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Wasserwiderstand durch Bewuchs

AUSGEBREMST - Seite 2

Hartmut Brandt am 05.07.2017

Reibungswiderstand

Zu den wichtigsten Widerstandsanteilen des umströmten Bootskörpers gehören Reibungswiderstand und Restwiderstand, der vor allem aus dem Wellenwiderstand besteht. Bei niedrigen Bootsgeschwindig­keiten spielt der Anteil des Wellenwider­ stands nur eine geringe Rolle.

Wir müssen uns vor allem um die Verringerung des Reibungswiderstands bemühen, dessen Umfang von der Oberflächenqualität des Unterwasserschiffes abhängig ist. Erst bei höheren Bootsgeschwindigkeiten, insbe­sondere in der Nähe der Rumpfgeschwin­digkeit, nimmt der Wellenwiderstands­ anteil überproportional zu und überragt bei Weitem den Reibungswiderstand.

Im Gleitzustand ist wiederum Letzterer für die Leistungsfähigkeit der Motoryacht von entscheidender Bedeutung.
Egal ob in Verdränger­ oder Gleitfahrt, der Reibungswiderstand wächst mit dem Quadrat der Fahrtgeschwindigkeit. Mit­hilfe eines Reibungsbeiwertes (CF), der in vielen Untersuchungen mit glatter Ober­fläche und unterschiedlichen Rauigkeits­tiefen bestimmt wurde, kann der Anteil des Reibungswiderstands anhand folgen­ der Werte berechnet werden:

► Größe der Fläche des benetzten Unter­wasserschiffs
► Bootsgeschwindigkeit
► Lauflänge der Strömung am Unterwasserschiff
► Oberflächenbeschaffenheit des Unterwasserschiffes (Tiefe der Rauigkeit, Reibbeiwert: CF)
► Kinematische Zähigkeit des Wassers

In verschiedensten Testserien wurde an unterschiedlichen Körperformen nachgewiesen, dass der Widerstandsbeiwert mit Zunahme der Rauigkeit (Bewuchs) bis auf das Doppelte und mehr anwachsen kann. Im Vorschiffsbereich wirken sich die Verunreinigungen besonders nachteilig aus. Welche Ursachen hat das?

Die Grenzschicht

An der Körperoberfläche des Unterwas- serschiffs bildet sich auf einem sehr kurzen Vorschiffsbereich zunächst eine „laminare", dann eine „turbulente Grenzschicht" aus. Diese wird umso dicker, je länger die Lauflänge ist. Die laminare Grenzschicht ist besonders dünn, die Stromlinien verlaufen unmittelbar an der Bootsoberfläche und können Unebenheiten nicht abdecken.

Ähnliches gilt für die ersten Meter der turbulenten Grenzschicht. Daher sollte gerade dieser Bereich des Unterwasserschiffs möglichst glatt sein. Die Fachwelt spricht von „hydraulisch glatten" Oberflächen. Streicht man leicht mit dem Finger über die Oberfläche und bemerkt keine Unebenheiten, so ist diese Bedingung weitgehend erfüllt.

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Hartmut Brandt am 05.07.2017