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Schroefeffect
Vortriebs- und Wasserlinienunterschied durch eine umgekehrte Schraube gegen den Uhrzeigersinn. Das Heck dreht sich nach rechts.

Es Schraubeneffekt (ebenfalls Radeffekt) ist das Phänomen, dass durch a Schiffsschraube auf das Heck wird eine seitliche Kraft ausgeübt. Diese Kraft bewirkt eine seitliche Bewegung des Hecks.[1] Der Propellereffekt entsteht durch den Schub des Propellerwassers gegen einen Teil des Schiffsrumpfes.[2][3]

Eine frei drehende Schraube

Schiffsschraube, frei im Wasser drehend

Ein frei im Wasser drehender Propeller ohne Rumpf in der Nähe entwickelt eine gleichmäßige Gleichmäßigkeit über den gesamten Umfang des Propellers. Drehmoment.Bei einem rechten Propeller, der sich beim Rückwärtsfahren gegen den Uhrzeigersinn dreht, drücken die oberen Propellerblätter das Wasser nach links und die unteren Blätter das Wasser nach rechts. Da nach links wie nach rechts die gleiche Wassermenge verdrängt wird, folgt daraus keine Seitenkraft, also kein Schraubeneffekt.

Rotation des Schneckenwassers

Ausbreitung des Wasserkegels

Entwicklung einer Schiffsschraube Schub durch Wasserverdrängung. Die rotierenden Propellerblätter bewegen das Wasser mit einer rotierenden Bewegung in Richtung der Längsachse (axial) beim Vorwärtssegeln nach hinten und beim Rückwärtsfahren nach vorne. Diese Rotation bewirkt ein "Auffächern" des Wassers, a radiale Verschiebung. Wenn sich das Wasser weiter vom Propeller entfernt, wird der Durchmesser des erzeugten Wasserkegel oben. Dieser Effekt tritt sowohl beim Vorwärtssegeln als auch beim umkehren. Der Wasserkegel ist im Kielwasser vieler Schiffe beim Vorwärtssegeln einige Meter hinter dem Boot sichtbar. Wenn die Propellerwelle schräg gestellt ist, ist der Wasserkegel manchmal nicht auf der Wasseroberfläche sichtbar. Der Wasserkegel ist eine rotierende Wassermasse.

Bewegung des Schneckenwassers in Form eines Wasserkegels

Bedeutung für den Skipper

Trifft dieser sich drehende Wasserkegel den Schiffsrumpf, wird das auftreffende Wasser seitlich am Rumpf entlang geschoben. Beim Vorwärtssegeln trifft das Wasser nur auf die rühren, mit möglicherweise a Skeg Vor. Für den Skipper ist das kein Ärgernis, denn bei manchen Ruderwinkel kann sofort korrigiert werden. Beim Rückwärtsfahren ist das anders. Dann wird der Rumpf von einem Großteil des aufgefächerten Wassers getroffen und weggedrückt. Die betroffene Rumpffläche ist oben am Spinnkegel viel größer als unten. Durch den Schub des Propellerwassers gegen den Rumpf kommt es auf der Wehrseite zu einer kleinen Erhöhung der Wasserlinie und auf der anderen Seite zu einer Absenkung (siehe Abbildung oben).[4] Der Propellereffekt bewegt nicht nur das Heck seitlich, sondern dreht das Schiff auch um einen Drehpunkt irgendwo in der Mitte des Schiffes.[5]

Den Schraubeneffekt sichtbar machen

  • Wenn das Schiff an stabilen Leinen festgemacht ist und der Motor auf halber Drehzahl läuft, wird der Wasserkegel im Propellerwasser hinter dem Schiff sichtbar. Der Durchmesser des Konus ist aufgrund der Auffächerung viel größer als der Durchmesser der Schraube.
  • Bei halber Motordrehzahl achteraus wird der Wirbel des Propellerwassers auf einer Seite des Schiffes sichtbar, was zu einem Schub gegen den Rumpf führt. Die leichte Erhöhung der Wasserlinie ist nicht leicht zu erkennen.
    Einfluss der Rumpfform auf die Propellerwirkung

Beeinflussende Aspekte

Folgende Aspekte beeinflussen den Schraubeneffekt:

  • Die Rumpfform hat großen Einfluss auf die Propellerwirkung, denn das Propellerwasser, das senkrecht auf einen flachen Schiffsboden prallt, erzeugt wenig oder keine Seitenkräfte, also wenig Propellerwirkung, während das Wasser auf einer Runde oder KurveSparren schlägt seitlich auf den Rumpf, was zu mehr Propellerwirkung führt.
  • Beim Rückwärtsdrehen hat man einen Schraubeneffekt, Vorwärtssegeln fast nicht, denn beim Vorwärtsdrehen berührt der Wasserkegel den Rumpf nicht (der Skeg und der Rührflügel).
  • Bei stehendem Schiff ist die Propellerwirkung maximal, da dann der „Wasserkegel“ kurz ist und das Wasser direkt gegen den Rumpf strömt.
  • EIN Düse um den Propeller herum wird die Propellerwirkung reduziert, da der Wasserstrahl nicht mehr konisch ist und auch beim Rückwärtsfahren weniger auf den Rumpf trifft.
  • Ein abgewinkelter Propeller bietet beim Rückwärtsfahren mehr Propellerwirkung, da der Kegel früher auf den Rumpf trifft.
    Propellerwirkung und Bedeutung für die Rotation um den Schiffsdrehpunkt
  • Die Drehrichtung des Propellers bestimmt, in welche Richtung das Schiff beim Rückwärtsfahren geschoben wird. Bei einem rechten Propeller (er dreht sich von hinten nach vorne im Uhrzeigersinn), der sich beim Rückwärtsfahren gegen den Uhrzeigersinn dreht, geht das Heck nach Hafen; mit einer linken Schraube an Steuerbord. An einer verstellbare Schraube der Effekt bleibt gleich, da sich die Drehrichtung nicht ändert.
  • Durch seitliches Schieben des Hecks dreht sich der Kopf des Schiffes in die andere Richtung; das Schiff dreht sich um eine vertikale Achse. Inwieweit dies geschieht, hängt von der Rumpfform und insbesondere von der Kiel.

Praktische Überlegungen beim Manövrieren

Diese Beschreibung folgt dem Verfahren eines kleinen Schiffes. Biene Lastkähne und Seeschiffe die Methode ist ähnlich.

  • Zuerst bestimmt der Skipper, auf welche Seite das Schiff beim Rückwärtsfahren ziehen wird. Jedes Schiff hat eine „gute“ und eine „schlechte“ Seite. Rechts zieht das Heck beim Rückwärtsfahren. Wenn es etwas bequemer ist, wird auf dieser Seite gebaut.
  • Beim Anlegen an einer Schleusenwand auf der „rechten“ Seite des Schiffes fährt das Schiff zum Liegeplatz, etwa einen halben Meter von der Schleusenwand entfernt. Fast auf der Stelle lenkt der Skipper auf die Wand zu und legt den Motor auf „langsamen Rückwärtsgang“. Ein Besatzungsmitglied wirft eine Leine vom Bug um einen (noch nicht gesicherten) Poller. Der Propellereffekt zieht nun das Heck an die Schleusenwand, der Skipper legt eine Leine vom Heck und stellt den Motor in Neutral. Danach kann auch die Frontlinie investiert werden.
  • Beim Anlegen auf der „falschen“ Seite des Schiffes segelt der Skipper fast bis zum Liegeplatz, etwa eineinhalb Meter von der Wand entfernt. Dann lenkt er ganz plötzlich auf die Wand zu und mit einer Kurve wieder weg. Während das Schiff noch eine Drehbewegung von der Schleusenwand weg macht, setzt der Skipper den Motor in den „langsamen Rückwärtsgang“, wodurch das Heck aufgrund der Propellerwirkung die Drehung des Schiffes stoppt. Mit etwas Übung können Sie genau an der gewünschten Stelle zum Stehen kommen. Der Motor geht in Neutral und die Front- und Hecklinien können abgedeckt werden.
  • Das obige ist natürlich wichtiger, wenn am Heck Wind oder Strömung herrscht. In diesem Fall ist es am wichtigsten, eine Backline zu investieren. Die Frontlinie kommt später. Hat das Schiff eine Mittelpoller, dann kann es auch sehr nützlich für eine erste Linie sein, die das Schiff unter Kontrolle hält. In diesem Fall darf bei einem fahrenden Schiff nie zuerst eine vordere Linie gelegt werden, dann geht das Schiff um.
    Ein alter Lastkahn hat oft einen Klappstift im Lenkrad, um das Ruder schnell zu wechseln
  • Drehen des Schiffes: Wenn man auf einer breiten Wasserstraße in einem Zug wenden kann, dann bleibt der Motor „vorwärts“ und der Propellereffekt ist kaum wahrnehmbar. Es ist möglich, dass ein Schiff beim Drehen auf der "rechten" Seite einen etwas kürzeren Wendekreis hat.
  • Auf einem schmalen Wasserweg muss man beim Wenden mehrmals zurückschlagen. Jetzt kommt der Propellereffekt zum Tragen: Die Schiffsrotation wird auf die „falsche“ Seite eingeleitet, der Motor in „vorwärts“. Sobald nach hinten geschlagen werden muss, läuft die Drehung dank des Schraubeneffekts in die gleiche Richtung weiter. Dies ist besonders bei engen Wasserstraßen und/oder bei Wind zu berücksichtigen, sonst kommt das Schiff nicht herum.
  • Das Ruder muss beim Manövrieren rigoros eingesetzt werden. Solange sich das Schiff also noch vorwärts bewegt, wird es in die gewünschte Richtung gelenkt. Sobald das Schiff zum Stehen kommt, wird das Ruder schnell auf die andere Seite gedreht. Da sich das Ruder jetzt in der richtigen Position für das Rückwärtssegeln befindet, hilft es auch, die Rotation beizubehalten.

Gedächtnisstütze

Der Begriff Radeffekt ist ein Gedächtnisstütze um sich die Wirkungsrichtung zu merken: man stellt sich vor, dass die Schraube wie ein Wagenrad über den Boden des Wasserweg Rollen.

Siehe auch