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Full text: Annalen der Hydrographie und maritimen Meteorologie, 32 (1904)

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-
	        
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