Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit. Übung zur Vorlesung. Spezielle Kapitel des Schiffsentwurf

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1 Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit Übung zur Vorlesung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurf Zusätzliches Deck für ein RoRo-Schiff Prof. Dr.-Ing. Stefan Krüger Dipl.-Ing. Philip Augener Dipl.-Ing. Arne Falkenhorst

2 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 11. Februar 2015 Übung 7 Ein bestehendes RoRo-Schiff mit drei Decks soll um ein zusätzliches Deck erweitert werden. Von dem bestehenden 3-Decker sind Ihnen die folgenden Daten bekannt: Größe Einheit Wert L oa m 193,00 L pp m 182,39 B m 26,00 D m 16,70 T f.s. m 7,40 T D m 5,70 Das zusätzliche Deck soll eine lichte Höhe von 4, 30 m haben! Zusätzlich zu den in der Tabelle genannten Daten liegen Ihnen die Formkurven, die Gewichte und der Generalplan des bestehenden Schiffes vor. 1. Bestimmen Sie die Trailerkapazität des bestehenden Schiffes nach Decks! 2. Bestimmen Sie das Leerschiffsgewicht des bestehenden Schiffes! 3. Bestimmen Sie das spezifische Stahlgewicht des existierenden Schiffes! 4. Bestimmen Sie das umbaute Volumen der neuen Sektion. 5. Berechnen Sie mit Hilfe des spezifischen Stahlgewichtes das Gewicht der neuen Sektion! 6. Diskutieren Sie, ob Sie ein sinnvolles Gewicht für die neue Sektion berechnet haben! 7. Schätzen Sie die Längenschwerpunktskoordinate der neuen Sektion mit Hilfe des Formkurvenblattes sinnvoll ab! 8. Schätzen Sie die Höhenschwerpunktskoordinate der neuen Sektion mit Hilfe der Hauptspantzeichnung sinnvoll ab! 9. Bestimmen Sie das Stahlgewicht des neuen Schiffes und die zugehörigen Schwerpunktskoordinaten! 10. Wie groß ist die Stellplatzkapazität nach dem Umbau? 11. Beurteilen Sie, wie sich die übrigen Komponenten des Leerschiffsgewichts qualitiativ ändern! Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 1/16

3 Cargo area Driver area Crew area Service & technical space

4 For further information please contact:

5 Constructional groups Description MASS LCG TCG VCG from X to X [to] [m f.a.p.] [m f.c.l.] [m a.b.l.] [m f.a.p.] [m f.a.p.] Maschinen Ausruestung+Einrichtung Rohrbau Elektrik Stahl TKS TKP Entwurf

6 Weight items of group Ausruestung+Einrichtung Description MASS LCG TCG VCG from X to X [to] [m f.a.p.] [m f.c.l.] [m a.b.l.] [m f.a.p.] [m f.a.p.] Rampen u.klappen Anker-u.Verholeinr.vorn Verholeinr. hinten Laderaumeinrichtung Deckshauseinrichtung Ruderanlagen Trailer und Zurreinr Rettungseinrichtungen Schiffs Betriebs Eintrg Sondereinrichtungen Konservierung

7 Weight items of group Stahl TKS Description MASS LCG TCG VCG [to] [m f.a.p.] [m f.c.l.] [m a.b.l.] Stahl Deckshaus

8 HYDROSTATIC TABLES T AP Dis.SW LCB LCF KM.T AWL ETM Am T FP Metre Ton m.f.ap m.f.ap m.a.bl m2 mt/m m2 Metre

9 Page 2 HYDROSTATIC TABLES T AP Dis.SW LCB LCF KM.T AWL ETM Am T FP Metre Ton m.f.ap m.f.ap m.a.bl m2 mt/m m2 Metre

10 Page 3 HYDROSTATIC TABLES T AP Dis.SW LCB LCF KM.T AWL ETM Am T FP Metre Ton m.f.ap m.f.ap m.a.bl m2 mt/m m2 Metre

11 Page 4 HYDROSTATIC TABLES T AP Dis.SW LCB LCF KM.T AWL ETM Am T FP Metre Ton m.f.ap m.f.ap m.a.bl m2 mt/m m2 Metre

12 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 11. Februar 2015 Lösung 7 Ein bestehendes RoRo-Schiff mit drei Decks soll um ein zusätzliches Deck erweitert werden. Von dem bestehenden 3-Decker sind Ihnen die folgenden Daten bekannt: Größe Einheit Wert L oa m 193,00 L pp m 182,39 B m 26,00 D m 16,70 T f.s. m 7,40 T D m 5,70 Das zusätzliche Deck soll eine lichte Höhe von 4, 30 m haben! Zusätzlich zu den in der Tabelle genannten Daten liegen Ihnen die Formkurven, die Gewichte und der Generalplan des bestehenden Schiffes vor. 1. Bestimmen Sie die Trailerkapazität des bestehenden Schiffes nach Decks! Tanktop : 34 Trailer Main Deck : 64 Trailer Upper Deck: 82 Trailer Summe : 180 Trailer 2. Bestimmen Sie das Leerschiffsgewicht des bestehenden Schiffes! Summe der Massen der Constructional Groups : LSW = 612, 114 t + 848, 1 t + 263, 224 t + 167, 553 t , 588 t + 93, 03 t (1) = 8017, 609 t (2) 3. Bestimmen Sie das spezifische Stahlgewicht des existierenden Schiffes! Es wird das spezifische Stahlgewicht gesucht. Dazu ist es sinnvoll das Gewicht des Deckshauses von dem Gewicht der Constructional Group Stahl TKS abzuziehen und die resultierende Masse durch das aus den Formkurven bekannten Volumen auf der Seitenhöhe von 16, 7 m zu teilen: µ Stahl = 4. Bestimmen Sie das umbaute Volumen der neuen Sektion , 588 t 554, 512 t , 8 t / 1, 025 t/m 3 (3) = 0, 087 t/m 3 (4) Annahmen: Lichte Höhe auf dem neuen Deck: 4, 3 m, Höhe Querträger: 1, 1 m. Außerdem soll das Deck die selbe Fäche haben, wie das Upper Deck. Diese Fläche lässt sich ebenfalls aus den Formkurven ablesen: AW L (16, 7m) = 4778, 4 m 2 (5) V neu = 4778, 4 m 2 (4, 3 m + 1, 1 m) = , 36 m 3 (6) Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 11/16

13 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 11. Februar Berechnen Sie mit Hilfe des spezifischen Stahlgewichtes das Gewicht der neuen Sektion! m Sektion = 0, 087 t/m , 36 m 3 = 2.244, 89 t (7) 6. Diskutieren Sie, ob Sie ein sinnvolles Gewicht für die neue Sektion berechnet haben! Das Gewicht wird eher überschätzt, da mehr Stahl im Doppelboden als in den oberen Decks verbaut wird, was nicht in die Ermittlung des spezifischen Stahlgewichts eingegangen ist. Ein etwas besserer Wert ist µ neu = 0, 022 t/m 3. Damit ergibt sich das korrigierte Gewicht der Sektion zu: m neu = 0, 022 t/m , 36 m 3 = 567, 67 t (8) 7. Schätzen Sie die Längenschwerpunktskoordinate der neuen Sektion mit Hilfe des Formkurvenblattes sinnvoll ab! Es kann angenommen werden, dass die Längenschwerpunktskoordinate in erster Näherung dem LCF des Decks entspricht, also LCF (16, 7 m) = 89, 171 m. 8. Schätzen Sie die Höhenschwerpunktskoordinate der neuen Sektion mit Hilfe der Hauptspantzeichnung sinnvoll ab! Die neue Sektion besteht grob gesagt aus dem neuen Deck, den Querträgern, und den zugehörigen Seitenwänden. Die Gesamthöhe der Sektion beträgt 5, 4 m. Da im oberen Bereich der Sektion sowohl das durchgängige Deck, als auch die Querträger angeordnet sind, wird der Massenschwerpunkt der Sektion auf jeden Fall oberhalb der halben Höhe der Sektion liegen. Es wird geschätzt, dass der Schwerpunkt auf 2/3 der neuen Deckshöhe liegt, also auf: 2/3 5, 4 m = 3, 6 m. Damit ergibt sich das zcg der neuen Sektion bezogen auf das Schiffskoordinatensystem: zcg Sektion = 16, 7 m + 3, 6 m = 20, 3 m (9) 9. Bestimmen Sie das Stahlgewicht des neuen Schiffes und die zugehörigen Gewichtsschwerpunktskoordinaten! Es müssen die neuen Gewichtsschwerpunktskoordinaten in allen drei Raumrichtungen bestimmt werden. Dabei ist zu beachten, dass das Deckshaus um die Höhe des neuen Decks nach oben versetzt werden muss. Daraus folgt, dass das Deckshaus mit seinem Schwerpunkt zunächst aus dem Stahlgewicht herausgerechnet werden muss, dann die neue Sektion hinzugefügt werden kann und anschließend noch das Deckshaus wieder auf die neue Sektion drauf gesetzt werden kann. Für die Schwerpunktsberechnung siehe Tabelle Wie groß ist die Stellplatzkapazität nach dem Umbau? Es muss an dieser Stelle auf jeden Fall beachtet werden, dass von den 82 Stellplätzen auf dem Upper Deck einige für die neuen Rampen auf das Top Deck verloren gehen. Von Vergleichsschiffen könnte man z.b. wissen, dass dadurch 5 Stellplätze verlorgen gehen. Somit ist die neue Kapazität vom alten Upperdeck (82-5=77). Für das Top Deck kann im Grunde die gleiche Trailerkapazität wie für das alte Upper Deck angenommen werden, allerdings müssen 6 Stellplätze abgezogen werden, wenn der Rolldämpfungstank nicht versetzt wird (82-6=76. Damit ergibt sich die neue Trailerkapazität zu: Tanktop : 34 Trailer Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 12/16

14 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 11. Februar 2015 Main Deck : 64 Trailer Upper Deck: 77 Trailer Top Deck : 76 Trailer Summe : 251 Trailer 11. Beurteilen Sie, wie sich die übrigen Komponenten des Leerschiffsgewichts qualitiativ ändern! Die Komponenten des alten Leerschiffsgewicht ändern sich in erster Nährung folgender Maßen: Maschinen (ME, Getriebe, Propeller, Wellenleitungen, Kessel, Abgasanlage, Kompressoren, Hilfsdiesel, PTOs, Notdiesel, MR-Lüftung, Fundamente, Krananlagen) <=> bleiben zunächst unverändert bei Umbauten, beim Neubeu neu zu bestimmen Rohrbau (inkl. Pumpen) <=> ändert sich hauptsächlich mit den Maschinen Elektrik (Hauptschalttafeln, E-Motoren, Kabel) <=> ändert sich hauptsächlich mit den Maschinen Stahl neu ist bereits berechnet worden Entwurfsreserve <=> bleibt ca. gleich Ausrüstung und Einrichtung ändert sich im Detail: Rampen u. Klappen (Heckrampe, Hydraulik, Rampendeckel, Guilliotinentür) <=> bleibt gleich Anker-u. Verholeinrichtungen vorn <=> bleibt gleich (ggf. über Ausrüstungsleitzahl skalieren) Verholeinrichtungen hinten<=> bleibt gleich (ggf. über Ausrüstungsleitzahl skalieren) Laderaumeinrichtung (z.b. Laschketten, Cargo Control Room) <=> ändert sich, da ein LR hinzukommt Deckshauseinrichtung <=> bleibt gleich, aber VCG ändert sich! Ruderanlagen (Ruder inkl. Pfosten, Rudermaschinen, Bugstrahler..) <=> const. Trailer und Zurreinrichtungen (Zurrtöpfe, Radabweiser) <=> ändert sich, da ein LR hinzukommt Rettungseinrichtungen (Freifallboot, Rescueboot mit Davits, Rettungsinseln) <=> const. Schiffsbetriebseinrichtunn (Radarmast, Antennen, Feuerlöscheinrichtung, Geländer, Laufgitter) <=> ändert sich im Detail Sondereinrichtungen (Schottschiebetüren, CO2-Anlage) <=> const. Konservierung <=> Farbe für die neue Sektion kommt hinzu Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 13/16

15 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 11. Februar 2015 Item m [t] xcg [m] ycg [m] zcg [m] xcg * m [tm] ycg * m [tm] zcg * m [tm] Stahl, alt 6.033,588 85,68 0,27 10, , , ,01 (-) Deckshaus 554,512 50,63 2,51 25, , , ,69 (=)Stahl, alt (ohne Deckshaus) 5.479, , , ,32 (=>)Stahl, alt (ohne Deckshaus) 5.479,076 89,216 0,043 8, , , ,32 (+) Neue Sektion 567,67 89, , , ,701 (+) Deckshaus (neues zcg) 554,512 50,63 2,51 25,64+5,4= 31, , , ,05 (=)Summe 6.601, , , ,071 (=>) Ergebnis 85,97 0,247 11,81 Tabelle 1: Schwerpunktsberechnung Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 14/16

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