POWYPADKOWA EKSPERTYZA TECHNICZNA TAKIELUNKU I OMASZTOWANIA NA JEDNOSTKĘ TYPU HANSE 325- MrD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "POWYPADKOWA EKSPERTYZA TECHNICZNA TAKIELUNKU I OMASZTOWANIA NA JEDNOSTKĘ TYPU HANSE 325- MrD"

Daria Komorowska
7 lat temu
Przeglądów:

1 POWYPADKOWA EKSPERTYZA TECHNICZNA TAKIELUNKU I OMASZTOWANIA NA JEDNOSTKĘ TYPU HANSE 325- MrD 1

2 1. WSTĘP. W niniejszym dokumencie przedstawione zostaną przybliżone obliczenia wytrzymałościowe takielunku i omasztowania mające za cel znalezienie przyczyny złamania masztu na jednostce typu HANSE 325, nr na żaglu POL13075 o nazwie MrD. Wykonawca ekspertyzy nie zdołał uzyskać danych technicznych producenta w postaci planów takielunku i omasztowania czy też krzywej momentów prostujących. Dlatego wykonawca ekspertyzy zastrzega się, ze obliczeń dokonał z przybliżeniem możliwym dla sposobu uzyskania tych danych. Dane do obliczeń przedstawionych w ekspertyzie przygotowano zatem na podstawie: - Owners Safety Manual jachtu Hanse 325 wydanego przez producenta jachtu Hanse Yachting AG - Certyfikatu pomiarowego ORC, nr 20, wydanego w dn wizji lokalnej i pomiarów na jednostce w dn w porcie jachtowym w Świnoujściu Do złamania doszło w trakcie rejsu przy sile wiatru 4 do 5 O B. Maszt pękł powyżej okucia bomu. Z relacji sternika wynika, ze przyczyną złamania masztu było wcześniejsze pęknięcie achtersztagu. Obliczenia zostaną przeprowadzone na podstawie przepisów Polskiego Rejestru Statków PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY JACHTÓW MORSKICH CZĘŚĆ VII OSPRZĘT ŻAGLOWY. 2. WYMIARY GŁÓWNE. Lc = 9,63m Lpp = 8,85m (pomierzona z rysunku) S grota = 27,3m 2 S foka = 20,4 m 2 3. OBLICZENIA. Z braku charakterystyki statecznościowej jednostki, wyznaczono obliczeniowy moment prostujący przy M 30 = 40 knm [pkt przepisów] k t = 1,5 2

3 Stąd k t * M 30 = 60 knm; co jest równoważne obliczeniowemu iloczynowi wyporności i maksymalnemu ramieniu prostującemu (D * l max ). Obliczono średnie parcie wiatru p dla skróconego stanu ożaglowania, dla którego współczynnik stanu ożaglowania k p przyjmuje wartość 0,95. p = k p * D * l max / S * h [kn/m 2 ] [pkt. 2.1] p = 0,95 * 60 / ( ,4 + 15) * 4,89 p = 0,20 [kn/m 2 ] Wielkości S i h wzięte zostały z rysunku nr. 1. 3

4 Rys. 1 Powierzchnie obliczeniowe i ich środki ciężkości. 4

5 Obliczono siłę niszczącą sztag. Vs = 8,125 * (S *p) [kn] [pkt ] Vs = 8,125 * (20,4 * 0,20) Vs = 33,15 [kn] Dla wyliczonej siły zrywającej wyznaczono odpowiadającą jej linę strunową o konstrukcji T1x19 wg. PN-69/M W tym celu posłużono się tabelą z PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY JACHTÓW MORSKICH CZĘŚĆ VI MATERIAŁY. Tabela 1. Siły zrywające lin wg. PRS Najbliższa lina spełniająca warunek wytrzymałościowy to lina o średnicy fi = 8mm. Jednak jej wytrzymałość jest mocno przewymiarowana w stosunku do wymaganej. Dlatego też posłużono się tabelą handlową producentów lin w celu znalezienia optymalnej średnicy spełniającej warunek wytrzymałościowy. 5

6 Tabela 2. Siły zrywające lin wg. SANGER METAL Na podstawie wytypowanej liny do sztagu określono następnie wymaganą siłę niszczącą achtersztagu. Rysunek poniżej obrazuje zależności geometryczne między sztagiem, masztem a achtersztagiem. Posłużą one do wyliczenia wspomnianej siły niszczącej achtersztagu. 6

7 Rys. 2 Kąty obliczeniowe takielunku stałego. Siła niszcząca achtersztagu: Va = ka * kr * Vs * (sin βs / sin βa) [kn] [pkt. 3.26] Va = 1,15 * 1,00 * 33,15 * (sin 16 O / sin 22 O ) Va = 28 [kn] Odpowiada to linie fi 8,0 o konstrukcji 7x19, której wytrzymałość na zerwanie wynosi 3,4t. 7

8 Na achtersztag użyto liny fi 4,4 o konstrukcji 7x19. Według handlowej karty katalogowej dla lin o tej konstrukcji, przy średnicy 4,4mm wytrzymałość na rozciąganie wynosi ok. 1t. Tabela 3. Siły zrywające lin wg. SANGER METAL 4. WNIOSKI. Wykonane obliczenia miały na celu znalezienie wymaganej średnicy liny użytej na achtersztag. Punktem wyjścia było oszacowanie stateczności jednostki aby na tej podstawie wyliczyć siłę zrywające sztag. Siła ta z kolei jest bowiem wymiarującą dla achtersztagu. 8

9 Przeliczony został jeden przypadek ożaglowania, a mianowicie ożaglowanie skrócone. Aby dokonać jednak pełnej analizy wytrzymałościowej należało by bowiem przeliczyć wszystkie możliwe stany ożaglowania (a przynajmniej trzy wymagane przepisami) i wybrać z nich najbardziej krytyczny do dalszego wymiarowania olinowania stałego. Jednak już przeliczenie stanu ożaglowania, w którym jednostka straciła maszt pokazuje, że między wymaganą siłą zrywającą achtersztag a tą jaką posiadała lina tam zamontowana jest prawie trzykrotna różnica. Ponieważ do analizowanej jednostki nie dostarczono krzywej ramion prostujących, posłużono się wytycznymi z przepisów PRS mających na celu znalezienie obliczeniowego momentu prostującego. Być może, gdyby znane były dokładne charakterystyki statecznościowe jednostki, to otrzymane wyniki nie były by aż tak odległe od siebie. Nie mniej jednak wydaje się, że byłoby niemożliwe spełnienie warunku wytrzymałościowego dla liny achtersztagu o średnicy 4,4mm i konstrukcji 7x19. Drugą kwestią jest pęknięcie masztu nad okuciem bomu. W wyniku pęknięcia achtersztagu jedynym mocnym punktem podparcia dla masztu w kierunku wzdłużnym były wanty kolumnowe. Są one bowiem odchylone w płaszczyźnie wzdłużnej o znaczący kąt, który poprawia sztywność w tym kierunku. Wobec braku achtersztagu wytworzyła się więc para sił, która doprowadziła do wygenerowania się dużego momentu gnącego w miejscu zaczepienia want kolumnowych czyli pod dolnym salingiem. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę siły ściskające maszt, które idąc od topu masztu w dół stają się coraz większe na każdym kolejnym przęśle. Rysunek poniżej przedstawia domniemany stan odkształcenia (w zwielokrotnionej skali) w momencie pęknięcia achtersztagu. Mając to wszystko na uwadze można by wnioskować, że maszt powinien pęknąć w obrębie najniższego przęsła czyli od stopy masztu do pierwszego salingu. Bowiem wartość sił ściskających i momentów gnących w analizowanym stanie awaryjnym jest tam największa. W rzeczywistości maszt pękł nad okuciem bomu czyli pośrodku tego przęsła co by potwierdzało powyższy tok rozumowania. 9

10 Rys. 3 Odkształcenie masztu tuż po pęknięciu achtersztagu. 5. WNIOSEK KOŃCOWY PIERWOTNE PRZYCZYNY AWARII. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń stwierdza się, że pierwotną przyczyną awarii było użycie na achtersztag zbyt słabej liny. Doprowadziło to do jej zerwania czego konsekwencją było natychmiastowe pęknięcie kolumny masztu. mgr inż. Jan Heise mgr inż. Bronisław Tarnacki Rzeczoznawca PZŻ (licencja nr 38) Gdańsk,

Podobne dokumenty

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY JACHTÓW MORSKICH

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY JACHTÓW MORSKICH CZĘŚĆ VII OSPRZĘT ŻAGLOWY 1999 GDAŃSK PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY JACHTÓW MORSKICH CZĘŚĆ VII OSPRZĘT ŻAGLOWY 1999 (Wznowienie wydania z 1985 r.) (Tekst