WikiDer > Rumpfgeschwindigkeit

Das Geschwindigkeitsbegrenzung oder Rumpfgeschwindigkeit ist die maximale Geschwindigkeit, mit der ein Schiff im Normalzustand fahren kann. Wenn ein Schiff fährt, a Bugwelleweil das Wasser dort rausgedrückt wird. Dieses Wasser läuft um und unter dem Schiff nach hinten (Rücklauf). Wenn der Geschwindigkeitsbegrenzung oder Rumpfgeschwindigkeit erreicht ist, scheint das Schiff in schierer Verdrängung gefangen zu sein, da es unabhängig von der Antriebskraft kaum an Geschwindigkeit zunehmen kann. Mehr Leistungsaufnahme (aufgrund der Motor und der Schraube) wird nur in mehr Wellenaufbau und nicht in Geschwindigkeit umgewandelt Ein (normales) Schiff kann nicht schneller fahren als die Laufgeschwindigkeit der Bugwelle, das Schiff kann seine eigene Bugwelle nicht überholen. Dies bedeutet, dass die Grenzgeschwindigkeit eine physikalische Begrenzung der Segelgeschwindigkeit ist. Im Wasserbau und bei der Gestaltung von Wasserstraßen ist es üblich, diese Geschwindigkeit als Grenzgeschwindigkeit zu bezeichnen. Im Schiffbau und in der Schifffahrt wird der Begriff mittlerweile auch dafür verwendet Rumpfgeschwindigkeit gegen; dieser Begriff wurde als wörtliche Übersetzung des Englischen eingeführt Rumpfgeschwindigkeit, und ist daher eigentlich a Anglizismus.

Berechnung der Grenzgeschwindigkeit

Die maximale Geschwindigkeit der Bugwelle ist gleich der Wellengeschwindigkeit, die gegeben ist durch:

${displaystyle { egin{matrix}c={frac {gT}{2pi}} anh {frac {2pi h}{L}}/L=cTend{matrix}}quad ]quad V_{l}=c={sqrt { {frac {gL}{2pi}} anh {frac {2pi h}{L}}}}}$

in welchem ${Anzeigestil c}$ ist die Geschwindigkeit der Welle, ${displaystyle g}$ ist der Schwerkraftbeschleunigung, ${Anzeigestil T}$ ist die WelleZeitspanne, ${Anzeigestil L}$ ist der Wellenlänge und ${displaystyle h}$ die Wassertiefe.

Die Wellenlänge entspricht ungefähr der Länge des Schiffes. In tiefem Wasser vereinfacht sich diese Formel zu${displaystyle V_{l}=c={sqrt {frac {gL}{2pi}}}}$ oder nach Eingabe der Konstanten: ${displaystyle v_{l}ca. 1,25 imes {sqrt {L}}}$. Wohlgemerkt, die Konstante 1,25 ist nicht dimensionslos, sondern hat die Dimension ${displaystyle {sqrt {m}}/s}$. Diese Zahl gilt daher nur für Geschwindigkeit in m/s und Schiffslänge (bzw. Wellenlänge) in m, bei km/h und m beträgt die Konstante 4,49, bei Knoten und Fuß 1,34.

Definition von Parametern in der Mirror-Drop-Berechnung von Disk

Im Flachwasser ist dies komplizierter, da die Wassertiefe (abzüglich der Spiegeltropfen in die Formel ein, und der Spiegelabfall hängt wieder von der Geschwindigkeit ab. Dies in Kombination mit dem Bernoullics Gesetz bis um:${displaystyle {A_{s}}{A_{c}}}-{frac {V_{l}^{2}}{2gh}} {frac {3}{2}}{frac {V_{l} ^{2/3}}{(gh)^{1/3}}}=1}$

in welchem ${Displaystil A_{s}}$ ist der nasse Querschnitt des Schiffes, und ${Displaystil A_{c}}$ den nassen Kanalquerschnitt (siehe Abbildung). Diese Gleichung ist schwer zu lösen, aber grafisch gut. Die nebenstehende Grafik zeigt die relative Grenzgeschwindigkeit (normiert durch Division durch ${displaystyle {sqrt {gh}}}$).

Diese Ableitung wurde zuerst von J.B. Rabatt.^[1]

Grenzgeschwindigkeit V_l in Abhängigkeit von der Kanalsperre

Im Flachwasser ist die Grenzgeschwindigkeit daher auch eine Funktion des Verhältnisses zwischen Wassertiefe und Wellenlänge. Die Grafik kann dann in der dimensionslosen Grafik links angezeigt werden.

Geschwindigkeitsbegrenzung auf eingeschränkten Wasserstraßen

Beide Graphen können in einem Graphen zusammengefasst werden, wobei das Verhältnis b/h wird als Funktion von gezeigt ein_so / EIN_c für einige relevante Werte der gewählten Designgeschwindigkeit.

Spiegelabfall in Abhängigkeit von der Grenzgeschwindigkeit (Disc)

Beispiel^[2]

Bei einem Schiff von 10 m Breite und 3 m Tiefgang (mit einem Vorschiffprofil, z. B. einer Klasse IV Schubkahn mit einer Länge von 70 m) segelt in einem Kanal von 40 m Breite und 5 m Tiefe. Das Verhältnis ein_so / EIN_c ist dann 0,16. Das Verhältnis v_l /√ (gh) = 0,55 (siehe Abbildung rechts) und damit beträgt die Grenzgeschwindigkeit 3,8 m/s (ca. 7,5 Knoten). Die Auslegungsgeschwindigkeit beträgt in der Regel 90 % der Grenzgeschwindigkeit, also 3,4 m/s. Die Grenzgeschwindigkeit dieser Barge beträgt übrigens in breiten Wasserstraßen (also tief und breit) mehr als 10 m/s (20 Knoten).

Diese Werte werden benötigt, um die Spiegeltropfen und der Rücklauf berechnen

Schneller als die Grenzgeschwindigkeit

Bestimmte Schiffstypen können schneller als die Höchstgeschwindigkeit fahren. Das kostet viel zusätzliche Kraft. Es wird versucht, den Querschnitt für diese Schiffstypen zu messen ein_so so klein wie möglich, z.B. durch Verwendung eines Gebruiken Katamaran oder Trimaran. Das Schiff kann auch passieren Tragflügelboote teilweise aus dem Wasser gehoben. Dies bedeutet auch, dass das Schiff schneller als die normale Grenzgeschwindigkeit fahren kann. An einer Schnellboot Der Propeller liefert so viel Kraft, dass fast das gesamte Schiff aus dem Wasser gehoben wird. Segeln schneller als die Grenzgeschwindigkeit wird planen erwähnt. Dies passiert bei schnell fahrenden Schnellbooten, kann aber auch bei Segelbooten und sogar Schwimmern passieren.

Siehe auch

• Wellenwiderstand
• Kniebeugen (nautisch)