Mit Segelschiffen zurück in die Zukunft???

Der Drache fliegt ja etwas höher und da ist der wind konstanter, also weniger böig. Aber die Handhabung bei solchen Kräften!

Um mal eine Relation zu den 160 KN zu schaffen, folgendes lapidares Rechenbeispiel:

Schiff ist 40 Meter breit, hat 20m Tiefgang, einen CW Wert von 0,7 im Wasser und Meerwasser bekanntermaßen eine Dichte von ca. etwas mehr als eine Tonne pro Kubikmeter und der Frachter fährt mit ca 10 m/s. Ergibt 28.000 KN zu den 160 KN.

Macht ca. 0,57% Drachenzugkraft in Fahrtrichtung im Verhältnis zum Wasserwiderstand. Oouuppss!!! Da war wohl der kleine Spielzeugdrachen mit 1000 qm etwas unter proportioniert für den mittleren Öltanker! 

 

Fliwatüt. Vorab: Fliwatüt kann sicherlich nicht nur 2*2 ausrechnen. Wer meint, ihm Schwachsinn vorwerfen zu müssen, sollte es erstmal besser machen.

Zunächst mal zu dem Winkeleinfluß: Natürlich muß man bei einer Kräfteaufteilung den Winkel berücksichtigen. Wenn (wenn!) die Kraft senkrecht auf die unter 45 Grad schräg stehende Fläche einwirkt, dann entfallen auf die beiden Hauptrichtungen (parallel zur Erdoberfläche und senkrecht dazu) jeweils tatsächlich etwa 70% dieser Kraft. Die tatsächlichen Verhältnisse an einem schräg stehenden, "bauchigen" Segel sind aber weitaus komplizierter. Denn die verschiedenen Flächenanteile bringen je nach ihrem Winkel einen unterschiedlichen Anteil zur Vortriebskraft. Ein geblähtes Segel wie bei dem genannten Schiff hat einen Flächenanteil, der unter einem spitzen Winkel zur Erdoberfläche liegt und deshalb nur wenig zum horizontalen Vortrieb beiträgt.

DrShnuggle hat versucht, das ganze komplett vorzurechnen. Allerdings enthält seine Rechnung einen gewaltigen Fehler. Denn die am Segel angreifende und am Schiff ziehende Kraft ergibt sich (wie Fliwatüt richtig geschrieben hat) aus der Geschwindigkeit des Windes relativ zum Schiff, d.h. abzüglich der Eigengeschwindigkeit des Schiffes. DrShnuggle hat bei seiner Rechnung aber nur die Windgeschwindigkeit selbst verwendet. Da die am Segel angreifende Windgeschwindigkeit quadratisch in die Windkraft eingeht, führt das zu einem beträchtlichen Fehler.

So, und jetzt versuche ich mich an einer kompletten Berechnung (mit Quellenangaben für ecki zum Nachrechnen). Annahmen:
- Wind von 8 Bft (lassen wir das durchaus gravierende Problem, ob man dabei das Segel handhaben kann, mal außer Betracht).
- Eigengeschwindigkeit des Schiffes: 25 Knoten (von Fliwatüt, Rechnung auch für 15 Konten am Ende des Postings).
- Segelfläche 1000 qm
- cw - Wert 0,9 (von DrShnuggle).
- Luftdichte rho = 1,25 kg/Kubikmeter
Das ist der Wert bei etwa 10 Grad Celsius. Der von DrShnuggle angegeben Wert von 1,3 gilt für Luft von weniger als 0 Grad, und ich nehme an, daß man mit diesem Schiff wohl nicht nur in der Arktis herumfahren will.

8 Bft entsprechen einer Windgeschwindigkeit von 18,92 m/s (nicht 22 m/s!).
http://de.wikipedia.org/wiki/Beaufortskala
25 Knoten entsprechen 25* 1,852 / 3,6 = 12,86 m/s
Resultierende Windgeschwindigkeit also 18,92 - 12,86 = 6,06 m/s.

Bei der Berechnung der Windkraft nehmen wir zu Gunsten der Windkraftfreunde mal an, daß die gesamte Kraft in Fahrtrichtung wirkt und daß der Wind freundlicherweise gerade von achtern pustet. Dann ergibt sich:

F = A * cw * 0,5 * rho * v * v =
= 1000 * 0,9 * 0,5 * 1,25 * 6,06 * 6,06 = 20657 (Newton),
(in "Küchenkraft": 2106 Kilogramm).

Und nun nochmal für Schiffe, die nur mit 15 Knoten fahren:
15 Knoten entspricht 7,72 m/s, also ist dann die resultierende Windgeschwindigkeit 11,2 m/s.
Entsprechend ergibt sich dabei dann eine Kraft von 70560 Newton (in "Küchenkraft": 7193 kg).

Das ist zwar mehr, aber immer noch deutlich weniger als das, was DrShnuggle ausgerechnet hat (232.200 Newton Windkraft). Und -wie gesagt- unter den sehr freundlichen Annahmen, daß der Wind netterweise von achtern bläst und daß die gesamte Windkraft in den Vortieb geht. Und unter der ebenfalls sehr optimistischen Annahme, daß man ein 1000 qm-Segel bei Windstärke 8 noch handhaben kann.

Jetzt kann nochmal jemand anderes ausrechnen, wiewiel mehr Schiffe auf den Weltmeeren herumfahren müßten, wenn sie alle nur noch mit 15 Knoten statt mit 25 unterwegs sind. Und was das kostet und welche Nebenprobleme das bringt.
 

aber wer sehen will, wie Kites "ziehen" können, muß mal nach St.Peter Ording und zuschauen, wenn dort nicht nur Strand-Segler, sondern auch Strand-Kiter auf ihren dreirädrigen Fahrzeugen über den Sandstrand flitzen...  


ich habe keinen Zweifel, daß die Geschichte funktioniert und in der Lage ist, Energie einzusparen...(gut äh..., rechnen müssen das andere...aber da man auf den Mond fliegen kann, wird man auch ausrechnen können, wie so ein "Segel" inkl. Stahltrossen dimensioniert werden muß, damit die Chose läuft...)

ein verbreitetes Vorurteil zu rechtfertigen ;).  

in Dienst stellen?

Sehr umweltfreundlich und so. Und das Personal wird sich schon finden lassen.

;o)))  

hab ihn gerade erst endeckt.
#22 is schon geschrieben, und würde mehreren gefallen, ist aber leider realistisch gesehen noch eine Illusion.

(Investieren würde ich mir gut überlegen)

Nimmt man die Rechnung von #27 und setzt noch ein paar kräftige Ruder ein ;)- Hau-Ruck- hau Ruck ;)   könnte man schon mit 17 Knoten statt mit 15 rechnen

 

da hatten wir rechnerisch wohl den gleichen Gedanken ;)  

Mal was zu meiner Berechnung! Ich habe mal eben in 10 Minuten das Dingen ausgerechnet, um einen groben Richtwert der Effizienz zu erreichen. So was kann ich als Ingenieur. Und die 0,5% Drachenzugkraft gegenüber dem Wasserwiderstand sagen ja schon alles. Meine ganzen Daten waren auch alle nur schnell, aber realistisch geschätzt.
Es gibt auch eine Firma Namens SkySails, die sich damit schon Jahre beschäftigt und nicht nur wenige Minuten.

Das ich nicht die relative Windgeschwindigkeit zur Fahrtgeschwindigkeit genommen habe, hat auch seinen Grund. Übrigens ist Beaufort keine Windgeschwindigkeit, sondern eine Sektoreneinteilung von Wingeschwindigkeitbereichen und deren Effekte. Windstärke 12 Bft ist ein Orkan, egal ob der mit 120 km/h oder 400 km/h fegt. Und 8 Bft ist wie oben erwähnt der Bereich von 62 - 74 km/h und da 20 m/s in diesem Bereich liegt, kann man damit leichter rechnen als mit deinen 18,xy m/s, vor allem wenn ich die Rechnung im Kopf mache. Das ist doch alles Korrintenkackerei! Jetzt kommt der Wind nicht direkt von achtern, sondern wir schippern auf 'nem Raumwindkurs und die relative Windgeschwindigkeit ändert sich. Ooups! Aber die "küchenkraft" Kg find ich juut! By so einem Kyte wird nämlich durch Bernoullieffekte der Vortrieb größer, wenn der Wind nicht direkt von hinten bläst, sondern optimal um 45 Grad versetzt. Und ob nun Luft 1,29 Kg/m3 oder 1,25 ist doch total Schnuppe. 1,29 ist der allgemeine Rechenwert, der nicht nur von Temperatur, sondern auch maßgeblich vom Luftdruck abhängt.... und so weiter und so fort.
Ob da nun 100KN oder 300KN Zugkraft rauskommen is doch egal, solange man dat Moppet nicht selber bauen muß. Ob da 7Bft oder 9Bft in der kühleren höheren Luft mit geringerem Druck pusten, ist doch Schnuppe. Aber 4000 Newton gegenüber 160.000 Newton ist nicht mehr Schnuppe. 100 KN (Kyte) zu 20.000 KN (Wasserwiderstand!) ist halt die interessante Aussage von alle dem hier. Hast natürlich recht, das die richtige Windgeschwindigkeit entscheidet ist, da es die einzige Größe ist, die quadratisch eingeht! Aber wie schnell weht die denn in 300m (?) Höhe? Wie Du schon meintest, jetzt kann noch jemand unter Berücksichtigung des Klimawandels die durchschnittliche Windgeschwindigkeit, der erwähnten und somit mit einer anderen spezifischen Luftdichte das alles ausrechen.

MMAAANNNNNNN! Kommen wir vom Thema ab?  

Da ich mit 10 m/S, also 36 Km/h, so ca 20 KN (oder wieviel war jetzt gleich eine nautische Meile 1,8xY Meter) gerechnet habe, brauchst Du für die Ruderer schon Oberlix oder Mirakulix an Board. Da kann dann Asterix schon Wasserski fahren!  

Ohh Mann Hr. Ingeneur wie rechnest du den ?

*g*

Den gibts nur im Comic ;)
 

Hab die Aufmerksamkeit von Knetegirl, dann kann der Rubel nur noch rollen! Jetzt brauch ich nur noch ein (erfolgreiches) Date und ab geht die Post! Das wäre dann endlich mal ein vielversprechendes Investment!
*ggb*
 

der Rubel rollt nicht. ....der flitzzzzzzt !  

geklingels nicht viel Substanz zu entdecken, aber ich versuch's mal:

Zunächst: Entscheidend ist Dein wirklich kapitaler Fehler, die Eigengeschwindigkeit des Schiffes nicht zu berücksichtigen. Da schreibst Du, daß das seinen Grund hat, aber Du erwähnst diesen Grund nicht. Du solltest Dich deshalb "nochmal" kräftig an die eigene Nase fassen, bevor Du Fliwatüt so einen unqualifizierten Kommentar wie in #23 ("Mathe und Physik 6! Setzen! Pisa läßt grüßen!") zukommen läßt.

Und nun noch die Kleinigkeiten.
Windstärken: Bevor Du gackerst, solltest Du Dich mal schlau machen. Hierfür hätte schon
http://de.wikipedia.org/wiki/Beaufortskala
genügt. Eine Windstärke von 8 Bft umfaßt natürlich einen Bereich. Das ist nichts Neues. Aber wenn man mit Windgeschwindigkeiten rechnen will, muß man sich einen Wert aus diesem Bereich aussuchen. Damit das nicht willkürlich (wie bei Dir) geschieht, hat man dafür eine Umrechnungsformel geschaffen, die Du in dem oben genannten Link findest. Und danach ergibt sich nun mal der von mir genannte und von Dir so verschmähte Wert.

Ähnlich bei der spezifichen Masse der Luft. Der von mir genannte Wert ist richtig bei etwa 10 Grad und Normaldruck. Natürlich kannst Du Dir einen anderen Luftdruck heraussuchen. Aber die von mir gemachte Annahme des normalen Luftdrucks ist sicherlich sinnvoller als ein willkürlich hergesuchter anderer Wert.

Du hast recht, wenn Du sagst, daß diese beiden Punkte nicht entscheidend sind. Ich habe diese Punkte in #27 auch nicht besonders hervorgehoben und hätte es auch hier nicht getan, wenn Du sie nicht in #33 so strapaziert hättest.

Richtig ist allerdings Dein Hinweis, daß die zusätzliche Vortriebskraft des Segels (selbst bei den von Dir falsch berechneten, zu hohen Werten) gegenüber dem Wasserwiderstand bzw. der anderen Antriebskraft des Schiffes vernachlässigbar klein ist. Aber das ist nicht so arg neu. Genau das war den Postings von Fliwatüts auch zu entnehmen, den Du in #23 so ungehörig und oberlehrerhaft abzukanzeln versucht hast.  

die meisten die sich für besser hielten vielen auf die ......

..heiße Luft.. versucht es mal damit.  

Normalerweise wär mir sein Geschreibsel egal gewesen. Aber wenn er fliwatüt wegen relativer Kleinigkeiten so anpöbelt wie in #23, dabei aber selbst im Ansatz bereits einen kapitalen Fehler begeht, dann muß man ihn halt mal auf den Topf setzen.

Der Kerl behauptet schließlich, er wäre Ingenieur. Und damit bringt er den ganzen Berufsstand in Verruf ;).
 

..der nutzen aus pr und werbung für die reeder ist größer als die kosten/nutzen einsparung..  

mit Ingenieure haben. Dabei sollten sie sich selber fragen, ob sie nicht Probleme mit sich selber haben ;)

*Meistens leiden diese an Selbswertgefühl*

ganz zu schweigen von überhelblicher Dummheit  

von seiner überheblichen Dummheit zu so einer Pöbelei wie in der Überschrift zu #23 hinreißen läßt.  

Ich halte mich weder für besser noch schlechter. Wenn jemand aber totalen Mist bei seinen Berechnungen baut, mich das Thema aber interessiert, dann korrigiere ich dies. Vor allem, wenn dieser jemand wie Fliwatüt meistens tolle Beiträge schreibt! Nur deswegen habe ich ja mal geschaut, was er sonst noch so schreibt.

Aber bei diesem kritikempfindlichen Leuten hier, behalte ich meine Meinung zukünftig lieber für mich! Mit Euren ganzen Gestänker, habt ihr aus diesem hoch interessanten Thread hier die Luft für Meinungsvielfalt rausgenommen.

Könnt Euch jetzt die Hände reiben und Euch freuen, daß Ihr es mir so richtig gegeben habt! Hahaha

Ciao

PS Fliwatüt, wir treffen uns in einem anderen Forum bestimmt wieder. Dann wieder mit sachlichen Argumentationen und ohne die ganzen unnötigen Kommentare und Einwände!  

http://www.eti.uni-karlsruhe.de/vogehe/drachen/...he/drachen/wind.htm

aber wenn du von Meinungsfreiheit schreibst, müßt du diese auch selber akzeptieren  

etwas mehr über die Sinnhaftigkaeit des Projekts zu erfahren, also Fakten darüber, was denn nun ein Segel von zb 1.000 qm bei einer Windgeschwindigkeit von angenommen 20 m/s an Zugkraft auf das Schiff bringt und insoweit eine entsprechende Reduzierung der maschinellen Antriebsleistung ermöglicht, sowie die daraus bei einem zb 20.000 Frachter resultierende Bunkeröl-Ersparnis auf einer Strecke von zb 1.000 sm......  

hätte bestimmt etwas Fachkundiges beisteuern können...

...aber man mußte sie ja unbedingt vergraulen ;-(((

Ich wollte es dir gerade ausrechnen

aber jetzt ....

n8 !

(&%$§/(;:'*!  

Klappt wohl auch nicht mit den bettlägrigen

*g*