Met deze module kan een hellingproef of diepgangsmeting (light weight check) worden uitgewerkt. Na invoer van de meetgegevens kan het leegscheepsgewicht met zijn zwaartepunten worden berekend. In hoofdzaak wordt in deze handleiding de programmabediening besproken, maar met name wordt verwezen naar de laatste sectie, waar een aantal achtergronden van de berekening aan bod komen.

Hellingproef dan wel diepgangsmeting

1.	Algemene gegevens en instellingen
2.	Gegevens hoekmeetinstrumenten
3.	Metingen
4.	Gewichten toevoegen, aftrekken of verplaatsen
5.	Druk meetrapport af
6.	Bestandsbeheer
7.	Druk pre-2017 meetrapport af

Algemene gegevens en instellingen

Hier geeft u alle algemene gegevens van de hellingproef of diepgangsmeting op, waarvan velen voor zich zullen spreken. Dat betreft dan gewoon tekstuele invoer — zoals voor ‘Toestand buitenwater’ of ‘Aantal personen aanwezig’ — die kan worden opgegeven, en die in het meetrapport wordt afgedrukt. Een aantal berekeningsinstellingen hier behoeven echter nog nadere toelichting:

Soortelijk gewicht buitenwater

Dit is specifiek het soortelijk gewicht van het buitenwater (in ton/m³) tijdens de hellingproef of diepgangsmeting, het heeft dus niks te maken met het ontwerp soortelijk gewicht wat bij Soortelijk gewicht vaarwater opgegeven is.

Hellingproef of diepgangsmeting

Hiermee wordt opgegeven wat voor soort berekening, en dus soort uitvoer, wordt gemaakt. Hier valt nog op te merken dat wanneer men een hellingproef wil berekenen terwijl alleen de nulmeting aanwezig is of geen hellinproefgewichten zijn opgegeven bij de nulmeting, dan wordt automatisch een diepgangsmeting uitgewerkt.

Berekening met correctie voor doorbuigen

Hiermee kunt u de berekeningsmethode voor de bepaling van het volume (en dus het gewicht tijdens de hellingproef of diepgangsmeting) en het drukkingspunt in lengte kiezen. De berekening met correctie voor doorbuiging kan natuurlijk alleen gebeuren indien op drie of meer plaatsen vrijboorden of diepgangen zijn opgegeven. Bij de berekening zonder correctie voor doorbuiging wordt een rechte waterlijn zo goed mogelijk door (of langs) de opgegeven punten getrokken. Bij de berekening met deze correctie wordt dat met een parabolische waterlijn gedaan. In beide gevallen wordt het waterlijnvlak met de methode der kleinste kwadraten bepaald.

Correctie van trim & KG op zwaartepunt

Lees voor de achtergrond hiervan eerst de toelichting bij ‘Met vrije vertrimming, inclusief het effect van KG op de trim’, zie Stabiliteitsberekingswijze. De kwestie is (dus) dat trim & KG anderzijds, en LCG & TCG anderzijds in werkelijkheid elkaar beïnvloeden. In conventionele berekeningen werd deze beïnvloeding buiten beschouwing gelaten, maar desgewenst kan deze in PIAS meegenomen worden. Als men uitkomsten van de hellingproefuitwerking en de beladingstoestanden onderling volledig compatible wil hebben, dan moet deze instelling hier in Incltest net zo staan als de aangehaalde instelling in Config. Let op dat als het schip tijdens de diepgangsmeting een hellingshoek heeft dan is het geadviseerd om deze optie te gebruiken.

KG voor correctie van trim & KG op zwaartepunt

Als ‘Correctie van trim & KG op zwaartepunt’ aan staat dan moet de KG natuurlijk wel bekend zijn. Bij het uitwerken van een hellingproef is dat altijd het geval, want daar wordt de KG nou net berekend! Als echter alleen een diepgangsmeting wordt uitgewerkt dan is er helemaal geen KG, dus zal de gebruiker deze moeten opgeven, en dat kan hier. Als de KG niet precies bekend is dan moet maar met een schatting genoegen genomen worden.

Verwerking van de metingen bij een hellingproef

Als de hydrostatica van het schip tijdens de hele hellingproef constant blijven, kan er gekozen worden voor de optie 'Conventioneel', waarbij de overall G'M in 1 keer bepaald wordt op basis van alle metingen met de kleinste kwadraten methode, en de VCG berekend wordt met de KM van de nulmeting. Als de hydrostatica niet constant zijn, kan er gekozen worden voor de optie 'Non-conventioneel' waarbij de VCG per meting berekend wordt met de actuele KM en FSM van die meting. De KM kan verlopen als er al bij kleine hoeken een verschil is in waterlijnoppervlak, en de FSM kan gaan verschillen als er tanks gebruikt worden als hellingproefgewicht. Bij het gebruik van tanks kan ook het deplacement niet constant zijn en ook de VCG van de hellingproefgewichten zelf kan wijzigen. Dit laatste kan ook van toepassing zijn voor vaste hellingproefgewichten.

Noot: Als er een berekening wordt gedaan voor Bureau Veritas, zal de optie 'Conventioneel' geselecteerd moeten worden, omdat zij deze methode gebruiken voor een vergelijk met hun eigen berekeningswaarden.

Bepaling van G'M

Bij een hellingproef worden meerdere metingen van G'M gedaan. Daaruit moet dan één resulterende G'M bepaald worden. De wellicht het meest voor de hand liggende methode is om het gemiddelde te nemen van alle metingen. Een alternatief komt op als we de gemeten hellingshoeken in een grafiek uitzetten tegen de hellende momenten — zo'n grafiek is in het hellingproefrapport van Incltest opgenomen. Als er vervolgens een zo goed mogelijke rechte lijn door die meetpunten wordt getrokken dan geeft de stand van die lijn de G'M weer. Die rechte lijn wordt bepaald met de kleinste kwadraten methode, vandaar dat deze alternatieve methode zo heet.

Geselecteerd windcontour voor plaatjes in meetrapport

De uitvoer van Incltest kan een zijaanzicht bevatten waarin diepgang, trim en doorbuiging worden weergegeven. Voor zo'n plaatje kan een windcontour worden gebruikt — waarvan het opgeven is besproken in Windcontour — en bij deze instelling kan men kiezen welk windcontour dat moet zijn.

Trim en helllingshoek voor sounding/ullage van tanks

Hier kan worden opgegeven welke trim en hellingshoek gebruikt moeten worden bij het bepalen van tankinhouden a.d.h.v. gemeten sounding of ullage. Normaliter zullen deze conform de diepgangen zijn die eenmalig zijn opgenomen, bij de nulmeting, zodat hier kan worden volstaan met de keuze ‘Genomen van nulmeting’. In de praktijk kan het wel eens gebeuren dat de nulmeting nog niet gedaan kan worden, en men toch alvast tanks wil peilen, dan kan men hier opgeven ‘Als hieronder opgegeven’. In dat geval worden de laatste twee regels van dit invulscherm ook actief, en kan men daar de trim (in meters) en hellingshoek (in graden, positief naar SB) invullen zoals die was tijdens het peilen van de tanks. In het geval dat ‘Genomen van nulmeting’ aan staat dan worden in de laatste twee regels de respectievelijke waarden van de nulmeting weergegeven.

Gegevens hoekmeetinstrumenten

Dit is een eenvoudig invulmenutje waar gegevens van de hoekmeetapparatuur opgegeven kunnen worden. Daarvan ondersteunt Incltest er maximaal tien, van drie types:

Een conventionele slinger, waarvan naam en slingerlengte moet worden opgegeven.
Een (elektronische) hoekmeter, zoals bv. die geïntegreerd is in PIAS via module Inclmeas. Hiervan hoeft alleen de naam te worden opgegeven.
Een slang, waarvan de naam en de afstand tussen de uiteinden moet worden opgegeven.

Metingen

Dit menu bevat de kern van de zaak, hier worden de metingen opgegeven in PIAS. Er is altijd minstens één meting opgenomen in de tabel, dat is de zg. “nulmeting” die de beginstand bevat. Per meting is er één regel die bevat:

De naam van de meting.
Of de diepgangen tijdens deze meting afwijkend zijn van die van de nulmeting. Bij de nulmeting moeten de diepgangen of vrijboorden vanzelfsprekend worden ingevuld, omdat deze in de regel van toepassing zijn voor de gehele verdere test. Afwijkende diepgangen zijn een beetje een uitzondering (maar worden vanzelfsprekend integraal door PIAS verwerkt, als ze opgegeven zijn). Deze optie is alleen beschikbaar als voor de verwerking van de metingen voor 'Non-conventioneel' is gekozen.
Of men 1 totaalmoment wil opgeven of niet. In de meeste gevallen zal het het handigst zijn om van ieder individueel hellingproefgewicht z'n positie op te geven, en PIAS de hellende momenten daarvan te laten sommeren. Dan geeft de gebruiker dus niet 1 totaalmoment op.
Als men wel 1 totaal moment op wenst te geven dan kan dat in de vierde kolom waar het moment (in tonmeter) wordt ingevuld. Dat moment wordt opgegeven t.o.v. hartschip.
In de laatste kolommen worden de gemeten hoeken ingevoerd. Hetzij direct als hoek in graden, bij een meting van een hoekmeter, danwel de uitslag in meters van een slinger of slang. In het geval van een slang worden de meetwaarden voor de BB en SB kant apart opgegeven. Deze hellingshoeken resp. slingeruitslagen zijn de werkelijk gemeten waarden. Het is ook mogelijk om een meting te 'Verwerpen'; de meting wordt dan niet gebruikt bij de bepaling van de G'M.
Te zijner tijd wordt dit invulmenu ook nog voorzien van een functie waarmee met Inclmeas gemeten hellingshoeken kunnen worden aangewezen en gebruikt. De grafiek van de gemeten helingshoek in de tijd wordt dan ook in het hellingproefrapport opgenomen.

Als de tekstcursor op de regel van een meting staat kan men met <Enter> doorgaan naar invulmenu's van vrijboorden/diepgangen en hellingproefgewichtposities, die hieronder besproken worden.

Gemeten vrijboorden/diepgangen

Dit betreft het invulmenu van vrijboorden en/of diepgangen, wat zeven kolommen bevat:

De eerste kolom heet ‘Meetpunt’, alwaar men de naam van dit meetpunt kan opgeven.
In de tweede en derde kolom worden de lengte- en breedtepositie van het meetpunt opgegeven.
In de vierde kolom, ‘Ref.hoogte vanaf de basis’, wordt de referentiehoogte van het meetpunt gegeven.
In de vijfde kolom, ‘Gemeten soort’, kan in het geval van een ‘Referentie punt’ worden opgegeven of bij gemeten waarde het om een ‘Vrijboord’ of ‘Diepgang’ gaat. In het geval van ingelezen diepgangsmerken kan alleen een ‘Diepgang’ worden opgegeven.
In kolom zes kan de ‘Gemeten waarde’ worden opgegeven. Als men een diepgang heeft opgegeven dan wordt die opgeteld bij de referentiehoogte (op de lengte- en breedtepositie van dit meetpunt), en als men een vrijboord heeft opgegeven dan wordt die afgetrokken van de referentiehoogte. Op die manier wordt dus de gemeten positie van de waterlijn op dit meetpunt vastgelegd.
In de zevende kolom is de diepgang ten opzichte van de basis afgedrukt. Dit is alleen ter informatie en kan niet gewijzigd worden.

Met [New] wordt altijd een ‘Referentie punt’ aangemaakt. Voor het inlezen van diepgangsmerken is de functie [Diepgangsmerken] beschikbaar. Hiermee kan men diepgangsmerken inlezen, zoals in PIAS gedefinieerd volgens Diepgangsmerken en toegestane maximale en minimale diepgangen. In het geval van diepgangsmerken zijn kolommen 1 t/m 5 ingevuld met gegevens van de gedefinieerde diepgangsmerken en kunnen in dat geval ook niet worden gewijzigd.

Posities hellingproefgewichten

In dit menu worden de hellingproefgewichten gedefinieerd. Bij de nulmeting kunnen hellingproefgewichten toegevoegd worden of verwijderd, bij alle andere metingen kunnen alleen specifieke gegevens worden gewijzigt. Hellingproefgewichten welke zijn aangemaakt in de nulmeting zijn beschikbaar in alle andere metingen.

Binnen PIAS zijn twee type hellingproefgewichten ondersteund, nl. een gewoon vast gewicht (in de zin dat het gewicht onveranderlijk is, bv. een blok beton of een vat water) en een tank. Van elk hellingproefgewicht moet worden opgegeven:

De naam, die bij voorkeur uniek moet zijn.
Het type (vast gewicht of tank. In het laatste geval moet die wel in PIAS module Layout zijn ingevoerd).
Het gewicht in ton, als het om een vast gewicht gaat.
Of dit hellingproefgewicht tijdens de diepgangsmeting aan boord was.
Een nadere tekstuele omschrijving.

Met [New] wordt altijd een hellingproefgewicht van het type ‘vast gewicht’ gemaakt. Voor het toevoegen van gewichten van het type ‘tank’ is in dit menu de functie [Tank list] beschikbaar. Hier staan alle bruikbare tanks die kunnen worden gebruikt als hellingproefgewicht. Deze functie doet overigens precies hetzelfde als de functie met dezelfde naam in Loading — die besproken is in Gewichtsposten invullen/wijzigen onder de functie [Misc].

De gegevens die verder per type hellingproefgewicht van belang zijn:

Voor een (gewoon) vast gewicht wordt de lengte- breedte en hoogtepositie van z'n zwaartepunt gegeven, t.o.v. ALL, hartschip en basis. Het ‘gewicht’, in tonnen, van het vaste gewicht dient in dit geval alleen maar bij de nulmeting opgegeven te worden.
Voor een tank die gebruikt wordt als hellingproefgewicht kan de (gewichts-)inhoud worden opgegeven. Dat kan naar keuze door het opgeven van gewicht, vullingspercentage, volume, sounding of ullage. Sounding en ullage zijn alleen maar beschikbaar als bij de desbetreffende tank ook daadwerkelijk peilpijpen zijn gedefinieerd, zie Peilpijp.

Gewichten toevoegen, aftrekken of verplaatsen

Bij het uitvoeren van een hellingproef of diepgangsmeting staan nooit alle gewichten compleet en definitief op hun juiste plaats. Er zullen in de praktijk altijd nog aanvullende gewichtswijzigingen moeten plaats vinden, in de volksmond meer- en mindergewichten genoemd. Dat kan via deze menu optie, die is onderverdeeld in drie categoriën.

Gewichten die nog aan leegschip moeten worden toegevoegd

Gewichten die nog aan leegschip moeten worden toegevoegd. Per onderdeel worden hier naam, gewicht en zwaartepunt opgegeven, dat zal voor zich spreken.

Gewichten die aan boord waren tijdens test, maar niet tot leegschip behoren

Gewichten die aan boord waren tijdens de test, maar niet tot leegschip behoren. Dit kunnen net als bij de vorige categorie losse posten zijn, met naam, gewicht en zwaartepunt. Men kan ook via de functie [Tank list], zoals beschreven in Posities hellingproefgewichten, gewichten van het type tank toevoegen, zoals die al in PIAS zijn ingevoerd (met Layout). Als het kan dan is het zeker handig om daar gebruik van te maken, want dan kan worden volstaan met het opgeven van een vullingspercentage of sounding of ullage, waarbij volume en zwaartepunt van de tankinhoud dan worden bepaald, rekening houdend met helling en trim.

Gewichten die aan boord zijn maar die nog niet op de juiste positie staan

Gewichten die aan boord zijn, maar nog niet op de juiste positie staan. Hierbij moet per post worden opgegeven wat het gewicht is, de positie waarop het stond tijdens de proef, en de positie waarop het uiteindelijk gaat staan.

Druk meetrapport af

Drukt het hellingproef- of diepgangsmeetrapport af, hieronder staat een voorbeeld van de uitvoer met de optie 'Non-conventioneel'.

Bestandsbeheer

Hier kunnen backups van hellingproefgegevens worden gemaakt en weer teruggezet, zie voor de details Gegevensopslag en backups.

Druk pre-2017 meetrapport af

Drukt een hellingproef- of diepgangsmeetrapport af, volgens de methode zoals die tot december 2016 door PIAS gebruikt werd. Voor de verschillen tussen de methode van toen en nu wordt verwezen naar Compatibiliteit met de programmaversie van voor 2016. Deze optie is opgenomen voor de achterwaartse compatibiliteit; omdat de pre-2017 programmaversie niet meer beschikbaar is zou er anders geen mogelijkheid zijn om een berekening te maken met een oude file, maar dat kan nu (dus) met deze optie gedaan worden. Deze optie werkt natuurlijk niet als de invoergegevens met de moderne programmaversie is ingevoerd.

Achtergrond en rekenwijze

Een korte toelichting op de berekening van GM en KG

Onderstaand geldt voor de optie 'Non-conventioneel', bij de optie 'Conventioneel' staat de berekening van de G'M en VCG in de uitvoer.

Voor een meting met de slinger geldt:

\( G'M = \frac {(Testgewicht_N . Zbreedte_N - Testgewicht_{N-1} . Zbreedte_{N-1}) . Slingerlengte} {Deplacement . (Slingeruitslag_N - Slingeruitslag_{N-1}) } \\[6pt] \)

en voor de inclinometer:

\( G'M = \frac {(Testgewicht_N . Zbreedte_N - Testgewicht_{N-1} . Zbreedte_{N-1}) . 1 Radiaal} {Deplacement . (Hellingshoek_N - Hellingshoek_{N-1}) } \)

Geldend voor meting N t.o.v. de vorige meting (N-1).
Voor meting N=1 is de vorige meting de nulmeting (N-1 is dan immers nul).
Zbreedte is het breedtezwaartepunt van de testgewichten. Testgewicht (ton) en Zbreedte (m) zijn van het totaal aan hellingproefgewichten.

Het zwaartepunt in hoogte (KG) wordt berekend met:

\( KG = KM - G'M - GG' = KM - G'M - \frac{VVM}{deplacement} \\[6pt] \)

waarin:

De KM is bepaald bij de diepgang en trim van de nulmeting, en de hellingshoek van de huidige meting (tenzij er voor één of meer metingen zelfstandige diepgangen zijn opgegeven, dan worden de KM's bij die metingen bepaald a.d.h.v. die diepgangen).
G'M is die van de meting zelf.
Het vrij vloeistofmoment VVM is het totaal van alle VVM's (dus van de gewichten die teveel aan boord zijn en eventueel ook van de hellingproefgewichten).
De KG van ‘schip tijdens hellingproef’ (in het slotoverzicht) is berekend met het gemiddelde van alle KG's (van alle metingen en alle meetapparaten) of met de kleinste kwadraten methode, al naar gelang de instelling.
Bij een hellingproef met vaste gewichten (dat is het meest voorkomende geval) wordt er aangenomen dat de KG van het schip (inclusief hellingproefgewichten) tijdens de hellingproef niet verandert. Als er echter (ook) tanks worden gebruikt als hellingproefgewicht dan zou die aanname niet realistisch zijn, en wordt de KG van het schip (excl. hellingproefgewichten) per meting berekend.
Doordat kleine verschillen in KM, deplacement, trim, etc. tussen de metingen onderling worden meegenomen, kan dit een klein verschil met de klassieke methode opleveren, waarbij er van wordt uitgegaan dat deze gegevens tijdens de hele proef constant zijn.

Compatibiliteit met de programmaversie van voor 2016

Het ontwerp van de oorpronkelijke versie van Incltest stamde uit ongeveer 1988. In de loop van de jaren is daar heel wat aan uitgebreid en veranderd, maar de basis opzet is grosso modo hetzelfde gebleven. Opmerkingen en wensen van vele gebruikers zijn in de loop van de jaren verzameld, en geïmplementeerd in een compleet nieuwe module, die in december 2016 de oude heeft vervangen. Veel van die veranderingen raken niet de de basismethodiek van invoer en berekeningen, er is echter één belangrijk verschil wat nader toegelicht moet worden:

In de oude hellingproef module werden de verplaatsingen van de hellingproefgewichten en de bijbehorende uitslagen van de slinger en/of hellingshoekmeter opgegeven t.o.v. de voorafgaande meting. In de nieuwe module worden de posities van de hellingproefgewichten in het scheepsassenstelsel en de slingeruitslagen resp. gemeten hoeken t.o.v. de nulmeting opgegeven. Bij oude hellingproefgegevens worden de verplaatsingen en uitslagen in eerste instantie nog op de oude manier geïnterpreteerd, zodat uit de berekening nog precies dezelfde waarden komen als in de oude hellingproef module. Alle oude hellingproefgegevens, welke terug te vinden zijn in Bestandsbeheer, zijn met behulp van Druk pre-2017 meetrapport af af te drukken op de oude manier, als ze bestaan. Als men deze oude gegevens gaat gebruiken, dat wil zeggen teruggezet door middel van Zet gegevens terug uit backup, dan worden deze gegevens direct op de nieuwe manier geïnterpreteerd en zal de berekening (dus) niet meer correct zijn. Men zal dus de verplaatsingen en uitslagen opnieuw op de nieuwe manier moeten opgegeven.

Het is niet mogelijk om, op de oude manier verder te werken, en nieuwe hellingproefgegevens kunnen niet op de oude manier worden geïnterpreteerd.