Vindkræfter påvirker skibe både under sejlads og ved havnemanøvrer. Generelt har krydstogtskibe større vindfangsarealer, hvilket kan resultere i store sidekræfter og store svingmomenter.
Dette kan influere skibet, så det ikke opfylder sine stabilitetskrav. Udover stabilitet har vindlasterne også en betydning for manøvreevne og kraftbehov, især under operationer i havne. Uden tilstrækkelig fremdriftskraft, både agter og for, kan kaptajnen måske ikke sikkert manøvrere skibet i havn.
Hvad er konsekvenserne af forkerte vindlaster?
Med det store vindfangsareal er det afgørende at fastlægge påvirkningen fra de miljømæssige belastninger i den indledende designfase af skibet for at optimere truster- og fremdriftsevne og dermed kraftbehovet.
Konsekvenserne af en forkert vurdering af vindlasterne kan resultere i et skib med utilstrækkelig fremdriftskraft eller dårlige manøvreevner og derfor hyppigere behov for bugserbådshjælp ved kaj. Endnu værre er risikoen for, at skibet bryder fortøjningerne og driver væk, hvilket kan medføre tab af både menneskeliv og fartøj.
Vindlaster til brug ombord
Vindlasterne er ikke kun vigtige at bestemme i designfasen af krydstogtskibet. Besætningen ombord har også interesse i at kende til de miljømæssige påvirkninger. Hvis de opnåede lastkoefficienter bruges sammen med vindhastighedssensorer placeret ombord, kan kaptajnen få direkte information om, hvor mange tons vindtryk skibet bliver udsat for, eller størrelsen af et drejningsmoment i tons-meter.
Begge informationer er af afgørende betydning for sikker håndtering af skibet under havnemanøvrer. Her er det også meget vigtigt at have korrekte sensoraflæsninger, da disse normalt er placeret på en måde, så de påvirkes af strømningsfeltet omkring skibet.
Hvordan vindlaster kan bestemmes i en vindtunnel
Vindlaster bestemmes generelt i en vindtunnel ved brug af en skalamodel af det pågældende skib. Modellerne, som typisk er ca. 1,5 meter lange, er placeret på en belastningscelle, som optager alle seks frihedsgrader, og normalt måles længde- og tværgående kræfter samt krængnings- og drejningsmomentet.
Modellen udsættes for en vindprofil, der ligner havvind både hvad angår hastighedsfordeling og turbulensintensitet. En fordel ved vindtunneltest er, at ændringer på et krydstogtskib hurtigt kan testes, og dermed kan reduktioner af drejningsmomentet eller længdekraften undersøges hurtigt.
Det skal bemærkes, at det også er muligt at opnå strøm-lastkoefficienter i vindtunnelen. Her fremstilles kun den neddykkede del af skroget. Montagen af modellen på måleudstyret er identisk med den måde, hvorpå vindlastkoefficienter bestemmes. Men i stedet for at udsætte modellen for en skærvindprofil, udsættes den for en ensartet strømprofil. Bestemmelsen af strømlaster er dog af mindre betydning for et krydstogtskib, medmindre det skal operere i havne eller nær flodmundinger.
Kontakt vores ekspert Jens Christian Smidemann for mere information.