Fra TITANIC til COSTA CONCORDIA 100 års udvikling inden for passagerskibes lækstabilitet

Transkript

1 Fra TITANIC til COSTA CONCORDIA 100 års udvikling inden for passagerskibes lækstabilitet Hans Otto Holmegaard Kristensen Senior researcher, M.Sc. Technical University of Denmark

2 En stor udvikling inden for passagerskibe gennem et århundrede specielt inden for Ro Ro færger 2 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

3 Den uacceptable risiko skal mindskes til et acceptabelt niveau 3 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

4 Procentvis tab for forskellige skibstyper 4 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

5 Risikovurdering (Spouge, RINA 1988) 5 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

6 TITANIC 12. april DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

7 TITANIC 14. april DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

8 TITANIC s vandtætte skodder Minimumskrav i 1912: 4 skodder (forpeak, agterpeak samt foran og agten for maskinrum) Aktuelt antal skodder: 15 Øverste krævede udstrækning: Dæk E Udstrækning af skade 8 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

9 Flydekurver for TITANIC Skadesudstrækning 9 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

10 TITANIC 14. april 1912 Krav til redningsbådskapacitet i 1912: 756 personer (962 hvis skibet ikke havde været så effektivt inddelt) Aktuel redningsbådskapacitet: 1178 personer Reddede personer: 703 Omkomne personer: DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

11 Udvikling af lækstabilitets -kriterier 11 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

12 Kollision mellem ANDREA DORIA og STOCKHOLM (1956) 12 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

13 ANDREA DORIA omkomne og 2403 reddede personer 13 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

14 SKAGERAK 7. september 1965 Agterport slået ind af bølger og efterfølgende vand på dæk medfører hurtigt reduceret stabilitet 14 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

15 SKAGERAK 7. september 1965 Takket være bl.a. en effektiv indsats fra redningshelikoptere fra eskadrilje 722 bliver alle reddet og kun en person afgår ved døden 15 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

16 SKAGERAK Takket være effektiv indsats fra helikoptere og mange skibe bliver alle reddet og kun en person afgår ved døden 16 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

17 I SOLAS 74 (som træder i kraft 25. maj 1980) indføres for første gang begrebet probabilistisk lækstabilitet med indførelsen af IMO Resolution A265 Grundprincip for IMO Res. A265 a = p = s = A = a p s sandsynligheden for at skaden sker et bestemt sted på skibet sandsynligheden for at skaden har en given længde samt at en given række vandtætte hovedrum er omfattet af skaden en faktor som afhænger af skibets fribord, krængning og stabilitet i skadet tilstand Krav til lækstabilitetsopfyldelse: A => R R afhænger af skibets længde, redningsmidler samt antal personer ombord 17 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

18 Regnekraft GIER (1960) på 1 KB versus HP 71 (1984) på 16 KB GIER HP71 18 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

19 TYCHO BRAHE første og eneste danske færge bygget til opfyldelse af IMO Res. A265 (probabilistiske regler) 19 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

20 ASK og URD blev oprindelig bygget til opfyldelse af IMO Res. A265. Færgerne blev senere ombygget til STAB 90 opfyldelse og fik indbygget 7 ekstra tværgående skodder for at kunne opfylde STAB 90 (disse skodder er vist med rødt) 20 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

21 HERALD OF FREE ENTERPRISE (1987) 194 omkomne Kæntrede efter at der kom vand på vogndækket pga. åben bovport 21 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

22 Definition af oprettende stabilitetsarm GZ og metacenterhøjden GMN 22 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

23 Udvikling af lækstabilitets kriterier for passagerskibe Ingen krav til GZ kurve SOLAS 1974 Ingen krav til GZ kurve Krav til GZ kurve DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

24 Udvikling af lækstabilitetskriterier for passagerskibe i skadet tilstand NB: Ingen krav i SOLAS 29 GZ krav GM i skadet tilstand Stabilitets udstrækning Arealkrav under GZ kurve (m) (m) (grader) (rad m) Krav om overlevelses index SOLAS SOLAS SOLAS (A265) STAB (A265) STAB 90 ("SOLAS 90") (A265) SOLAS 2009 (0.10) (0.05) (15) (0.015) A > R 24 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

25 Udvikling af lækstabilitetskriterier for Ro-Ro passagerskibe (A/Amax opgradering) 1. oktober oktober DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

26 Påbygning af sponsons for forbedring af stabiliteten 26 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

27 Påbygning af sponsons 27 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

28 Påbygning af sponsons 28 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

29 Påbygning af sponsons 29 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

30 DRONNING MARGRETHE II sunket efter kollision 14. marts person omkommer (takket være at kollisionen sker om natten ca. kl. 3) 30 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

31 DRONNING MARGRETHE II sunket efter kollision 14. marts DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

32 Exit DRONNING MARGRETHE II På stranden i Arlang (Indien) 32 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

33 ESTONIA (Ex. VIKING SALLY) 28. september 1994 Sejlede for hurtigt i dårligt vejr. 852 omkomne 33 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

34 ESTONIA Forkert inderrampe konstruktion Fatal fejl! 34 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

35 Princip lækstabilitetsberegninger for vand på dæk ( Stockholmaftalen ) 35 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

36 Bestemmelse af højden af vand på dæk på basis af skibets fribord i skadet tilstand samt den signifikante bølgehøje, Hs (bølgehøjde med en overskridelseshyppighed på 10 %) 36 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

37 Signifikant bølgehøjde i nordiske farvande 37 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

38 Signifikant bølgehøjde i vesteuropæiske havområder 38 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

39 Opdeling af vogndæk for at reducere frie væskeoverflader 39 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

40 Procedure for opgradering af et Ro Ro passagerskib til opfyldelse af STAB 90 samt Stockholmaftalen (1996) 40 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

41 Harmonisering af lækstabilitetskriterier tager fart i september 1998 efter et møde i Washington, hvor bl.a. repræsentanter fra Danmark deltager 41 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

42 Harmonisering af lækstabilitetskriterier HARDER projektet igangsættes bl.a. med dansk deltagelse HARDER - "Harmonization of rules and design rationale" - is a research project being undertaken by a consortium of European industrial, research and academic institutions. Its aim is to make a thorough study of the "probabilistic" approach to assessing a vessel s damage stability, in view of the impending introduction of such an approach to almost all types of ships covered by the SOLAS Convention. The aim of the project will be to develop and implement a methodology for safety assessment and to evaluate its effect on both current and new ship designs. The project members intend to develop and apply this approach world-wide through the introduction, through IMO, of new, harmonised rules for assessing damage stability. In the course of their research, they will be collaborating actively with a number of key maritime countries in the Americas and the Far East in validating and implementing the new methodology. 42 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

43 PRINSESSE BENEDIKTE En af verdens sikreste færger (A = 0.95) 43 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

44 SCHLESWIG-HOLSTEIN En af verdens sikreste færger (A = 0.95) 44 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

45 SOLAS II-1 B-1 Cargo and passenger ships Rules from 1st January 2009 A: Attained index (probability of survival) R: Required index i p i v i Represents each compartment or group of compartments under consideration Accounts for the probability that only the compartment or group of compartments under consideration may be flooded, disregarding any horizontal subdivision. The p factor is solely dependent on the geometry of the watertight arrangement of the ship. A factor which is dependent on the geometry of the horizontal watertight arrangement (decks) of the ship and the draught of the initial loading condition. It represents the probability that the spaces above the horizontal subdivision will not be flooded 45 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

46 Required index R 46 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

47 Catlink II on the rocks - 8. oktober 1994 Rammer på prøveturen Blackjack reef, Tasmanien 47 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

48 SLEIPNER kolliderer med Bloksen (Norge) 16 personer omkommer - navigationsfejl 48 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

49 High Speed Craft koden blev revideret efter SLEIPNER s forlis og raking damage fik stor opmærksomhed, bl.a. på grund af danske forskningsresultater fra Bo Cerup Simonsen Langskibs udstrækning af en raking damage : 1) Min. 55 % af skibets længde målt fra for mod agter. 2) Derudover en længde på 35 % af skibets længde for fartøjer længere end 50 m 3) L/ % for fartøjer kortere end 50 m (L< 50 m) Indtrængning af raking damage på mindst 0.5 m 49 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

50 Søværnets inspektionsskibe Thetis klassen. GALATHEA III 50 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

51 Søværnets inspektionsskibe Thetis klassen. Dobbeltklædning på min. 0,8 m tykkelse i hele skibets længde Dobbelt skrog 51 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

52 Søværnets inspektionsskibe Thetis klassen. Overlevelse af en sideskade over 70 % af skibets længde 52 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

53 Søværnets inspektionsskibe Thetis klassen. Overlevelse af en sideskade over 50 % af skibets længde 53 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

54 EXPLORER 23. nov Ingen omkomne Norsk krydstogtskib (NORD NORGE) reddede alle personer 54 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

55 COSTA CONCORDIA (2012) - New rules??? "WE SHOULD SERIOUSLY CONSIDER THE LESSONS TO BE LEARNT AND, IF NECESSARY, RE-EXAMINE THE REGULATIONS ON THE SAFETY OF LARGE PASSENGER SHIPS IN THE LIGHT OF THE FINDINGS OF THE CASUALTY INVESTIGATION. IN THE CENTENARY YEAR OF THE TITANIC, WE HAVE ONCE AGAIN BEEN REMINDED OF THE RISKS INVOLVED IN MARITIME ACTIVITIES. 55 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

56 Længde af skade NB: COSTA CONCORDIA er ikke bygget i henhold til probabilistiske regler! %=Required Index Costa Concordia skade 48.8m/280m =0.175 New database Bi-linear Weibull SOLAS Present SOLAS rules % Density distribution for the non-dimensional damage length 56 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

57 Endnu en italiensk kollision Ro-Ro passagerskib SHARDEN 4. februar m skade over vandlinien! 57 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark

58 Tak for opmærksomheden Spørgsmål? 58 DTU Mechanical Engineering, Technical University of Denmark