit, desto größer ist auch der Bugstau

37. Ruder und Ruderwirkung Mit der Ruderanlage kann das Boot in die gewünschte Fahrtrichtung gebracht werden. Die Anlage muss so beschaffen sein, dass ein Boot auch bei schwerstem Wetter und Seegang gut steuerfähig ist. Die wichtigsten Forderungen, Kursstabilität und empfindliches Reagieren auf Ruderausschläge, stehen im Widerspruch zueinander.

38. Ruderanlage • schiffbaulicher • Teil: • Ruderblatt • Ruderkoker • Ruderhacke • Begrenzungen • Eisschutz • Strömungskanäle und Düsen • maschinenbaulicher • Teil: • Ruderschaft • Quadrant • Lagerung • mechanische Übertragung • Bremse, Feststeller • mechanische Antriebe • hydraulische Antriebe • mechanische Meldeanlagen • elektromechanischer • Teil: • elektrische Antriebe • elektrohydraulische Antriebe • Antriebe der Aktivanlagen • elektrische Meldeanlagen Nach dem Arbeitsbereich gliedern sich die Ruderanlagen wie folgt:

39. Ruderanlage Rudermaschine Ruderschaft Ruderkoker Ruderblatt

40. Ruderarten Plattenruder Balanceruder Schweberuder Halbschweberuder

41. Ruderarten Kordüsenruder Oerts-Ruder Simplex-Balance-Ruder

42. Profilruder Einfache Plattenruder werden heute nur noch in der Sportbootschifffahrt verwendet. Profilruder sind Verdrängungsruder der verschiedensten Ausführungsformen, die den Zweck haben die durch das Ruder entstehenden Verwirbelungen des Wassers auf ein Mindestmaß zu beschränken.

43. Ruder • Form: • Plattenruder • Profilruder • Simplex- ruder • Oerzruder • Kordüsen- ruder • Lagerung: • Schwebe- ruder • Halb- schwebe- ruder • Anzahl der Ruderflächen: • Einflächen- ruder • Doppelruder • Mehrfach- ruder • Wirkung: • Passive Ruder • aktive Ruder Ruderarten

44. Ruderarten Ruder mit festem Kopfteil Bei diesem Typ ist die Ruderwirkung besonders gut. Dadurch erhält das Schiff bereits bei geringen Geschwindigkeiten eine gute Manövriereigenschaft. Jedoch werden höhere Ruderantriebsleistungen benötigt.

45. Da die Ruderkraft von der Größe der Ruderflächen und von der Anströmgeschwindigkeit abhängt, ergeben sich für die überschlägliche Dimensionierung der Ruderfläche folgende Faustregeln: • Schnelle Fahrzeuge mit hoher Anströmgeschwindigkeit erhalten kleine Ruderflächen. Langsame Fahrzeuge mit niedriger Anströmgeschwindigkeit erhalten große Ruderflächen. • Fahrzeuge mit großem Tiefgang haben kurze, aber hohe Ruderflächen. Der Angriffspunkt der Ruderkraft liegt nahe der Drehachse. Dadurch ist wenig Kraft zum Bewegen des Ruders erforderlich. • Fahrzeuge mit geringem Tiefgang haben lange, aber niedrige Ruderflächen. Der Angriffspunkt der Ruderkraft liegt weit von der Drehachse entfernt. Es ist ein großer Kraftaufwand zum Bewegen des Ruders erforderlich.

46. Passive Ruderarten Als passive Ruder bezeichnet man alle Ruderarten, die nur durch Anströmen wirksam werden. Sie wirken also nicht bei stillstehendem Schiff bzw. bei stillstehendem Propeller. Im Laufe der Entwicklung sind verschiedene Rudertypen entstanden. Bei allen strebt man eine maximale Wirksamkeit bei minimalen Ruderantriebsleistung an. Das Plattenruder, bestehend aus einer einfachen Platte wurde durch das Verdrängungsruder (Profilruder) weitgehend abgelöst. Zur Verringerung der Antriebsleistung wurde das Balanceruder entwickelt.

47. Aktive Ruderarten Als aktive Ruder bezeichnet man alle Ruderarten, die selbst einen Vortrieb erzeugen können. Sie wirken auch bei stillstehendem Schiff bzw. bei stillstehendem Propeller. Bekannt ist das Querstahlruder am Heck bzw. am Bug eines Schiffes. Dadurch wird erheblich die Manövrierfähigkeit verbessert.

48. Ruderarten Aktivruder Bugquerstahlruder

49. Ruderwirkung • Um die Fahrtrichtung eines Boots zu ändern, gibt es drei Möglichkeiten: • Eine angeströmte Ruderfläche wird um eine Vertikalachse gedreht. Dadurch, dass die Fläche schräg zur Strömungsrichtung steht, wird eine Bewegung in Querrichtung hervorgerufen. • Ein Wasserstrahl wird in einem Winkel zur Fahrtrichtung des Bootes abgestrahlt. Dadurch wird die gewünschte Bewegung in Querrichtung hervorgerufen. • Einige Ruderarten arbeiten als Kombination der beiden vorgenannten.

50. Die Ruderwirkung ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Durch die Besatzung nicht beeinflussbare Faktoren sind: ·Anzahl, Form und Größe der Ruderblätter ·Form des Unterwasserschiffes ·Propelleranordnung ·Längen-Breitenverhältnisse des Bootes ·Wassertiefe