Form und Berechnung : was, warum, wie.

[harold]

Oh, das ging schnell! Danke!

na dann: zurücklehnen, entspannen, und sich die entsprechenden Spanten achtern im Vergleich mit denen vorne angucken.



Was fällt denn so auf?

[Spee]

Nehme ich mal die Einschnürungen durch die Schrauben weg, dann erscheint mir der britische Rumpf als ein Spiegelbild. Will heißen, Heck und Bug haben einen recht ähnlichen Spantenverlauf.
Überhaupt scheint mir der britische Entwurf fülliger, obwohl ja die "King George V."-Klasse auch kein Ausbund in puncto Seeverhalten war. Das dürfte aber am mangelnden Freibord am Bug liegen.

[harold]

Um uns das Ganze so richtig schmackhaft zu machen, hab ich mal die eher erratische Spantzählung von G/D (machmal tun´s 12-teln, manchmal 20-teln, manchmal 21-teln...) "normalisiert" und unsere korrespondierenden Spanten 1-2-3-4-5 respektive z-y-x-w-v getauft.



Das Mittelschiff -obwohl gerade dá noch einiges dazu zu sagen wäre!- habe ich außer Acht gelassen, schaun wir uns mal nur das jeweils vorderste und achterste Viertel des Rumpfes an...

Zurücklehnen, und n Cognac, n Taschenrechner plus Ausdruck dieser Graphik ... und einfach mal wirken lassen.
Achja - vielleicht auch noch ne Schere? Schnipp, schnipp...

Harold

[Spee]

Ich sage mal, bei "Scharnhorst" deutlich mehr Auftrieb im Heck, beim britischen Entwurf etwa gleiches Verhalten, ob über Heck oder Bug.
Damit nickt das britische Schlachtschiff wie auf einer schönen Sinuskurve auf und ab, das deutsche Schiff dagegen ist buglastig. Richtig?

[harold]

...ts-ts, icke nix Professa! Niix sage, obe riktik iss - oda fallss. Icke áuch nur genáo hinkukke...ganzganz genáo.

Die beiden Schiffchen hab ich mir hergenommen, weil sie in CWL und Breite kompatibel sind
KGV 225.5 / 31.4
SH  226 / 30
und auch in ihren Höchstgeschwindigkeiten um grad mal 2.8 kn divergieren
KGV 29.2 kn / 125000 WPs
SH 32 kn / 165000 WPs

Na ja, hab mal -zulässig ist das ja (wer´s nicht glaubt, lese Schneekluth)- geometrisch beide Unterwasser-Rümpfe auf die gleiche Breite und den gleichen Tiefgang gebracht.
Die jeweiligen Spanten entsprechen einander, ob rot oder blau.

Harold

[harold]

Die Apologeten des deutschen Kriegsschiff-Baus konzedieren ja gern mal, dass SH um die Neese "n `büschen" nass gewesen sei, aber BS, die doch nicht. Bestes Seeverhalten...


(c) Garzke/Dulin, Axis and Neutral BBs

Was sagt die graphische Analyse, auf gleiche Proportionen gebracht?

1) viel Neu´s ham se sech im Schiffbau ooch nich einfalln lassn ... fast die gleichen Kurven, oder -?-...
2) .... ein ganz klein weniges Wenig ist BS achtern sogar völliger als SH.



---soweit zum Vergleich der Unterwasser-Rümpfe. Es wird wirklich Zeit, dass wir uns deutlich ÜBER die Wasserlinie begeben, um Unterschiede wirklich würdigen zu können.
Oder sollen wir zuvor NOCH ein paar Kandidaten submarin vergleichen?
Che pensi, Tommaso?

Ciao,
Harold

[Spee]

@harold,

klar, immer her mit dem Schinken!!
Kleiner "Roter" gefällig? Steht gerade neben mir, 2003' Cascina Albano. Danke Alfredo und Prost!!
Ja, als Zwischgang mal was "Überseeisches"? Passend zum Zeitraum ein BB56 "Washington".

Einmal von vorn:



und von hinten!



Violà! Lassens sich schmecken, gell.

[harold]

Kleiner Zwischengang?

1 m³ Wasser = Auftrieb 1 t (und mehr, siehe Salzgehalt)
1 m³ sehr turbuliertes Wasser (weil´s im Schraubenstrom liegt...), das recht viel an Sauerstoff freisetzt = Aufrtrieb 0.65 t

Was also geschieht am Heck eines Schiffes?



...und was ist meine Privatauffassung eines wirklich funktioniernden transom sterns? Die da:



mit einem auftriebserhaltenden Mittelkanal, und die skegs so ausgezogen, dass die "Ruder" im Prinzip Druckausgleichsklappen sind.

Ciao,
Harold

PS : einmal Washington/ BS/ Vanguard gefällig; sehr wohl, der Herr ...
... kann aba a  bissl dauern.

[Spee]

Na, a kloine Änderung im Menue, bittscheen.
"Lion" statt "Vanguard", sonst weinen vielleicht einige?

[wer]

@harold:

Vorwissen ist praktisch nicht vorhanden, habe ja auch gerade erst begonnen, mich mir der Materie auseinanderzusetzen. aber ich habe mir die andern threads unter technik und Waffen schiffskörper angesehen und denke dass ich (wenigstens) das behersche.

Mfg Christian

[harold]

Wir können uns noch genügend Spantvergleiche zu Gemüthe führen, aber ich denke, die Linie als solche wird jetzt langsam klar.
(können wir auch n eigenen thread dazu aufmachen, wenn´s denn wirklich sein mag...)
Wie Thomas letztens erwähnt hat, sollte doch irgendwas getan werden, um den Rumpf vorne weniger stark einstampfen zu lassen – auch wenn sein Bugbereich recht fein gehalten ist.
Sonst schaut´s bei Gelegenheit so aus:


(c) navsource

Eine der Möglichkeiten, diese Einstampferei zu verringern (und nebenbei noch anderes - davon gleich mehr!), sind sogenannte ,,Schultern".



Darunter verstehen wir eine leichte Diskontinuität sowohl von Spantvölligkeitsgrad (cS) als auch Spantfläche im vorderen Rumpfbereich (genauer definiert: 1/2 lambda der Höchstgeschwindigkeit, 3/2 lambda der ökonomischen Geschwindigkeit vom Bug nach achtern versetzt – vergleiche:
http://forum-marinearchiv.de/smf/viewtopic.php?t=725

Am Rumpf selbst lässt sich so eine ,,Schulter" als deutliches Ende einer konkaven Linienführung und spürbarer Beginn einer konvexen Ausbauchung feststellen.

[harold]

Hier die Umsetzung der oben gezeigten Spantkurven der KGV in

- Breite (m),
- Spantkoeffizient (cS) und
- Spantfläche (m²).

Und natürlich, hier der graphische Hinweis auf eine Schulter; so wie auf den Kurven weiter oben der Hinweis auf den Bugwulst:



Die Wasserlinie (Kurve 1) verläuft bis zu Schulter hin konkav, ab der Schulter bis zum Heck dann gleichbleibend konvex.
Der Spantkoeffizient (Kurve 2) beginnt bei 0.58 und steigt stetig vermehrt, bis er ebenfalls in eine konvexe Linie mit Maximum bei 0.983 übergeht.
Die Spantflächen zeigen keine katenoide Kurve, sondern eine gauß´sche Glocke, deren vordere Konkavität stärker gekrümmt ist als die achtere.

Der ausgeprägte Wechsel von konkav zu konvex (in der Mathematik definiert als Wendepunkt) fällt in allen drei Kurven in den Bereich der rot eingetragenen Linie: da hatte KGV eine Schulter – diente ja auch ein bisschen zur Kompensation des nicht sehr ausgeprägten Deckssprungs im Vorschiff (da kennt thomas aus erster Quelle n paar Dönkes zu).

[harold]

Zum einen dient die Schulter also der Auftriebsbalance zwischen vorderer und achterer Rumpfhälfte, so dass die Mehreintauchung durch Stampfen vorne ebenso mehr an Auftrieb findet wie achtern.
Dazu eine Graphik der KGV, die -hoffentlich- nach dem bisher Gezeigten  keinerlei weiteren Erläuterung mehr bedarf:



Allerdings, wie oben schon angedeutet, kann eine ausgeprägte Schulter nun auch dazu führen, dass eine zweite abrupte Kompression des Wassers stattfindet (ähnlich, jedoch nicht so dramatisch wie am Vordersteven)
- hier als "schulterlose" Welle gezeigt an einer Simulation:



Das tiefe erste "Wellental" soll nun durch den Druckanstieg aufgrund der Schulter "gefüllt" werden.

Bei bestimmten, definierten Geschwindigkeiten kommen die Amplituden der Bugwelle und dieser zweiten Welle zu Interferenzen, die sich gegenseitig teilweise aufheben.



Hier ist die blaue Linie der Wellenverlauf ab Vordersteven, die grüne Linie der Wellenverlauf ab Schulter.
Die rote Resultierende aus beiden zeigt wesentlich gemäßigtere Amplituden (und damit Auftriebsschwankungen) als die Stevenwelle selbst.
Am Foto kann man recht schön wahrnehmen, was dies für das Wellenbild an der Bordwand, aber auch seitlich vom Schiff bedeutet.

Ich hab ein bisschen gesucht, ob ich ein schönes Dockbild finde, auf dem sich eine Schulter zeigt, aber bis jetzt leider nix gefunden. Wenn wer was hat : bitte reinstellen!
Danke,
Harold

[harold]

Gerade bei sehr langgestreckten und schmalen Vorschiffen (wie hier bei einer der Iowa´s) sind ausgeprägte Schultern wichtig.



(ist zwar nicht das Bild, das ich wollte... irgendwo in meinen diversen Eichhörnchennestern schlummert noch eine schöne Anson im Trockendock, von schräg vorne unten aufgenommen...)

und so sieht´s im Bau aus - der Rumpf ist grad mal bis etwa 2.5 m unter die Wasserlinie gediehen



Sorry für die Überbreite - aber schließlich gibt´s da auch was zu sehen...
Harold

[harold]

Und hier, um die hydrodynamischen Folgen eines solchen Rumpfes zu zeigen, noch mal ein wirklich schönes Wellenbild einer SD.
Die Amplituden am Bug vergleichen : mit den überlagerten und damit geglätteten Wellen ab ca. "B".
Auch den konkav-konvexen Wasserlinenstrak kann man in dieser Aufnahme recht gut erkennen; und natürlich tobt sich die dermaßen "gefoppte" Flüssigkeit  in einem majestätischen "Schnauzbart" aus.


(Quelle für alle letzten Aufnahmen: nav.source.com)

Eigentlich sollten wir uns jetzt mal den Spantformen ÜBER Wasser zuwenden - und so nebenbei noch einen Seitenblick auf die Trimmlage eines Schiffes in Bewegung machen.
Wäre der nächste logische Schritt.

---oder war einiges vom bisher Behandelten nicht eindeutig nachvollziehbar? Dann bitte ich um Zwischenfragen, Anregungen, Kritiken!
Ciao,
Harold