Boot bewegen - Leistung ?

[Crazy Harry]

Hallo @ all,

eine Frage an die Mathematiker/Praktiker/....... :) : Kann man berechnen/abschätzen wieviel Leistung man benötigt um ein Boot mit 600kg mit 4km/h vorwärts zu bewegen ?

Die Schraube soll maximal 100mm Durchmesser haben und möglichst langsam drehen (es soll leise sein). Der ganze Antrieb soll (natürlich) möglichst wenig Energie verbrauchen. Die käuflichen E-Aussenborder kommen nicht in Frage, da diese ja schon für höhere Geschwindigkeiten gedacht sind.

Gruss
Harry

[nikolaus10]

Bei Booten gibt es den Unterschied ob es eine Verdraengerfahrt oder eine Gleitfahrt macht.
Obwohl, bei diesen Dimensionen ist es wohl vor allem Verdraengerfahrt.....

Aber, stimmt schon, je groesser die Schraube desto kleiner die Drehzahl....... desto leiser.

KR

[Crazy Harry]

Richtig. Gleitfahrt erreiche ich erst ab ca. 25km/h ;)

[i_make_it]

Auch bei so einem kleinen Boot dürfte die Rumpfform eine erhebliche Rolle spielen wie groß die Motorleistung und die Schraubenauslegung sein muß.
Man kann natürlich ein quaderförmigen Rumpf als schlechteste mögliche Formgebung nehmen und dann einen für einene optimierten Rumpf überdimensionierten Antrieb erhalten.

Die Frage ist also mit den gegebenen Daten nicht beantwortbar.
Es fehlen Angaben zur Rumpfform und Dimensionierung, da nur so zum einen der Tiefgang und zum anderen der Strömungswiederstand am Rumpf abschätzbar ist. Auch die Positionierung der Schraube (unter/hinter dem Rumpf) deren Überdeckung mit Wasser (Abstand des höchsten Punktes des Umkreises zur Wasseroberfläche) sowie die Rumpfform in unmittelbarer Nähe der Schraube haben Einfluß.
Bei Hochseeschiffen hat sich für, im Vergleich zur Masse langsam fahrende Schiffe (Slow Steaming) wie Containerschiffe ein nahezu rechteckiger Querschnitt mit schmalem Wulstbug herausgebildet. Allerdings dürfte sich das nicht ohne weiteres auf so einen kleinen Maßstab übertragen lassen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Rumpfgeschwindigkeit

http://de.wikipedia.org/wiki/Str%C3%B6mungswiderstand

http://konstuktions-web.info/downloads_sb/A3_Schiffswiderstand_Vortrieb.pdf

http://www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/vorlesungsunterlagen/WIDERST.pdf

- - - Aktualisiert - - -

Und noch ein kurzer Abriss wie eine Wiederstandsprognose für einen Schiffsrumpf erstellt wird:
http://www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/vorlesungsunterlagen/03_Widerstandsprognose_A.pdf

http://www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/vorlesungsunterlagen/03_Widerstandsprognose_L.pdf

[oberallgeier]

Hallo Harry,

hmmmm - Umstieg aufs Bötchen? Hoffentlich nicht wegen anhaltender Unwetter(warnungen) :-/


... wieviel Leistung ... um ein Boot mit 600kg mit 4km/h vorwärts zu bewegen ...Der reine Widerstand des Schiffsrumpfes ist - relativ - winzig und im Allgemeinen nicht leicht zu errechnen. Dein Bötchen schätze ich mal auf 10m Länge, trotz Deiner Angabe

... Gleitfahrt erreiche ich erst ab ca. 25km/h ...denn aus der Hullspeed ergäbe das eine Länge von 30 m !?!?!?!?

Mit diesen zehn Metern rechne ich, bei sinnvoller Form des wasserbenetzten Körpers, einen Widerstand (gaaanz grob gerechnet) bei 4 kmh (1,11 m/s) << 100 N. Ich würde mir an Deiner Stelle mal wünschen wie lange Zeit ich brauchen darf um auf Endgeschwindigkeit zu sein. Das Ganze geht eindeutig nichtlinear, trotzdem würde ich daraus die erforderliche Beschleunigung für Deine 600kg Masse berechnen - ganz milchmädchenhaft linear. Damit bekommst Du einen guten (hoffentlich, ich übernehme KEINERLEI Garantie für die Aussagen in diesem Post) Schätzwert für die nötige Schubkraft bzw für die dafür erforderliche Schraube. Vermutlich kommst Du damit deutlich unter die 100 N (ich schätze, dass das kein Speedboot ist, das in in ein paar Sekunden auf Hullspeed oder gar ins Gleiten kommen soll). Kommst Du mit dieser Berechnung über die 100 N - na dann is ja ok. Nu würde ich mal 100% Sicherheit draufschlagen (oder so) und damit in die Berechnung der Schraube gehen. (http://www.maltemedia.de/schub/) Vielleicht ist das ein Weg?

PS: wenn ich beim Segeln bin (meist nur 12 .. 15 to, 14/15 m Wasserlinie, Kiel) und mal bei totaler Flaute den Motor anwerfe und dann bei gut 2 kn (2,17) den Motor rausnehme, dann ist der Aufschießer viele viele Meter lang - 20? oder sogar 50? Irgendwo da drin.

Ahoi - und immer ne Handbreit Wasser ...

Übrigens: für Stückgutfrachter, große Tanker oder großer Containerschiffe gäbs diese Berechnungsanleitung (http://konstuktions-web.info/downloads_sb/A3_Schiffswiderstand_Vortrieb.pdf).

[Crazy Harry]

Hi Oberallgeier,

total daneben: 4.30m. Gleitfahrt mit einem Aussenborder. Bei den 4km/h soll das Boot gezogen werden (Bugaussenborder) und das ist eine Geschwindigkeit, die man beim Schleppangeln so braucht.
Mit dem 25PS AB erreiche ich rund 45km/h.

Gruss
Harry

.... 600kg sind geschätzt der schlimmste Fall mit 3 Personen an Bord.