Ekman, Walfrid V.: Über Totwasser,
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unsichtbar, und das Schiffsmodell ist größtenteils in der Süßwasserschicht verborgen.
Man sieht,. daß die Grenzflächewellen sich auf dieselbe Weise wie gewöhnliche
Schiffswellen keilförmig verbreiten. Es ist zu bemerken, daß, weil die Wellen
in einer schrägen Richtung photographiert sind, ihre seitliche Verbreitung vier-
mal zu klein, mit den longitudinalen Dimensionen verglichen, erscheint. Auch
treten die transversalen, auf dem Kielwasser quer stehenden Wellen wegen
der Beleuchtungsweise nicht gut hervor. In den oben illustrierten Fällen, wie
auch in Fig. 2 hier unten, wurde das Schiffsmodell etwas langsamer. als mit
der Maximalgeschwindigkeit der Grenzflächewellen gezogen; wenn es
schneller fährt, verschwinden diese Wellen fast vollständig, wie
Fig. 3 zeigt. In Fig. 1 ist die Fahrt gering. Die Fig. 1 bis 3, Taf. 27, die nach
Photographien gezeichnet sind, zeigen auch, daß die Wellenbildung nicht auf
den Fall, indem das Schiff in das Salzwasser eintaucht, beschränkt ist.
Die Kurven in Fig. 4, Taf, 27, veranschaulichen den Widerstand bei verschiedenen
Umständen und Geschwindigkeiten und können als Beispiel für mehrere. ähn-
liche Kurven dienen. Die durch dieselben dargestellten Experimente waren mit
einem 200 mal verkleinerten Modelle von der „Fram“ gemacht. Die Geschwindig-
keiten ‚des Schiffsmodelles sind horizontal, die entsprechenden Widerstände
vertikal abgesetzt, und zwar in Einheiten, die unten erwähnt werden sollen.
Kurve (1) bezieht sich auf den Fall, daß das Schiffsmodell sich in relativ tiefem,
homogenem Wasser bewegt. . Im Falle der punktierten Kurve (2) ist die Wasser-
tiefe möglichst klein (unbedeutend größer als die des ‘Schiffsmodelles). Wie zu
erwarten war, ist der Widerstand im letzteren Falle beträchtlich größer als in
tiefem Wasser, aber er wächst doch in ganz ähnlicher Weise mit der Schiffs-
geschwindigkeit. - Wenn das Schiffsmodell sich in einer Süßwasserschicht bewegt,
die selbst auf schwererem. Salzwasser und nicht auf festem Boden ruht, wird der
Widerstand hiervon in ganz verschiedener Weise beeinflußt. Kurve (3) ist für einen
solchen Fall charakteristisch, und zwar ist hier das spezifische Gewicht des Salz-
wassers 1,030 (also ein wenig größer als für atlantisches Wasser), und die Dicke
der überlagerten Süßwasserschicht 2cm oder */s des Tiefganges des Schiffmodelles.
Die Maximalgeschwindigkeit von Wellen in der Grenzfläche zwischen diesen
Wasserschichten ist in Fig. 4 als Einheit der Geschwindigkeiten gewählt. Man
sieht, daß bei Geschwindigkeiten kleiner als diese Kinheit der Widerstand viel
größer als selbst im seichten Wasser ist. Der Unterschied hängt augenscheinlich
von der zur Bildung der Grenzflächewellen verbrauchten Arbeit ab, und
diese Annahme’ ist auch bei Berücksichtigung der beobachteten Wellenhöhen
durch Berechnung bestätigt. Wenn die Geschwindigkeit des Schiffes weiter
vergrößert wird, so hört die Wellenbildung allmählich auf, und der Widerstand
nimmt gleichzeitig ab, um schließlich. bei großen Geschwindigkeiten dem im
homogenen tiefen Wasser gleich zu werden. . .
. Diese merkwürdigen Veränderungen des Widerstandes lassen ‚sich in einer
sehr einfachen Weise erklären. Es folgt aus der Theorie der Grenzfläche-
wellen;, daß da, wo die Grenzfläche einen Wellenberg hat, die freie ‚Oberfläche
ein niedriges Wellental hat, und da, wo. ein Wellentäl in der Grenzfläche ist,
die Oberfläche. einen niedrigen Wellenberg hat. Dies wurde auch experimentell
bestätigt. Fig. 5'und 6, Taf. 27, zeigen die durch Messungen- gefundene Form
der Wasseroberfläche in zwei Fällen; nur sind die Abweichungen von dem durch
punktierte. Linien 'angedeuteten mittleren Niveaustand 50 mal vergrößert im
Vergleich zum horizontalen Maßstabe. In beiden Fällen ist das Schiffsmodell
in derselben doppelten Wasserschicht und von derselben Kraft (3 gr) gezogen;
im Falle Fig. 5 bekommt es aber durch diese Kraft eine Fahrt von nur 9,5 cm/Sek.
(weniger als die Maximalgeschwindigkeit der Grenzflächewellen), während. im
Falle Fig. 6 vom Anfang aus ihm eine höhere Fahrt gegeben wurde, und dann
von den 3 gr stetig mit einer Geschwindigkeit von 27 cm/Sek, gezogen. wurde,
Im ersten Fall schiebt das Schiff eine Wassermenge vor sich her. und befindet
sich mit seinem Hinterende in einem Tale; der Widerstand ist daher vergrößert,
verade als ob das Schiff beständig eine schiefe Ebene heraufsteigen müßte. Ks
ist dann in Totwasser, Im letzteren Falle können Grenzflächewellen nicht mehr
von selbst mitfolgen; das Schiff befindet sich auf dem Gipfel der von ihm
gebildeten niedrigen Wassererhebung und bewegt sich mithin Jängs einer bei-
nahe horizontalen Fläche. Die den Niveauschwankungen entsprecheude Enerpgie-