ship structureA ponta da nadadeira atingiu a rocha, mas o porão não mostra nenhuma inundação óbvia.
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 pode significar uma espinha dorsal, uma folha submersa ou um conjunto de lastro
A linguagem diária frequentemente mescla três objetos de engenharia. A madeira de quilha de um casco de madeira tradicionalmente construído é um membro longitudinal central na espinha dorsal estrutural. Um barco moderno de plástico reforçado com vidro pode também ter laminados extra central formando reforço estrutural. A quilha longa ou barbatana que se estende abaixo de um casco de vela também funciona como uma folha hidrodinâmica. Se o chumbo, o ferro ou outro peso fixo estiver fechado dentro dele ou ligado a ele, o conjunto torna-se adicionalmente uma quilha de lastro. Estas funções podem ocupar uma montagem, mas isso não significa que cada quilha seja pesada, profunda ou estruturalmente equivalente.
A terminologia tem de seguir o material e a secção. O guia de registro do Serviço Nacional de Parques lista a quilha de madeira, quilha de lastro, quilha de quilha falsa e sapato de minhoca como itens de pesquisa separados. A orientação de construção da fibra de vidro FAO descreve o laminado central adicional como uma espinha dorsal estrutural. Uma lancha de fundo plano pode ter uma estrutura central sem uma barbatana profunda ou um lastro externo, enquanto um bote leve pode ganhar área lateral de uma placa central retrátil sem uma quilha fixa pesada.
A quilha de madeira e a quilha de Keelson prendem a estrutura transversal num sistema central
Uma seção de madeira tradicional representativa pode correr para cima de um sapato de minhoca ou tira protetora através de quilha falsa, madeira de quilha primária, pranchas de fundo e trilhos de garbordo, pisos transversais, e um keelson interno ou porco. As estruturas e pisos carregam cargas entre os dois lados e a linha central; a quilha conecta o caule e a estrutura posterior; o quilha se encontra dentro do casco e distribui carga longitudinalmente através dos pisos. Nomes, camadas e articulações exatas variam de acordo com a região, período e tipo de vaso.
Uma quilha falsa é comumente fixada fora da quilha primária de modo que aterramento e desgaste primeiro danificar uma camada substituível. Um sapato de minhoca fornece outra proteção inferior sacrificial. Nenhum deles se torna a espinha dorsal principal simplesmente por ser a madeira visível mais baixa. FAO madeira-vasos normas etiqueta quilha, porco, parafuso de quilha, sapato de minhoca e stopwater separadamente, com cachecol especificado e relações de fixação. Uma fotografia de uma madeira no fundo é, portanto, insuficiente para identificar o membro.
Uma quilha submarina troca um pouco de margem para força lateral
Uma vela que produza força dianteira normalmente também aplica força transversal substancial. O casco e os apêndices precisam de uma força hidrodinâmica oposta ou a nave simplesmente escorregaria do vento. A explicação do modelo-tanque do MIT descreve quilha e placa central como superfícies imersas resistindo ao movimento lateral. Como folhas, elas desenvolvem o elevador quando encontram a água em um pequeno ângulo de ataque – o ângulo de margem. Uma quilha não bloqueia mecanicamente a margem de manobra; funciona através de um equilíbrio de deslizamento lateral limitado, arrasto e força lateral útil.
Maior profundidade, área ou proporção de aspecto pode melhorar algumas características de força lateral, mas também muda a área molhada, carga estrutural, rascunho e exposição ao aterramento. A explicação do MIT explicitamente enquadra a força lateral e o arrasto como um compromisso de engenharia. Uma placa central pode ser reduzida para a vela para o vento e parcialmente levantada quando a sua área é menos útil; uma quilha fixa evita essa operação e pode transportar balastro, mas limita o acesso de águas rasas, reboque e transporte. O leme, o casco e o equilíbrio entre a vela e os centros de força subaquáticos permanecem parte do sistema.
Baixo lastro reduz o centro de gravidade do navio inteiro através de um momento de peso
A contribuição de estabilidade vem do peso e da localização, não da palavra quilha. Se a massa total de uma embarcação permanecer 5.000 kg, enquanto 1.000 kg dentro desse total é deslocado 1,50 metros para baixo, o momento de peso de primeira ordem diminui o centro de gravidade de todo o navio em 1.000 vezes 1,50 dividido por 5.000, ou 0,30 metros. Uma barbatana de chumbo externa, metal encapsulado ou outro lastro fixo podem todos entrar no cálculo do centro de gravidade através da sua massa e coordenadas.
A redução do centro de gravidade geralmente muda a capacidade de retificação, mas uma mudança de 0,30 metros KG sozinho não prova que a embarcação é segura. A estabilidade também depende do centro de flutuabilidade, superfícies livres, aberturas de descida, condições de carga e curva GZ completa do casco imerso. A orientação de estabilidade da FAO utiliza geralmente a quilha como referência a partir da qual KG é medida, deixando claro que G pertence à distribuição de cada massa a bordo. Uma quilha de lastro é uma entrada para a estabilidade do vaso inteiro, não um certificado anticapsagem independente.
A quilha longa, a quilha e a placa central incorporam diferentes opções de design
Uma quilha longa espalha a área lateral por um comprimento substancial e pode misturar-se no casco e na estrutura da popa. Uma quilha de barbatana concentra a área numa folha mais curta e mais profunda e pode transportar lastro externo ligado por parafusos. Uma placa central ou adaga retrai e fornece principalmente área lateral; pode não ser suficientemente pesada para servir como o lastro principal. As quilhas de Bilge são comumente montadas como um par em torno do porão e podem reduzir o rolamento em embarcações de potência, de modo que seu nome não as torna equivalentes a uma barbatana de lastro central de um iate.
Estas etiquetas descrevem geometria ou instalação e não podem provar por si só que uma nave é mais segura, mais rápida ou mais meteorológica. O design ainda tem que conciliar carga estrutural, centro de lastro, limite de corrente, área de operação, manutenção, aterramento e o equilíbrio hidrodinâmico entre casco, leme e plano de vela. Uma quilha de madeira contínua em um navio histórico e uma barbatana de metal aparafusado sob um iate composto ocupam a linha central, mas seus caminhos de carga interna, métodos de inspeção e modos de falha prováveis diferem.
Após aterramento, a inspeção segue o caminho de carga da barbatana externa para o casco
Quando uma quilha fixa atinge o fundo do mar, a carga não pára na sua ponta dianteira. O momento de dobra viaja em parafusos de quilha, a superfície de pouso, laminado inferior, pisos ou grade estrutural. Um pequeno raspado externo pode coexistir com rachadura interna, desossagem, deformação do fecho ou vazamento. A Agência Marítima e de Guarda Costeira do Reino Unido emitiu MGN 613 especificamente para aterramento de iates GRP de linha fixa e enfatiza a avaliação profissional ea possibilidade de danos estruturais ocultos em vez de reparação de superfície cosmética sozinho.
Um registro reprodutível inclui velocidade e direção de impacto, tipo de corrente e fundo, vazamento ou sons incomuns depois, mudança na junta casco-quel, parafuso e condição do chão, e histórico de reparo prévio. Um vaso de madeira, em vez disso, direciona a atenção para a quilha primária, cachecóis, fixações, pisos, quilson e camadas de sacrifício. As duas listas de verificação não são intercambiáveis. O princípio comum deles é seguir a força da região atingida através de cada conexão no casco, em vez de tratar a quilha como um acessório inferior isolado.
Perguntas
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O que faz uma quilha de navio?
Dependendo do recipiente, pode fornecer estrutura de casco central, resistência hidrodinâmica ao deslizamento lateral e um local baixo para lastro fixo. Nem todas as quilhas desempenham os três papéis.
Qual é a diferença entre Keel e Keelson?
Em um casco de madeira tradicional, a quilha corre ao longo da linha central externa e se junta à estrutura final. O keelson encontra-se dentro, longitudinalmente acima dos pisos, fortalecendo e distribuindo carga.
Uma quilha falsa é a quilha principal?
Normalmente não. É um membro externo, muitas vezes sacrificial destinado a absorver desgaste ou aterramento danos antes da quilha primária. Os detalhes variam com a construção.
Um veleiro elimina a margem de manobra?
Não. Uma quilha hidrodinâmica geralmente precisa de um pequeno ângulo para o fluxo de água para desenvolver força lateral contrária, assim, algumas margem permanece enquanto o projeto equilibra levantar e arrastar.
Uma quilha de lastro pesada garante estabilidade?
Não. Sua massa e baixa posição influenciam o centro de gravidade, mas estabilidade adequada também depende da flutuabilidade do casco, carga, superfícies livres, deslooding e da curva completa GZ.
Fontes
Continuar a investigação
- Diretrizes para o registro de navios históricos, Terceira EdiçãoU.S. National Park Service
- Recomendações de segurança: Normas de construção recomendadas para navios de pesca de madeiraFAO / ILO / IMO
- Construção de um barco de pesca em fibra de vidro: Keels e áreas que exigem um enrijecimento extraFood and Agriculture Organization
- Desenhos de barcos de pesca: barcos V-bottom de construção em madeira contraplacada e compensadaFood and Agriculture Organization
- Relatório Científico do MIT: Navegando por ComputadorMassachusetts Institute of Technology
- Vela e o Dinghy técnico: O quadro centralMIT Sailing
- Práticas de segurança relacionadas com a estabilidade dos pequenos navios de pescaFood and Agriculture Organization
- MGN 613: Aterramento de iates de quilha de barbatana fixa GRPUK Maritime and Coastguard Agency
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