Kapitola 15
Stabilita, bezpečnostní vzdálenost a volný bok
15.01. Stabilita
15.01.1. Stabilita v neporušeném stavu musí být přiměřená i v případě postupného nerovnoměrného zatěžování.
15.01.2. Splnění požadavku na přiměřenou stabilitu v neporušeném stavu se prokazuje pomocí výpočtu s použitím níže uvedených definic stability v neporušeném stavu a plném zatížení:
a) k maximálnímu ramenu stability
h
max
musí dojít při úhlu náklonu
(φ ≥ (φ + 3°)
max max
a nesmí být menší než 0,20 m. V případě
φ < φ
f max
nesmí být však vyrovnávací rameno páky při úhlu zaplavení
φ menší než 0,20 m;
f
b) úhel zaplavení
φ nesmí být menší než (φ + 3°);
f mom
c) prostor A pod křivkou ramene stability musí pro hodnoty
φ a φ
f max
dosahovat nejméně těchto hodnot:
+------------------------------------------+----------------------------------------------+
| Případ | A |
+---+--------------------------+-----------+----------------------------------------------+
| 1 | φ ≤ 15° nebo φ ≤ 15° | | 0,05 m.rad až do úhlů φ nebo φ |
| | max f | | max f |
+---+--------------------------+-----------+----------------------------------------------+
| 2 | 15° < φ < 30° | φ ≤ φ | 0,035 + 0,001 x (30-φ ) m.rad do úhlu φ |
| | max | max f | max max |
+---+--------------------------+-----------+----------------------------------------------+
| 3 | 15° < φ < 30° | φ > φ | 0,035 + 0,001 x (30-φ ) m.rad do úhlu φ |
| | f | max f | f f |
+---+--------------------------+-----------+----------------------------------------------+
| 4 | φ ≥ 30° a φ ≥ 30° | | 0,035 m.rad do úhlu φ = 30° |
| | max f | | |
+---+--------------------------+-----------+----------------------------------------------+
kde
h je maximální rameno stability;
max
φ je úhel náklonu;
φ je úhel zaplavení, tj. úhel náklonu, při němž by otvory v lodním trupu,
f v nástavbě nebo kabinách na horní palubě, které nelze uzavřít tak, aby
byly odolné povětrnostním vlivům, byly ponořeny;
φ je maximální úhel náklonu podle písm. e);
mom
φ je úhel náklonu, při němž rameno stability dosáhne maximální hodnoty;
max
A je prostor pod křivkou ramene stability;
d) počáteční metacentrická výška, GM°, opravena o účinek volných hladin v nádržích na kapaliny, nesmí být menší než 0,15 m;
e) v obou následujících případech nesmí úhel náklonu
φ
mom
překročit 12°;
1. při použití klopného momentu způsobeného osobami a větrem podle čl. 15.01.3 a 15.01.4;
2. při použití klopného momentu způsobeného osobami a otáčením podle čl. 15.01.3 a 15.01.5;
f) pro klopný moment způsobený nerovnoměrným zatížením osobami a věcmi, větrem a otáčením podle čl. 15.01.3, 15.01.4 a 15.01.5 nesmí být zbývající volný bok méně než 200 mm;
g) u plavidel s okny nebo jinými otvory v lodním trupu umístěnými pod přepážkovými palubami, které nejsou vodotěsně uzavřeny, musí být zbývající bezpečnostní vzdálenost při použití tří klopných momentů podle písmene f) nejméně 100 mm.
15.01.3. Klopný moment způsobený nakupením osob na jednu stranu se vypočte podle vzorce:
M = g x P x y = g x ∑ P x y [kNm],
p i i
kde
P je celková hmotnost osob na plavidle v [t], vypočtena sečtením nejvyššího
přípustného počtu cestujících a nejvyššího počtu lodního personálu
a posádky za běžných provozních podmínek, přičemž se předpokládá průměrná
hmotnost na osobu 0,075 t
y je boční vzdálenost těžiště celkové hmotnosti osob P od středové roviny
v [m]
g je gravitační zrychlení (g = 9,81 m/s2)
P je hmotnost osob nakupených na ploše A v [t];
i i
P = n x 0,075 x A [t],
i i i
kde
A je plocha, na níž se osoby nacházejí, v [m2]
i
n je počet osob na metr čtvereční
i
n je 4 pro volné plochy paluby a plochy paluby s přenosným nábytkem;
i pro plochy paluby s pevně vestavěným sedacím nábytkem, např.
lavicemi, se n vypočte za předpokladu šířky sedadla 0,50 m
i
a výšky sedadla 0,75 m na osobu.
y je boční vzdálenost geometrického středu plochy A od středové
i i
roviny v [m]
Výpočet se provede pro nakupení osob na pravoboku i na levoboku. Rozložení osob musí být z hlediska stability nejméně příznivé. Pro výpočet případů zatížení se má za to, že těžiště osoby je 1 m nad nejnižším bodem paluby při
0,5 L
WL
(v polovině délky vodorysky), přičemž se nebere v úvahu zakřivení paluby a předpokládá se hmotnost 0,075 t na osobu. Od podrobného výpočtu lodních ploch, které jsou obsazeny osobami, lze upustit, použijí-li se tyto hodnoty:
P = 1,5 x F x 0,075
max
kde
F je nejvyšší přípustný počet cestujících na plavidle
max
y je B/2 v[m]
Přitom se bere v úvahu, že zatížení přepravovanými věcmi je rovnoměrné a věci jsou zabezpečeny proti náhodnému pohybu.
15.01.4. Klopný moment způsobený tlakem větru
(M )
w
se vypočte takto:
M = p x A x (l - T/2) [kNm]
w w w w
kde
p je specifický tlak větru 0,25 kN/m2;
w
A je boční plocha plavidla nad rovinou ponoru podle uvažované podmínky
w zatížení v m2;
l je vzdálenost těžiště boční plochy A od roviny ponoru podle uvažované
w w
podmínky zatížení v m.
Při výpočtu boční plochy je třeba vzít v úvahu zamýšlené uzavření paluby ochrannými plachtami a podobnými mobilními zařízeními.
15.01.5. Moment způsobený odstředivou silou
(M )
dr
vyvolanou otáčením převozní lodě se vypočte takto:
2
M = c x C x v x D/L x (KG - T/2) [kNm]
dr dr B WL
kde:
c je koeficient 0,45;
dr
C je součinitel plnosti výtlaku (není-li znám, dosadí se 1,0);
B
v je maximální rychlost plavidla v m/s;
KG je vzdálenost mezi těžištěm a rovinou kýlu v m.
U převozní lodě s pohonnými systémy podle čl. 5.06 se
M
dr
odvodí ze zkoušek v plném měřítku nebo modelových zkoušek či jinak z odpovídajících výpočtů.
15.01.6. Přiměřenou stabilitu plavidla v narušeném stavu v případě zaplavení lze prokázat pomocí výpočtu na základě metody ztráty vztlaku. Všechny výpočty se provedou bez sklonu plavidla a klesání.
15.01.7. Plovatelnost plavidla při zaplavení je nutno prokázat pro plné zatížení. Matematický důkaz dostatečné stability se určí pro tři mezistupně zaplavení (25 %, 50 % a 75 % konečného zaplavení) a pro konečné zaplavení.
15.01.8. Převozní loď musí splňovat status l oddělení. Při zaplavení se berou v úvahu tyto předpoklady, pokud jde o rozsah poškození:
+-----------------------+---------------------------+
| | status l oddělení |
+-----------------------+---------------------------+
| Rozsah poškození boku |
+-----------------------+---------------------------+
| podélný l [m] | 0,10 x L , |
| | WL |
+-----------------------+---------------------------+
| příčný b [m] | B/5 |
+-----------------------+---------------------------+
| svislý h [m] | od dna směrem nahoru bez |
| | omezení |
+-----------------------+---------------------------+
| Rozsah poškození dna |
+-----------------------+---------------------------+
| podélný l [m] | 0,10 x L , |
| | WL |
+-----------------------+---------------------------+
| příčný b [m] | B/5 |
+-----------------------+---------------------------+
| svislý h [m] | 0,59 |
+-----------------------+---------------------------+
a) Pro status 1 lze přepážky považovat za nepoškozené, je-li vzdálenost mezi dvěma přilehlými přepážkami větší než délka poškození. Podélné přepážky ve vzdálenosti kratší než B/3 od trupu, měřeno kolmo ke středové rovině plavidla v rovině největšího přípustného ponoru, se pro účely výpočtu neberou v úvahu. Výklenek v příčné přepážce, který je delší než 2,5 m, se považuje za podélnou přepážku.
b) Nejnižší bod každého nevodotěsného otvoru (např. dveře, okna, přístupové jícny) musí ležet nejméně 0,10 m nad vodoryskou v narušeném stavu. Přepážková paluba nesmí být při konečném zaplavení ponořena.
c) Předpokládá se zaplavitelnost 95 %. Prokáže-li se výpočtem, že průměrná zaplavitelnost oddělení je menší než 95 %, lze použít vypočtenou hodnotu. Převzaté hodnoty nesmí být menší než:
+---------------------------------------------------+-------------+
| Společenské prostory | 95 % |
+---------------------------------------------------+-------------+
| Strojovny a kotelny | 85 % |
+---------------------------------------------------+-------------+
| Zavazadlové a skladovací prostory | 75 % |
+---------------------------------------------------+-------------+
| Dvojitá dna, palivové a jiné nádrže v závislosti | 0 nebo 95 % |
| na tom, považují-li se v souladu s předpokládaným | |
| účelem u plavidla plovoucího v rovině největšího | |
| přípustného ponoru za plné nebo prázdné | |
+---------------------------------------------------+-------------+
d) Pokud poškození menšího rozsahu, než je uvedeno výše, vyvolává nepříznivější účinky s ohledem na náklon nebo ztrátu metacentrické výšky, je nutno při výpočtu vycházet z tohoto poškození.
15.01.9. Pro všechny mezistupně zaplavení podle čl. 15.01.7 musí být splněna tato kritéria:
a) úhel náklonu j v rovnovážné poloze dotyčného mezistupně zaplavení nesmí být větší než 15°;
b) nad náklonem v rovnovážné poloze dotyčného mezistupně zaplavení musí pozitivní část křivky ramena páky vratného momentu vykazovat hodnotu vyrovnávacího ramena páky GZ ≥ 0,02 m, dokud nedojde k ponoření prvního nechráněného otvoru nebo dokud není dosaženo úhlu náklonu φ 25°;
c) nevodotěsné otvory nesmějí být ponořeny, dokud nebylo dosaženo náklonu v rovnovážné poloze dotyčného mezistupně zaplavení;
d) výpočet účinku volné hladiny v mezistupních zaplavení musí být založen na hrubé povrchové ploše poškozených oddělení.
15.01.10. Během konečného stupně zaplavení musí být při zohlednění klopného momentu podle čl. 15.01.3. splněna tato kritéria:
a) úhel náklonu
φ
E
nesmí být větší než 10°;
b) nad rovnovážnou polohou musí pozitivní část křivky ramene stability vykazovat hodnotu ramene stability GZR ≥ 0,02 m s oblastí A ≥ 0,0025 m.rad.
Tyto minimální hodnoty stability musí být dodrženy až do ponoření prvního nechráněného otvoru nebo v každém případě před dosažením úhlu náklonu
φ ≤ 25°;
m
Obrázek - Znázornění úhlu náklonu
kde:
φ je úhel náklonu v konečné fázi zaplavení zohledňující moment podle
E čl. 15.01.3.;
φ je úhel nulové stability nebo úhel, při němž je ponořen první nechráněný
m otvor nebo 25°, podle toho, která hodnota je nižší;
GZ je zbývající rameno stability v konečné fázi zaplavení zohledňující moment
R podle čl. 15.01.3.;
GZ je klopné rameno, které je výsledkem momentu podle čl. 15.01.3.;
K
c) nevodotěsné otvory nesmí být ponořeny před dosažením rovnovážné polohy; dojde-li k ponoření zmíněných otvorů před tímto bodem, je nutno pro účely výpočtu stability v narušeném stavu považovat prostory umožňující přístup za zaplavené.
15.01.11. Uzavírací zařízení, která lze uzavřít vodotěsně, musí být odpovídajícím způsobem označena.
15.01.12. Pro posouzení stability plovoucího zařízení se použijí alespoň ustanovení 15.01.2. písm. a), 15.01.3. a 15.01.4.
15.02. Bezpečnostní vzdálenost a volný bok
15.02.1. Bezpečnostní vzdálenost musí odpovídat nejméně součtu
a) dodatečného zanoření boku, které měřeno na vnější obšívce vyplývá z přípustného úhlu náklonu podle čl. 15.01.2 písm. e) a
b) zbývající bezpečnostní vzdálenosti podle čl. 15.01.2 písm. g).
15.02.2. Volný bok musí odpovídat nejméně součtu
a) dodatečného zanoření boku, které měřeno na vnější obšívce vyplývá z úhlu náklonu podle čl. 15.01.2 písm. e), a
b) zbývajícího volného boku podle čl. 15.01.2 písm. f).
15.02.3. Rovinu největšího přípustného ponoru je nutno stanovit tak, aby byla dodržena bezpečnostní vzdálenost podle čl. 15.02.1. a volný bok podle čl. 15.02.2., čl. 15.01. a 2.02.
15.02.4. Z bezpečnostních důvodů může být stanovena větší bezpečnostní vzdálenost nebo větší volný bok.
15.03. Nejvyšší přípustné zatížení
15.03.1. Nejvyšší přípustné zatížení určí podle čl. 15.03.2 plavební úřad a zapíše je do osvědčení plavidla.
15.03.2. Nejvyšší přípustné zatížení nesmí překročit počet cestujících, který byl vzat v úvahu při výpočtu stability plavidla podle čl. 15.01.