Flussquerung und Größe des Lateralplans

[Weißwurschtcommander]

Du kannst aber nicht mittels Fahrt über Grund seitwärts fahren.

Da kommt der Anstellwinkel, quasi das Vorhalten ins Spiel..

VG Stephan

[Sayang]

Zitat von Heimfried

Das habe ich gerade nochmal getan. Wenn das Fass treibt, hast du auch recht. Ich bin aber der Meinung, dass das in unserem Beispiel nicht der Fall ist, weil das Boot nicht treibt, sondern gegen die Strömung anfährt.

Du hast meinen Beitrag offesichtlich nicht verstanden.

Ich versuche es noch einmal.

Stelle Dir einen Tank voll Wasser vor, der im Fluss treibt, vor. Der Tank ist ein paar Kilometer lang, und fast so breit wie der Fluss, und treibt mit der Stroemungsgeschwindigkeit des Flusses.

In diesem Tank faehrst Du mit einem Motorboot umher. Du hast natuerlich keine Stroemung, ausser die durch Deine Fahrt durchs Wasser erzeugt Stroemung entlang Deines Bootes. Wenn der Tank lang genug ist, und/oder die Stroemungsgeschwindigkeit langsam genug, kannst Du das gegenueber liegende Ufer (fast, die Seitenwand des Tanks ist kurz vor dem Ziel im Weg) erreichen, (ich lege Dein Beispiel zugrunde), das in 0 Grad Deines Abfahrtpunktes lag. Du must, abhaengig von der Fliessgeschwindigkeit des Flusses, und damit des Tanks, einen Kurs von kleiner 360 Grad fahren, z.B. 315 Grad.

Ich denke, dass Du gedanklich bis hier zustimmen kannst.

In einem naechsten Schritt machen wir grosse Loecher in den Tank. Die Geschwindigkeit des Tanks wird sich (bei unseren angenommenen Voraussetzungen) nicht veraendern, sondern weiterhin mit der Fliessgeschwindigkeit des Flusses treiben.

Das Motorboot wird sich genau so verhalten, wie in dem Tank ohne Loecher. Es gibt wieder keine Stroemung im Tank, ausser die durch den eigenen Vortrieb erzeugte, bei Vorwaertsfahrt von vorne kommende Stroemung entlang des Bootes.

Ich denke, dass Du dem auch wieder zustimmen wirst.

Wenn wir jetzt die Loecher in unserem Tank gedanklich so stark vergroessern, dass gar keine Tankwaende mehr vorhanden sind, aendert sich eben auch nichts.

Hier ist vielleicht die gedankliche Sperre. Wenn dem so ist, stelle doch die Frage, wie gross die Loecher im Tank sein duerfen, um die Situation zu aendern. Der (virtuelle oder reale) Tank wird immer mit Fliessgeschwindigkeit des Flusses treiben.

[Heimfried]

Doch, ich habe dein Beispiel verstanden.
Ich stimme dir auch zu, wenn das Boot als Ziel den gegenüberliegenden Punkt am Ufer hat, ist es wurscht, ob der Tank überhaupt da ist oder nicht.

Ich werde wieder darüber nachdenken.

[Sayang]

Zitat von Heimfried

Doch, ich habe dein Beispiel verstanden.
Ich stimme dir auch zu, wenn das Boot als Ziel den gegenüberliegenden Punkt am Ufer hat, ist es wurscht, ob der Tank überhaupt da ist oder nicht.

Ich werde wieder darüber nachdenken.

Bei welchem Kurs spielt es denn eine Rolle, ob der Tank da ist?

[Heimfried]

Zitat von Sayang

Bei welchem Kurs spielt es denn eine Rolle, ob der Tank da ist?

Na, wenn der Zielpunkt am Rande des Tanks liegt statt am Ufer, dann treibt das Boot ja wieder.
(Auch da kann der Tank natürlich wegfallen, aber es ist ein anderer Fall.)

Jetzt ist das Wochenende vorbei und ich muss mich jetzt gerade wieder um einen Haufen Alltagsarbeit kümmern und brauche wohl etwas länger zum Nachdenken.

[simon-2]

Zitat von Heimfried

Jetzt ist das Wochenende vorbei und ich muss mich jetzt gerade wieder um einen Haufen Alltagsarbeit kümmern und brauche wohl etwas länger zum Nachdenken.

ich würde für die nächste Nachdenkrunde empfehlen, das ganze mal aus Sicht des Bootes zu betrachten. Also ein bewegtes Koordinatensystem am Boot fixiert, X-Achse zur Bugspitze, Y nach Backbord und Z nach oben; dann mal ganz in Ruhe überlegen oder durch Vektoraddition ermitteln, in welcher Richtung das Wasser am Boot vorbei strömt (deine Skizze aus #21 ist dafür schon ein guter Anfang).

meinen (erstmal unnötig komplizierten) Einwurf mit der Kurvenfahrt dafür bitte wirklich ausklammern...

Dann kann nächstes Wochenende fröhlich weiter diskutiert werden

[Sayang]

Ein Zielpunkt im oder am Rande des Tanks ist ja wie ein treibendes Objekt im Fluss.



Zum Schluss noch eine Analogie:



(Es gelten die – in der Luft sehr unrealistischen - Vorraussetzungen wie in unserem Bootsbeispiel, z.B. gleiche Windgeschwindigkeit in allen Hoehen, kein Einfluss durch ein angrenzendes Medium.) Es fliegen zwei Freiballons. Die Form der Ballons ist egal, sie treiben beide mit der Geschwindigkeit “X” der umgebenden Luft. Unten geschlossene Wolkendecke, die natuerlich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die treibenden Ballons unterwegs ist.



Beide Ballons sind motorisiert. Sie koennen jeden Kompasskurs fliegen. Die Form der Ballons ist dabei wieder egal, solange der Fahrtwiderstand identisch ist. Die Geschwindigkeit durch die Luft der angetriebenen Ballons ist dann auf allen Kursen identisch.



Egal, welcher Kurs geflogen wird, es wird immer der der Fluggeschwindigkeit entsprechende Fahrtwind zu spueren sein. Auf keinem Kurs wird es einen Luftstau oder Verwirbelungen geben, die nicht der Eigenfahrt geschuldet sind, wird also auf allen Kursen identisch sein.



Wenn der Wind bis zum Stillstand abflaut, wird man das in den Ballons noch nicht einmal merken.



Wenn sich die Wolkendecke unter den Ballons, das Equivalent der Tankwand, aufloest, wird sich am Verhalten der Ballons, treibend oder in Fahrt, im Vergleich nichts aendern. Die auf die Ballons einwirkenden Kraefte veraendern sich nicht, nur weil die Wolkendecke nicht mehr da ist.



Vielleicht kommst Du ja zu einem aehnlichen Ergebnis.

[seebaer150]

Zitat von Heimfried

In einem anderen Thema hatten wir eine Diskussion über die Auswirkungen des Lateralplans bei Querströmung begonnen, die wir dort einvernehmlich nicht fortgesetzt haben, um den dortigen Thread nicht mit einem Nebenaspekt zu belasten:

https://www.boote-forum.de/showthrea...4&#post4045114

Diese Frage möchte ich hier nocheinmal aufwerfen. Ich habe das Thema erstmal "liegenlassen", weil man ja manchmal in einer falschen Vorstellung gefangen ist und erst mit einem gewissen zeitlichen Abstand den eigenen Denkfehler finden kann, wenn man die Sache neu angeht. Ich komme aber wieder zu dem gleichen Ergebnis.

Mein These war, dass ein doppelt so großer Lateralplan die Querung eines Flusses erschwert, weil ein Teil der Vortriebskraft dadurch aufgezehrt wird, dass ich mit dem Ruder Gegenhalten muss, um nicht von der Flussströmung abgetrieben zu werden.

Sayang hat dagegengehalten, dass ein Körper in der Geschwindigkeit der Flussströmung treibt, egal, ob er eine große oder kleine Lateralfläche hat.

Einig sind wir uns, denke ich, darin, dass wir Wirkungen des Luftwiderstands als unwesentlich ausklammern und auch davon ausgehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Tiefenbereich des Lateralplans als überall gleich angesehen werden kann. (Ich habe nach langem Suchen die Bestätigung für meine Annahme gefunden, dass Flusströmungen im Sinne der Strömungslehre immer turbulent sind, Reynoldszahl bei 10^7. Das bedeutet für einen simplen, geradeaus fließenden Fluss ohne Untiefen, Felsen usw. vereinfacht, dass es nur an den Rändern, also der Flusssohle und der Ufer, eine nennenswert geringere Strömungsgeschwindigkeit gibt. )

Bezieht sich auch auf Heimfrieds Beitrag Nr.12:

Die Grösse des Lateralplanes spielt beim Überqueren des Flusses NUR DANN eine Rolle, wenn die Fahrtrichtung des Bootes DURCH das Wasser nicht exakt entlang der Mittschiffsachse verläuft, sondern abweichend, was unmittelbar bedeuten würde, dass das Boot schräg durch das Wasser läuft, was aber bei Antrieb durch einen Propeller unmöglich ist. Richtungsänderungen werden verursacht durch das Ruder, was wiederum das Boot in eine andere Richtung lenkt, in der es dann wiederung entlang der Langsachse in Bewegung ist.

Die Lateralfläche spielt also beim Motorboot mit Propellern keine Rolle.

Bei Antrieb mit einem Voith-schneider-Antrieb, der das Boot quer schieben kann, ist ein anderer Denkansatz notwendig.

Bei Segelbooten, die durch die Querkraftkomponente des Riggs auch seitlich verschoben werden, was natürlich durch eine möglichst grosse Lateralfläche minimiert werden soll, muss wiederum umgedacht werden. Möglichst grosse Lateralfläche bedeutet allerdings auch geringste Abdrift und minimalstes Gegenruder, was Deiner These zuwider liefe.

Ein paar Gedanken vom Schiffbauingenieur.


Trotzdem: Ein suuuper Thema !!!

[Sayang]

Zitat von seebaer150

Zitat von seebaer150

… Die Lateralfläche spielt also beim Motorboot mit Propellern keine Rolle.

Bei Antrieb mit einem Voith-schneider-Antrieb, der das Boot quer schieben kann,ist ein anderer Denkansatz notwendig …

Der Voith-Schneider Antrieb wurde tatsaechlich vernachlaessigt, denn damit wird die Beantwortung der Frage verkompliziert. Dennoch, in einer rein theoretischen Betrachtung gilt das gesagte auch fuer den Voith-Schneider Antrieb, wenn der Schub unveraenderlich in eine, auch beliebig gewaehlte Richtung, eingestellt und nicht veraendert wird (natuerlich absolut theoretisch, da damit dieser Antrieb ad absurdum gefuehrt wird, und das Boot seiner Steuerfaehigkeit beraubt wird). Fuer jede Aenderung der Schubrichtung ergibt sich eine neue Konstellation der Unterwasserkonfiguration, damit hast Du fuer die Praxis des Voith-Schneider Antiebs natuerlich absolut recht.

Zitat von seebaer150

Zitat von seebaer150

… Bei Segelbooten, die durch die Querkraftkomponente des Riggs auch seitlichverschoben werden, was natürlich durch eine möglichst grosse Lateralflächeminimiert werden soll, muss wiederum umgedacht werden. Möglichst grosseLateralfläche bedeutet allerdings auch geringste Abdrift und minimalstesGegenruder, was Deiner These zuwider liefe …

Einfluesse oberhalb der Wasserlinie (Wind, Luftwiderstand) wurden fuer die Beantwortung der Frage ausgeklammert. Die Wirkung der Lateralflaeche bei einem Segelboot in der Praxis wird nicht in Frage gestellt.

[seebaer150]

Sag mal Sayang, was machst Du beruflich? Du scheinst ja mehr als nur ein bisschen Ahnung von der Materie zu haben.

Ich konnte Deinen Namen nirgendwo lesen. Habe ich vielleicht überlesen.

[Sayang]

Zitat von seebaer150

Sag mal Sayang, was machst Du beruflich? Du scheinst ja mehr als nur ein bisschen Ahnung von der Materie zu haben.

Ich konnte Deinen Namen nirgendwo lesen. Habe ich vielleicht überlesen.

Ich bin nur Kaufmann und fuehre fuer einen asiatischen Chemiekonzerndas Geschaeft in Latainamerika. Die letzten 50 Jahre sind aber Boote u.a. ein Hobbyvon mir.

[seebaer150]

Respekt, dann hast Du aber mächtig analytisches Denkvermögen. Aus Dir hätte mehr werden können. frechgrins

[Sayang]

Zitat von seebaer150

Respekt, dann hast Du aber mächtig analytisches Denkvermögen. Aus Dir hätte mehr werden können. frechgrins

Nun, eigentlich wollte ich ja Schiffsbauingenieur werden, aber da war mir die Konkurrenz zu stark …

[seebaer150]

Zitat von Heimfried

Vielleicht ist folgende Analogie für Segler einleuchtender:

Wenn ein Segelboot festgemacht liegt, ist der scheinbare Wind gleich dem wahren Wind. Wenn eine Daune durch die Luft fliegt, gibt es für sie keinen scheinbaren Wind, weil sie vollständig mitgenommen wird.

Das Segelboot unter Antrieb stellt aber einen scheinbaren Wind fest, nämlich die vektorielle Differenz aus wahrem Wind und eigener Geschwindigkeit über Grund.

Und da das flussquererende Motorboot ebenfalls angetrieben wird, sonst quert es nicht, ist seine resultierende Geschwindigkeit ebenfalls eine vektorielle Differenz aus eigener Vortriebsgeschwindigkeit und Strömungsgeschwindigkeit des Wassers.

Über Grund, ja, aber nicht über Wasseroberfläche, und der Lasterplan ist nur interessant für die Fortbewegung gegenüber dem das Schiff einhüllenden Wasser.