Rollen (Längsachse)
Rollen bezeichnet die Bewegung eines Wasser-, Luft- oder Raumfahrzeugs um seine Längsachse. Bei Landfahrzeugen wird die Bewegung als Wanken bezeichnet.
Flugzeuge
Die Rollbewegung von Flugzeugen wird durch die Betätigung der Querruder oder Gewichtsverlagerung ausgelöst, normalerweise, um eine Richtungsänderung einzuleiten. Damit das Flugzeug dabei nicht an Höhe verliert, wird gleichzeitig das Höhenruder gezogen. Hubschrauber rollen durch die zyklische Blattverstellung mittels Steuerknüppel.
Rollübungen macht ein (Segel)flugschüler, um ein Gefühl für das Zusammenspiel von Quer- und Seitenruder zu bekommen. Der Flugschüler muss versuchen, die Flugzeugnase mit Quer- und Seitenruder um einen Punkt am Horizont zu steuern, so dass die Nase ungefähr 45° nach links und 45° nach rechts um diesen Punkt pendelt. Der Faden sollte dabei in der Mitte bleiben.
Schiffe
Stampfen um Querachse (y)
Schiffe werden vor allem durch Seegang zum Rollen gebracht. Insbesondere auf modernen Passagierschiffen wird dies zu verhindern versucht, um den Passagieren eine komfortable Fahrt ohne Seekrankheit zu ermöglichen. Dazu wird beispielsweise Ballastwasser zwischen seitlich liegenden Schlingertanks hin und her gepumpt. Geschieht das mit der richtigen Frequenz, entspricht das der dämpfenden Wirkung eines Tilgerpendels.
Es gab auch einen Versuch, den Salon eines Schiffes um die Längsachse drehbar zu lagern, damit er jederzeit in einer horizontalen Position bleibe (Prototyp Experimentelles Dampfschiff nach Bessemer von 1875). Der erwünschte Effekt wurde nicht erzielt, die Entwicklung daher eingestellt.
Heute sind sowohl große Frachtschiffe (Containerschiffe) als auch Fahrgastschiffe teilweise mit so genannten Stabilisatoren ausgestattet. Diese Stabilisierungsflossen werden bei Bedarf seitlich und unterhalb der Wasserlinie aus dem Schiff herausgefahren und arbeiten gegenläufig zu den Schiffsbewegungen. Der Antrieb dieser wie seitliche Flossen aussehenden Stabilisatoren erfolgt hydraulisch. Bei Einsatz der Stabilisatoren erhöht sich der Kraftstoffeinsatz des Schiffes signifikant, da sich der Formwiderstand des Schiffes erhöht und der Schiffsantrieb mehr Leistung benötigt, um die gleiche Geschwindigkeit zu erzielen.
Starkes Rollen von Frachtschiffen birgt die Gefahr des Verrutschens der Ladung, insbesondere, wenn diese nicht richtig gesichert ist. Dabei kommt es zur Schlagseite und dadurch manchmal zum Kentern und Sinken des Schiffes. Deshalb ist es wichtig, bei Ladung von Stückgut dieses korrekt zu sichern.[1] Besonders gefährlich ist das Umherschwappen größerer Flüssigkeitsmengen, etwa durch in Räume eingedrungenes Wasser. Es kann schnell bei jeder Bewegung zur anderen Schiffsseite gelangen und die Bewegungen noch verstärken. Aus diesem Grund dürfen Tanks nicht über die ganze Schiffsbreite reichen; sie sind durch Längsschotten zu unterteilen, weil sie im halbgefüllten Zustand zum Kentern des Schiffs führen können. Dies entspricht dem Schwallblech.
Unter parametrischem Rollen versteht man spontanes, unkontrollierbares Aufschaukeln des Schiffes bis hin zu Beschädigung oder Verlust der Ladung. Verursacht wird dies durch eine Vielzahl von Parametern wie Schiffslänge, Tiefgang, Wellenhöhe und -frequenz etc.; es tritt am ehesten auf, wenn ein Schiff quer zu den Wellen läuft oder liegt.[2] Die parametrische Erregung kann ein Schiff von unter ±5 Grad Rollwinkel innerhalb von 5 oder 6 Schwingungsperioden auf Rollwinkel über ±45 Grad aufschaukeln.[3]
Ähnlich ist das im Segelsport gefürchtete Geigen, eine sich aufschaukelnde Rollbewegung nach beiden Seiten, die nur auf Vorwindkurs auftritt, meist unter Spinnaker. Sie kann bis zum Kentern führen.
Die statische Neigung um die Längsachse bei Schiffen heißt Krängung.
Siehe auch
Literatur
- Ernst Götsch: Luftfahrzeugtechnik. Motorbuchverlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-613-02006-8.
- Peter Kemp: Encyclopedia of Ships&Seafaring. Stanford Maritime, London 1980, ISBN 0-540-07194-3.
Einzelnachweise
- Ladungssicherung von Stückgut. (PDF; 3,1 MB)
- Peter Kröger: Simulation der Rollbewegung von Schiffen im Seegang. (PDF; 4,8 MB) 1987, S. 49 f.
- Parametrisches Rollen. In: TUHH Maritime Systeme. TU Hamburg-Harburg : Forschungsschwerpunkt Maritime Systeme, abgerufen am 28. März 2019.