Ein Segelschiff mit Flügeln
schnell wie der Wind
Was erwarten wir von unserer
Konstruktion für die Geschwindigkeit eines Segelschiffes?
Unser Schiff wird schneller fahren
als ein vergleichbar großes Schiff, das seine Stabilität ausschließlich durch
einen schweren Kiel erreicht. Die Gründe dafür sind:
(Das Gewicht einer Kielbombe macht bis zu 80% des
Schiffsgewichtes aus.
Darüber hinaus muss das Schiff stabiler
und damit schwerer gebaut werden, damit
es dieses Gewicht tragen kann. Wir können auf die Kielbombe weitestgehend
verzichten.) Ein schweres Schiff muss mehr Wasser verdrängen, damit es überhaupt
schwimmt und hat damit auch einen größeren Strömungswiderstand.
Man kann nun einwenden, dass für
unsere Konstruktion zwei zusätzliche Platten im Wasser sind, die das Schiff auch
dann schon abbremsen, wenn sie parallel zur Wasseroberfläche ausgerichtet sind
und gar kein aufrichtendes Drehmoment erzeugen – allein durch die zusätzlich
benetzte Oberfläche. (der Strömungswiderstand ist proportional zur Größe der
benetzten Fläche.) Das ist richtig. Eine konkrete Rechnung ist schwierig, weil
hier die exakte Flächengröße der Platten, das Gewicht und die genaue Geometrie des
Schiffes von Bedeutung ist.
Für eine Modellrechnung wurden
folgende Annahmen gemacht:
Schiffsbreite: 4m, Schiffslänge:
10m,
Schiffsquerschnitt: gleichseitiges Dreieck über die ganze Länge
konstant mit 4m Seitenlänge.
Hieraus ergibt sich:
Nach herkömmlicher Bauart: mit
einem Gewicht von 10t:
Man berechnet : Eine benetzte Fläche (ohne Kiel) von 32 qm.
Nach unserer Konstruktion: mit
einem Gewicht von 5t:
Man berechnet: Eine benetzte Fläche (ohne Kiel) von 22,4 qm.
Bei einer Plattengröße von ca. 1 qm
entsteht also bei unserer Konstruktion eine benetzte Fläche (ohne Kiel)
von 26,4 qm.
Wir benötigen also 5,6 qm weniger benetzte Fläche; immerhin
eine Einsparung von 17%.
Der oben formulierte Einwand zieht
also nicht wirklich.
Da wir zwar nicht auf einen Kiel, wohl aber auf einen
schweren Kiel verzichten können, kann
man sich Schiffsrümpfe vorstellen, die nach ganz anderen Gesichtspunkten
konstruiert sind als die herkömmlichen. So können wir uns z.B. einen
Schiffsrumpf vorstellen, der sich bei einer gewissen Geschwindigkeit aus dem
Wasser zieht und dann ins Gleiten kommt. Es gibt ja keinen schweren Kiel, der ihn
daran hindern würde. Und dann erhöht sich die Geschwindigkeit unserer
Konstruktion dramatisch!