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Warum neigen sich größere Schiffe bei Kurvenfahrt nach außen, Boote und kleinere Schiffe hingegen nach innen?

29. März 2008

  • D Naturwissenschaften und Mathematik

Warum neigen sich größere Schiffe bei Kurvenfahrt nach außen, Boote und kleinere Schiffe hingegen nach innen?

Bei einer Kreisbewegung wirkt auf jeden Körper eine Fliehkraft, die vom Mittelpunkt des Bahnkreises radial nach außen gerichtet ist. Diese Kraft greift immer im Massenschwerpunkt des Körpers an.

Dies gilt auch für ein großes Schiff, das eine Kurve durchfährt. Bei kleinen Krängungswinkeln (Neigungswinkeln um die Längsachse) wird näherungsweise davon ausgegangen, dass sich das Schiff um die Hauptträgheitsachse seiner Wasserlinienfläche dreht, was bei einem symmetrischen Schiff die Symmetrielinie der Wasserlinenfläche in Längsrichtung ist.

Damit die Fliehkraft ein Moment bewirkt, welches das Schiff nach außen krängt, muss der Kraftangriffspunkt (der Massenschwerpunkt des Schiffes) über der Wasserlinienfläche liegen. Dies ist bei allen großen Schiffen der Fall. Je stärker ein (Handels-)Schiff beladen ist, desto höher liegt der Massenschwerpunkt und umso stärker ist die Krängung bei Kurvenfahrt.

Da zu starke Krängungen jedoch ein Stabilitätsrisiko bedeuten, werden Schiffe so konstruiert, dass sich der Massenschwerpunkt möglichst weit unten befindet. Dies wird durch tief liegende Ballastwasser- und Treibstofftanks oder auch Bleiballast erreicht. Bei Segelschiffen wurden früher große Mengen Ballast (Steine oder Gußeisenbrammen) im Kielraum verstaut.

Die Innenneigung kleiner Boote bei Kurvenfahrt hat eine andere Ursache. 

Bei plötzlichem Einlenken z.B. eines Außenbordmotors ist das durch die unterhalb der Wasserlinie entstehende Schubkraft erzeugte Moment größer als das durch die Fliehkraft entstehende Moment und zudem diesem entgegen gerichtet. Dadurch wird sich ein kleines Boot nach innen neigen.

Diese Frage wurde beantwortet durch Gernot Knieling, Universität Rostock, Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik.