Rumpf(heck)form japanischer schwerer Kreuzer

[toppertino]

Ist mir nur mal so aufgefallen...
Wieso ist das Heck so abschüssig gebaut worden?Sieht ja aus wie der abgeknickte "Mors" des Prinzen.
Auf der Yamato-Klasse sitzt die Versteifung des Decks bei den vorderen Türmen,logisch -> Gewicht

Aber hier:
http://www.geocities.com/dutcheastindies/Haguro.JPG (Versteifung???So weit hinten??)
http://images.google.de/imgres?imgurl=http://lcoat.tripod.com/Atago.jpg&imgrefurl=http://lcoat.tripod.com/shipdraw.htm&h=494&w=1275&sz=134&hl=de&start=1&um=1&tbnid=_EbTkYZmTq7kHM:&tbnh=58&tbnw=150&prev=/images%3Fq%3Datago%26svnum%3D10%26um%3D1%26hl%3Dde (ebenso)
http://www.military.cz/ww2_ships/Japan/CA/Furutaka/furutaka_schem.jpg  (OK,hier ist nicht so krass und stellt schon eher eine Versteifung dar)

Gibt es spezielle Gründe für diese Form?

mfg

[harold]

Tun wir unsern Kreuzer-Rumpf mal genauer anschauen, was die Auftriebs- und Gewichtsverhältnisse im Mittelschiff (wo ja die meisten Gewichte konzentriert sind, jedoch auch das größte UW-Volumen, sprich Auftrieb) und an den beiden Enden.
Drei eher schematische Skizzen dazu (die Größe der Pfeile dient der Veranschaulichung von Gewicht -rot- und Auftrieb -blau- und ist keinesfalls maßstäblich):



Fall 1 : Rumpf liegt hydrostatisch im Wasser, Auftrieb und Gewicht der jeweilig von uns beobachteten Rumpfsegmente sind äquivalent.

Fall 2 : der Rumpf in seiner unangenehmsten Lage, d.h. eine Geschwindigkeit wird gefahren, deren Wellenlänge in etwa bei der Schiffslänge liegt. Bei der Haguro sind das 204 m, respektive alles über 33.5 kn (die kann sie erreichen!) oder, in einer weniger dramatischen Situation, so etwa 24 kn.
Nicht nur, dass das Achterschiff durch die (nicht immer ganz so "runden"!) Schraubenvibrationen durchgebeutelt wird, die Auftriebsverhältnisse haben sich durch die Bewegung drastisch verändert. Im Mittelschiff "hängt" sie, während sie auftriebsmäßig vorn und achtern "gestützt" wird. Ned so gut für eine eher flache Konstruktion wie das Heck, ned wirklich...

Fall 3 : geben wir uns die rote Linie als einen "durchgebogenen Balken", so wäre es ja hilfreich, gegen diese Belastung in der anderen Richtung (grüne Linie) "vorzuspannen".
Das tut man heute mit jeder Betondecke hin bis zur freitragenden Brücke, und die Japaner taten's halt mit ihrem Arrangement der Deckslinien damals auch.

Spart Gewichte (die sonst materialverstärkend verbaut werden müßten), und vorn am Bug kann man's weniger dramatisch ausführen, weil da sowieso größere Seitenhöhe ist (notwendiger Deckssprung wegen Eintauchung) und die hochfrequenten Vibrationen nicht so arg.

Eine ähnliche Form der Decks-Kurve findest du übrigens bei fast jedem Speedboat, aus den gleichen Gründen. Alte Mahagoni-Rennboote aus den 30-er bis 50-er-Jahren sind da die schönsten Beispiele, bei mir zuhaus am Bodensee gibts noch ein paar davon.

Ciao,
Harold

[harold]

Grad noch gefunden, Haguro bei ca 27 kn:



Deutlich erkennbar der Auftriebsverlust mittschiffs, und der Decksstrak achtern. Nur so zur Illustration, damit's nicht so theoretisch bleibt...
Harold

[toppertino]

Danke für die anschauliche Erklärung.
Superb wie immer.
Bestes Beispiel dafür ist wohl Furutaka.Man könnte meinen das sie deine grüne Linie dort 1:1 umgesetzt haben.
Allerdings siehts bei Haguro immer noch recht merkwürdig aus;wie nachträglich drangeklebt.Sozusagen das krasse Gegenstück zu Furutaka,bei der die Linienführung irgendwie harmonischer aussieht.

Weil wir grad bei Heckstrukturen sind:
Hätte dieser Japanstyle bei den deutschen Schiffen etwas gebracht?Ich denke da so an Eugen,Lützow und BS...

mfg

[harold]

Servus Topper,

bei den schwereren Einheiten weniger, interessanter ist die Frage schon bei den Hippers und Deutschlands.

Oben die D-Klasse : gut gebaut für ihre 26+ kn Höchstgeschwindigkeit, hat aber ein merkliches Auftriebs"loch" grad so um die Turmmast-Gegend - mit ein Grund dafür, dass der ausgebaut wurde?
Darum kommt sie vorn bei höherer Fahrt auch merklich tiefer.
Am Heck seh ich keine Probleme, würde ich sie zum Chirurgen bringen, dann tät ich ihr gerne vorne so um die 10 m anhängen, um das Problem hin zum Massenschwerpunkt zu verschieben (war ja auch real angedachte Umbau-Idee).



Unten die PE : wenn die ihre höheren Fahrtstufen läuft, könnte sie sehr wohl ein japanisches Design am Heck vertragen,  zumal sie ja auf hohe Geschwindigkeiten frisiert ist, und da ist weniger Strukturgewicht willkommen.
Ihr Auftriebs"loch" ist weniger weit von ihrem Schwerpunkt, also kommt sie vorne auch weniger tief.

Die jeweiligen Korrekturlinien hab ich grün eingezeichnet.

Beide Schiffe machen sehr schöne Lastverteilungen um die 20.6 / resp 21.9 kn herum, kitzlig werden diese Probleme nur bei allen Fahrtstufen darüber... vor allem so 23 / resp. 24.5 kn sind dann arg.
Die Probleme werden ja auch nur dann akut, wenn die eigengenerierte Wellenlänge so ungefähr der Schiffslänge entspricht.

Ciao,
Harold

[toppertino]

Wie immer wunderbar erklärt. 
Danke.

mfg