Heidelberg 2006 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 13: Poster: Umwelt und Gesellschaft

UP 13.1: Poster

Dienstag, 14. März 2006, 14:00–16:00, C

Schiffsrumpf — •Mathias Schmitz — Sitzbuchweg 30, 69118 Heidelberg

Bekannt sind Boote, die in schneller Fahrt, in sogenannter Gleitfahrt fahren. Dabei hebt sich der Bootsrumpf aus dem Wasser und gleitet meist im Heckbereich über das Wasser. Es gibt mehrere Deutungen dieses Phänomens. Die Bootsform soll das Gleiten bewirken. Es gibt keine langen, schlanken und stromlinienförmigen Rümpfe, die nach dem Gleitprinzip fahren. Gleitrümpfe sind bis ca. 20 Meter lang, höchstens 30 bis 40 Meter. Nun soll ein Schiffs- und Bootsrumpf insbesondere für große, mehrere hundert Meter lange Schiffe vorgestellt werden, welcher nach dem Gleitprinzip fährt und auch ein großes Längen / Breitenverhältnis aufweisen kann.

Ein Schiff schwimmt nach dem archimedischem Prinzip. Das Gewicht ist gleich dem verdrängten Wasser. Bei Fahrt durchs Wasser kommt ein Unterdruck durch die Bewegung des Schiffsrumpfes im Verhältnis zum Wasser hinzu gemäß der Gleichung von Daniel Bernoulli. Das Schwimmen eines fahrenden Schiffes besteht aus archimedischer Verdrängung und einem dynamischen Teil, quadratisch abhängig von der Geschwindigkeit:

Die Idee ist nun, daß ein Boot ins Gleiten kommt, sobald der dynamische Bernoullidruck (gemessen in Höhe Wassersäule) größer wird wie der Tiefgang des Bootes oder Schiffes. Für ein Rennboot oder Runabout in Gleitfahrt wird das Bootsgewicht vom dynamischen Druck multipliziert mit der eingetauchten Heckfläche getragen, der Rest des Bootskörpers wird aus dem Wasser gehoben.