Parametrisches Rollen

Für den effizienten Transport spezifisch leichter Ladung (Container, Fahrzeuge und Sattelauflieger) wurden Schiffsformen mit schlankem, widerstandsgünstigem Unterwasser- und weit ausfallendem Überwasserschiff entwickelt. Die besondere Gefahr dieser modernen Schiffstypen liegt darin, dass die in vor- und achterlicher See auftretenden starken, aber verkraftbaren Tauch-  und Stampfbewegungen des Schiffs unter bestimmten Bedingungen ohne Ankündigung in heftige Schwingungen um die Längsachse umschlagen können. Die Schiffsführung hat dabei keine Chance, hinreichend schnell Gegenmaßnahmen, etwa in Form von Kursänderungen, zu ergreifen. Diese parametrischen Rollschwingungen können zu Beschädigung, Verrutschen oder Verlust der Ladung oder zum Ausfall von Antriebs- und Steuerungsorganen des Schiffs führen.

Die Kriterien der International Maritime Organization (IMO) zur Bewertung der Intaktstabilität von Schiffen beschränken sich auf Betrachtungen der Schwimmstabilität in ruhigem Wasser und lassen die schiffsspezifische Dynamik im Seegang unberücksichtigt. Der derzeitige Stand der Vorschriften demonstriert die Schwierigkeiten, eine allgemein anerkannte Grundlage zur Bewertung der dynamischen Schiffsstabilität zu finden, da neben den komplexen Wechselwirkungen zwischen Schiff und Wellen auch der unregelmäßige Charakter des natürlichen Seegangs (Bild 1) zu berücksichtigen ist. Die erwähnten Unfälle sind ebenso unvorhersehbar wie fatal, so dass die Notwendigkeit besteht, Mindestanforderungen gegen das Auftreten extremer Rollbewegungen im Seegang zu definieren. Es werden neue Methoden entwickelt, mit deren Hilfe funktionale Abhängigkeiten zwischen Schiffs- und Umgebungsparameter hinsichtlich der Gefährdung eines Schiffs durch parametrisches Rollen (Bild 2 und 3)  ermittelt werden können. Diese Methoden basieren zwangsläufig auf der Theorie stochastischer Prozesse. Die Entwicklung eines Berechnungsverfahrens zur Schiff-Wellen-Interaktion dient der Validierung probabilistischer Modelle.

Die Kriterien der Inter­national Maritime Organization (IMO) zur Bewertung der Intakt­stabilität von Schiffen beschränken sich auf Be­trachtungen der Schwimm­stabilität in ruhigem Wasser und lassen die schiffs­spezifische Dynamik im See­gang un­berück­sichtigt. Der derzeitige Stand der Vor­schriften demonstriert die Schwierig­keiten, eine allgemein anerkannte Grundlage zur Bewertung der dynamischen Schiffs­stabilität zu finden, da neben den komplexen Wechselwirkungen zwischen Schiff und Wellen auch der unregelmäßige Charakter des natürlichen Seegangs (Bild 1) zu berücksichtigen ist. Die erwähnten Unfälle sind ebenso unvorhersehbar wie fatal, so dass die Notwendigkeit besteht, Mindestanforderungen gegen das Auftreten extremer Rollbewegungen im Seegang zu definieren. Es werden neue Methoden entwickelt, mit deren Hilfe funktionale Abhängigkeiten zwischen Schiffs- und Umgebungsparameter hinsichtlich der Gefährdung eines Schiffs durch parametrisches Rollen (Bild 2 und 3)  ermittelt werden können. Diese Methoden basieren zwangsläufig auf der Theorie stochastischer Prozesse. Die Entwicklung eines Berechnungsverfahrens zur Schiff-Wellen-Interaktion dient der Validierung probabilistischer Modelle.