Hilfsbuch f¼r den Schiffbau

neu bearbeitet in Gemeinschaft mit
Obermarinebaurat A. B 1 e c h s c h m i d t • Dr.-Ing. C. Co m m e n t z • Dipl. Ing. H. Croseck • Dipl.-Ing. A. Garweg • Dr.-Ing. G. Kempf • Ober ingenieur F. Kielhorn · Dipl.-Ing. H. Lorenz · Dr.-Ing. H. Meyer Dipl.-Ing. F. 0 t t o • Marinebaurat H. Pa e c h · Dr.-Ing. e. h. H. Te c h e 1
Professor Dr.-Ing. e. h. F. Werner t · Dipl.-Ing. G. Zeyss
von
Erster Band
Aile Rechte, insbesondere das der tl"bersetzung in fremde Sprachen, vorbeha1ten.
Copyright 1928 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Ursprüng1ich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1928
Softcover reprint of the hardcover 5th edition 1928
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Vorwort zur fünften Auflage. Das Hi1fsbuch von J ohow war gelegentlich seiner zweiten Auflage im Jahre
1902 von dem - 1917 verstorbenen- Geh. Marinebaurat Kriegerirr grundlegender Weise umgearbeitet, verbessert und vervollständigt ·Worden. Das von Krieger geschaffene und 1902 erweiterte Werk bildete in jeder Beziehung eine so gute Grundlage, daß auch eine unabhängige Neuschöpfung eines Schiffbau-Hilfsbuches nichts Besseres hätte tun können, als sich in den Hauptgesichtspunkten an den Jobow anzulehnen. Notwendig wurde 1920 eine Neubearbeitung irrfolge der mannigfachen Fortschritte und neuen wissenschaftlichen Ergebnisse, während manches geschiehtlieb Gewordene entbehrt werden konnte. Eine Umstellung von Haupt- und Unterabschnitten erfolgte damals zur besseren Gliederung und Übersichtlichkeit des Ganzen.
An dieser Neugliederung·ist bei der fünften Auflage nichts geändert worden, nur ist der erste Abschnitt "Allgemeine Hilfsmittel" unter der Bezeichnung "Berecbnungsmaterial" nunmehr dem zweiten Bande eingefügt worden, in dessen Rahmen sich dieses Zahlenmaterial besser einfügte. Gleichzeitig wurden aus diesem Teil zur Entlastung des Buches solche Werttabellen und Angaben entfernt, welche sich den auf jedem Konstruktionstisch befindlichen Spezial tabellen und Gebrauchsbüchem, wie Germanischer Lloyd Normalprofilhefte usw., ebensogut entnehmen lassen.
In dem früher zweiten, jetzt ersten Abschnitt "Berechnung und Ent wurf der Schiffe" war schon bei der Neubearbeitung der vierten Auflage eine gründliche Reform durchgeführt worden, die, unter Berücksichtigung der Entwicklung des Schiffbaues, nicht viel von· den früheren Grundlagen übrig gelassen hatte. Dieser Abschnitt erhielt schon damals einen Zusatz "Einfluß des Schiffsbetriebes auf den Entwurf der Handelsschiffe", der dem Schiffbauer die Durcharbeitung der Entwürfe vom reedereitechnischen Standpunkte aus nahebrachte und zweckentsprechendes Material dazu lieferte. Bei der diesmaligen Neubearbeitung des jetzt ersten Abschnittes "Berechnung und Entwurf der Schiffe" ist der neueren Entwicklung der Schiffs typen, der Schiffsformen und der Veränderung mancher Konstruktions- und Betriebsgrundlagen in möglichst weitgehendem Maße Rechnung getragen. Die früheren Gewichtsangaben, welche durch die Entwicklung der Schiffskonstruktion überholt waren, sind neu be arbeitet. Mehr Wert als bisher ist auf diejenigen Fragen gelegt worden, welche mit Abschlußkontrakten von Schiffen zusammenhängen. Ein neuer Abschnitt über die Bearbeitung von Kostenanschlägen ist eingefügt worden.
Der neue zweite Abschnitt "Fortbewegung der Schiffe" hatte schon bei der vierten Auflage eine wesentliche Umgestaltung erfahren. Schon damals war die heute im weitesten Maße zum Arbeitsmittel des Schiffbaues gewotdene Modell Versuchstechnik stark berücksichtigt worden, doch hält jene Neubearbeitung keinen Vergleich mit dem Maße der Neugestaltung aus, den der Abschnitt jetzt, nach der im stürmenden Tempo vor sich gegangenen weiteren Entwicklung bei der fünften Auflage erfahren hat. Die Modell-Versuchstechnik ist diesmal auf Grund des neuesten Standes der Forschung noch weit ausführlicher berücksichtigt worden.
Über die Widerstandsformeln, die mit einer einzigen Ausnahme heute nur noch geschichtlichen Wert besitzen, wurde ein besonderes Literaturverzeichnis gebracht. Die verschiedenen Versuchsmethoden fanden entsprechende Er gänzung. Dasselbe ist bezüglich der Antriebsmittel der Fall, bei denen das
IV Vorwort zur fünften Auflage.
Schaufelrad und der Schraubenpropeller und die mit diesen zusammenhängenden Theorien, auch in Zusammenwirkung mit dem Schiffskörper, eingehender be handelt worden sind. Besonderer Wert wurde auf die Ausführungen über Leit vorrichtungen gelegt, die zur Regelung der Zu- und Abströmung des Propellers dienen und deren Entwicklung auch zur Einbeziehung des Ruders in die Maß nahmen zur Entwirbelung und Leitung des \Vassers geführt haben.
Vollständig neu bearbeitet sind die Ausführungen betreffend das aero dynamische Gebiet, wofür ein Speziallst herzugebeten wurde. An Hand der Luftwiderstandsgesetze und der grundlegenden Messungsergebnisse des Flug zeugbaues mit Flächen und Profilen wurde der Kräfteverbrauch im einzelnen Segel, als abhängig von seiner Formgebung, verfolgt und auf die Entwicklungs möglichkeiten hingewiesen.
Der neue dritte Abschnitt "S t a bili tä t der Schiffe" hatte schon 1920 eine Umgestaltung seines Inhaltes erfahren, indem von den vielen zur Berechnung der Stabilität bei Neigungen angegebenen Verfahren nur die vier einfachsten bei behalten wurden. Die theoretischen Zusammenhänge der verschiedenen Stabili tätsbegriffe waren schon damals ausführlicher als im Grundwerk behandelt worden. Nunmehr ist der Abschnitt noch durch die Einfügung eines experi mentellen Berechnungsverfahrens erweitert worden. Die Hilfsmittel zur Nach prüfung von Stabilitätsrechnungen wurden verbessert. Die Angaben über Wind und Winddruck sind entsprechend den neueren Anschauungen, welche im Zu sammenhang mit der Entwicklung der Aerodynamik stehen, neu bearbeitet worden.
Im vierten Abschnitt "Festigkeit der Schiffe" waren schon früher ein gehende Darlegungen über die Anwendung der Festigkeitslehre auf die einzelnen Elemente der Schiffbaukonstruktion zugefügt worden. Nunmehr sind die Tabellen über Materialeigenschaften und zulässige Beanspruchungen in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Entwicklung des Materialwesens gebracht worden. Die neuen Anschauungen in der Festigkeitslehre über die Wirksamkeit der Materialien in den Schiffskonstruktionen haben entsprechenden Niederschlag gefunden. Der theoretische Teil ist durch Aufnahme eines Abschnittes über die Clapeyron sche Gleichung erweitert worden. Der Abschnitt über Schiffsschwingungen ist fast vollständig neu bearbeitet.
In den fünften Abschnitt "Messung und Ausnutzung des Schiffs raumes" ist ein Auszug der Panama-Kanal-Vermessungsvorschriften eingefügt worden. Die Vermessungsbestimmungen über Jachten und Motorboote sind, so weit im Rahmen eines allgemeinen Schiffbauwerkes erforderlich, neu bearbeitet. Bei "Freibord und Tiefladelinie" sind die Vorschriften des Board of Trade aus zugsweise berücksichtigt. Im Unterabschnitt "Ladung und Besatzung" ist eine Neubearbeitung aller Einzelheiten über Ladegeschirr vorgenommen worden, um diese in Übereinstimmung mit den heutigen Vaxschriften zu bringen. Eine be sondere Bearbeitung betreffend Berechnung und Anordnung des modernen Lade geschirrs ist durch einen Spezialisten zugefügt worden.
Im sechsten Abschnitt .,Schiffseinrich tungen für seemännische Zwecke" sind die Einzelheiten über Bootsaussetzvorrichtungen sowie über Ruder- und Steuergeschirr einer eingehenden fachmännischen Neubearbeitung unterzogen worden.
Bei den .,Gesetzlichen Bestimmungen und anderen Vorschriften" wurden die Unfallverhütungsvorschriften der Seeberufsgenossenschaft bearbeitet.
Im Anhang ist die Übersicht über die Schiffbauliteratur neu bearbeitet und ergänzt worden.
Der siebente Abschnitt "Bewaffnung und Panzerung" wurde unter Mit wirkung maßgebender Sachverständiger des Reichswehrministeriums, Abt. Marine, durchgesehen. Dieser Teil hat im wesentlichen den Zweck, eine allgemeine Über sicht der technischen Grundsätze und Bedingungen zu geben, in welchen der J(riegsschiffbau vom Handelsschiffbau abweicht.
Vorwort zur fünften Auflage. V
Die in den anderen Abschnitten verstreuten kriegsschifftechnischen Angaben wurden der Neuzeit entsprechend überarbeitet.
Der achte Abschnitt "Unterseefahrzeuge", welcher in der vergangeneu Auflage erstmalig auf Grund der Bearbeitung des damaligen Schiffbauleiters der Deutschen U-Boots-Inspektion aufgenommen war, ist infolge des Ablebens dieses um den deutschen U-Bootsbau hochverdienten Mannes diesmal durch einen neuen Bearbeiter, der während des Krieges den U-Bootsbau auf der Friedr.-Krupp-Germaniawerft geleitet hat, übernommen worden. Von der Neu bearbeitung wurden hauptsächlich die Abschnitte II: "Unterwasserfahrt und Tauchen" und IV: "Entwurf der Unterseefahrzeuge" betroffen. Im übrigen wurden alle anderen Abschnitte nach den neueren Erkenntnissen und Gesichts punkten ergänzt bzw. geändert.
Der Abschnitt über "Eisenbeton-Schiffbau" schien trotz der festigkeits und materialtechnisch interessanten Seiten dieser Bautechnik jetzt doch ent behrlich und wurde zugunsten anderer Erweiterungen des Werkes heraus genommen.
Eine besonders starke Erweiterung hat die Sammlung von Konstruk tionsmaterial im zweiten Bande gefunden, indem allein die Zahl der Tafeln und Schiffspläne nahezu verdoppelt wurde. Auch die Neubearbeitung dieses Teiles hat wieder die weitestgehende Unterstützung der einschlägigen Fach- und Industriekreise gefunden.
Da sich das \Verk auch in seiner heutigen Gestalt im wesentlichen auf die schon der vierten Auflage zuteil gewordene Förderung gestUtzt hat, so sei hier nachfolgend die Zusammenstellung der Behörden, Firmen und Persönlichkeiten, welchen damals für die Bearbeitung durch Beistellung bewährten Erfahrungs· und Konstruktionsmaterials, sowie für die Hergabe angewendeter Wissenschaft· licher Ergebnisse und für kritische Durchsicht einzelner Abschnitte Dank ge schuldet wurde, wiederholt. Diese Zusammenstellung ist ergänzt worden durch die Namen solcher Behörden, Firmen und Persönlichkeiten, welche für die dies malige Bearbeitung Material zur Verfügung gestellt und kritische Durchsichten einzelner Abschnitte vorgenommen haben.
Name, Behörde oder Firma
sungsbehörde, Harnburg Anschütz & Co., Kiel Atlas-'Nerke, Bremen
Bauer, M. H., Oberingenieur, Berlin Bibliotheksverwaltungen der Tech
nischen Hochschule, Danzig - des Patentamtes, Berlin - der Marineleitung, Berlin - der Schiff bautechnischen Gesellschaft der Deutschen Seewarte, Ham burg - der Technischen Hoch schule, Charlottenburg des Archivs für Schiffbau und Schiff fahrt, Harnburg
Blohm & Voß, Harnburg Bremer Vulkan, Vegesack Buchsbaum, Obering. beim Germ.
Lloyd, Berlin
Kreiselkompasse. \Vasserdichte Türen, Unterwasser
Vermessung der Motorboote. Litera tursammlung.
Konstruktionsmaterial. KonstruktionsmateriaL Festigkeit.
Deutsche Ost-Afrika-Linie (Woer mannlinie}; Harnburg
Flensburger Schiffbau-Gesellschaft, Flensburg
Frerichs & Co., Einswarden Gebers, Dr.-Ing., Schiffbautechnische
Versuchsanstalt, Wien Germaniawerft, Kiel Germanischer Lloyd, Berlin
Günther, s. Zt. Dipl.-Ing. der Inspek tion des U-Bootwesens, Kiel
Hamburg-Amerika-Linie, Harnburg Harnburgische Schiffbau-Versuchs
anstalt, Harnburg Hamburg-Südamerikan. Dampfschiff-
fahrts-Ges., Harnburg Hein, Th., Geh. Rechnungsrat, Berlin Horn, Prof. Dr.-Ing., Berlin Horn, Dr.-Ing., Reichswerft, Danzig Howaldswerke, Kiel Inspektion des U-Bootwesens, Kiel Koch, H., Schiffswerft, Lübeck Krupp, Fried., A.-G., Essen Meyer, Jos. L., Schiffswerft, Papen
burg Norddeutscher Lloyd, Bremen Popp, Dipl.-Ing., Schiffbau-Versuchs-
anstalt, Harnburg Reichs-Vermessungs-Amt, Berlin Reichs-Werft, Danzig Reiherstieg Schiffswerfte und Ma
schinenfabrik, Harnburg Renner, Dipl.-Ing., Blohm & Voß,
Harnburg Rickmerswerft, Geestemünde Ruß, E., Reederei, Harnburg Sachsenberg A.-G., Roßlau u. Köln v. Sanden, Dipl.-Ing., Germaniawerft,
Kiel Schaffran, Dr.-Ing., Versuchsanstalt
Schultz, Oberingenieur, Blohm &Voß, Harnburg
Seeheck A.-G., Schiffswerft und Maschinenfabrik, Gestemünde
Stettiner Oderwerke, Stettin Stülcken, H. C., & Sohn, Harnburg
Abschnitt bzw. Einzelheit
Konstruktionsmaterial.
Konstruktionsmaterial.
der künftigen internationalen Vor schriften.
Unterseefahrzenge.
Konstruktionsmaterial. Fortbewegung der Schiffe.
Angaben über gebaute Schiffe. Konstruktionsmaterial. Angaben über gebaute Schiffe. Unterseefahrzeuge.
Fortbewegung der Schiffe.
Tecklenborg, Joh. C., Geestemünde Vulcan-Werke, Harnburg u. Stettin
"Weser", A.-G., Schiffswerft, Bremen Wirsing, L., Oberingenieur der Ver
einigten Elbe-Schiffahrts-Gesell schaft, Dresden
Wilhelrnshaven
gewichtstafeln. Konstruktionsmaterial. Gewichtstafeln für Maschinenanlagen
von Seitenraddampfern.
Verschiedene Abschnitte. Stabilität, Festigkeit.
Wieder hat die hierdurch gekennzeichnete, dieses Mal noch gesteigede Förde rung der Buchbearbeitung durch Sachverständige der Praxis den Nutzungswert des Buches wesentlich gehoben, wofür Verlagsbuchhandlung und Herausgeber den genannten Behörden, Firmen und Persönlichkeiten besonderen Dank schulden. - Gewiß ist auch diesmal wieder eine .Auswahl. und in manchen Fällen eine Be schräJlkung auf das für wesentlich Gehaltene erfolgt, um den Umfang und die Kosten des Buches,. die ohnehin. wegen der teuren Herstellung besonders des figürlichen Materials namhaft sind, nicht noch zu erhöhen. Es darf aber wohl angenommen werden, daß das Buch in seiner jetzigen Form wieder für eine Reihe von .Jahren dem Zeitbedür{nis entsprechen und besonders auch der Schiffbau studierenden Jugend diejenigen Dienste leisten wird, welche die Be arbeiter angestrebt habeu.
Hamburg, im Herbst 1928.
Uere~:hnung und Entwurf der S~:hiHc. Seite
I. Begriffe und Benennungen . . . . . . . 1 A. Schiffbautechnische Begriffe . . . . . . . 1 B. Allgemeine Beschreibung des Schiffskörpers 3 C. Einteilung der Schiffe . . . . . 7
II. Maße und Formen der Schiffe . 26 A. Schiffbautechnische Bezeichnungen 26 B. Hauptmaße . . . . . . . . . . 33 C. Formen . • • . . • . • . . . . 35
1. Hauptmaße und ihre Verhältnisse zueinander . 35 a) Der Tiefgang und sein Verhältnis zur Breite T: B bzw.
Tg:B ..........•.......... : . 35 b) Die Länge und ihr Verhältnis zur Breite L: B 36 c) Die Breite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2. Hauptschnittflächen, ihre Völligkeltsgrade und Schwerpunkte 38 a) Längenschnitt oder Längenplan . . . . . . . . 38 b) Die Wasserlinie (Konstruktionswasserlinie) KWL 40 c) Das Haupt· (oder Null·) Spant ~ . . . . . . 40
3. Verdrängung, ihr Völligkeitsgrad und Schwerpunkt . 42 D. Schiffsgewicht . . . . . . . . 49
111. Erste Berechnung des Schiffes 52 A. Entwurfsverfahren 52
1. Handelsschiffe . . . . . . . 53 2. Kriegsschiffe . . . . . • • . 54
B. Einfluß des Schiffsbetriebes auf den Entwurf der Handelsschiffe 54 C. Gewicht und Schwerpunkt des Schiffskörpers 68
1. Gewicht des Schiffskörpers . . . . . . 68 2. Gewichtsschwerpunkt des Schiffskörpers 75
D. Aufstellung des Kostenanschlages 77 E. Entwurf des Linienrisses 81
1. Das Entwurfnetz . . . 81 2. Die Entwurflinien . . 83
IV. Berechnung der Inhalte, Schwerpunkte und Trägheits· momente ebener, von Kurven begrenzter Flächen 88 A. Berechnung durch Aufmaß mittels Annäherungsformeln 88
1. Flächeninhalte . . . . 88 a) Simpsons Regel I . . . . . . 89 b) Simp!>ons Regel li. . . . . . 91 c) Französische oder Trapezregel 92 d) Das Verfahren von Tschibyscheff 92
2. Schwerpunkte . . . . . . . . . . . . 94 3. Inhalts· und Schwerpunktskurven . . . 96
a) Inhalte und Schwerpunkte der Spanten und Wasserlinien 97 b) Rauminhalt und Schwerpunkt der Verdrängung 97 c) Spantinhaltkurven . . . . . . . . . . . . . . . . . • 99
Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes.
B. Berechnung auf zeichnerischem Wege (graphische Integration) 1. Flächeninhalte . . 2. Statische Momente . . . . . . . . . . . . . 3. Trägheitsmomente . . . . . . . . . . . . . . . . ...
C. Berechnung auf mechanischem \Vege mit Hilfe von Meßgeräten (mechanische Integration) •... 1. Integration mittels Planimeter 2. Integration mittels Integrator . 3. Integraphen . . . . . . . . .
V. Annäherungsformeln und andere Hilfsmittel. A. N ormands Annäherungsformeln .
1. Erläuterung der Formeln . . . 2. Anwendungen der Annäherungsformeln .
B. Bauers Annäherungsfonnein ..... . C. Verlauf der Spantenskalen von Frachtschiffen . D. Werte für die Berech11ung der .benetzten Oberfläche
1. Nach Taylor ............... . 2. Nach Olsen . . . . . . . ......... .
E. Einheitliche Behandlung der Schiffsberechnungen nach Hammar
Zweiter Abschnitt.
IX Seite 101 101 102 109 109 111 112
116 116 120 124 127 127 127 131 135 139 139 139 141 142
I. Schiffswiderstand und Maschinenleistung 151 A. Allgemeines über den Schiffswiderstand . 151
1. Bewegungserscheinungen am Schiff 152 2. Entstehung des Schiffswiderstandes . . . 154
B. Berechnung des Schiffswiderstandes und der Maschinenleistung 158 1. Altere Formeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 2. Neuere Berechnungsmethode . . . . . . . . . . . . 163
C. Bestimmung des Schiffswiderstandes durch Modellversuche 168 1. Frondesehe Modellversuchsmethode . . 168 2. Methode von E. V. Telfer . . . . . . 173 3. Modellversuchsmethode von Föttinger 173 4. Luftwiderstand des Schiffes . . . . . . 174 5. Modellversuchsanstalten und ihre Einrichtung . 176 6. Wellenkamps Schleppverfahren 179
D. Ergebnisse von Widerstandsmessungen . 180 1. Charakteristiken der WiderstandskurYe 181
a) Bei Fahrt auf tiefem Wasser . 181 b) Bei Fahrt auf flachem Wasser . . 184
2. Fahrt in Kanälen . . . . . . . . . 185 a) Wasserspiegelabsenkung und Gefällewiderstand 185 b) Kurzstabilität . . . . . . . 188 c) Schleppversuche mit Kähnen 189
3. Fahrt auf Strömen . . 189 a) Gleitgeschwindigkeit 189 b) Schleppleistung . . 191
4. Tangentialwiderstand . 192 E. Einfluß der Schiffsform auf den Widerstand 192
1. Schärfe der Schiffsform . 192 2. Deplacementsverteilung . . 193 3. Linienführung . . . . . . 197 4. Anbauten am Schiffskörper 197
X Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes.
F. Antriebsmittel . . . 1. Schaufelrad . . . 2. Schraubenpropeller
a) Theorie des Schraubenpropellers b) Propeller-Modellversuche . . . .
G. Zusammenwirkung von Schiffskörper und Propeller 1. Mitstrom (Nachstrom, Vorstrom), Sog 2. Leitvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . 3. Modellversuche . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Rechenbeispiel eines Modellversuchs mit Schrauben
H. Fahrtmessungen . . . . . . . . 1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . 2. Ermittlung der Geschwindigkeit . . . . . 3. Aufzeichnung der Geschwindigkeitskurven
J. Einfluß des Schiffsantöebes auf den Entwurf der Handelsschiffe II. Steuern . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A. Theorie des Steuerns . . . . . . . . . . . . 1. Herleitung des theoretischen Steuermoments 2. Der Deviationswinkel . . . . . . . . . . . 3. Bestimmung des Drehkreisdurchmessers 4. Vergrößerung des Ruderdrucks dm·ch den Derivationswinkel 5- Einfluß des Ruderdruckes auf Trimm und Krängung
a) Trimmänderung . . ... . b) Krängung ............ .
6. Krängen des Schiffes bei Drehung . . . . 7. Einfluß der Schrauben auf die Steuerfähigkeit
a) Ein- und Dreischraubenschiffe b) Zweischraubenschiffe
B. Ruderformen . . ·. . . . . . . . C. Ruderdruck . . . . . . . . . .
1. Berechnung des Ruderdruckes . 2. Arbeit des Ruderlegens ... .
III. Segeln ............. . A. Einleitende Bemerkungen zur Theorie der Luftkräfte . B. Grundlagen der Modellversuche . . . . . . . . . .
1. Modellversuchsanordnungen . . . . . . . . . . . 2. Luftwiderstandsgesetze und Definition der Formelgrößen . 3. Das Reynoldsche Ähnlichkeitsgesetz . . . . . . . . .
C. Grundlegende Messungsergebnisse für die Aerodynamik des Segels 1. Wirkung des Seitenverhältnisses 2. Wirkung der Wölbung . . . 3. Wirkung des Segelumrisses . 4. Druckmittelpunktwanderung
D. Besondere Segelversuche 1. Gaffelsegelmodell . . . . . . 2. Gewölbte Flächen mit Rundstab an der Vorderkante 3- Takelagewiderstand . . . . . 4. Unterteilung der Segelfläche
E. Entwicklungsmöglichkeiten . . 1. Profilsegel . . . . . . . . 2. Der rotierende Zylinder als Segel
F. Theorie des Segelns . . . . . 1. Geschwindigkeit und Richtung des Windes 2. Gleichgewichtsbedingungen für das Segelfahrzeug in der Be-
wegung ............•...........
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278
Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes. XI Seite
a) Angriffspunkt des Winddruckes. und Wasserwiderstandes 278 b) Einfluß der Lage des Gewichts- und Formschwerpunktes
auf das Segeln . . . . . . . . . 280 c) Segelfläche und Stabilität . . . . . . . . . . . . . . 281
3. Berechnung der Geschwindigkeit eines Seglers . . . . . . . 285 4. Veränderlichkeit der Kursdiagramme bei Änderung der rela-
tiven Größe von Segelfläche und Schiffswiderstand 286 5- Fahrtergebnisse großer Segl~r . . . . . . . . . . . . . . 290
Dritter Abschnitt.
A. Erklärung . . . . . . 294 B. Statische Stabilität . . 295
1. :\eigungen querschiffs . 295 2. Xcigungen längsschiffs 303 3. !\eigungen um beliebige Achsen 304
C. Zusammenhang zwischen Anfangsstabilität und statischer Stabi- lität für endliche Keigungen . . • . . . . . . . . . . . . . 305
D. Dynamische Stabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 E. Zusammenhang zwischen statischer und dynamischer Stabilität 307
II. Geometrie des Schiffes . . . . . . 310 A. Einfluß der. Schiffsformen auf die Stabilität 310
1. ~eigungen querschiffs. . . . . . . . . . 310 2. ~eigungen längsschiffs und um beliebige Achsen 320
B. Einfluß von Veränderungen der Hauptmaße auf die Stabilität 321 1. Höhe des Metazentrums über dem Formschwerpunkt . . 321 2. Stabilitätsmoment der Form (Stabi,lität für Neigungen) 322
C. Einfluß von Veränderungen der Formen unter \Vasser auf die Stabilität . . . . . . . . . . . . . . . 322
III. Berechnung der .Stabilität für Querneigungen 324 A. Rechnungsverfahren von Barnes 325
1. Theoretische Grundlage . . . . . . . . 325 2. Ausführung der Stabilitätsrechnung 330
B. Rechnungsverfahren von Benjamin-Spence 336 C. Integratorverfahren von H. L. Schulz (Fellowsches Verfahren) 337 D. Planimeter-Verfahren von Middendorf. . . . . 341 E. Stabilitätsermittlung nach Kempf . . . . . . . . . . . 345 F, Nachprüfung von Stabilitätsrechnungsergebnissen 347 G. Überschlags- und .-\nnäherungsrechnungen zur Ermittlung der
Querstabilität . . . . . . . . . 347 IV. Anwendungen der Stabilitätslehre 355
A. Trimm und Krängung. . . . . . . 355 1. Trimmberechnung . . . . . . . . 356 2. Bestimmung des Gewichtsschwerpunktes durch Krängung 358
B. Auswertung von Stabilitätsrechnung und Krängungsversuch 363 C. Veränderungen des Gewichtszustandes 366
1. Beliebige Verschiebung von Gewichten . . . . . . 366 2. Zuladung und Abladung von Gewichten . . . . . 367
D. Bewegliche Ladung (Wasser im Schiff, Leckstabilität) 371 1. Einfluß fliissiger Ladung auf die Anfangsstabilität 374 2. Einfluß flüssiger Ladung auf die Stabilität der Neigungen 374
E. Leckrechnung 377 F. Strandung 385 G. Docken 387
XII Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes.
H. Stapellauf • . . . • . . 1. Der Verlauf . . . . . 2. Der eigentliche Ablauf 3. Das Aufschwimmen 4. Die Stabilität beim Stapellauf 5. Stapellaufmessuugen und Bremsmittel
I. Aufschleppen ...•.... V. Praktische Stabilitätslehre
Seite 388 389 390 397 399 403 407 408 408 408 409 410 415 417 417 419 419 421 421
A. Wellen ..... . 1. Arten der Wellen 2. Form der Wellen 3. Rollwellen . . . . 4. Beobachtete und berechnete Wellen
B. Wind ......... . 1. Windgeschwindigkeit . . . . ... 2. Vertikale Windverteilung . . . . . 3. Winddruck .......... .
C. Rollschwingungen der Schiffe in ruhigem Wasser 1. Erläuterung . · . . . . . . . . . . . . . . 2. Schlinger- oder Rollbewegung ohne Berücksichtigung des
Wasserwiderstandes . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Ermittlung des Massenträgheitsmoments durch Rechnung 4. Ermittlung des Massen~rägbeitsmoments durch Schwinger-.
versuch ..................... . 5. Schlinger- oder Rollbewegung mit Berücksichtigung des
Wasserwiderstandes. . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Schwingungen um die Querachse . . . . . . . . . . 7. Stampfbewegungen und Tauchschwingungen als Begleiter der
Rollbewegungen . . . . . . . . . . . . . . . 8. Ausschwingungskurve .............. . 9. Größe des Widerstandes 1md der Widerstandsarbeit.
10. Vorrichtungen zur Bestimmung der Schlingerwinkel. 11. Mittel zur Verringerung der Rollbewegungen von Schiffen
D. Rollschwingungen der Schiffe im Seegang ......... . 1. Wellenimpuls und Rollwinkel . . . . . . . . . . . . . 2. Folgen verschiedener Verhältnisse der Rollperiode des Schiffes
zur Wellenperiode .......... . 3. Berücksichtigung des Wasserwiderstandes . . . . . . . . .
E. Querstabilität im Seegang . . . . . . . . . . . . . . . . . VI. Beurteilung und Beeinflussung von Stabilitätseigen·
schaften ..•.......... A. Methoden der Stabilitätsbeurteilung
421 424
446 450 452
453 453
1. Überneigung durch Wind 2. Schwingungseigenschaften 3. Wind und Seegang . . . 4. Umfang der Stabilität . 5. Bewertung von Aufbauten 6. Ladung ........ . 7. Leckstabilität . . . . . .
.. 454 455 455 456 456 457 457
B. Größe der erforderlichen Anfangsstabilität, der Stabilität für Neigungen und des Stabilitätsumfanges . 1. ·Segler .............. . 2. Große Personendampfer . . . . . . 3. Mittlere Fracht- und Personendampfer 4. Frachtschiffe . . . . . . . . . . . 5. Fischdampfer und kleinste Frachtdampfer
457 457 458 459 459 460
Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes. XIII Seite
6. Revier- und Flußdampfer . • . . . 460 7. Schlepper, Tonnenleger, Eisbrecher 461 8. SchY.immende Kräne . . . . . . . 461 9. Kriegsschiffe . . . . . . . . . . . 461
C. Beeinflussung \'On Stabilitätseigenschaften durch die Konstruktion 462
Vierter Abschnitt. Festigkeit.
I. Allgemeine Festigkeitslehre 465 A. Erläuterungen . . . . . . . . . . 465 B. Allgemeine Gesetze . . . . . . . . 466 C. Elastizitäts- und Festigkeitszahlen für Maschinen- und Hochbau 468 D. Zulässige Spannungen für Maschinen- und Hochbau 470 E. Festigkeit gerader Stäbe. . 471
1. Zug- und Druckfestigkeit 471 2. Knickfestigkeit . . 471 3. Biegungsfestigkeit 474 4. Schubfestigkeit. 480 5. Drehungsfestigkeit 481 6. Zusammengesetzte Festigkeit 481
II. Ergänzungen der Festigkeitslehre und Festigkeit von Schiffskonstruktionselementen. . . . . . . . . . 482 A. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 B. Schiffbaumaterialien und ihre Festigkeitseigenschaften . . . . 484 C. Anwendung allgemeiner Festigkeitsbegriffe auf die Eigenarten
der Schiffbaukonstruktion . . . . . . . . . 491 .D. Beanspruchungen im genieteten Blechträger . 493 E. Die durch Wasserdruck beanspruchte Platte. 496 F. Festigkeit der Nietverbindungen . . . . . . 498
III. Längs- und Querfestigkeit des gesamten Schiffskörpers 500 A. Allgemeines . . . . . . . . . . . . 500 B. Längsfestigkeit des Schiffes in ruhigem Wasser . 500 C. Längsfestigkeit des Schiffes in bewegtem Wasser 504 D. Widerstandsmoment des Schiffskörpers , . . . . 509
1. Die ältere Auffassung des wirksamen Widerstandsmomentes 509 2. Neuere Auffassungen des wirksamen Widerstandsmomentes 514
E. Berechnung und zulässige Größe der Normalspannungen aus Längsbiegung und Wasserdruck . . . . . . . . . . . . . . 516
F. Schubbeanspruchungen und -Spannungen aus der Längsbiegung 526 G. Durchbiegung des Schiffskörpers . . . . . . 528 H. Querfestigkeit von Schiffen . . . . . . . . . . . 529 J. Die Clapeyronsche Gleichung im Schiffbau . . . 533 K. Festigkeitsbeanspruchungen außerhalb des Wassers 541
1. Strandung . 541 2. Ablauf . . . . . . . . . . . . 542 3. Dockung . . . . . . . . . . . 544
L. Die Schwingungen des Schiffskörpers 547
Fünfter Abschnitt.
Messung und Ausnutzung des Schiffsraumes. I. Vermessung der Schiffe. . 560
A. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . 560 B. Meßverfahren für Seeschiffe . . . . . . 560 C. Vermessungsbestimmungen für Seeschiffe 564
1. Schiffsvermessungsordnung 564 2. Technische Anweisung an die Schiffsvermessungsbehörden 568
XIV Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes.
Seite 3. Instruktion zur Schiffsvermessung . . . 573 4. Schiffsvermessung für den Suezkanal. . 576 5- Schiffsvermessung für den Panamakanal 581
D. Eichung der Binnenschiffe . . . . . . . . 597 E. Personenzahlvermessung für Binnen- und Küstenschiffe 597 F. Vermessungsbestimmungen für Segeljachten . 598 G. Vermessungsbestimmungen für ~[otorboote 599
II. Freibord und Tiefladelinie . 600 A. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . 600 B. Grundlagen für die Bestimmung des Freibords 602 C. Freibordvorschriften der See-Berufsgenossenschn:·t 603 D. Freibord für Segelschiffe und Seeleichter . . 618 E. Die Freibordvorschriften des Board of Trade 624
III. \Vasserdichte Abteilungen 630 Allgemeines 630
.-\. Handelsschiffe . . . . . . 630 1. Grundsätze für die Unterteilung des Schiffsraum•-s 630 2. Vorschriften des Germ. Lloyd . . . . . . . . 631 3. Schottenstellung mit Rücksicht auf die Schwimmfähigkeit
der Schiffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631 4. Bauausführung der wasserdichten Schotte und Öffnungen in
denselben . . . . . . . . . 640 5. Schottürschließvorrichtungen . . . . . . . . . . . 642
B. Kriegsschiffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 1. Grundsätze für die Anordnung wasserdichter \Vandungen 648 2. Einzelheiten für den Bau der wasserdichten \Vandungen und
Verschlüsse 650 IV. Ladung und Besatzung 651
A. Handelsschiffe . . . . 651 1. Ladung . • . . . . 651 2. Brennstoff, Speisewasser, Verbrauchsstoffe 663 3. Besatzung, Fahrgäste und lebendes Vieh . 664 4. Besondere Einrichtungen für die Benutzung der Schiffsräume.
Lüftungseinrichtungen . . . . . . 668 B. Kriegsschiffe . . . . . . . . . . . . . . . . . 680
1. Gewichte von Besatzung und .-\usrüstung 680 2. Unterbringung der Besatzung und Ausrüstung 683 3. Unterbringung des Brennstoffvorrates . . . 693 4. Besondere Einrichtungen für die Benutzung der Schiffsräume 694
Sechster Abschnitt.
l'iinrichtungen für den Schiffsbetrieb. I. Bemastung und Takelung. 706
A. Handelsschiffe . . . . . . . . . . . . 706 1. Wahl der Takelung . . . . . . . . 706 2. Größe und Verteilung der Segelfläche 708 3. Ausführung und Abmessungen der Bemastung 716 4. Form und Verwendung der Segel . 718 5. Aufhängung und Schnitt der Segel 719 6. Stehendes Gut . . . . . . 722 7. Laufelldes Gut . . . . . . . . . . 726 8. Beispiele von Segelschiffen . . . . 726 9- Gewichte von Einzelheiten der Bemastung und Takelung 726
10. Vorkehrungen an Masten und Takelung . 731 11. Ersatzstücke für die Bemastung und Takelung . . . . . 731
Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes. XV
Seite B. Kriegsschiffe . . . . . . . . . . . 731
1. Anforderungen an die Bemastung 731 2. Zahl und Aufstellung der Masten 732 3. Bauart und Höhe der Masten . . 732 4. Berechnung der !\fasten . . . 733
II. Lade- und Löscheinrichtungen der Handelsschiffe 734 1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . 734 2. Schiffe der allgemeinen Frachtfahrt . . . . 735
Einzelheiten des Ladegeschirrs, einschließlich Winden 741 3. Schiffe für Sonderz\vecke 7 51
a) Kohlenschiffe . . . . . . . . . . . . . 7 51 b) Tankschiffe . . . . . . . . . . . . . 752
4. Einrichtungen für die Proviant-, Gepäck- und Post-Übernahme 752 5. Einrichtungen für BFennstoffübernahme und Ascheentfernung 753
a) Handelsschiffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 53 b) Kriegsschiffe . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 54
III. Anker, Ketten, Trossen und zugehörige Einrichtungen 758
A. Anker . . . . . 758 1. Handelsschiffe 758 2. Kriegsschiffe . 7 59
B. Ankerketten . . 764 1. Handelsschiffe 764 2. Kriegsschiffe . 765
C. Trossen . . . . 769 1. Handelsschiffe 769 2. Kriegsschiffe • 7 70
D. Einrichtungen. für Anker,. Ketten und Trossen 772 1. Spille . . . . . . . . . . . . . . • . . . 772 2. Anker-Krane und Davits, Ankerklüsen und Kettenstopper 777
a) Handelsschiffe . • . . . . . . . . . 777 b) Kriegsschiffe . . . . . . • . . . . 780
3. Poller, Klampen, Klüsen, Trossenwinden 780 IV. Boote und zugehörige Einrichtunge.n 785
A. Handelsschiffe . . . . 785 1. Boote . . . . . . . 78 5 2. Aussetzvorrichtungen für Boote 788
B. Kriegsschiffe . . . . . 794 1. Boote . • . . . . . 794 2. Aussetzvorrichtungen für Boote 797
V. Ruder- und Steuervorrichtungen 800 A. Handelsschiffe . . . . 800
1. Ruder . . . . . . 800 2. Steuervorrichtungen 801 3. Steuermaschinen . . 802 4. Übertragung der Steuerbewegung 805 5- Berechnung des Rudergeschirrs 806
B. Kriegsschiffe . . . . . . . . . . . 808
VI. Pumpen, Lenz-, Ballast·, Feuerlösch-und sonstige Ein- richtungen für Wasser . . . . . . . . 809 A. Handelsschiffe . . . . . . . . . . . . 809
1. Pumpen, Lenz- und Ballasteinrichtung 809 2. Feuerlösch- und Deckwascheinrichtung 812 3. Bade- und Klosettwasserleitungen 812 4. Frischwasserversorgung 813 5. Entkeimung . . . . . . . . . . 814
XVI Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes.
6. Allgemeines über Rohrleitungen .... 7. Speigaten und sonstige Abflußleitungen
B. Kriegsschiffe . . . . 1. Lenzeinrichtungen • . 2. Fluteinrichtungen 3. FeuerlÖscheinrichtungen . 4. Wasserleitungen •... 5. Speigatleitungen • . . . 6. Peil-, Luft- und Peillenzrohre, Durchlüftungshähne oder -rohre 7. Rohrleitungen im allgemeinen . . . . . 8. Schiffspumpen . . . . . . . . . . . .
VII. Einrichtungen zur Befehlsübermittlung VIII. Kompasse und ihre Aufstellung • . . .
A. Allgemeines über Magnetkompasse . . . . B. Wahl des Aufstellungsortes der Magnetkompasse C; Kreiselkompaß ~ .-
1. Allgemeines , . . . . . . 2. Mutterkompaß . . . • . . 3. Kreiselkompaßübertragung 4. Tochterkompaß 5. Selbststeuer . . . 6. Koppeltischanlage 7. Kursschreiber . . 8. Strombedarf, Wartung, Prüfung und Vorteile des Kreisel-
kompasses ............ . IX. Funkspruch- und Un terwasserschalle.inrich tungen, Zeit-
kabel ......... . A. Funksprucheinrichtungen . . .
Schiffen . . . . • , ' . . • B. Unterwasserschalleinrichtungen.
C. Leitkabel • . . . . . . . .
Siebenter Abschnitt.
II. Geschützbewaffnung ... A. Geschütze .•......
1. Kaliberwahl . . . . . . 2. Rohre und deren Lafetten 3. Pivotierung ... 4. Geschützstand . . S. Munitionsaufzüge . 6. Riebtmittel , . . 7. Antrieb der maschinellen Einrichtungen 8. Panzerschutz und Anordnung der Geschütze 9. Aufstellung der Geschütze • . • . . . . .
Seite 814 814 814 816 821 824 824 824 825 825 825 827 829 829 830 832 832 834 835 835 836 836 836
837
838 840 840 841 843 844 844 844 845
849 850 850 850 851 852 853 854 854 854 855 856
Inhaltsverzeichnis des ersten Bandes.
B. Munition 1 . Geschosse 2. Pulver 3. Munitionsverpackung 4. Unterbringung der Munition . 5. Stauung der Munition 6. Munitionsförderung
C. Artillerieleitung . . . . . D. Kruppsehe Geschütze . . E. Umrißzeichnungen von Geschützen fiir Entwurfszwecke
III. Torpedobewaffnung ..... . A. vVhitehead-Torpedo ...... . B. AusstoßYorrichtung und Luftpumpen C. Einbau der Torpedobewaffnung D. Lagerung der Torpedos und der Ladung, Fördereinrichtungen E. Torpedoleitung . . F. Gewichte . . . . .
IV. Minenbewaffnung. A. Seeminen B. Minenwurfeinrichtung<'n C. Minensucheinrichtungf'n
V. Panzerung . . . . . . A. Material . . . . . . . B. Abmessungen und Form der Platten C. Geschoßwirkung gegen Panzerplatten D. Anordnung der Panzerung . E. Einbau der Panzerung . . . . . .
I. Allgemeines A. Geschichte
B. Beschreibung und Benennungen
II. Tauchen, Unterwasserfahrt und Auftauchen A. Das Tauchen auf der Stelle . . . B. Das Fahren unter Wasser . . . .
III. Stabilität der Unterseefahrzeuge. A. Anfangsstabilität . . . . . . . . B. Stabilität bei endlichen Neigungen C. Stabilität im Leckfall . . . . . D. Stabilität beim Aufgrundliegen . . E. Stabilität beim Auftauchen
IV. Entwurf der Unterseefahrzeuge A. Allgemeines . . . . . . 13. Reserveschwimmkraft und Ballastbehälter . C. Berechnung der Flut- und Entlüftungsorgane D. Fn•ibord .. . E. Ruder ........... .
1. Tiefenruder . . . . . . . . 2. Haupt-(Vertikal-)Ruder, auch Seilenruder genannt.
F. Form und Widerstand G. Geschwindigkeit und Fahrbereich. H. Bewaffnung
Jobow-Foerster, HUfsbuch I. 5. Auf!. b
XVII Seite 858 858 859 859 859 861 861 862 863 867 871 871 872 872 873 873 873 874 R74 874 874 874 874 875 876 877 880
882 882 885 890 890 890 896 896 900 902 903 903 903 903 908 911 <)14 914 914 921 922 924 926
XVIII Inhaltsverzeichnis des zweiten BandPs.
Seite .T. Festigkeit des Druckkörpers . . . . . . . . . . 927
1. Unendlich langer Kreiszylinder ohne Versteifungen 92~
2. Kreiszylinder ohne Versteifungen mit Endböden 929 3. Kreiszylinder mit Versteifungen (Spanten) 929 ~. Zylinder mit aus Kreisbogen bestehender Querschuittsfurm
mit Stützen . . . . . . . . . 933 5. Zylinder mit beliebig geformten Spanten 933 6. Kegelstümpfe . . . . . 936 7. Einzellasten . . . . . . . . 936
\". Tabe Jle: Hauptangaben über U-Boote 938 VI. Literaturnach weis . . . . . 938
Anhang. l. Gesetzliche Bestimmuu;;en und andere Vorschriften ... 941
A. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 B. Auszug aus den gesetzlichen Bestimmungen über die Flaggen
fl\hrung, die Registrierung und Kennzeichnung der Schiffe (Auszug) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943
C. Beaufsichtigung des Tiefgangs der Seeschiffe durch die See Berufsgenossenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 5
D. Anspruch der Schiffsmannschaft auf Logis, Kost und Kranken- pflege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946
E. Gesetz über das AuswanderungS\Yescn (Auszug) . . . . . . . 948 F. Unfal!Yerhütungsvorschriften der See-Berufsgenossenschaft (Ans-
zug) . . . . . . . . . . . . . . . . . 954
Sach verzcichni,; 979
1. Potenzen, Wurzeln, Briggssehe Logarithmen, reziproke \\'erte, Kreis- umfänge und Kreisflächen von 1 bis 1000 2
2. Potenzen von 1000 bis 2000 . . . . 22 3. Kreisfunktionen . . . . . . . . . 32
4- Binominalkoeffizienten ( 1:) bis ( ;~) 36
5- Quadrat- und Kubikwurzeln einiger Brüch<' 36 6. Wichtige Zahlenwerte . . . . . . . . 36 7. Das metrische Maß und Gewicht. . . . . 37 8. Gebräuchliche Maße fiir den Schiffbau . . 37 9- Vergleichende Übersicht der deutschen und englischen :.\laße und Ge-
wichte mit Umrechnungstafeln . 38 10. Spezifische Gewichte 50 11. Seemeile und Knoten 52 12. Dampferwege . . . . 54
Inhaltsverzeichnis des zweiten Bandes.
"George \Vashington". . . . . . . . . Zweischrauben-Turbinendampfer ,,Hamburg'' Dreischrauben-Fahrgast- und Frachtdampfer "Cap
Polonio'' . . ', . . . . . . . . . . Zweischrauben-Turbinen-Schnclldamplcr "Cap ,\r-
nliento" . . . . . . . . . . . . La Plata-Frachtdampfer . . . . . . Ostasien- b1.w. allgemeiner Frachtdampfer Westindien-Frachtdampfer \Vestindien-l\Iotorschiff Frachtmotorschiff "Havelland" Einschrauben-Motortankschiff . Einschrauben-Turbinenschiff , , Saarland'' Ostafrika-Fracht- und Fahrgastdampfer Ost- und Westafrika-Frachtdampfer Austral-Frachtdampfer Viermastsegler Ostsee-Frachtdampfer Hochsec-Kühlleichter . Rhein-See-Frachtdampfer . Donan-Torschlepp . . . . Hhein- Schleppkahn 1 000-t-Donau-Schleppkahn Hochsee-Fischdampfer . . Hochsee-Schleppdampfer . Großer deutscher l!-Bootstyp Deutsches Minen-U-Boot .. Anordnung bei Modell- Schleppversuchen nach Fronde
mit nachgeführten Propellern . . . . . . . . .\nordnung bei :.\Iodell-Schleppversuchen mit Eigen-
antrieb. . . . . . . . . . . . . . . . . .
neu bearbeitet in Gemeinschaft mit
Obermarinebaurat A. BI e eh s eh m i d t · Dr.-Ing. C. Co m m e n t z . Dipl. Ing. H. Croseek · Dipl.-Ing. A. Garweg • Dr.-Ing. G. Kempf . Ober ingenieur F. Kielhorn. Dipl.-Ing. H. Lorenz . Dr.-Ing. H. Meyer Dipl.-Ing. F. Otto · Marinebaurat H. Paech • Dr.-Ing. e. h. I-I. Teehel
Professor Dr.-Ing. e. h. F. Wer n er t · Dipl.-Ing. G. Z e y s s
von
Dritte Band
Aile Rechte, insbesondere das der tl"bersetzung in fremde Sprachen, vorbeha1ten.
Copyright 1928 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Ursprüng1ich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1928
Softcover reprint of the hardcover 5th edition 1928
Additional material to this book can be downloaded from http://extras.springer.com
Vorbemerkungen zum zweiten Band. Die zuerst in der 4. Auflage des "Johow-Foerster" 1920 aufgenommene Samm
lung modernen Konstruktionsmaterials war in der dafür gewählten Form damals eine J\euheit. Den \Vünschen nach Hergabe oder Veröffentlichung so vollständiger Unterlagen zum Zwecke des Studiums oder der Konstruktionshilfe haben die dafür entscheidenden Stellen damals aus verständlichen Gründen nur bruch teilweise entsprochen; immerhin war es schon sehr dankbar anzuerkennen, daß die um Unterstützung solcher Zusammenstellungen angegangenen Reedereien und V>-erften derart bereitwillig ihr neuestes Material beigesteuert hatten, daß doch wenigstens kein nennenswerter deutscher Seeschiffstyp auszufallen brauchte.
Die Beratung der 5. Auflage durch Sachverständige der Praxis ebenso wie des Hochschul- und :\Iittelschulwesens hat nun gezeigt, daß gerade der Tafelband des \\"erkes derart eingeschätzt wurde, daß eine wesentliche Verstärkung will kommen sein mußte. So hat sich denn das Konstruktionsmaterial von 33 Tafeln der 4. Auflage auf 56 Tafeln der vorliegenden Auflage gesteigert.
Der deutsche Schiffbau hat seit Erscheinen der letzten Auflage eine Reihe hervm-ragender Typen von Fahrgast- und Frachtschiffen geschaffen, ohne daß das früher in diesem \Verk aufgenommene Material heute als veraltet bezeichnet werden könnte, - wenn es auch, soweit Hauptsparrte mit Materialstärken betreffend, nur unter Berücksichtigung der neuen Klassifikationsvorschriften verwendbar ist und bezüglich einiger der Einrichtungspläne einen mehr historischen Charakter angenommen hat.
Im einzelnen ist wieder zu den Tafeln zu bemerken, daß die von den Reedereien und \Verften gelieferten Unterlagen ohne allzu gleichmacherische Arbeit ver wendet worden sind; nur bei den zeichnerischen Darstellungen ist aus Übersicht~ gründen eine möglichst gleichartige Anordnung angestrebt.
Das früher als erster Abschnitt des 1. Bandes aufgenommene Berech nungs- und statistische Material ist diesmal in den 2. Band übernommen worden, der somit eine in sich abgeschlossene Einheit darstellt, während dem 1. Band dadurch ein rein schiffbautechnisches Gepräge gesichert wurde.
Die Schiffslisten am Schluß des Bandes sind durch zahlreiche neue Schiffe ergänzt worden, während ältere Schiffe, soweit sie nicht ein technisch-historisches bzw. Vergleichsinteresse besitzen, herausgenommen wurden. Die Erweiterung und Bereicherung dieses Bandes ist wiederum nur möglich gewesen durch die in den Tafelüberschriften und in den Schiffslisten genannten Reedereien und Schiffswerften, welche ihr Material in dankenswertester Weise diesem Zwecke zur Verfügung gestellt haben.
Im übrigen möchte die Sammlung wieder nicht nur unmittelbare Hilfsmittel für die Projektierung und Konstruktion geben, sondern auch eine Quelle viel fältiger Anregungen, besonders für unsere studierenden Schiffbauer, sein. Unsere Zeit bietet dem Ingenieur, der auf der Grundlage eines vielseitigen Wissens und Könnens an neue Aufgaben herantritt, eine Fülle von C\Iöglichkeiten zu weiteren Fortschritten. Möge auch der Tafelband dieses Buches sein Scherflein dazu bei tragen, der weiteren Entwicklung von in jeder Hinsicht praktischen und denkbar wirtschaftlichen Schiffstypen zu dienen.
Hamburg, Herbst 1928.
Dr.-Ing. E. Foerster.
1. Potenzen, \Nurzeln, Briggssehe Logarithmen, reziproke \\"crtc, Kreis- umfänge und Kreisflächen von 1 bis 1000 2
2. Potenzen von 1000 bis 2000 22 3. Kreisfunktionen . . . 32
4. Binominalkoeffizientcn ( ~~) bis (;~) 36
5. Quadrat- und Kubikwurzeln einiger Brüche 36 6. \Vichtige Zahlenwerte . . . . . 36 7. Das metrische ?>Iaß und Gewicht . 37 8. Gebräuchliche Maße für den Schiffbau 37 9. Vergleichende Übersicht der deutschen und englischen l\'laße und Ge-
wichte mit Umrcchnung>tafcln 38 10, Spezifische Gewichte . 50 11. Seemeile und Knoten 52 12. Dampferwege . . . . 54
II. Tafeln.
"George \\' ashington" . . . . . . Zweischrauben-Turbinendampfer ,,Hamburg" Dreischrauben-Fahrgast- und Frachtdampfer "Cap
Polonio" . . . . . . . . . . . . . Zweischrauben-Turbinen-Schnelldampfer "Cap Ar-
und "Reliance" . ............. . La Plata-Doppelschrauben-'\Iotorschiff "Monte Sar-
miento" ...... . La Plata-Frachtdampfer .
Tafeln
1-2
mit nachgeführten Propellern . . . . . . . . Anordnung bei :\lodell-Schleppversuchen mit Eigen-
antrieb . . . . . . . . . . . . . . . .
I. Begriffe und Benennungen. A. Schiffbautechnische Begriffe 2).
Archimedisches Prinzip. J eder im Wasser schwimmende Körper (Schiff) verdrängt eine Wassermenge, die ebenso schwer ist wie der Körper selbst.
Verdrängung heißt der Rauminhalt der vom Körper beim Schwimmen ver· drängten Wassermenge in cbm, Wasserverdrängung (Deplacement) -V-.
Auftrieb, Schwimmkraft ist die Kraft, welche das Schwimmen verursacht. Der Auftrieb- A -ist gleich dem Gewicht der Verdrängun g in t , also gleich deren Rauminhalt mal dem spezifischen Gewicht des \Vassers - i'
A = :· ·V. Die Richtung des Auftriebs geht
senkrecht von unten nach oben (der Schwerkraft entgegen) durch den Schwerpunkt der Verdrängung, Form· (Deplacement·) Schwerpunkt F- (Abb.1) .
Gesamtgewicht - P -, das Ge· wich t aller der Schwerkraft unter· liegenden Teile des fertig ausgerü·
Abb. 1.
ste ten und beladenen Schiffes in t, ist gleich dem Auftrieb.
P = A = ;· ·V. Angriffspunkt der Schwerkraft, des Gesamtgewichts, ist der G e wichts ·(System·) Schwerpunkt - G - .
(Reserve· )Schwimmfähigkeit, Auftr.iebsüberschuß ( Restauftrieb) ist vor· banden, wenn der schwimmende Körper (das Schiff) in diesem Zustand mit einem Teil seiner (dichten) Form über die Wasserfläche hervorragt. Der Auf triebsüberschuß ist gleich dem Gewich t der Reserveverdrän g ung , also gleich dem Rauminhalt des austauchenden (dichten) Teils mal dem spezifischen Gewicht des \Vassers.
Schwimmfähigkeit, allgemein, ist d as Bestreben des völlig untergetauchten Körpers, an die Wasseroberfläche zu gelangen. Sie h ängt ab von der Gesamtfor m des Körpers und den spezifischen Gewichten von Körper und \Vasser.
Die Sch wimmf ä higke it ist eine unbeding t e, wenn das spezifische Gewicht des Körpers k leiner oder höchstens ebenso groß ist wie das des Wassers (schwimmende Vollkörper, vollst ändig geschlossene schwimmende Hohlkörper);
1) Quellenangaben s. S. 964. 2 ) S. a, Schi ffbau technische Be zeichnungen S. 26 f.
Jobow·Foerster, Hilfsbuch I. s. Aufl.
2 Berechnung und Entwurf der Schiffe.
sie ist eine bedingte, wenn das spezifische Gewicht des Körpers zwar größer ist als das dt>s Wassers, wenn aber der Körper, eingetaucht, eine größere Gewichts menge Wasser verdrängt, als er selbst schwer ist (nicht völlig geschlossene, schwimmende Hohlkörper, in deren Inneres kein oder nur so viel WassE'r ein dringen kann, daß noch ein Überschuß an Auftrieb bestehen bleibt).
Bei geschlossenen Hohlkörpern ist die Schwimmfähigkeit von der Lage des Körpers im Wasser unabhängig; bei nicht geschlossenen richtet sie sich nach dem Abstand der nächsten über der Schwimmebene liegenden Öffnung.
Unbedingte Schwimmfähigkeit haben: Flöße, treibende Wracks, unsinkbare Rettungsboote, Bojen und FahnYasser
tonnen.
Bedingte Schwimmfähigkeit haben: Schiffe, die durch einen angemessenen I1reibord im Seegang oder durch Einteilung des
Schiffsinnern in eine Anzahl wasserdichter Räume bei Zerstörung der äußeren Haut sch,vimm fähig erhalten werden.
Unterseeboote, welche nach Einlassen von Wasserballast noch einen Restauftrieb besitzen, der sie befähigt, an der Wasseroberfläche, wenn auch in tief eingetauchtem Zustand, zu ver bleiben.
Keine Schwimmfähigkeit haben: Torpedos und Unterseeboote, deren Gesamtgewicht gleich dem Gewicht ihrer Verdrän
gung ist, die sich bei Unterwasserfahrt durch die Wirkung der Tiefenruder in einer gewissen Tiefe halten.
~egative Schwimmfähigkeit (Untertrieb) haben:
Torpedos und Unterseeboote, wenn deren Gesamtgewicht größer als das Gewicht ihrer Verdrängung (ihr Auftrieb) ist, und die sich bei Unterwasserfahrt dann durch die Wirkung der Tiefenruder schwimmend erhalten.
Wasserlinie heißt die Schwimmebene, bis zu welcher das Schiff in das Wasser eintaucht; im engeren Sinne bedeutet Wasserlinie die Umgrenzungslinie dieser Schwimmebene. Man unterscheidet:
Ladewasserlinie, Tiefladelinie, auf welcher das Schiff mit seiner Ladung, also im vollkommen seefertig ausgerüsteten und beladenen (be frachteten) Zustand - die Tiefladelinie wird behördlich festgelegt -,
Leichtwasserlinie, auf welcher das Schiff ohne Ladung, also im betriebs fertigen, aber leeren (leichten) Zustand, ohne die nÜtzliche Ladung,
Konstruktionswasserlinie (KWL), auf welcher das Schiff bei dem der Konstruktion zugrunde gelegten Ausrüstungszustand schwimmt1).
Eigengewicht des Schiffes (Schiffseigengewich t) ist das der Leicht wasserlinie entsprechende Gewicht des fertigen, unbeladenen Schiffes mit Aus- rüstung und Zubehör, mit der fest eingebauten Ausstattung der Innenräume sowie mit Maschine und Kessel. Zum Eigengewicht des Schiffes gehört a!les zum Be triebe der Maschinen gehörige Wasser in den Kesseln, im Kondensator und in den Rohrleitungen, ferner Maschinenteile aller Art.
(Nutz· )Tragfähigkeit 2) umfaßt das Gewicht der Z ulad un g, welche das Schiff von der Leichtwasserlinie auf die Ladewasserlinie bringt. Zur Tragfähigkeit rechnen außer der Ladung also Brennstoffe, Trinkwasser, Proviant, Kessel speisewasser, soweit es in Tanks mitgeführt wird, Maschinenvorräte, Inventar der Besatzung.
Tiefgang heißt das Maß der Eintauchung von der Wasserlinie bis zum tiefsten Punkt des Kiels.
Trimm, Vertrimmung heißt der Unterschied zwischen dem hinteren und dem vorderen Tiefgang.
1 ) Über die bei den Kriegsmarinen der verschiedenen Staaten üblichen Ausrüstungsmengen (Brennstoff, Munition usw.), welche der Konstruktion zugrunde gelegt werden, s. Nauticus 1914, s. 539-
') Auch häufig Nutzladefähigkeit genannt, obwohl Ladefähigkeit streng genommen den für die Nutzladung verfügbaren Raum betrifft (s. S. 652).
Allgemeine Beschreibung des Schiffskörpers. 3 Steuerlastig ist ein Schiff, dessen Tiefgang hinten größer ist als vorn. Kopflastig ist ein Schiff, dessen Tiefgang vorn größer ist als hinten. Oleichlastig ist ein Schiff, dessen Tiefgang vorn und hinten gleich
groß ist. Trimmen bedeutet, durch Verlagerung von Gewicht oder Verdrängung der
Länge nach den Unterschied der Tiefgänge vorn und hinten verändern. Schlagseite hat ein Schiff, welches nach einer Seite geneigt liegt. Krängung, krängen. Der Winkel, um welchen das Schiff seitlich geneigt
ist, heißt Krängung; man sagt: das Schiff krängt nach Steuerbord oder Back bord.
Rollen, Schlingern. Ein Schiff rollt oder schlingert, wenn es sich um eine Längsachse bewegt.
Stampfen, Setzen. Ein Schiff stampft oder setzt, wenn es sich um eine Quer achse bewegt; Stampfen bezeichnet hierbei vornehmlich die Abwärtsbewegung des Buges, Setzen die des Hecks.
Gieren. Ein Schiff giert, wenn es sich um eine senkrechte Achse bewegt. Rank ist ein Schiff, wenn es leicht in eine geneigte Lage und in Rollbewegungen
gebracht werden kann. Steif oder stabil ist das Schiff, wenn es die Eigenschaft hat, sich schnell aus
einer geneigten Lage \Üeder aufzurichten (s. Stabilität). Seefähigkeit. Sicherbei t und Seefähigkeit besitzt ein Schiff, dessen
Schwimmfähigkeit im Seegang gesichert ist, dadurch daß alle Öifnungen in seinem dichten Teil hoch genug über Wasser liegen, dessen Bewegungen (infolge guter Stabilität) ruhig und angenehm, dessen Bauteile kräftig genug sind, um den Beanspruchungen im Seegang standzuhalten (s. Festigkeit der Schiffe); ferner umfaßt der Begriff Seefähigkeit Eigenschaften bezüglich Einrichtung und Ausrüstung des Schiffes, die für eine sichere Führung desselben über See unbe dingt erforderlich sind und die im Falle der Not eine gewisse Sicherheit für Schiff, Ladung und Besatzung gewährleisten (wasserdichte Schotteinteilung, Pumpen anlage, Boote u. a. m.). Der versicherungsrechtliche Begriff der Seefähigkeit ist viel umfassender als der rein technische1).
Steuerfähigkeit. Steuer- (manövrier-) fähig ist das . Schiff, welches dem Ruder (Steuer) gut gehorcht, sich schnell wendeil läßt. Zu den Steuerungs eigenschaften im weiteren Sinne des Wortes gehört auch die Kursbeständig keit, d. h. das Bestreben des Schiffes, seinen Kurs beizubehalten, solange das Ruder nicht einwirkt. Außer der Lenkbarkeit (d. h. dem Vermögen, einer Rudereinwirkung schnell zu folgen) ist auch die Wirksamkeit des Ruders von Bedeutung für die Steuerfähigkeit.
B. Allgemeine Beschreibung des Schiffskörpers. Äußere Schiffsform. Der Schiffskörper wird begrenzt durch die äußere
Schiffsform, eine gekrümmte, an den Enden mehr oder weniger scharf auslaufende Fläche, deren einzige geometrische Eigenschaft darin besteht, daß sie zu beiden Seiten einer in der Längsrichtung hindurch gelegten senkrechten Mittelebene
der Mittschiffs- oder Mittellängsebene - formgleich (symmetrisch) ist (Symmetrieebene).
Das vordere Ende des Schiffes heißt Bug, das hintere Heck, der vordere Teil (in weiterer Ausdehnung) Vorschiff, der hintere Hinterschiff, der mitt lere Mittelschiff.
Die Seitenflächen des Schiffes sind die Bordwände - rechts (von hinten nach vorn blickend) Steuerbord, links Backbord - die untere Fläche heißt der Schiffsboden. Die seitliche Abrundung des Schiffsbodens, wo dieser in
1 ) Vgl. Vortrag von Ives: Sea,vortbiness, \Yhat it means. :-.;ortb East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders in England 1925.
1*
die Seitenwände übergeht, heißt die Kimm. Aufkimmung nennt man das An steigen des Schiffsbodens vom Kiel zur Kimm.
Der unter Wasser belindliche Teil der äußeren Schiffsform, umschlossen von der benetzten Oberfläche, heißt die Unterwasserform. Die Unter· wass~rform läuft vom bzw. hmten aus in Vorsteven und Hintersteven, unten in den Kiel oder die Kielplatten und wird oben durch die Schwimm ebene oder Wasserlinie begrenzt.
Der über Wasser befindliche Schiffsteil heißt die Unterwasserform; ihre vordere Begrenzung bildet der Vorsteven oder dessen vorderer Ausbau,
~i=----o __ §._ .-\ bh. 2.
das Galion, die hintere das Heck, dessen Teil oberhalb des Hinterstevens bis zur unteren Knicklinie Gillung heißt; die obere Begrenzung bildet im ein fachsten Fall das Oberdeck (Abb. 2).
Reichen die Bordwände über das Oberdeck hinaus, so bilden sie das Schanz kleid, welches oben in der Reling endigt (Relinglinie).
Durch noch weitere Erhöhung der Bordwände entsteht vorne die Back (Forecastle), hinten die Hütte (Poop} bei Handelsschiffen, oder Kampanje bei Kriegsschiffen, in der Mitte das Brückenhaus (die Brücke). Alle diese Auf bauten erhöhen die Seefähigkeit des Schiffes.
Alle sonstigen über das Oberdeck sich erhebenden Bauten. welche nicht bis an die Bordwand heranreichen, nennt man Deckshäuser.
Im Kriegsschiffbau um faßt der Begriff D ecksau fbauten alle sich über das Oberdeck er bebenden Deckshäuser.
Ein in seinem hinteren Teil um etwa die Hälfte einer Stehhöhe (Decks höhe) erhöhtes Deck heißt an dieser Stelle Quarterdeck.
Über den Deckshäusern liegen die Kommandobrücken. Bauteile. Die Gesamtheit der Bauteile des Schiffskörpers, die seine Festig
keit bestimmen, nennt man seinen Verband oder seine Verbände. Man unterscheidet: Längsverbände, die besonders den Längsbeanspruchungen begegnen, und Querverbände, die Formveränderungen durch Querbeanspru chungen verhindern (s. Festigkeit der Schiffe).
Außenhaut. Der Schiffskörper wird nach außen hin abgeschlossen durch die Außenhaut, die sich bei stählernen Schiffen aus Platten, die mit einander vernietet werden, bei hölzernen Schiffen aus Planken zusammen setzt.
Eine Reihe längsschiffs aufeinanderfolgender Platten oder Planken heißt Platten- (Planken-)Gang, die senkrechten Verbindungsstellen oder Fugen von je zwei benachbarten: Platten- (Planken-)Stoß, die wagerechten: Platten- (Planken-) N ab t. Plankenstöße und -nähte werden gegen das Eindringen von Wasser durch besondere Mittel (Werg, Baumwolle, Pech, Kitt) abgedichtet, Plattenstöße und -nähte werden vernietet und verstemmt.
Die Plattengänge am Kiel oder neben dem Flachkiel heißen Kielgänge, oiejenigen zwischen Kielgang und Ki= Bodengänge, diejenigen im Bereiche der Ki=wölbung Kimmgänge und diejenigen von der Kimm nach oben Seitengänge der Außenhaut. Die Seitengänge, gegen welche Decks stoßen, werden Schergänge genannt (Oberdeckschergang).
Kiel und Steven. Die Außenhaut legt sich entweder flach an den Kiel und die Steven (Vor- und Hintersteven) an, mit denen sie vernietet oder verschraubt wird, oder sie endigt in einer Vertiefung des Kiels und der Steven, der Sponung.
Allgemeine Beschreibung des Schiffskörpers. 5
Letztere ist immer bei hölzernen und h0lzbeplankten stählernen Schiffen, seltener bei stählernen Schiffen ohne Holzbeplankung vorhanden.
Bei großen Stahlschiffen mit maschinellem Antrieb wird der Kiel heute durch weg als Flachkiel ausgeführt, bildet also nur den mittleren, etwas verstärkten Gang des flachen Schiffsbodens. Bei kleineren Stahlfahrzeugen mit starker Auf kimmung und bei stählernen Segelschiffen wird er als Balkenkiel ausgeführt und ist dann aus mehreren Platten zusammengesetzt (Lamellenldel) oder als einfacher Stangenkiel durchgebildet. Bei Holzschiffen wird durchweg ein starker Balkenkiel vorgesehen, der häufig zum Schutz gegen Grundberührungen einen Losldel erhält.
Der Vorsteven, bei stählernen Schiffen meist ein Schmiedestück, wird ent weder unmittelbar mit dem Kiel verlascht oder er erhält als Verbindungsstück einen Vorstevenschuh aus Stahlguß. Die leicht nach vorn geneigte Anord nung heißt Fall des Vorstevens.
Der Hintersteven, bei Segel- und Radschiffen nur aus dem Rudersteven, bei Einschraubenschiffen aus Ruder- und Schraubensteven bestehend, wird in Schmiedeeisen oder Stahlguß ausgeführt. Der Rudersteven trägt mittels Ruderösen u:p.d Fingerlingen das Ruder (Steuerruder}, der Schraubensteven bildet in der Wellennabe den Austritt der Schraubenwelle. Die Schraube ar· beitet im Schraubenbrunnen.
Spanten. Die Außenhaut findet ihre Auflage und Unterstützung auf den Spanten oder (bei hölzernen Schiffen) Inhölzern, welche als Quer- und Längsspanten das Gerippe des Schiffskörpers darstellen und dessen äußere Form bestimmen. Sie wird bei eisernen Schiffen mit den Spanten vernietet, bei höl zernen mit den Irrhölzern verholzt.
Die Querspanten endigen unten am Kiel bzw. an den Bodenwrangen oder Kimmstützplatten, oben am Oberdeck und stehen in Ebenen, senkrecht zur Längsschiffebene und zur Konstruktionswasserlinie. Das Spant in der Mitte der Schiffslänge, welches meist die größte Querschnittfläche und den größten Um fang hat, heißt Hauptspant (auch Nullspant, weil früher von ihm aus die übri gen Spanten nach vorn und hinten gezählt wurden} - ~ -.
Die Heck- oder Gillungsspanten stehen im Heck schräg zur Längsschiff ebene und dienen mit den in gleicher Ebene liegenden Heckbalken zur Ver steifung des Hecks.
Die Längsspanten sind zwischen den Querschotten an der Außenhaut parallel zu den Gängen der Außenhaut angeordnet; da die Entfernung zwischen den Schotten zu groß ist, um die Längsspanten allein tragfähig durchzubilden, sind bei den Längsspantkonstruktionen zwischen den Schotten sogenannte Rahmenspan ten, d. h. schwere Querspanten ange.ordnet, auf denen die Längs spanten aufgelagert werden.
Bodenwrangen heißen die unteren, bei Stahlschiffen aus Platten gebauten Teile der Querspantkonstruktion; sie versteifen die Spanten und die Außenhaut gegen Verbiegen durch den äußeren Wasserdruck sowie bei Grundberührungen und bilden die Unterstützung für innere Belastungen (Maschine, Kessel usw.), welche gewöhnlich auf besonderen, auf den Bodenwrangen erbauten Maschinen und Kesselträgern ruhen.
Eine ähnliche Versteifung in der Längsrichtung bilden der l\iittel träger, der über dem Kiel, und die Seitenträger, die seitlich davon an geordnet sind.
Stringer sind Längsverbände zur Versteifung der Seitenwände im Unterschiff (Kimmstringer, Raumstringer, Seitenstringer).
Schotte sind Wände, die in der Quer- und Längsrichtung (Querschotte, Längsschottel eingebaut sind, teils um die einzelnen Räume voneinander zu trennen, teils um den Schiffskörper gegen Formveränderungen zu versteifen und um die Gefahr des Sinkens bei Vollaufen, infolge von Beschädigungen der Außen haut, zu verringern. Die Querschotte liegen meistens in den Ebenen der Quer-
6 Berechnung und E ntwurf der Schiffe.
spanten, die Längsschotten in senkrechten Längsschiffebenen. Wasserdicht ge baut heißen sie wasserdichte (Quer-, Längs-) Schotte.
Deckbalken. In den höher gelegenen Teilen werden die Querspanten beider Schiffsseiten durch die Deck balke n gegeneinander abgesteift, welche zugleich
Bootsdeck
.--~ ··o][o ·o ' o .. /
als Träger der Decks dienen. Bei Längsspantenschiffen erfolgt die Absteifung der Schiffsseiten gegen einander durch die Rahmenbal ke n, die mit den Rahmenspanten verbunden sind; auf ihnen liegen dann, den Längsspanten entspre chend, die Längsbalken.
Decks. Die Decks teilen den inneren Schiffsraum der Höhe nach Die klassifikationsmäßigen Bezeich nungen, die vom Hauptdeck aus gerechnet werden, sind aus der Abb. 3 ersichtlich. In der Schiff fahrt unterscheidet man bei mitt leren Schiffen unterhalb des Haupt decks das Zwischendeck und darunter das Unterdeck. Bei großen Schiffen werden die Decks in der Schiffahrt als A- Deck, B-Deck, C-Deck usw. bezeichnet. Über dem Hauptdeck befinden sich als nicht durchlaufende Decks das Brückendeck, das Promenaden deck und das Bootsdeck. Ein über dem Hauptdeck im Vorschiff befindliches Deck heißt Backdeck, im Hinterschiff Hüttendeck (Poop deck). Bei Kriegsschiffen sind die Bezeichnungen Oberdeck, B atterie deck, Zwischendeck, Panzerdeck, Plattformdeck üblich.
Decksbucht. Sprung des Decks. Die Declts sind selten ebene, son dern meist gewölbte Flächen, und
Abb. 3. zwar querschiffs n ach oben , längs- schiffs nach unten gewölbt, damit
das überkommende Wasser sowohl nach der Mitte der Länge sich sam meln, wie auch seitwärts durch die Spei ga ten (Spülgossen) abfließen
~--A _·_' ___ '•, -c g} Abb. 4.
kann. Die Wölbung querschiffs heißt D eck s bucht , die längsschiffs Sprung des Decks. Die obere Begrenzungslinie (Reling) hat gewöhnlich den gleichen Verlauf wie die Deckslinien, die sich meist nach vom etwas mehr als nach hinten erheben. Der Decksprung und Decksbucht beeinflussen die Reserveschwimmfähigkeit und damit d ie Seefähigkeit des Schiffes im gün s tigen Sinne (s. Freibord).
Einteilung der Schiffe. 7
C. Einteilung der Schiffe. :\!an teilt die Schiffe ein:
I. nach der Art ihres hauptsächlichsten Baustoffes in A. hölzerne Schiffe, B. stählerne1) Schiffe, C. Kompositschiffc, d. h. Schiffe mit stählernem Innenbau und hölzernen
Außenhautplanken;
II. nach der ,\rt ihres Verwendungszwecks in A. Handelsschiffe, B. Kriegsschiffe;
erstere wieder
1. nach der Art der zu befahrenden \V asserst r aßen in Seeschiffe, Küstenschiffe, Fluß-, Kanal- und Binnenschiffe (Sund- und Watttahrzeuge);
2. nach der Art der Ladung und dem Zweck der Beförderung in Schiffe für Fahrgastbeförderung, Postschiffe, Fracht- und Fahrgastschiffe, Frachtschiffe (Kohlen-, Getreide-, Erz-, Öl- und Kabelschiffe), Fähr- und Schleppschiffe, Jachten (Segel- und :\1:otorfahrzeuge für Vergnügungsz11·ecke), Eisbrecher, Fischereifahrzeuge, Feuerschiffe, Leichter und Kähne;
3. nach der Art ihres Treibmittels in Segelschiffe, Rad(-dampf-, motor-)schiffe, Seitenrad- und Heckradschiffe, Schrauben(dampf-, motor-)schiffe (Ein-, Zwei-, Drei-, Vierschraubenschiffe), Schiffe mit Wasserprall- oder Rückstoß- (Reaktions-) Einrichtung. Seil- und Kettenschiffe. Rotorschiffe.
Die Namen der Segelschiffe richten sich nach der Anzahl der :\lasten und der Art der Takelung 2). Die Abbildungen der hauptsächlichsten Typen siehe S. 9--·25.
~Ian unterscheidet: Schiffe mit einem l\last und Gaffelsegel: Kutter 8), Kutterjacht, Kahn, Tjalk,
Schlup. Führt der Kutter am Heck hinter der Rudereinrichtung noch einen kleinen, sogenannten Treibermast, so heißt er Y a w 1.
Schiffe mit einem Großmast vorn und einem kleinen ::\last hinten (Anderthalbmaster): Logger, Ewerkahn, Kufftjalk, Kuff, Galiot (mit Heck Galeaß), Ketsch.
Schiffe mit zwei :\fasten. Beide Masten mit Gaffelsegeln: Schoner oder Gaffelschoner (Z,veimastgaffelschoner},
Lotsenscboner, Schonerjacht. Beide Masten mit Gaffelsegeln, der vordere (Fockmast) mit Rahsegeln (Topp· und Bram
segel) darüber: Toppsegelschoner. Der hintere }last (Großmast) mit Gaffelsegel, der vordere nur mit Rahsegeln (voll getakelt):
Schonerbrigg.
1 ) Unter Stahl ist hier stets der sog. weiche Schiffbaustahl, d. i. Siemens-:\Iartin Flußstahl zu verstehen.
2) Näheres über die verschiedenen Bezeichnungen und Segelanordnungen s. :\fiddendorf: Bemastung und Takelung der Schiffe. Berlin 1903.
') Vgl. Middendorf: Bemastung und Takelung der Schiffe. Berlin 1903, dem die folgenden Segelschiffskizzen entnommen sind. Ferner Laas: Die großen Segelschiffe. Berlin 1908; Haent jens und Techow: Jachtsegeln. Berlin 1908; Seglers Handbuch 2. Auf!. Berlin 1897; Zeitschr. Die Yacht.
Beide Masten mit Rahsegeln (voll getakelt), der Großmast noch mit Gaffelsegel: Brigg. Schiffe mit drei Masten. Alle drei Masten mit Gaffelsegeln: Dreimastgaffelschoner (Abb. 24). Alle drei ~fasten mit Gaffelsegeln, der Fockmast mit Rahsegeln darüber: Dreimastschoner. Alle drei Masten mit Gaffelsegeln, Fock und Großmast mit Rahsegeln darüber: Dreimast·
toppsegelschoner. Die beiden hinteren Masten (Groß- und Kreuz- oder Besanmast) mit Gaffelsegeln, der Fock-
mast nur mit Rahsegeln (vollgetakelt): Schonerbark. Fock und Großmast voll getakelt, Kreuzmast mit Gaffelsegel (Besan): Bark. Alle drei Masten voll getakelt, Kreuzmast außerdem mit Besan: Vollschiff. Schiffe mit vier und mehr Masten. Viermastgaffelschoner (mit Gaffelsegeln), Viermastbarken, Viermastvollschiffe. Fünfmas tgaffelschoner (mit Gaffelsegeln), Fünfmast harken, Fünfmas tvollschiffe. Sechs- und Siebenmastgaffelschoner.
4. Nach der Art ihrer Bauweise 1 ).
Mit Rücksicht auf Anordnung des Oberdecks und der Aufbauten in Volldeckschiffe (Abb. 2 u. 46), Brückendeckschiffe (gewöhnlich auch mit Hütten- und Backdeck) (Abb. 35), Weildeckschiffe (Abb. 36), Quarterdeckschiffe (Abb. 37), Turmdeckschiffe (Abb. 47), veraltet, Kofferschiffe (Abb. 48), veraltet. Mit Rücksicht auf die Anzahl der Decks und die Stärke der Verbände in Schiffe mit einem, zwei oder mehr Decks (Eindeck-, Zweideck-, Dreideck,
Vierdeck- und Fünfdeckschiffe), deren Verbände in den Abmessungen für die höchste Klasse der Klassifikationsvorschriften aufgeführt sind.
Schiffe "mit Freibord", deren Verbände bestimmte Verringerungen der Mate rialstärken aufweisen (Abb. 34).
Mit Rücksicht auf die Vermessung in Volldeck- und Schutzdeckschiffe. Als Schutzdeckschiffe werden nur solche
bezeichnet, bei denen der Raum zwischen dem obersten und dem zweiten Deck durch Anordnung von V crmessungsöffnungen von der Vermessung ausgeschlossen ist. Schutzdeckschiffe sind stets Schiffe "mit Freibord".
B. Die Kriegsschiffe werden verschieden eingeteilt; in der deutschen Marine waren die Hauptgattungen:
Linienschiffe (Abb. 38), Große Kreuzer (Abb. 39), Kleine Kreuzer (Abb. 40), Torpedofahrzeuge (Abb. 42), Kanonenboote (Abb. 41), Unterseeboote, Schiffe für besondere Zwecke. In der englischen Marine werden unterschieden: Battleships, Battle Cruisers,
Aircraft Carriers, Cruisers, Mine-laying Cruisers, Monitors, Flotilla Leaders, Destroyers, Patrol-Boats, Coastal Motor Boats, Submarines, Minesweepers, Sloops, Mine Layers, Gunboats, Depot Ships, Repair Ships, Yachts, Oilers, Distilling Vessels, Water Carriers, Supply Ships, Store Carriers, Hospital Ships, Surveying Vessels, usw.
Nach dem Washington-Abko=en werden Battleships und Battle Cruisers zusammengeiaßt unter der Bezeichnung Capital Ships.
1) Vgl. die Vorschriften für den Freibord der See-Berufsgenossenschaft (diese führen als be sondere Bezeichnungen noch Spardeck-, Sturmdeck-, Schutzdeck- und Schattendeckschiffe auf, s. Freibord).
Abb. 7. I<abn.
Abb. 9. Schlup .
.. · ' ):. _____ _ :'to Q 1 .3 3 ~ 5 ö 7 8 .9 10",,_
• -- _ __ _. • tL_Qpl I I I I 1 I I I I ..j
Abb. 10. Yawl.
• • - · ·- . • - -------. .!. - - --- j~ - - -- -- - .-. ;; ;;,··.·.·.::.~:. :.·.':. -·,;: :.:;.-.--·J.-.:.-.":. ~ ~---·-·..:-::.·.--- - - .: .• .... ? I
Abb. 11. Logger.
Abb. 12. Ewcrkalln .
Al>b. 14. Kuff.
'~:
J "D 20 30m f!""' ) I ! ! I ! I I I I , I I I ~ I I ! I I
Abb. 19. Schonerjacbt.
o ____ _!,,._;_.....__er.: Abb. 20. cboner mit einfacbem Topp· und Bramseg I.
Abb. 22. Schonerbrigg.
Abb. 23. Brigg.
Abb. 2-1. Dreimastgaffelschoner.
·.· -- ': -·-·-----·-------·--------.·--..-~--·
11. Maße und Formen der Schiffe. A. Schiffbautechnische Bezeichnungen 1 ).
1. Länge des Schiffes. Länge über alles, größte Länge, L"' zu messen: zwischen zwei Geraden, die senkrecht zur
Sch>Yimmebene durch die äußersten Punkte des Schiffes ge legt werden. (Bugspriet, Ruder, Heckschutz usw. bleiben un berücksichtigt.)
Länge in der Schwimmebene LwL zu messen: zwischen zwei Senkrechten, die durch die äußersten
Punkte der Schwimmebene gelegt werden. Länge zwischen den Loten 2), Konstruktions- oder L
Berechnungslänge, zu messen: bei Handelsschiffen mit Flacheisensteven in der Höhe der
Konstruktionswasserlinie oder der Tiefladelinie, und zwar: bei Stahlschiffen von der Hinterkante des Vorstevens bis zur
Vorkante des HintersteYens (Ruderstevens) bzw. über Steven, je nach Vorschrift der in Frage kommenden Klassifikationsge sellschaft,
bei Schiffen ohne Flacheisensteven von Vorkante Vorsteven bis Hinterkante Hintersteven,
bei Schiffen mit Holzhaut von der Außenkante der Sponung am Hintersteven bis zur Außenkante der Sponung am Vorsteven.
2. Breite. Breite über alles, größte Breite, Bg,· zu messen: an der breitesten Stelle des Schiffes über Scheuer-
leiste, Schwalbennester oder sonstige Ausbauten. Größte Breite im Schwimmkörper des Schiffes, B zu messen: in oder unterhalb der Konstruktionswasserlinie
oder Tiefladelinie, Berechnungsbreite, und zwar: bei Stahlschiffen aufAußenkante Spanten, bei Schiffen mit Holzhaut auf Außenkante Planken, bei gepanzerten Schiffen auf Außenkante Panzer. Größte Breite in der Schwimmebene, zu messen: an der breitesten Stelle der Konstruktionswasserlinie (oder
Tiefladelinie), sonst wie vorher. (Breite auf Hölzern B., auf Außenhaut Ba). 3. Konstruktionstiefgang, T zu messen: auf halber Schiffslänge von der Konstruktions-
wasserlinie bis Unterkante Spantwinkel ( Oberkante Kiel) bei Stahl schiffen und bis Außenkante Sponung bei Schiffen mit Holzhaut.
4. Tiefgang, Tg zu messen: von der Schwimmebene (Konstruktionswasserlinie
oder Tiefladelinie) bis Unterkante Kiel oder bis zum tiefsten unter \Vasser liegenden Punkt des Längsplans einschließlich Ruder und Schraube. Es ist zu unterscheiden zwischen:
Tiefgang vorn (Tg.), Tiefgang in der Mitte (Tgm), Tiefgang hinten (Tgh), größter Tiefgang (Tgg,).
1 ) Im Anhalt an die "Schiffbau technischen Begriffe und Bezeichnungen", ·wie sie von der VI. Hauptversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft am 18. Nov. 1904 ange nommen worden sind. S. Jahrbuch der Gesellschaft 1905, S. 467. Hiervon abweichende ~Iaßan gaben s. unter Vermessung, Freibord und Wasserdichte Abteilungen.
') Diese Lote (Perpendikel) sind Senkrechte zu der Konstruktionswasserlinie des Schiffes in denjenigen Punkten, bis zu \velchen die Länge des Schiffes jeweils gemessen wird, s. a. Fußn. s. 33-
Schiffbautechnische Bezeichnungen.
5. Höhe (Seitenhöhe), zu messen: auf halber Schiffslänge von der Wagerechten durch
Unterkante Spantwinkel bei Stahlschiffen (von Außenkante Spo- nung bei Schiffen mit Holzhaut) bis Oberkante Deckbalken des obersten durchlaufenden Decks (Hauptdeck oder Oberdeck) an der Bordwand.
H
Raumtiefe (Tiefe im Raum), zu messen: von Oberkante Ober- RT deckbalken mittschiffs bis Oberkante Bodenwrangen.
6. Freibord F /, ist die Entfernung der Oberkante des Deckbelages auf Freibord-
deck an der Bordwand von der Tiefladelinie auf halber Schiffs- länge.
7. Verdrängung, Wasserverdrängung (Deplacement). Rauminhalt in m3. Der gesamte Rauminhalt des vom Schiff mit A. u ß e nh an t
und allen Anhängen verdrängten \Yasscrs ist
V 2, = V + Va + V11
(V"= Rauminhalt [Verdrängung] der A.nhängc, vh = der c\ußenhaut);
für die Ermittlung des Yölligl<eitsgrades jedoch zu rechnen ohne Außenhaut und Anhänge bei Stahlschiffen; mit Außenhaut, aber ohne Anhänge bei Schiffen mit Holzhaut.
(Unter Anhängen sind verstanden: \Yellenhosen, \Yellen böcke, \Vellen außerhalb des Schiffes, Schlingerkiele, Ruder, Schraube und die sonstigen außerhalb der Hauptabmessungen im \Yasser Iiegenelen Teile des Schiffes.)
F oder
''"
Verdrängung auf Außenhaut (Planken). Gewicht in Tonnen zu 1000kg. D oder Dv '.> Gesamtgewicht des Schiffes ist der Gesamtrauminhalt des \'Om
Schiff verdrängten \Yassers multipliziert mit dem spezifischen Ge wicht des \Vassers.
(Es ist zu rechnen mit einem spezifischen Gewicht ;· des Fluß wassers = 1 ,000, des Ostseewassers = 1 ,015 und des N' ordsee wassers = 1,025.)
D ~ = i' · V z = i' , (V+ Va + Vh) = A (Aufrieb).
8. Konstruktionswasserlinie ist die der Konstruktion (Berechnung) zugrunde gelegte
Schwimmlinie. (Die übrigen \Vasserlinien werden von der Unterkante Spant
winkel oder Außenkante Sponung im Hauptspant anfangend, nach oben mit Nummern, von 0 anfangend: W L 0 , W L 1 , WL2 usw. be zeichnet,)
9. Hauptspant ist das Spant mit der größten Fläche unterhalb der Kon
strnktionswasserlinie; die übrigen Spanten werden mit Nummern, vom hinteren Lot (HL) bis zum vorderen (VL) durchlaufend: Sp 0, Sp 1, Sp 2 usw. bezeichnet, Bei den Spanten ist zu unterscheiden zwischen Konstruktions- (Berechnungs-) Spanten und Bauspant e n. Erstere werden der V erclrängungs berechnung zugrundegelegt; ihr Abstand voneinander entspricht -einer gleichmäßigen Einteilung der Berechnungslänge, Letztere kennzeichnen die Lage und Form der als Spanten bezeichneten Bauteile, deren Abstand voneinander ungleichmäßig sein kann.
KWL
WL
1 ) Auch P, wenn es sich um das Schiff als "Ge\vicht" oder "Kraft" handelt.
Abb. 34. Schilf "mit Freibord".
chifi mit Hütte, Brückenbaus und Back.
Abb. 36. Schiff mit langer Hütte und Back (\\'elldeckscbiff).
n ~-------------------------~ Abb . 3i. Schiff mit erhöhtem Quar terdeck, Brückenhaus und Back (Quarterdeckscbiff) .
. -\bb. 39. Großer Kreuzer .
Abb. 42. Torpedofahrteug.
Abb. 43. Handelsschiff.
' ----- Yz.B ----- ' ------!/z.lf-- --- ----- -lz.B- -----
Abb. 46. Volldeckscbiff. Abb. 4 7. Turmdeckschiff. Abb . 48. Kofferscbi!f .
.'\.bb. 49. Linienschiff. :\bb. SO. Kleiner Kreuzer.
*) T wie Tg, nur ohne die Dicke der Kiel platten. *) T ohne die Dicke der Kiel platten.
10. Längsplan oder Längenplan ist die Fläche der mittleren Längsschiffsebene (Symmetrie
ebene). 11. Spantumfang ist der Umfang des H auptspants bis Oberkante Hauptdecks
balken an jeder Seite. 12. Benetzte Oberfläche ist die vom W asser benetzte, eingetauchte Fläche der Außen·
haut . 13. Segelfläche ist die Gesamtfläche aller vorhandenen Segel. 14. Schwerpunkte. Verdrängungs- (Deplacement-) oder Formschwerpunkt Gewichts- (System-) Schwerpunkt .... Schwerpunkt der Konstruktionswasserlinie
einer Wasserlinie. des Längsplans der Segelfläche des Ruders . .
Die Längenlage der Schwerpunkte ist auf die Senkrechte auf halber Schiffslänge L oder auf das hintere Lot HL zu beziehen.
Die Höhenlage ist von der Unterkante Spantwinkel im Spant auf halber Schiffslänge nach oben zu messen.
15. Stabilitäfl) ist der Widerstand, den das Schiff einer Neigung entgegensetzt,
und die Fähigkeit, sich aus der geneigten Lage wieder aufzurichten.
•) Siehe diese.
58 R8
Schiffbautechnische Bezeichnungen.
Statische Stabilität ist gleich dem Moment in geneigter Lage des Schiffes, gebildet aus dem Auftrieb oder dem Schiffs gewicht und dem Abstand beider Kraftrichtungen voneinander.
Dynamische Stabilität ist die Arbeit, die zu leisten ist, um ein Schiff überzuneigen.
Krängungswinkel (Neigung um die Längsachse), Trimmungswinkel (""eigung um die Querachse). 16. Metazentrum 1).
der Krümmungsmittelpunkt der Formschwerpunkt km\'€ (wah res :\letazentrum),
der Schnittpunkt der Auftriebsrichtung bei einer Neigung mit der Senkrechten durch den Formschwerpunkt der Gleichgewichtslage (ialsches Metazentrum, jedoch allgemeinMeta ze n t rum genannt).
Bei unendlich kleiner ~eigung fallen wahres und falsches Meta zentrum zusammen und liegen in der Symmetrieheue des Schiffes. Dieser Punkt heißt allgemein Metazentrum und dient zur Be stimmung der Anfangsstabilität.
Das Metazentrum für !\eigungen um die Längsachse heißt Brei tenrnetazen trurn,
für Xcigungen 1un die Querachse Längenrnetazentru1n. 17. Metazentrische Höhe ist der Abstand des Breiten- oder Längenmetazentrums von dem
Gewichtsschwerpunkt (G) des Schiffes in der aufrechten Lage. 18. Völligkeitsgrad der Verdrängung ist das Verhältnis der zwischen den Loten
liegenden Verdrängung (bei stählernen Schiffen auf Spanten, bei Schiffen mit Holzhaut auf Planken und in beiden Fällen ohne An hänge zu rechnen) und dem umschriebenen rechteckigen Prisma aus i
der Länge zwischen den Loten, der größten Breite und des Kon- V
struktionstiefganges im Hauptspant L . B--:_·f;
31
St
der Konstruktionswasserlinie ist das Verhältnis des zwi- cx sehen den Loten liegenden Flächeninhalts der Konstruktionswasser- linie zum umschriebenen Rechteck aus der Länge zwischen den
I<WL Loten und der größten Breite L . B ;
des Hauptspants ist das Verhältnis der bis zur Konstruk- ß tionswasserlinie eingetauchten Fläche des Hauptspants zum um schriebenen Rechteck aus der größten Breite in oder unterhalb der
Konstruktionswasserlinie und des Konstruktionstiefganges B '0.--T; der Spantflächenskala (s. S. 44) ist das Verhältnis des rp
Inhaltes der Spantflächenskala ( = V) zu dem Inhalt des ihr um schriebenen Rechtecks(= ;:>Q -L), d. h. zu dem Inhalt des Haupt-
V L·B·T-o r\ spantzvlinders, also -. -.~- = ~~--~-- ;
- 9Q_·L B-T·ß·L ß der Schwimmflächenskala ist das Verhältnis des Inhaltes 7.
der Schwimmflächenskala ( = V) zu dem Inhalt des ihr umschriebenen Rechtecks ( = I< fV L • T), also
V L·B·T·o o KWL. T L·B·cx-T <X
,) das Verhältnis o:-:--;1 ist . . ....
19. Mittlerer Zuschärfungswinkel der Wasserlinien gibt ein Maß zur Beurteilung der Schiffsschärfe (s. auch S. 44). Er wird
. tg.; L · {J best1mmt durch: -- = ------ .
2 2B · (1 - cp) 20. Schiffswiderstand und 6eschwindigkeit1)
Gesamtwiderstand des Schiffes Schiffswiderstand (allgemein) Reibungswiderstand . . . . . . . . . . . Formwiderstand (=Widerstand durch Wirbel und Wellen) Luftwiderstand . . . . . . . . . . . . . . Widerstandsarbeit = Maschinenleistung . . . . Nutzleistlliig der Maschinen in Pferdestärken am Ende
Kurbelwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nutzleistung der Maschinen in Pferdestärken am Ende
Schraubenwelle . . . . . . . . . . . . . Indizierte Maschinenleistung in Pferdestärken
PSe Ne Wirkungsgrad der Maschine -- oder -
PSi Ni PSw Kw
PS, N, Propeller -- oder -
PSw Nw Gesamtwirkungsgrad der maschinellen Anlage 'YJw • 'YJ, Wirkungsgrad für Modellschleppversuche . . . . . Geschwindig

Hilfsbuch f¼r den Schiffbau

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