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Seemannschaft | Antrieb, Ruderwirkung und Radeffekt
Seemannschaft | Antrieb, Ruderwirkung und Radeffekt
Antriebskonzepte
- Grundlegende Differenzierung der Antriebsarten: Maschine und Segel
- SBF See: Nur Maschinenantrieb (gilt auch für Segelfahrzeuge unter Maschine)
- Segel-Theorie ab dem Sportküstenschifferschein (SKS)
- Das Antriebskonzept ist ein Kompromiss
- Äußere Faktoren: Bauraum, Kosten, Wartungsintensität und -freundlichkeit, ...
- Fahrverhalten: Steuer- und Manövrierverhalten (direkte Auswirkung auf Manöver)
Starre Welle (Konventionelle Wellenanlage)
- Antriebsstrang-Komponenten:
- Motor
-
Getriebe (Wendegetriebe)
Zwei Gänge: Vorwärts, Rückwärts + Neutral - Antriebswelle
- Propeller (nicht: Schiffsschraube)
- Alle Komponenten in einer Linie
V-Antrieb
- Kompakter als die »Starre Welle« mit dem Motor weiter im Heck
- Motorachse und Antriebswelle bilden ein V
- Interessant für Zugboote von Wakeboardern
Saildrive (S-Antrieb)
-
Äußerst kompakte Einheit aus
Motor, Getriebe und Schaft mit 2-fach Umlenkung - Sehr verbreitet auf Segelyachten
- Vergleichsweise schlechtere Anströmung des Ruderblattes
Strahlantrieb (Jet-Antrieb)
- Impeller rotiert in einem Strahlrohr
- Guter Schutz für Personen im Wasser (kein offener Propeller)
- Standardantrieb bei Wassermotorrädern (Jet-Ski)
- Zunehmend interessant für Rettungsfahrzeuge (Bergung)
Außenborder
- Schwenkbar am Heckspiegel montiert
- Standardantrieb auf kleineren Sportbooten
Z-Antrieb
- Innenliegender Motor
- Schaft und Propeller sind schwenkbar am Heckspiegel montiert
Der Propeller
- Actung: Lebensgefahr für Personen im Wasser!
- Maschine rechtzeitig auskuppeln
- Wichtigste Kenngröße: Drehrichtung (Gängigkeit)
- Auswirkung auf das Manövrierverhalten eines Bootes
- Gängigkeit: Drehrichtung im Vorwärtsgang von hinten betrachtet
- Rechtsgängiger Propeller dreht im Uhrzeigersinn
- Linksgängiger Propeller dreht gegen den Uhrzeigersinn
- Weitere Kenngrößen: Durchmesser, Anzahl der Flügel, Steigung, ...
- Faltpropeller zur Reduzierung des Fahrwiderstandes im Segelbetrieb
- Propellerflügel entfalten sich durch die Fliehkräfte bei Rotation.
- Propellerflügel falten durch den Widerstand im Fahrstrom zusammen.
Die Ruderwirkung
Ruderblatt-Steuerung
- Notwendige Voraussetzung: Strömung um das Ruderblatt
-
Umlenkung der Strömung
Druck- und Unterdruckseite Druckgefälle
Ruderkraft Giermoment Drehung - Ohne Strömung am Ruderblatt ist das Boot manövrierunfähig!
- Keine Fahrt durchs Wasser
- Keine Anströmung durch den Propeller
- Abdrift durch Wind und Strom
- Keine Ruderwirkung beim Anfahren rückwärts
- Propellerstrom ist nach vorne gerichtet
- Ruderwirkung setzt erst mit ertwas Fahrt ein
Außenborder und Z-Antrieb
- Erzielung der Ruderwirkung durch
- Propellerstrom und
- Richtung des Propellers
- Gute Ruderwirkung beim Anfahren rückwärts
- Gute Manövrierbarkeit
Drehpunkt und Drehverhalten
- Die Lage des Drehpunktes (Gierachse) ist entscheidend für
- das Drehverhalten
- sicheres Manövrieren
- Achtung: Das Heck schert aus!
-
Je näher der Drehpunkt am Bug liegt,
desto weiter schert das Heck aus. - Die Lage ist von Boot zu Boot unterschiedlich.
Der Radeffekt (Indirekte Ruderwirkung)
- Die Drehung des Bootes durch den Radeffekt muss bei der Planung und Durchführung der Hafenmanöver berücksichtigt werden.
- Entstehung des Readeffekts:
- Der Propeller erzeugt einen Drall in seiner Drehrichtung.
- Der schraubenförmige Propellerstrom trifft auf den Rumpf und übt dort einen Impuls / eine Querkraft aus.
- Das Heck wird in die Drehrichtung des Propellerstroms versetzt.
- Propeller dreht links: Das Heck geht nach links (Backbord).
- Propeller dreht rechts: Das Heck geht nach rechts (Steuerbord).
- Im Vorwärtsgang:
- Die Ruderanströmung bewirkt eine Stabilisierung.
- Kompensation des verbleibenden Effekts durch Ruderlage.
- Der Radeffekt spielt kaum eine praktische Rolle.
- Im Rückwärtsgang:
- Beim Anfahren ist das Ruder wirkungslos (keine Anströmung).
- Der Radeffekt »schiebt« das Heck in Drehrichtung des Propellers, bis die Ruderwirkung einsetzt.
- Einflussfaktoren auf die Stärke des Radeffekts:
- Rumpfgeometrie / Bootskonstruktion
- Abstand zwischen Propeller und Drehachse (Hebelwirkung)
- Außenborder und Z-Antriebe haben gar keinen oder nur sehr geringen Radeffekt.
- Der Radeffekt kann beim Manövrieren durchaus hilfreich sein.