Rumpfgeschwindigkeit
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Die Rumpfgeschwindigkeit ist ein theoretischer Wert für die bei Verdrängerfahrt mögliche Höchstgeschwindigkeit eines Schiffes. Sie errechnet sich näherungsweise aus der Quadratwurzel der Wasserlinienlänge in Metern multipliziert mit dem Faktor 4,5 (Ergebnis in Kilometern pro Stunde) oder 2,43 (Ergebnis in Knoten). Insbesondere ist sie nur von der Wasserlinienlänge des Schiffes abhängig:
wobei lwl die Wasserlinienlänge in Metern bezeichnet. Die Rumpfgeschwindigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des vom Schiff selbst erzeugten, aus Bug- und Heckwelle bestehenden Wellensystems. Bei Rumpfgeschwindigkeit ist das Schiff zwischen seiner Bug- und Heckwelle „gefangen“. Die Rumpfgeschwindigkeit beträgt für einen Rumpf mit einer Länge der Konstruktionswasserlinie
- von 10 Metern etwa 7,7 Knoten,
- von 100 Metern etwa 24 Knoten,
- von 300 Metern etwa 42 Knoten.
Die Tatsache, dass die Rumpfgeschwindigkeit nur von der Wasserlinienlänge abhängt, ist der Grund, warum größere Schiffe – bei entsprechend starkem Antrieb durch Wind oder Motorleistung – in Verdrängerfahrt höhere Geschwindigkeiten erreichen können als kleinere Schiffe.
Bei Schiffen mit normalem Verdränger-Rumpf ist eine höhere als die Rumpfgeschwindigkeit selbst dann aus eigener Kraft nicht möglich, wenn die an Bord zur Verfügung stehende Energie gegen unendlich ginge. Erst Kräfte von außen, beispielsweise Seegang, können es einem Verdränger ermöglichen, die eigene Rumpfgeschwindigkeit zu überschreiten. Ist der Rumpf für die dabei auftretenden Kräfte nicht ausgelegt, können ernsthafte Schäden an der Konstruktion entstehen.
Je nach Rumpfform und Gewicht kann der Verdränger dann aber auch zu gleiten beginnen, z. B. bei Segelschiffen im Sturm bei der Abfahrt von einer Welle (surfen). In solchen Situationen können beim Eintauchen in eine Welle oder auch beim Passieren von Wellenkämmen durch Vibrationen und die Addition der Wellenenergie und der kinetischen Energie des Rumpfes erhebliche Schäden am Fahrzeug entstehen.
Das „Surfen“ lässt sich durch eine Verringerung der Fahrt vermeiden (z. B. durch Nachschleppen von Trossen oder eines Treibankers). Boote, die als Gleiter oder Halbgleiter mit entsprechend flachem Rumpf gebaut sind, gehen sehr leicht in Gleitfahrt über.
Die oben angegebene Formel ergibt sich aus der Näherungsformel für die Geschwindigkeit einer Welle in tiefem Wasser. Dabei ist v die Geschwindigkeit (in Metern pro Sekunde) der in diesem Fall vom Schiff erzeugten Welle, g die Schwerebeschleunigung an der Erdoberfläche (9.81 m / s2) und λ die Wellenlänge in Metern, also bei Rumpfgeschwindigkeit die Wasserlinienlänge des Schiffes.