Heute möchte ich versuchen einen kleinen Bericht über meine Erfahrungen bei der Gestaltung von „Wasser“, bei Schiffsmodellen zu schreiben. Bei meinen Ausführungen werde ich mich hierbei nur auf Verdrängungsschiffe beschränken. Es sind U-Boote, Gleitschiffe und andere Schiffsarten ausgenommen. Dies bedürfen einer gesonderten Analyse.
Bevor man beginnt sollte man sich an einige allgemeine Regeln der Hydrologie halten und wenn erforderlich auch ein wenig in der entsprechenden Literatur nachlesen. Auch können gute Vorbildfotos eine gute Grundlage für die modelltechnische Umsetzung bilden.
Grundlagen
Nach heutigem Erkenntnisstand wirken auf ein Schiff zwei gegeneinander wirkende Kräfte. Zum einen sind dies die Schubkraft und der Wasserwiederstand. Diese Kräfte setzen sich aus dem Reibungswiderstand, dem Formwiderstand, dem Widerstand von Anbauten und dem Luftwiderstand. Für unsere Betrachtungen ist der Formwiderstand und der Wellenwiderstand die entscheidenden Kräfte, für die Darstellung des Wellenbildes. Der Formwiderstand ist durch die Form des Schiffes gegeben.
Bei einem schlanken und langen Rumpf bilden sich Grenzschichten entlang des Schiffes und gehen am Heck fließend in die Hauptströmung über. Bei einem sehr breiten Rumpf reißt die Grenzschicht ab und bildet eine breite Heckspur. Es kommt hier zur Verwirbelung des Wassers.
Der Wellenwiderstand ist ein Druckwiderstand infolge der Wellenbildung durch das Schiff. Durch das beginnen der Fahrt des Schiffes beginnen die Wasserteilchen zu schwingen und es bilden sich Wellen aus. Diese Wellen folgen immer dem gleichen Schema von Diagonal und Querwellen. Dabei bilden sich die Diagonalwellen immer im Winkel von ca. 20°, zu jeder Seite aus. Die Querwellen gehen immer rechtwinklig zum Schiffsrumpf.
Die Anzahl von Querwellen ist abhängig von der Geschwindigkeit des Schiffes und bildet die markanten Wellenberge und Wellentäler.
Die Länge der Querwelle kann vereinfacht mit ?= 0,64 * v² ermittelt werden. Dabei ? = die Länge der Querwelle in m, v = Geschwindigkeit in m/s und die 0,64 ist ein vorgegebener Rechenwert aus 2? / 9,81 ms-² (Erdbeschleunigung).
Diesen Wert durch die Schiffslänge geteilt ergibt die Anzahl der Querwellen. Die Querwelle beginnt immer am Wellenberg und endet beim nächsten Wellenberg. An jedem Wellenberg entsteht auch immer eine Diagonalwelle.
Zur Beachtung
Je schneller ein Schiff fährt um so höher werden die Wellen. Die Form und die Ausprägung der Welle wird bei ihrer Entstehung durch die Wassertiefe und die Wasserbewegung weiter beeinflusst.
Hier noch zwei Beispiele, wie es nicht vorbildähnlich aussieht. So sollte das Wellenbild nicht dargestellt werden.
Olaf Liebeskind