Resultater av fullskala verifikasjon av globale laster ved måling av kontrollert endring av stillevannsmoment

Minesveiperen KNM Otra i Oksøy/Alta-klassen er utstyrt med et skrogovervåkningssystem. Systemet måler bl.a. globale skrogbelastninger og viser disse på skjermer på bro og i maskinkontrollrom. Hensikten med systemet er at mannskapet skal kunne operere fartøyet i forhold til et seilingsreglement som beskriver tillatte belastningsnivåer.

For å beregne de globale lastene beregnes det en transferfunksjon basert på målte tøyningsverdier fra et sett av strekksensorer montert midtskips og elementmetodeberegninger fra en global skrogmodell. Den viktigste enkeltlasten er globalt vertikalt bøyemoment (VBM). Tidligere elementmetodeberegninger viser at lokale skrogskader er knyttet til gitte belastningsnivåer og skrogovervåkningssystemet gir en alarm dersom det er fare for at målt VBM overstiger den teoretiske skadeterskelen. For at skrogovervåkningssystemet skal kunne brukes på denne måten er det viktig at metoden for å beregne belastningen er verifisert, og riktig kalibrert.

Hensikten med den gjennomførte testen var å verifisere transferfunksjonen, og eventuelt gi et grunnlag for å kalibrer denne. Det er utført ballasteringstester på KNM Otra med det til hensikt å sammenligne målt VBM fra skrogovervåkningssystemet mot et analytisk beregnet moment, basert på dypgangsavlesninger, skrogstatikk og influenslinjeteori. Ved å holde trim og deplasement konstant fra en lastkondisjon til en annen er det kun omfordeling av ballast (14666kg) som gir opphav til endring i vertikalt midtskipsmoment. En sammenligning mellom målt og beregnet VBM viser i utgangspunktet at beregningene gir en momentverdi ca. 30% over den målte verdien.

En nærmere analyse av enkeltdata fra testen, samt beregningsmetodene som ligger til grunn for den analytiske momentverdien, viser at ca. 20% av avviket kan skyldes følgende faktorer:

• For lette ballastsekker relativt til signifikant respons fra skroget.
• Nullpunktsdrift i signalene pga. soloppvarming. (Da man kun er interessert i dynamiske verdier under seiling, vil nullpunktsdrift bli filtrert bort av systemet under normal drift).
• Nøyaktigheten til plasseringen av dypgangsmerkene på skroget og avlesningsfeil pga. krusninger. Testen krever nøyaktige avlesninger på millimeternivå.
• Mangler i hydrostatikkmodellen til FLO. (Inkl. ikke effekten av gondolen)
• Influenslinjeteorien inkl. ikke effekten av rotasjon av vannlinjeareal i tankene og forskyvning av flotasjonssenteret.

Ballasteringstesten som ble utført indikerer at den målte VBM verdien er ca. 10% lavere enn den teoretiske verdien. Det bør derfor vurderes om inputverdiene til skrogovervåkningssystemet bør økes tilsvarende eller om man skal legge inn en ekstra sikkerhetsmargin ved bestemmelse av alarmgrenser.