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Schissswiderstand und Maschinenkraft.
Die Begründung der Formel ergibt sich aus folgenden Betrachtungen. Der Wider
stand, welchen die Wasserfäden dem in Fahrt befindlichen Schiff entgegensetzen, wächst
im allgemeinen mit dem Quadrat der Schiffsgeschwindigkeit. Nun ist aber die Arbeit,
welche die Schiffsmaschine zur Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit leisten muß, gleich
dem Produkt aus Schiffswiderstand und Schiffsgeschwindigkeit, mithin verhalten sich die
Widerstaudsarbeiten ein und desselben Schiffes wie die dritten Potenzen seiner Geschwindig
keiten. Die Widerstandsarbeit, ausgedrückt in Meterkilogramm geteilt durch 75, ergibt
nun die Anzahl der Pferdestärken. Diese nur für die Überwindung des Wasserwiderstandes
erforderliche, von der Schiffsmaschine zu leistende Arbeit nennt man die effektive Pferde
stärke. Außer dem Schiffswiderstand muß nun die Schiffsmaschine noch weitere Wider
stände, wie Reibung in den Maschinenlagern, Betrieb der zur Maschiuenanlage gehörigen
Luft-, Zirkulations-, Speise- und Säugpumpen, Widerstände, welche der Propeller, sei es
nun Rad, Schraube oder Turbine, mit sich bringt, überwinden. Hierzu kommt ferner noch
die Rücklaufsarbeit des Propellers, da derselbe das Wasser mit größerer Geschwindigkeit
nach hinten wirft, als das Schiff Fortgang hat, so daß ein Teil dieser Arbeit verloren
geht. Alle diese Widerstände, welche für die Fortbewegung des Schiffes nutzlos sind,
erreichen meist die Höhe des reinen Schiffswiderstandes, so daß von den von der Maschine
zu leistenden indizierten Pferdestärken etwa 45—55 Prozent durch Reibungsarbeit und
Nutzeffekt des Propellers verloren gehen.
Obgleich nun dieser Prozentsatz für alle Schiffsmaschiuentypen und Propeller nicht
gleich ausfällt, am günstigsten wirkt der Schraubenpropeller und unter diesen im be
sonderen die Zweischraubenmaschine, so kann man doch im allgemeinen die effektive
Pferdestärke, innerhalb bestimmter Grenzen der Schiffsgeschwindigkeit, der indizierten Pferde
stärke proportional setzen, so daß auch die letztere ebenso wie die Widerstandsarbeit des
Schiffes mit der dritten Potenz der Schiffsgeschwindigkeit ab- und zunimmt. Erfordert
z. B. ein Dampfer zur Erzielung einer Geschwindigkeit von 12 Seemeilen eine Leistung
von 1000 indizierten Pferdestärken, so berechnet sich diejenige für eine Geschwindigkeit von
14 Seemeilen annähernd wie folgt:
1000 : x = 12 3 :14 3
also x = 1588.
Zur Vermehrung der Geschwindigkeit um zwei Seemeilen muß demnach die Maschinen
leistung um mehr als die Hälfte erhöht werden.
Neben ver Schiffsgeschwindigkeit hängt nun die Größe der Maschineukraft auch von
der Größe des Deplacements ab, und zwar variiert die Maschinenkraft im allgemeinen mit
der dritten Wurzel aus dem Quadrat des Deplacements. Wird z. B. angenommen, daß
der Dampfer von 12 Seemeilen Geschwindigkeit und 1000 indizierten Pferdestärken ein
Deplacement von 1300 t besitzt, so würde, wenn das Deplacement um das fünffache,
also auf 6500 t vergrößert würde, eine Maschinenkraft von 2904 indizierten Pferde
stärken genügen, um das Schiff mit 12 Seemeilen zu treiben. Es erhellt hieraus, daß
größere Dampfer wirtschaftlicher arbeiten, da sie mit Bezug auf die Menge der zu trans
portierenden Güter eine geringere Maschinenkraft erfordern. Mit der Größe der
Maschinenkraft hängt nun ferner der Kohlenverbrauch zusammen, und derselbe ist pro
portional der indizierten Pferdestärke zu setzen, er wächst also auch mit der dritten
Potenz der Schiffsgeschwindigkeit und der dritten Wurzel aus dem Quadrat des Deplace
ments für die Zeiteinheit. Für die Zurücklegung einer bestimmten Wegstrecke variiert der
Kohlenverbrauch, welcher zum Durchlaufen derselben erforderlich ist, nur mit dem Quadrat
der Schiffsgeschwindigkeit, da bei größerer Fahrgeschwindigkeit die Strecke naturgemäß
auch in kürzerer Zeit zurückgelegt wird. Wählen wir als Beispiel die Route von
Southampton nach New Jork, also eine Strecke von rund 3000 Seemeilen, so gebraucht
z. B. der Schnelldampfer „Lahn" bei einem Deplacement von 7700 t und einer Ge
schwindigkeit von 18 Seemeilen pro Stunde täglich an 175 t Kohlen und demnach für
die 7 tägige überfahrt 1225 t. Würde man nun für dieses Schiff die Geschwindigkeit
auf 21 Seemeilen erhöhen, so würde sich der tägliche Kohlenverbrauch von 175 t auf
278 t steigern, entsprechend 18 3 zu 21 3 ; da jedoch die Reise sich von 7 Tage auf 6 Tage