Vindkræfter påvirker skibe både under sejlads og under kajmanøvrer. Generelt har krydstogtskibe større vindfangsarealer, hvilket kan give store sidekræfter og et stort giringsmoment (drejemoment om lodaksen).
Vindkræfter kan påvirke skibet, så det ikke opfylder sine stabilitetskrav. Ud over stabiliteten har vindlaster også betydning for manøvrering og effektbehov, især under operationer i havne. Uden tilstrækkelig fremdriftseffekt, både for og agter, kan kaptajnen ikke manøvrere skibet sikkert i havn.
Hvad er konsekvenserne af forkerte vindlaster?
Med skibets store vindfangsareal er det afgørende at fastlægge påvirkningen fra de miljømæssige belastninger i den indledende designfase af skibet for at optimere propel og fremdriftsevne og dermed kraftbehovet.
Konsekvenserne af en forkert vurdering af vindlasterne kan resultere i et skib med utilstrækkelig fremdriftskraft eller dårlige manøvreevner og derfor hyppigere behov for bugsering ved kajen. Endnu værre er risikoen for, at skibet bryder fortøjningerne og driver væk, hvilket kan medføre tab af både menneskeliv og fartøj.
Vindlaster til brug om bord
Vindlaster er ikke kun vigtige at bestemme i designfasen af krydstogtskibet. Også besætningen om bord har interesse i at kende miljøpåvirkningen. Hvis de opnåede lastkoefficienter anvendes sammen med de vindhastighedssensorer, der er placeret om bord, kan kaptajnen få direkte information om, hvor mange tons vindtryk skibet udsættes for, eller størrelsen af et giringsmoment i ton-meter.
Begge dele er afgørende for at kunne håndtere skibet sikkert under havnemanøvrer. Her er det også meget vigtigt med korrekte sensoraflæsninger, da sensorerne normalt er placeret på en måde, så de påvirkes af strømningsfeltet omkring skibet.
Sådan kan vindlaster bestemmes i en vindtunnel
Vindlaster bestemmes generelt i en vindtunnel ved hjælp af en skalamodel af det pågældende skib. Modellerne, med en typisk længde på omkring 1,5 m, placeres på en lastcelle, som registrerer alle 6 frihedsgrader, og normalt måles de longitudinale og tværgående kræfter sammen med krængnings- og giringsmomenter.
Modellen udsættes for en vindprofil, der svarer til havvind med hensyn til både hastighedsfordeling og turbulensintensitet. Som en fordel ved vindtunnelforsøg kan ændringer på et krydstogtskib gennemføres hurtigt, og dermed kan en reduktion af giringsmoment eller longitudinale kræfter undersøges hurtigt.
Det skal bemærkes, at det også er muligt at bestemme strømlastkoefficienter i vindtunnelen. Her fremstilles kun undervandsdelen af skroget. Monteringen af modellen på måleudstyret er identisk med den, der bruges ved bestemmelse af vindlastkoefficienter. I stedet for at udsætte modellen for en vindprofil med vindskær, udsættes modellen for en ensartet strømningsprofil. Bestemmelse af strømlaster er dog mindre vigtig for et krydstogtskib, medmindre det skal operere i havne eller nær flodmundinger.
