Hydrodynamik

oder ... ein guter Schwimmer ...

Eine interessante Überschrift, zu einem interessanten Thema. K.W. Berthold, ist nicht nur Schiffsmodellbauer, er ist auch Schiffbauingenieur im Ruhestand. Herr Berthold, besser bekannt als Leonardo aus dem RC-W Forum, hat sich Gedanken über Schwimmer gemacht. und stellt uns seine Erkenntnisse zur Verfügung. Da das Thema immer wieder erweitert wird, lohnt es sich öfter vorbeizuschauen.

Heute das Thema "Hydrodynamik" oder "Gestaltung des Schwimmers": Die heute noch üblichen Schwimmer haben sicher den Vorteil, daß sie einfach herzustellen sind. Solange ein genügend großer Schubüberschuß vom Propeller erzeugt wird, kann man fast alles in die Luft bringen.- Anders sieht es jedoch aus, wenn entweder der Schub knapp bemessen ist oder man eine kurze Startstrecke erreichen möchte. Dann kann ein Blick über den "Tellerrand" auf die Entwicklung im Schiffbau helfen.- Betrachten wir die Schwimmer alleine, so sind das Wasserfahrzeuge, die eine Froud'sche Zahl von mehr als 0,8 erreichen. Diese Zahl ist ein dimensionsloser Quotient, der sich wie folgt errechnet: F = v/ Wurzel aus g x Lwl. v = Geschwindigkeit in m/sec g = 9,81 m/sec² Lwl = Länge der Wasserlinie in m Die Abhebegeschwindigkeit für ein Flugboot läßt sich Nachrechnen, wenn man die Formel für den Auftrieb nach der Geschwindigkeit umstellt, und dann die bekannten Werte einsetzt.- Das ist der Geschwindigkeitsbereich in dem ein Bootskörper gleiten will. Das kann er jedoch nur, wenn der Boden dafür kunstgerecht geformt ist. Das Widerstandsminimum liegt bei einem Verhältnis der mittleren Breite zur mittleren planenden Länge von 0,38.- Das ergibt also wesentlich breitere Rümpfe als wir das seit Dr. Sottorfs Untersuchungen zum DVL-Einheitsschwimmer (1937)! gewohnt waren.- Wenn man die Abhebegeschwindigkeit errechnen möchte, hier der Rechengang:

Die Auftriebsgleichung lautet: A = rho/2 x v² x Ca x F

Für den Auftrieb A müssen wir das gerechnete, geschätzte oder gemessene Gewicht

des Fahrzeuges einsetzen. A = G

Stellen wir die Formel nach der Geschwindigkeit um: v² = 2 x G / F x rho x Ca

dann ist v = Wurzel aus 2 x G / F x rho x Ca

G = Gewicht in kg

F = Flügelfläche in m²

Ca = Autriebsbeiwert des Flügelprofiles

rho = Luftdichte = 1,225 kg/m³

v = Geschwindigkeit in m/sec

Als nächstes ein Linienriß-Entwurf a la "Leonardo"

Linienriß

Zum Linienriß: Er ist als Gegenstück zu einer Veröffentlichung in der FMT 6/2004

entstanden. Wo liegen die Unterschiede? Es ist ein sogen. Knickspanter, der sich

ganz gut mit 8 Stck. dünnen Sperrholzplanken beplanken läßt. Die

Vorschiffsspanten sollten leicht konvex sein. Das kommt bei dem Maßstab nicht

deutlich genug heraus. Diese Spantform ergibt sich von selbst, weil im Vorschiff

die Spanten den Kegelmantel der Außenhaut nicht radial sondern tangential

berühren.Am Knick im Vorschiff kann eine leicht nach unten geneigte Spritzleiste

angebracht werden. Die Stufe ist an der Seite der Außenhaut bis Seite Deck

hochgeführt.So ensteht auch an der Seite ein Luftraum und die Luft kann unter

den Boden gelangen. Damit wird das gefürchtete "Kleben" vermieden. Im Boden des

Hecks ist ein sogen. Staukeil vorhanden. Er soll eine möglichst trimmarme Fahrt

ermöglichen.

Motoryacht Imperator

Zum Photo der "Imperator": Das ist eine Motoryacht, die ich vor etlichen Jahren

für eine kleine Werft in Haseldorf entworfen habe. Sie wurde etwa 70 mal gebaut.

So soll das Wellenbild eines guten Gleiters aussehen. Die Bugwelle wird kurz

gekämmt, also kein Hochlaufen am Vorschiff. Die Hecksee soll ohne Sogbildung

sein. Das Bild dürfte auf der Unterelbe bei ca. 20 kn Fahrt entstanden sein.

M.f.G. Leonardo