Winkler Prins Encyclopedie

E. de Bruyne, G.B.J. Hiltermann en H.R. Hoetink (1947)

Gepubliceerd op 06-08-2022

Stabiliteit

betekenis & definitie

(1, van het schip), standvastig evenwicht van een drijvende romp (carène), zodat deze uit zichzelf in opgerichte toestand te water blijft liggen en bij kanteling door uitwendige krachten een tegenmoment ondervindt, dat (tot zekere grenzen) de ontstane helling weer opheft. In de scheepsbouw is het van het grootste belang om te weten hoe het vaartuig zich in zulke omstandigheden zal gedragen en tot hoeverre het bij bepaalde belading, wind, zeegang enz. veilig kan worden gebruikt.

Bij een normaal schip toch ligt het zwaartepunt G boven het druk(kings)punt F, waardoor zijn evenwicht nimmer absoluut kan zijn; zijn vorm onder water is echter oorzaak dat bij helling direct een tegenmoment ontstaat, dat het schip in zijn rechte stand terug wil brengen.Een schip met grote metacenterhoogte heeft neiging om korte, rukkende slingeringen te maken, die zeer onbehaaglijk zijn en de dienst aan boord (bijv. gebruik der artillerie) bemoeilijken. Men noemt zulke schepen „stijf” of „wreed”. Vaartuigen met klein MG noemt men „rank”; zij maken veel betere bewegingen, maar hun aanvangsstabiliteit is gering, waardoor een geringe kracht (bijv. matige dwarswind, kleine gewichtsverplaatsing) hen al spoedig met slagzij doet varen. Smalle schepen hebben voorts een kortere slingertijd dan brede, waarbij men echter niet voorbij zie, dat vergroting van de breedte een grotere metacenterhoogte in de hand werkt. Ook kan men om veiligheidsredenen de MG niet te klein nemen, speciaal niet bij oorlogsvaartuigen, die aan zware beschadiging blootstaan, en evenmin de breedte willekeurig vergroten ten koste van de snelheid. Voorts is het van primair belang om toe te zien, dat de „eigen” slingertijd van het schip voldoende verschilt van de te verwachten golfperiode, anders dreigt omslaan door resonantie.

Ten slotte is het noodzakelijk te weten bij welke helling het schip niet meer op zal komen, maar door zal draaien en omslaan. Wanneer een uitwendige kracht (bijv. een windstoot) voldoende energie heeft om een schip door deze top te brengen, dan zal ze bij verder doorstaan (en zelfs met verminderd moment) het schip ook doen omslaan, al is de „omvang” nog zo groot. Van belang is, dat de aanvangsmetacenterhoogte (MG) wel veel invloed heeft op, maar geenszins beslissend is voor het verdere verloop van de stabiliteitskromme; een rank schip kan met andere woorden bij grote hellingen een sterk toenemende stabiliteit vertonen. Vloeibare of halfvloeibare (gestort graan) lading doet bij helling naar de „lage” kant van het schip verschuiven, waardoor de stabiliteit afneemt; door het plaatsen van ladingsschotten gaat men dit tegen. Bij lek worden komt zulke vloeibare lading tegen wil en dank aan boord, terwijl het schip bovendien dieper komt te liggen; zijn behoud hangt dan af van voldoende, oordeelkundig geplaatste, waterdichte schotten.

Voor langsscheepse helling gelden beschouwingen van soortgelijk karakter. De hellingshoeken zijn hier altijd gering en men heeft voldoende aan een vast punt M (langscheeps metacentrum). In de practijk vindt de langsscheepse stabiliteitsleer bijv. practische toepassing bij het berekenen van de kop- of stuurlost (Eng. „trim”); uit veiligheidsoverwegingen is ze als regel niet van direct belang.

IR R. F. SCHELTEMA DE HEERE

(2, in de atmosfeer) noemt men een toestand waarbij het temperatuurverval naar boven klein genoeg is om remmend te werken op de totstandkoming van op- of neergaande bewegingen van luchthoeveelheden ten opzichte van elkaar. Uitgesproken stabiliteit heerst bij gelijkheid van temperatuur op verschillende hoogte, zoals bijv. in de stratosfeer heerst, of bij een negatief verval, dus een inversie, zoals bijv. door nachtelijke uitstraling nabij het aardoppervlak kan ontstaan. Kenmerkend voor stabiliteit is geringe turbulentie (onrust) van de luchtbeweging, een onderdrukken van convectie en een voorkeur voor laagvormige bewolking (bijv. stratus) of mist (z luchtmassa). Door de dagelijkse gang van de grondtemperatuur kan een overdag heersende onstabiliteit des nachts plaats maken voor stabiliteit in de onderste luchtlaag.

In onverzadigde lucht heerst nu stabiliteit zodra het temperatuurverval kleiner is dan 1 gr. G. per 100 m (deze waarde, die men de droog-adiabatische temperatuurgradiënt noemt, wordt bepaald door de dynamische afkoeling van lucht, die adiabatisch opgetild wordt); in verzadigde lucht ligt de grens bij een geringer verval (dank zij de vrijkomende condensatiewarmte bij adiabatische uitzetting), een waarde, die nog enigszins van temperatuur en luchtdruk afhangt en bij niet te lage temperaturen in de buurt van 0,6 gr. G. per 100 m ligt. Is het verval geringer dan deze grenswaarde dan spreekt men van absolute stabiliteit. Onstabiele toestanden, in de vrije atmosfeer optredend als het verval groter is dan de geldende grens, geven gemakkelijk aanleiding tot convectie en eventueel buien. Is het verval groter dan i gr. C. per ioo m dan noemt men de atmosferische gelaagdheid „absoluut onstabiel”. Vlak bij het aardoppervlak kunnen inmiddels bij krachtige instraling wel grotere temperatuurgradiënten bestendig zijn. z verder: temperatuur (in de atmosfeer).

DR P. GROEN.

< >