ship structureLe bord d'attaque de l'aile a frappé la roche, mais le bilge ne montre aucune inondation évidente
KEEL AUDIT · STRUCTURE, SIDE FORCE AND WEIGHT MOMENT
One word, keel, crosses three different engineering problems
Keel can mean a hull member, an underwater foil, or ballast weight. Many yachts combine all three in one assembly while their mechanical functions remain distinct.| Function | Possible member | Checkable role |
|---|---|---|
| Structural centreline | Timber keel, hog or moulded reinforcement | Joins end structures and transverse framing; distributes load |
| Hydrodynamic foil | Long keel, fin keel, daggerboard or centreboard | Develops lateral force at a small leeway angle |
| Low weight | Lead, iron or encapsulated fixed ballast | Lowers whole-vessel CG according to weight and vertical position |
| External protection | False keel, worm shoe or keel iron | Protects primary structure from wear or grounding; details vary |
ΔKG = w × Δz / Δ = 1,000 × (−1.50) / 5,000 = −0.30 mWith total mass fixed at 5,000 kg, moving 1,000 kg downward by 1.50 m lowers the whole-craft CG by 0.30 m.
- Record impact speed, direction and subsequent symptoms
- Inspect fin, hull joint, floors and keel-bolt region
- Have qualified personnel determine hidden damage and repair scope
Keel peut signifier un épine dorsale, un film sous-marin ou un ensemble de ballast
Le langage quotidien fusionne souvent trois objets d'ingénierie. Le bois de quille d'une coque en bois construite traditionnellement est un élément longitudinal de l'axe de la colonne vertébrale structurelle. Un bateau moderne en verre renforcé-plastique peut également avoir un stratifié en plus de la ligne centrale formant le renforcement structurel. La longue quille ou nageoire s'étendant sous une coque à voile fonctionne également comme un film hydrodynamique. Si le plomb, le fer ou tout autre poids fixe y est enfermé ou attaché, l'ensemble devient en outre une quille de ballast. Ces fonctions peuvent occuper un seul assemblage, mais cela ne signifie pas que chaque quille est lourde, profonde ou structurellement équivalente.
La terminologie doit suivre le matériel et la section. Le guide d'enregistrement du Service des parcs nationaux énumère la quille de bois, la quille de ballast, la quille, la fausse quille et la chaussure de ver comme éléments d'arpentage distincts. Les directives de la FAO sur la construction de la fibre de verre décrivent le stratifié central comme un épine dorsale structurelle. Une péniche à fond plat peut avoir une structure en ligne médiane sans nageoire profonde ou ballast externe, tandis qu'un dinghy léger peut gagner la surface latérale d'une planche centrale rétractable sans qu'il y ait une quille fixe lourde.
La quille et la quille du bois serrent la structure transversale dans un système d'axe
Une section en bois traditionnel représentative peut s'écouler vers le haut d'une chaussure de ver ou d'une bande protectrice à travers une fausse quille, du bois de quille primaire, des strates de planches de fond et de guirlandes, des planchers transversaux et une quille ou un porc interne. Les cadres et les planchers transportent des charges entre les deux côtés et l'axe; la quille relie la tige et la structure; la quille se trouve à l'intérieur de la coque et distribue la charge longitudinalement sur les planchers. Les noms exacts, les couches et les articulations varient selon la région, la période et le type de navire.
Une fausse quille est généralement fixée à l'extérieur de la quille primaire de sorte que la mise à la terre et l'usure d'abord endommage une couche remplaçable. Une chaussure de ver fournit une autre protection du fond sacrificiel. De plus, l'épine dorsale principale ne devient pas non plus simplement le bois le plus bas visible. Les normes FAO en bois-feux marquent séparément la quille, le porc, le boulon de quille, la chaussure de ver et l'eau de bouchon, avec des écharpes et des relations de fixation spécifiées. Une photographie d'un bois sur le fond est donc insuffisante pour identifier le membre.
Une quille sous-marine échange un peu de marge pour la force latérale
Une voile produisant une force avant applique normalement aussi une force transversale importante. La coque et les appendices ont besoin d'une force hydrodynamique opposée ou le navire se précipite simplement sous le vent. L'explication du modèle-citerne du MIT décrit la quille et le panneau central comme des surfaces immergées résistant au mouvement latéral. Comme les feuilles, elles développent un levage lorsqu'elles rencontrent l'eau sous un petit angle d'attaque, l'angle de l'emprise. Une quille ne verrouille pas mécaniquement la lisière; elle fonctionne à travers un équilibre de glissement latéral limité, de traînée et de force latérale utile.
Une plus grande profondeur, une plus grande surface ou un meilleur rapport d'aspect peut améliorer certaines caractéristiques de la force latérale, mais elle change aussi la surface mouillée, la charge structurale, le tirant d'eau et l'exposition à la mise à la terre. L'explication du MIT cadre explicitement la force latérale et la traînée comme un compromis technique. Une planche centrale peut être abaissée pour la navigation vers le vent et partiellement relevée lorsque sa zone est moins utile; une quille fixe évite cette opération et peut transporter du ballast, mais limite l'accès à l'eau peu profonde, la remorque et le transport. Le système fait toujours partie de la coque et de l'équilibre entre les centres de la voile et les centres de force sous-marins.
Le ballast bas abaisse le centre de gravité du navire entier à travers un moment de poids
La contribution de stabilité vient du poids et de l'emplacement, pas du mot quille. Si la masse totale d'un navire demeure de 5 000 kilogrammes, alors que 1 000 kilogrammes de ce total sont déplacés de 1,50 m vers le bas, le moment de poids du premier ordre réduit le centre de gravité du navire entier de 1 000 fois 1,50 divisé par 5 000, soit 0,30 m. Une aile de plomb externe, un métal encapsulé ou un autre ballast fixe peuvent tous entrer dans le calcul du centre de gravité par leur masse et leurs coordonnées.
La réduction du centre de gravité change généralement la capacité de redressement, mais un déplacement de 0,30 mètre KG seul ne prouve pas que le bateau est sûr. La stabilité dépend également du centre changeant de flottabilité, des surfaces libres, des ouvertures d'inondation, de l'état de chargement et de la courbe complète de GZ. Les directives de la FAO en matière de stabilité utilisent généralement la quille comme référence pour mesurer le KG, tout en précisant que G appartient à la distribution de chaque masse à bord. Une quille de ballast est une entrée pour la stabilité du navire entier, et non un certificat anticapsulation autonome.
La quille longue, la quille à nageoires et le plateau central incarnent différents choix de conception
Une longue quille s'étend sur une longueur importante et peut se fondre dans la coque et la structure de la poupe. Une quille à nageoires concentre la zone dans un papier plus court et plus profond et peut transporter le ballast externe fixé par des boulons. Un panneau central ou un dagueboard se rétracte et fournit principalement une surface latérale; il peut ne pas être assez lourd pour servir de ballast principal. Les quilles sont généralement équipées en paire autour de la cale et peuvent réduire le roulement sur les bateaux à moteur, de sorte que leur nom ne les rend pas équivalentes à la nageoire de ballast centrale d'un yacht.
Ces étiquettes décrivent la géométrie ou l'installation et ne peuvent pas prouver qu'un bateau est plus sûr, plus rapide ou plus météorologique. La conception doit encore concilier la charge structurale, le centre de ballast, la limite de tirant d'eau, la zone d'exploitation, l'entretien, la mise à la terre et l'équilibre hydrodynamique entre la coque, le gouvernail et le plan de voile. Une quille en bois continu sur un navire historique et une nageoire métallique boulonnée sous un yacht composite occupent l'axe, mais leurs voies de chargement internes, leurs méthodes d'inspection et les modes de défaillance probables diffèrent.
Après un échouement, l'inspection suit la trajectoire de charge de la nageoire externe dans la coque
Lorsqu'une quille fixe frappe le fond marin, la charge ne s'arrête pas à son bord d'attaque. Le moment de flexion se déplace dans les boulons de quille, la surface d'atterrissage, le stratifié inférieur, les planchers ou le réseau structurel. Une petite éraflure externe peut coexister avec une fissure interne, un décollage, une déformation de fixation ou une fuite. L'agence britannique Maritime and Coastguard a émis le MGN 613 spécifiquement pour l'échouement de yachts GRP à nageoires fixes et met l'accent sur l'évaluation professionnelle et la possibilité de dommages structurels cachés plutôt que de réparation de surface cosmétique.
Un enregistrement reproductible comprend la vitesse et la direction d'impact, le type de tirant d'eau et de fond, les fuites ou les sons inhabituels après la sortie, le changement de l'articulation de la coque, l'état du boulon et du plancher et les antécédents de réparation. Un navire en bois dirige plutôt l'attention vers la quille primaire, les écharpes, les attaches, les planchers, la quille et les couches sacrificielles. Les deux listes de contrôle ne sont pas interchangeables. Leur principe commun est de suivre la force de la région frappée à travers chaque connexion dans la coque plutôt que de traiter la quille comme un accessoire isolé du fond.
Questions
Continuez à explorer ce sujet
Que fait la quille d'un navire ?
Selon le bateau, il peut fournir une structure de coque en ligne médiane, une résistance hydrodynamique au glissement latéral et un emplacement bas pour le ballast fixe. Toutes les quilles ne jouent pas les trois rôles.
Quelle est la différence entre la quille et la quille?
Dans une coque traditionnelle en bois, la quille longe l'axe extérieur et rejoint la structure d'extrémité. La quille se trouve à l'intérieur, longitudinalement au-dessus des planchers, renforçant et distribuant la charge.
Une fausse quille est la quille principale ?
D'habitude pas. C'est un élément externe, souvent sacrificiel, destiné à absorber l'usure ou les dommages de mise à la terre avant la quille primaire. Les détails varient selon la construction.
Est-ce qu'un voilier quille élimine la légion ?
- Non, c'est pas vrai. Une quille hydrodynamique a généralement besoin d'un petit angle de l'écoulement de l'eau pour développer une force latérale opposée, donc une certaine marge de manœuvre reste alors que la conception équilibre le levage et la traînée.
Une quille de ballast lourde garantit-elle la stabilité?
- Non, c'est pas vrai. Sa masse et sa position basse influencent le centre de gravité, mais une stabilité adéquate dépend également de la flottabilité de la coque, du chargement, des surfaces libres, de l'inondation et de la courbe complète de GZ.
Sources
Continuer les recherches
- Lignes directrices pour l'enregistrement des navires historiques, troisième éditionU.S. National Park Service
- Recommandations de sécurité: Normes de construction recommandées pour les bateaux de pêche en boisFAO / ILO / IMO
- Construction d'un bateau de pêche en fibre de verre : Keels et zones nécessitant une rigidité supplémentaireFood and Agriculture Organization
- Conceptions de bateaux de pêche: V-bottom bateaux de la construction de planches et contreplaquéFood and Agriculture Organization
- MIT Science Reporter: Voile par ordinateurMassachusetts Institute of Technology
- Voile et le dinghy technique: le centre-boardMIT Sailing
- Pratiques de sécurité liées à la stabilité des petits navires de pêcheFood and Agriculture Organization
- MGN 613: Mise à l'eau des yachts à quilles fixes GRPUK Maritime and Coastguard Agency
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