Fale niebezpieczne dla okrętu

[Maciej3]

Tak się zastanawiam - jakiej mniej więcej wielkości fale były niebezpieczne dla poszczególnych klas okrętów.
Wiem że to zależy bardzo mocno od konkretnego typu, ale tak chociaż w przybliżeniu.

Bo zacząłem się trochę bawić mniejszymi okrętami.
Wziąłem sobie takiego Tribala i typ J,K,N dałem 4 metrowe fale ( wysokość od doliny do góry fali - czyli pełna amplituda ). Dałem im pełną prędkość ( to znaczy cała naprzód ), dzioby trochę ryły w wodzie, śruby co jakiś czas wyłaziły z fal, więc prędkość się zmieniała tak od 26 do 30 w w zależności jak tam się okręt ustawił na fali w danym momencie i jak tam się siły rozłożyły.

Ale jak wystawiłem ster w pełni na burtę to obydwa niszczyciele zgodnie położyły się na boku a potem zrobiły grzyba.
Zastanawiam się czy przypadkiem nie mam jakiegoś błędu. 4 metrowa fala ma prawo położyć na boku ostro manewrujący niszczyciel z pełnymi zapasami amunicji i paliwa?

Jakie tam były wale w ostatniej walce Bismarcka a dokładniej podczas nocnych ataków niszczycieli?

Krążownik typu Southampton to w zależności od kierunku skrętu ( względem kierunku fali ) albo się trochę mocniej przechylał, albo nawet gustownie pokazywał kawałek dna, ale w żadnym wypadku nie groziła mu przewrotka.

[karus73]

o ile dobrze pamiętam to z powodu fali niszczyciele nie mogły nadążyć za Hood'em i PoW, gdy te szły w kierunku niemieckiej grupy.
Co do samej wysokości fali to nie wiem, ale wydaje mi się, że taka fala, przy dłuższym marszu w poprzek mogłaby przechylić DD, ale nie wiem czy na tyle by postawił grzyba ...

[Marmik]

Sądzę, że osiągnięcie prędkości 30 węzłów przy takiej fali przez niszczyciel można włożyć między poczytną fikcję. Moje doświadczenia obejmują mniejsze kadłuby. I tak przy fali ok. 2-2,5 m prędkość 240 tonowego okrętu pod falę to 9 węzłów i trzeba się cieszyć, że idzie. Przy tej samej fali okręt ok. 1200 ton po kwadransie marszu z prędkością 15 węzłów złamał dziobowy flagsztok, więc zabastowali do 12 węzłów.

Czysty strzał, bo trzeba by liczyć rzeczy, o których nie mam pojęcia, ale Tribal i czterometrowa fala to się równa maksymalnie kilkanaście (?18 ) węzłów, choć nie wiem czy kadłub by to wytrzymał.

Zakładam, że Twój model nie uwzględnia naprężeń i innych takich tam. Widziałem już jak pękają nadbudówki od sztormowej fali. Mało ciekawy widok. No i prócz amplitudy fali liczy się też jej długość. Co innego na Atlantyku, a co innego na Bałtyku.

Z drugiej strony, nie sądzę, by czterometrowa fala z burty mogła przewrócić niszczyciel cechujący się poprawną statecznością poprzeczną.

[Colonel]

Bo zacząłem się trochę bawić mniejszymi okrętami.
Wziąłem sobie takiego Tribala i typ J,K,N dałem 4 metrowe fale ( wysokość od doliny do góry fali - czyli pełna amplituda ). Dałem im pełną prędkość ( to znaczy cała naprzód ), dzioby trochę ryły w wodzie, śruby co jakiś czas wyłaziły z fal, więc prędkość się zmieniała tak od 26 do 30 w w zależności jak tam się okręt ustawił na fali w danym momencie i jak tam się siły rozłożyły.
Ale jak wystawiłem ster w pełni na burtę to obydwa niszczyciele zgodnie położyły się na boku a potem zrobiły grzyba.

Gdzie wziąłeś? Gdzie dałeś?

[Marek T]

Na ile Twój program uwzględnia ramię prostujące przy dużych przechyłach?

[Maciej3]

Gdzie wziąłeś? Gdzie dałeś?

W mojej symulacji. Od jakiś dwóch lat zanudzam innych użytkowników informacjami o niej w dziale "marynistyka".

Na ile Twój program uwzględnia ramię prostujące przy dużych przechyłach?

A bo ja wiem?
Działa to tak.
Bierzemy przypadek najprostszy. Woda płaska jak stół, zbiorniki paliwa pełne ( lub puste ), żeby nic nie chlupało, wszelkie ładunki idealnie przymocowane.
Wyliczam środek masy. On się nie zmienia niezależnie od położenia okrętu. Okręt się obraca wokół środka masy.
Każde pomieszczenie ma swój wektorek wyporności. Jak jest aktualnie całkiem wynurzone to jest on zerowy. Jak całkiem zanurzone to jest to równe pełnej objętości ( upraszczam sobie i pomijam gęstość wody - dla mnie jeden m^3 wody == 1 tona ), jak częściowo to wektorek o objętości aktualnie zanurzonej. Wszystkie je sumuję i wychodzi mi środek wyporności na dany moment.
Dotąd jestem pewny swego, bo co tu może być źle, poza jakimiś błędami obliczeniowymi? A jak puściłem wyświetlanie co jest zanurzone i w jakim procencie to widać, że działa OK
Zwykle jest on gdzie indziej niż środek masy, więc powoduje to powstanie pewnej siły, która powoduje jakieś przyśpieszenie które zależy między innymi od bezwładności i momentów bezwładności okrętu. To się przekłada na aktualną prędkość liniową i kątową itd.
W efekcie jak się tak zostawi okręt bez działających maszyn na płaskiej wodzie to po kilkudziesięciu sekundach się ustabilizuje. Zwykle po takim czasie. Oczywiście jak się przechyla na bok, to zmienia się objętość zanurzona i pojawia się siła prostująca. Jaka to już nie wiem. Mocno to zależy od kształtu kadłuba. Jak kadłub będzie przypominał walec, to siła będzie bliska zeru. Jak prostokąt czy odwrócony trapez to całkiem duża.

Jak działają maszyny, to pojawia się siła napędowa, ale nie na linii wodnej tylko pod nią, więc powoduje zanurzenie się rufy.
Podobnie przy zwrotach robi się przechył. Po prostu środek masy jest zwykle ( praktycznie zawsze, nie znam okrętu o charakterystyce bojki ) nad linią wodną, więc przy skręcie pojawia się bezwładność która chce go położyć na burtę itd itp.
Po strzale masa amunicji w magazynach spada o masę pocisku + ładunku miotającego itd.

Jak mamy falę, to część pomieszczeń staje się chwilowo pod wodą ( która przed chwilą nie była ) a część się wynurza, więc powstają takie siły wymuszające wszelkie przechyły.
Zastanawiam się czy dobrze liczę bezwładności. Tu może być duuuży błąd.

Zakładam, że Twój model nie uwzględnia naprężeń i innych takich tam.

Niestety nie. Mam w zamiarze kiedyś to uwzględniać, ale nie znam się na konstrukcji jednostek pływających i obliczeniach wytrzymałościowych, więc jest to odłożone na .... nigdy.

No i prócz amplitudy fali liczy się też jej długość. Co innego na Atlantyku, a co innego na Bałtyku.

Zależność pomiędzy wysokością, długością i szybkością rozchodzenia się fali jest ustalona na morze o "nieskończonej" głębokości. Wypisane z jakiegoś podręcznika żeglarskiego.

Sądzę, że osiągnięcie prędkości 30 węzłów przy takiej fali przez niszczyciel można włożyć między poczytną fikcję.

To był mój błąd. Ja puszczam okręt na morze z jakimiś warunkami początkowymi. Dla uproszczenia z maksymalną prędkością odnotowaną w czasie prób z zerowym przechyłem, zerowymi przyśpieszeniami itd.
Trochę to trwa zanim się na fali ustali coś porządnego. Czekałem jakieś 40 sekund, bo na więcej mi cierpliwości zabrakło.
Po czekani 5 minut prędkość wahała się pomiędzy 20 a 26 węzłów przy kursie dziobem na fale. Przy max mocy maszyn. Zniekształceń kadłuba oczywiście brak. Przy pójściu bokiem i zmianach kursu prędkość wahała się od 4 do 16 węzłów.
Poniżej kilka obrazków.
Chyba mam nieco zły model falowania

Poniżej kilka zrzutów.




Ponawiam pytanie o wysokość fal przy ostatniej akcji Bismarcka, bo coś nie mogę tej informacji znaleźć.
Tribale trzymały się do bodaj 20 w. Powyżej to bardziej tańczyły niż płynęły. Pytanie jaka była fala?

EDIT:
A zapomniałem dodać. tamto grzybowanie miało miejsce przy maksymalnie wyłożonym sterze, jak nałożyła się siła z fali działającej na okręt ustawiony bokiem z siłą pochodzącą od skrętu.