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Wellenwiderstand bei Schiffen - Darum geht's

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:27
Jedes Schiff im Wasser erzeugt Wellen. Selbstverständlich werden die Wellen größer und länger, je schneller das Schiff fährt.

  • Schiffskonstrukteure verfolgen das Ziel schnelle und sparsame Schiffe zu bauen. Jedes Schiff im Wasser erzeugt Wellen. Selbstverständlich werden die Wellen größer und länger, je schneller das Schiff fährt. Der Widerstand des Wassers steigt mit zunehmender Geschwindigkeit bzw. mit der Länge der Wellen.
  • Der Wellenwiderstand nimmt nicht unbedingt stetig oder regelmäßig zu. Das Schiff kann Wellen erzeugen, die so lang sind wie das Schiff selbst. Dann muss es quasi bergauf fahren, da das Heck im Wellental liegt, der Bug aber auf der eigenen Welle fährt. An dieser Stelle erreicht das Schiff die Rumpfgeschwindigkeit. Wenn es jetzt noch schneller werden würde, müsste es die Bugwelle erklimmen und dann auf ihr gleiten. Das ist aber für die meisten Schiffe nicht möglich und nur wenige können schneller als die eigene Bugwelle fahren.
  • Außer Länge und Geschwindigkeit ist die Rumpfform von ausschlaggebender Bedeutung, was den Wellenwiderstand angeht. Diese Zusammenhänge sind meistens so kompliziert, dass für jeden neu entwickelten Rumpf Modellversuche gemacht werden müssen. Eine einfache Formel für Wellenwiderstand und Tempo existiert nicht.
  • Der Wellenwiderstand ist ein Teil des Fahrtwiderstandes, der dadurch entsteht, dass ein Teil der Antriebsenergie umgewandelt wird in Wellenenergie. Wasser besitzt seine eigene Zähigkeit, wodurch die Wellen überhaupt erst entstehen. Durch den Bug verringert sich die Geschwindigkeit der Wasserteilchen, wodurch sich das Wasser zur Bugwelle staut. Durch die Form des Wellentals entsteht ein Sog, so dass nun die Wasserteilchen beschleunigt werden.
  • Die Heckwelle entsteht nun anschließend, nachdem die Wasserteilchen den hauptsächlichen Spantquerschnitt passiert haben und dadurch verzögert werden. Das Modell spielt keine Rolle dabei, wenn sich beide Wellen ausbreiten und Quer- und Diagonalwellen ausbilden, die das typische Wellensystem eines schwimmenden Körpers ausmachen. Die Geschwindigkeit lässt die Wellenlänge der Querwellen entstehen.
  • Die Querwellen können sich überlagern und den Bugwulst (Wellenwiderstand) beeinflussen. Es kann dazu kommen, dass sich auf einer Rumpflänge mehrere Wellen ausbilden. Dies passiert grundsätzlich, wenn der Schiffsrumpf relativ lang zur Schiffsgeschwindigkeit ausfällt. Letzten Endes kommt es durch die Oberflächenwellen zu einem Energieverlust, der über die Bugwellen abtransportiert und zerstreut wird. Der Wellenwiderstand entsteht in komplexer Weise zu Schiffsform, - Geschwindigkeit und auch Wassertiefe und kann 60 Prozent des kompletten Strömungswiderstandes ausmachen.

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