Insändare
Luftmotståndets betydelse vid Viking Grace strandande
En kort orientering om luftmotstånd (vindens påverkan) kan i dag vara aktuell efter ms Viking Graces strandning utanför Mariehamns hamn. Som känt är utgör det rena luftmotståndet under fartygets gång i lugnt väder endast någon procent av totalmotståndet, men luftmotståndet kan under vissa omständigheter ha en avsevärd inverkan på framdrivningseffekten då fartygen i dag tenderar att öka i hastighet och överbyggnaden stiger i höjden.
För att få en liten uppfattning om luftmotstånd har vi begreppet totalmotstånd, vilket en kropp har att övervinna, som framföres i gränsområdet mellan luft och vatten, kan följande i korthet nämnas: Till totalmotståndet hör:
1. Friktionsmotståndet, som uppstår utefter fartygskroppen och i allmänhet utgör för handelsfartyg den största delen av totalmotståndet.
2. Vågmotståndet, som beror på det vågsystem som uppträder i gränsytan mellan vatten och luft.
3. Virvelmotståndet, som uppkommer av de farthämmade virvlar som alstras vid fartygets akter.
4. Virvelavlösningsmotståndet, där avlösning av vätskeströmningen sker, när en kombination av tröghet, tryck och viskositet hindrar vattnet från att följa kroppens kontur.
5. Så har vi luftmotståndet, som ingår i totalmotståndet. Luftmotståndet utgöres även till stor del av avlösningsmotståndet. Men motståndskoefficienten vid bestämning av luftmotståndet på ett fartygs ovanvattendel är dock relativt oberoende av fartygets undervattendel.
Vindkraftens största komposant i långskeppsriktningen uppkommer, då vindriktningen är snett från sidan vilket var fallet med ms Viking Graces. Luftmotståndet kan härvid bli 60-80 procent större än vid vind rakt förifrån. Härav framgår, att inte endast luftnollspantet utan även luftlateralplanet har betydelse ur motståndssynpunkt.
Då luft med viss hastighet träffar en yta, utövar den ett tryck på ytan, och en approximativ formel kan uppställas: P = A multiplicerad med v i kvadrat multiplicerad med k. I den enkla formen är P = lufttrycket i kp, A = ytans area i kvadratmeter;(för en cylinder räknas A = d multiplicerad med H),v = luftens hastighet i meter per sekund. k = en koefficient som för en planyta kan sättas till 0,250, och för cylinderyta till 0,09, och för klotyta till 0,045, för kon med 60 graders spetsvinkel till 0,051. Vid hållfasthetsberäkningar av alla utsatta däcksöverbyggnader bör luftmotståndet beaktas såsom bryggans och konstruktion av skorstenen och vidare så att inte röken slår ned på däck.
Då vi nu har vindriktningen snett från sidan vid ms Viking Grace strandning, luftens hastighet i byarna 30 m/s och luftmotståndet 70 procent då i vinkel 45 grader mot fartygets hela styrbords överbyggnad i kvadratmeter får vi en P-kraft, som bogpropellrarna vid strandningen inte orkade hålla emot.
Hans Palme
Skeppsbyggnadsingenjör
