Schiffswiderstände

Begonnen von Benjamin, 11 Dezember 2015, 11:09:32

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Benjamin

Hallo liebes FMA,

mehr oder weniger freiwillig beschäftige ich mich atm mit der Schiffsdynamik, Strömungslehre mit Bugstau, Absunk, Primärwelle, Bernoulli-Gleichung usw usf.

Dabei bin ich auf folgende Arten der Schiffswiderstände gestolpert. Die einen sind mehr oder weniger selbsterklärend, die anderen bekomme ich nicht so genau definiert.

Kann mir da ein Seemann helfen? :)

Ich habe:
Reibungswiderstand => Reibung Schiffshülle / Wasser

Wellenwiderstand => Widerstand durch Wellengang (Teil von Seegangswiderstand?)

Ablösewiderstand / viskoser Widerstand / Formwiderstand => Kein Plan?!

Anhangswiderstand Kein Plan?

Luftwiderstand => Widerstand durch Luft / Wind

Seegangswiderstand => Widerstand durch Strömung, Seegang etc


If there's more than one possible outcome of a job or task, and one of those outcomes will result in disaster or an undesirable consequence, then somebody will do it that way.

Elektroheizer

Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 11:09:32
...
Dabei bin ich auf folgende Arten der Schiffswiderstände gestolpert. Die einen sind mehr oder weniger selbsterklärend, die anderen bekomme ich nicht so genau definiert.

Kann mir da ein Seemann helfen? :)
Da wäre ein Schiffsbauer eher der geeigente Ansprechpartner  :wink:


Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 11:09:32
Wellenwiderstand => Widerstand durch Wellengang (Teil von Seegangswiderstand?)
Nein. Ich bin zwar kein Schiffsbauer  :-D aber das krieg ich noch hin. In der Elektrotechnik ist der Wellenwiderstand eine komplexe Materialeigenschaft (anders als der Ohmsche Widerstand unabhängig von der Länge eines Antennenkabels zB). Bei Wasserfahrzeugen hängt mit dem Begriff die Rumpfgeschwindigkeit zusammen, die bei Verdrängern bekanntlich nicht (idR) überschritten werden kann weil sich das Schiff praktisch zwischen Bug- und Heckwelle festsaugt.

Eine einschlägig bekannte Suchmaschine liefert mit den Suchbegriffen "Schiff Wellenwiderstand" einiges an Treffern. Aufdieschnelle zwischen Tür und Mittach fand ich diese beiden ganz gut erklärt:
http://www.holzbootsbau.ch/mywp/?p=1080
http://www.asklubo.com/lifestyle/freizeit-hobbys/wellenwiderstand-bei-schiffen-darum-geht-s/187.130
Ich habe das Grauen gesehn

Urs Heßling

moin, Benjamin,

Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 11:09:32
Kann mir da ein Seemann helfen? :)
[/b]
Anhangswiderstand

Anhänge sind außerhalb des Rumpfes: Ruder, Wellenschäfte, Wellenböcke, Propeller, usw.

Gruß, Urs
"History will tell lies, Sir, as usual" - General "Gentleman Johnny" Burgoyne zu seiner Niederlage bei Saratoga 1777 im Amerikanischen Unabhängigkeitskrieg - nicht in Wirklichkeit, aber in George Bernard Shaw`s Bühnenstück "The Devil`s Disciple"

Benjamin

Zitat von: Elektroheizer am 11 Dezember 2015, 13:15:01
Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 11:09:32
Wellenwiderstand => Widerstand durch Wellengang (Teil von Seegangswiderstand?)
Nein. Ich bin zwar kein Schiffsbauer  ;D aber das krieg ich noch hin. In der Elektrotechnik ist der Wellenwiderstand eine komplexe Materialeigenschaft (anders als der Ohmsche Widerstand unabhängig von der Länge eines Antennenkabels zB). Bei Wasserfahrzeugen hängt mit dem Begriff die Rumpfgeschwindigkeit zusammen, die bei Verdrängern bekanntlich nicht (idR) überschritten werden kann weil sich das Schiff praktisch zwischen Bug- und Heckwelle festsaugt.

Eine einschlägig bekannte Suchmaschine liefert mit den Suchbegriffen "Schiff Wellenwiderstand" einiges an Treffern. Aufdieschnelle zwischen Tür und Mittach fand ich diese beiden ganz gut erklärt:
http://www.holzbootsbau.ch/mywp/?p=1080
http://www.asklubo.com/lifestyle/freizeit-hobbys/wellenwiderstand-bei-schiffen-darum-geht-s/187.130


Danke für die Links, ich habe natürlich auch google bemüht und bin auf irgendwelche Konstruktionspdfs gestoßen. Ich habe es mir jetzt so erklärt:

Wellenwiderstand => Widerstand durch Druckfeld der Wellen die vom Schiff erzeugt werden.
Zusammenhang von Wellenlänge / Geschwindigkeit resultiert in etwas ungleichmäßigen Anstieg des Wellenwiderstandes mit der Geschwindigkeit. Daraus resultieren günstige / unkritische und ungünstige / kritische Geschwindigkeiten.

Heißt konkret: Je schneller das Schiff fährt, umso mehr Wellen werden durch das Schiff gebildet, ab einer gewissen Geschwindigkeit ist das Maximum der Wellenerzeugung erreicht=> kritische Geschwindigkeit. Ist die Kritische Geschwindigkeit überwunden, schiebt sich das Schiff auf die eigene Welle und gleitet darauf (schneller als die Wellenfortschrittsgeschwindigkeit) => Überkritische Geschwindigkeit.
Aus wirtschaftlichen Gründen fahren Handelsschiffe in der Regel ,,Unterkritische Geschwindigkeit"

Zitat von: Urs Heßling am 11 Dezember 2015, 13:19:37
moin, Benjamin,

Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 11:09:32

Anhangswiderstand

Anhänge sind außerhalb des Rumpfes: Ruder, Wellenschäfte, Wellenböcke, Propeller, usw.

Gruß, Urs


Also auch der Widerstand, der durch das Heck entsteht? Hab da grad was gelesen vonwegen ideale Heckform finden..




If there's more than one possible outcome of a job or task, and one of those outcomes will result in disaster or an undesirable consequence, then somebody will do it that way.

Urs Heßling

moin,

Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 13:32:19

Zitat von: Urs Heßling am 11 Dezember 2015, 13:19:37
moin, Benjamin,

Zitat von: Benjamin am 11 Dezember 2015, 11:09:32

Anhangswiderstand

Anhänge sind außerhalb des Rumpfes: Ruder, Wellenschäfte, Wellenböcke, Propeller, usw.

Gruß, Urs


Also auch der Widerstand, der durch das Heck entsteht? Hab da grad was gelesen vonwegen ideale Heckform finden..
Meines Wissens : nein

Gruß, Urs
"History will tell lies, Sir, as usual" - General "Gentleman Johnny" Burgoyne zu seiner Niederlage bei Saratoga 1777 im Amerikanischen Unabhängigkeitskrieg - nicht in Wirklichkeit, aber in George Bernard Shaw`s Bühnenstück "The Devil`s Disciple"

Benjamin

Ne hast auch recht - Heck / Schiffsform ist beim "Ablösewiderstand" wichtig.

=> Ablösewiderstand: diese Widerstandsart entsteht, wenn die Strömung sich an zu starken Krümmungen oder Kanten oder zu stumpfen Hinterschiffen ablöst. Damit ist gemeint, dass die Strömung nicht mehr direkt der Schiffsform folgt. Es spielt also insbesondere die Gestaltung des Hinterschiffes eine Rolle
If there's more than one possible outcome of a job or task, and one of those outcomes will result in disaster or an undesirable consequence, then somebody will do it that way.

Peter K.

... Schiffbauer bin ich bekanntlich auch nicht, habe aber zum Thema Schiffswiderstand einmal eine kleine Zusammenfassung geschrieben:


Beim Entwurf eines Schiffes ist es von eminenter Bedeutung, vorab den voraussichtlichen Schiffswiderstand festzustellen, damit eine entsprechend starke Antriebsanlage zur Erzielung der erwünschten Geschwindigkeit definiert werden kann. Um diesen Schiffswiderstand annähernd genau erfassen zu können, wird er in seine einzelnen Bestandteile zerlegt.

Oft wird der gesamte Schiffswiderstand unterteilt in
1.)  den Schleppwiderstand des nackten Schiffskörpers, wie wenn er durch das Wasser gezogen werden würde, und
2.)  die sonstigen Widerstände, nämlich
2.1.)  den Windwiderstand infolge des Fahrtwindes
2.2.)  den Windwiderstand infolge äußerer Windkräfte
2.3.)  den Widerstand der Anhänge, wie Schlingerkiele, Ruder, Schrauben, Wellenböcke und -hosen, Ausfahrgeräte, etc.
2.4.)  den Steuerwiderstand bei Einschraubern
2.5.)  den Widerstand infolge der Rauhigkeit der Außenhaut
2.6.)  den Widerstand infolge Bewuches
2.7.)  den Widerstand infolge Seegangs
2.8.)  den Flachwasserwiderstand
2.9.)  den Widerstand bei Kanalfahrt
2.10.) den Gefällewiderstand bei Flußfahrzeugen
2.11.) die Sonderwiderstände, wie bei Eisfahrt, mit Schleppnetzen, beim Trossenzug, bei anderen Schwimmlagen, etc.

Der Schleppwiderstand hat wiederum zwei Ursachen, die Zähigkeit und die Schwerkraft, weshalb man ihn aufteilen kann in
1.1.)  den Zähigkeitswiderstand und
1.2.)  den Wellenwiderstand der vom Schiff eigengenerierten Welle

Den Zähigkeitswiderstand unterteilt man aber gewöhnlich in
1.1.1.)  den Reibungswiderstand und
1.1.2.)  den Formwiderstand

Der Reibungswiderstand ist von der Größe und Rauhigkeit der benetzten Oberfläche, der temperaturabhängigen Zähigkeit des Wassers und der Schiffsgeschwindigkeit abhängig und lässt sich daher berechnen.

Der Formwiderstand wird auch Druckwiderstand, Ablösewiderstand oder Wirbelwiderstand und manchmal auch Normalwiderstand genannt. Er entsteht durch Umwandlung von Geschwindigkeit in Druck infolge von Störungen der Potentialströmung am Unterwasserschiff, hervorgerufen durch schlechte Formgebung. Er ist nur sehr schwer zu berechnen und wird daher in der Regel zusammen mit dem schwerkraftabhängigen Wellenwiderstand zum Restwiderstand, der dann aber verwirrenderweise manchmal auch als Formwiderstand bezeichnet wird, zusammengefasst.

Häufig unterteilt man den gesamten Schiffswiderstand auch in
1.)  den Glattwasserwiderstand und
2.)  die Zusatzwiderstände

Zum Glattwasserwiderstand zählt man dann
1.1.)  den Wellenwiderstand
1.2.)  den Reibungswiderstand
1.3.)  den Druckwiderstand
1.4.)  den Widerstand der Anhänge
1.5.)  den Windwiderstand infolge des Fahrtwindes

Die Zusatzwiderstände umfassen
2.1.)  den Windwiderstand infolge äußerer Windkräfte
2.2.)  den Steuerwiderstand bei Einschraubern
2.3.)  den Widerstand infolge der Rauhigkeit der Außenhaut
2.4.)  den Widerstand infolge Bewuches
2.5.)  den Widerstand infolge Seegangs
2.6.)  den Flachwasserwiderstand
2.7.)  den Widerstand bei Kanalfahrt
2.8.)  den Gefällewiderstand bei Flußfahrzeugen
2.9.)  die Sonderwiderstände, wie bei Eisfahrt, mit Schleppnetzen, beim Trossenzug, bei anderen Schwimmlagen, etc.
Grüße aus Österreich
Peter K.

www.forum-marinearchiv.de

Urs Heßling

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