Titel: Bartlett über Geschwindschiffe mittelst Windmühlsegel.
Autor: Bartlett, J. M.
Fundstelle: 1820, Band 1, Nr. XLVI. (S. 461–472)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj001/ar001046

XLVI. Geschwindschiffe mittelst Windmühlsegel184).

Von J. M. Bartlett.

Mit einer Abbildung.

Nebst einem Zusaze des Herausgebers.

Man kann mit Recht annehmen, daß die Ehre der Erfindung von Dampfböten zur Zeit ein Gegenstand des Streites nicht blos zwischen Individuen, sondern ganzen Nationen, die Aufmerksamkeit der Menschen bald weniger beschäftigen werde; denn seit die Erfahrung bewiesen hat, daß der Nuzen dieser Erfindung ziemlich beschränkt sey, findet man es auch gerathen, die Anwendung derselben zu verwerfen; und dies ist um so weniger zu verwundern, da der Dampf bei seiner gewaltigen Wirksamkeit zugleich ein höchst gefährliches Hilfsmittel ist. Aber nicht nur das Ungewisse in Hinsicht seiner Wirkung zur Fortbewegung eines Fahrzeuges vermindert die Wichtigkeit seines Gebrauches; es vereinigen sich hiebei noch viele andere Ursachen, den Einfluß des Dampfes unwirksam oder unanwendbar zu machen.

Die Menge der brennbaren Materialien, welche selbst für ein Fahrzeug von mittelmäßiger Ladung und auf eine nicht zu weite Seereise erfordert werden, wird nur wenigen Raum für Frachtgut überlassen. So auffallend diese Behauptung seyn mag, so wahr ist sie doch. Es sey z.B. ein Schiff von 80 Tonnen Ladung, welches man als das zweckmäßigste zur Anwendung der Dampfmaschinen wählte. Wenn dieses durch die Zugkraft von 14 Pferden weiter getrieben werden kann, |462| so sind für die Dampfmaschinen 11/2 Ctr. Kohlen auf jede Stunde nöthig. Die Menge Kohlen, welche demnach ein belastetes Schiff nur auf einer mäßigen Reise erforderte, würde die Anwendung der Dampfmaschinen höchst kostspielig machen, und dies um so mehr, als die Steigerung oder Verminderung der Geschwindigkeit in keinem Verhältnisse zur Verstärkung der Kraft der Dampfmaschine steht; denn der Widerstand, welchen das Schiff leidet, wächst nicht in arithmetischer Proportion, sondern nach der Proportion der Quadrate der Geschwindigkeit, oder mit andern Worten, die Geschwindigkeit des Schiffes verhält sich zur Kraft wie 10 zu 100. –

Ferner ist es erwiesen, wie wenig sich ein Dampfschiff noch leiten lasse, wenn nur das Mindeste an der Maschinerie in Unordnung kommt. Bringt man die Complication derselben, und den Umstand, daß das Schiff von dieser Kraft allein abhängt, mit in Anschlag, so steigt die Gefahr für diejenigen, welche den atlantischen oder den stillen Ocean durchschiffen, in dem Verhältnisse der Entfernung von dem Aus- oder Einkaufs-Hafen. Wirklich mögen tausend Ursachen eintreten, um den Lauf eines Schiffes, welches so mittelst Dampf getrieben wird, zu hindern, und es kann in dieser Hinsicht der Dampf nur wenig Vortheil gewähren, wenn er auch von den Einwirkungen der Winde und Wellen unabhängig ist. In der That scheint sich eine zweckmäßige Fortschaffung bedeutender Schiffe durch Anwendung der Dämpfe sogar auf dem Papiere nicht mehr behaupten zu können; mag auch die Theorie sehr sinnreich seyn, so müßen wir doch bedauern, daß sie in der Erfahrung keinen Nuzen schaffen können.

Die Absicht des gegenwärtigen Aufsazes ist, einen Plan vorzulegen, statt der Dampfmaschinen Windmühlensegel zu gebrauchen, mittelst welcher die Ruder in Bewegung gesezt werden. Durch sie erhält man wenigstens eine den Dampfmaschinen |463| gleichkommende Kraft; die Segel können nach dem Winde gerichtet werden, um ihn, so wie man ihn braucht, aufzufassen, man kann mit ihnen gegen den Wind und die Wellen fahren; die Kosten der Maschinerie sind unbedeutend, man erspart dabei nicht nur die Auslagen für die brennbaren Stoffe, sondern gewinnt auch den großen Raum, den die Aufbewahrung derselben bei Dampfschiffen wegnimmt, und die Gefahr ist im Vergleiche mit jener der Dampfmaschinen so viel als keine.

Um die Anwendbarkeit dieses Vorschlages selbst demjenigen, der keine Kenntniß von der mechanischen Kraft des Hebels hat, begreiflich zu machen, darf man nur die Segel einer in Bewegung gesezten Windmühle zeigen. Es wäre aber auch durch die Benuzung dieser Gewalt für die Schifffahrt ein Zuwachs von Kraft zu erlangen, welches nach meinem Dafürhalten in der Physik neu ist, ich meine das Uebermaaß von Geschwindigkeit das man progressive erhält, wenn man die konstituirende Kraft mit Kraft vermehrt, denn die vis inertiae des fortzutreibenden Körpers würde nicht früher besiegt werden, bis die Segel einen weitern Impuls von der Schnelligkeit des Schiffes bekommen. Ich will den Gegenstand weiter verfolgen, und zwar mehr mit Beziehung auf jede andere mögliche Kraft, als mit mathematischer Demonstration eines blos spekulativen Sazes. Ich nehme an, und dieß ist nicht zu viel, daß eine Reise von gemeinen Windmühlsegeln gleich komme der Kraft einer Dampfmaschine, welche die Kraft von 20 Pferden hat; es ergiebt sich also, daß sie im Stande ist, ein Schiff von 120 Tonnen in einer Stunde 6 oder 7 Meilen weit, selbst gegen Wind und Wellen zu treiben. Es werden demnach 3 Segel, welche so wie die Schiffsmasten in gleicher Länge, doch so daß sie einander den Wind nicht benehmen, aufgestellt, die nämliche Kraft und Geschwindigkeit hervorbringen, wie eine Dampfmaschine |464| berechnet nach der Kraft von 60 Pferden oder nach der Treibkraft eines sehr großen Schiffes. Dieses ist nach allgemeinen Grundsäzen anerkannt, und wird, wie ich glaube, meinen Vorschlag deutlich genug beleuchten. Angenommen jedoch, daß die vorgeschlagenen Mittel dem Zwecke nicht entsprechen, so will ich doch wissenschaftlich beweisen, daß durch die Anwendung der Windmühlsegel eine solche Kraft erhalten werden könne, die selbst die erforderliche Summe der Kraft übersteigt. – Die schlechte Construktion der gewöhnlichen Windmühlsegel zog schon öfters die Aufmerksamkeit der Gelehrten auf sich, doch da sie stets die verlangte Wirkung hervorbrachten, so unterblieb die genauere Untersuchung ihres Mechanismus.

Daß aber die Kraft der Windmühlen verstärkt werden könne, will ich hier mit unwerwerflichen Gründen darthun; doch glaube man nicht, daß ich, obgleich die Sache dieß beinahe erheischen möchte, eine Abhandlung über Windmühlsegel schreiben wolle. – Ferguson sagt sehr richtig, daß, wenn das Ende des Segels nahe an der Axe ist, sich dieses nicht mit der nämlichen Geschwindigkeit bewegen könne, wie die Spize und Vorderende, wiewohl der Wind gleich stark eindringt. Eine bessere Stellung dürfte, wenn man sie, anstatt sie längs der Arme gerade nach der Centralbewegung zu strecken, perpendikulär gegen die Enden der Arme hinstreckt, so daß sie nach der Länge gespannt, einen ersten Winkel bilden; denn auf diese Art können sich beide Enden der Segel mit der nämlichen Geschwindigkeit bewegen, und da sie weiter von der Centralbewegung entfernt sind, so haben sie auch noch stärkere Kraft. M. Patnet bestättiget dieß, indem er sagt, daß die Figur der Segel einer Windmühle elliptisch seyn müsse, damit der Wind mit mehrerer Kraft in denselben arbeiten könne; nach dieser Behauptung müßte also eine Windmühle mit sechs elliptischen (ovalen) Segeln ohne |465| Vergleich mehr Kraft äußern, als eine andere mit vier, weil sich die Kraft von 6 zu 4 verhält wie 245 zu 231.

Patnet bemerkt ferner, daß die rechtwinklichten Segel die vorteilhaftesten seyen, weil sie ihrer Form nach die meiste Luft auffassen können.

Das Resultat dieser Untersuchung ist, daß die Breite der rechtwinklichten Segel, nach der Länge berechnet, doppelt seyn soll; obwohl sie allgemein so verfertiget werden, daß 5 Breiten eine Länge abgeben. Folgende ganz eigene Construktion der Windmühlsegel, welche man in der Gegend von Lissabon findet, verdient hier angeführt zu werden, da selbst Lord Sommerville behauptet, daß sie vorzüglicher als jene sind, deren man sich in Großbrittannien bedient. Er beschreibt sie auf folgende Art:

I. Die breite Seite des Segels ist an dem Ende des Hebebaums; denn so erlangt man eine gleiche Resistenz mit weniger Ausdehnung der Arme.

II. Die Segel, welche auf diese Art gemacht sind, können aufgezogen und gespannt werden, wie ein Stagsegel auf den Schiffen, und da sie leichter aufschwellen als jene der gewöhnlichen Mühlen, so ist nicht nöthig, daß man die Mühle selbst gerade gegen den Wind (der dort am gewöhnlichsten weht) stelle, was oft mit manchen Beschwerlichkeiten verbunden ist. Die Tab. IX. Fig. 14 befindliche Abbildung kann ihre vortheilhafte Einrichtung deutlicher darstellen und zeigen, daß solche Segel auch bei der Schiffahrt mit Nuzen angewendet werden können.

Die Windmühlsegel müßen also so verfertiget und gespannt seyn, daß sie horizontal wirken können. Eine wissenschaftlich berechnete Windmühle wurde schon vor einiger Zeit zu Battersea errichtet; ich vermuthe, daß sie nach dem Plane der asiatischen Windthürme gemacht wurde, nur mit dem |466| Unterschiede, daß eine Menge horizontal gespannter Segel den nämlichen Schaft umgaben. –

Könnten nicht solche Segel, oder dergleichen, wie die Portugiesen bei ihren Windmühlen haben, auf den Nothfall selbst bei größern Schiffen angebracht werden, wenn das Haupt- und das Stachsegel nicht hinlänglichen Wind fassen? – und sollte man nicht anstatt sich, wie gewöhnlich geschieht, nur mit 3 rechtwinkeligen oder ovalen Segeln zu begnügen, auch Segel mitnehmen, die in ihrer Construktion jenen Vorbeschriebenen gleichen? Ungeachtet dieser Gründe, und der schon erwähnten Brauchbarkeit der rechtwinkeligen Segel, glaube ich, daß man auch die Ruder mit mehr wissenschaftlichem Blicke untersuchen sollte. – So wie die Ruder jezt sind, waren sie auch bei der ersten Erfindung der Dampfbote gestaltet, und ob sie gleich nicht den gehofften Vortheil gewährten, und durch sie manches Unglück verursacht wurde, so blieben sie doch in Anwendung. Es ließe sich aber noch vieles zu ihrer Verbesserung sagen.

Aus dem Umstande, daß das Rad, während es sich umdreht, nur halb in das Wasser taucht, folgt nothwendig, daß der Wind dieser kreisförmigen Bewegung großen Widerstand leisten kann und muß, um so mehr, da bekannt ist, daß das Rad sich um seine Axe binnen einer Minute 40mal drehen soll: der Vortheil würde also sehr bedeutend seyn, wenn das Rad so gestellt werden könnte, daß es auf seiner von dem Wasser nicht bedeckten Fläche mit seinen Rudern dem Winde weniger Preis gegeben wäre; gleich den Ruderstangen der Boote, von welchen man sagt, daß sie gefedert werden während der Zeit, als sie ober dem Wasser sind. Da mein Vorschlag dahin zielt, daß mehr Kraft angebracht werde, als die gegenwärtig angewendete Maschine ausübt, so hoffe ich, daß gereifte und berechnete Erfahrung bald das Mangelhafte ersezen werde, das wir bei der Forttreibung durch Dampfmaschinen finden. Es zeigt sich hier, daß mein Vorschlag, |467| wenn auch nicht große, doch einige Vortheile vor der Dampfmaschine voraus hat, nemlich diese, daß bei Anwendung der Windmühlsegel bei Schiffen gegen den Wind gesegelt werden kann; daß wenig oder gar keine Gefahr damit verbunden ist, daß dadurch viel Plaz gewonnen wird, und daß die Kosten unbedeutend sind. – Maste, Segeln, Tauwerk, Speichen, kommen in der Ausstattung des Schiffes sehr hoch zu stehen, besonders wenn sie vom Auslande bezogen werden müßen.

Was der Verfasser hier dem Publikum übergiebt, ist nur ein kurzer Entwurf; seine Ideen sind nur rapsodisch angegeben, so wie er den Gegenstand beim ersten Anblick auffaßte. Seine reine Absicht dabei ist, mehrere Versuche zu veranlassen, die zur Beförderung des allgemeinen Wohls der Menschheit beitragen könnten; und in dieser Hinsicht glaubt er, daß sein Vorschlag nicht ohne Nuzen bleiben werde. –

Zusaz des Herausgebers.

In Deutschland hat der Ritter von Billefort (ein Engländer), welcher sich den Erfinder der mittelst Segel bewegten Windmühlen und deren Anwendung zur Schiffarth nennt, bei mehreren Regierungen um ein Privilegium beworben, auch für die österreichische Staaten auf die Dauer von acht Jahren erhalten. Dem polytechnischen Verein des Oberdonaukreises, dessen Ausschuß in Augsburg seinen Siz hat, wurde zur Begutachtung der Antrag des Herrn Billefort zugestellt, in welchem sich dieser über die Nüzlichkeit seiner Erfindung folgendermaßen ausspricht:

Er sagt: Diese Erfindung besteht in einer Anrichtung von Segeln, welche, dem Winde entgegengesezt, eine Bewegung von solcher Heftigkeit bewirken, daß die dadurch erzeugte Kraft dreimal größer ist, als die der gewöhnlichen Flügel, selbst bei den sogenannten holländischen Windmühlen, deren |468| Bauart im Rufe der höchsten Vollkommenheit steht. Da die bewegende Kraft dieses Mittels dreimal höher zu schäzen ist, als die der gewöhnlichen Flügel, so kann sie leicht die Arbeit von 16 bis 18 Pferden, bei einem Winde von 15 bis 20 Fuß Geschwindigkeit in einer Sekunde, ersezen. Nun aber übersteigt der Wind sehr oft dieses Maaß, und es ist daher um das angegebene Resultat der Kraft zu erhalten, nicht nöthig den Segeln die ganze Ausdehnung zu geben, deren ihre Construktion fähig ist.

Diese große Menge von Kraft überschreitet gewiß jedes Bedürfniß von aller und jeder Fabriken, folglich giebt es keinen Mechanismus, der nicht dadurch in Bewegung gesezt werden könnte. Ueberlegt man, daß diese ungeheure Gewalt nach Willkühr gemildert werden kann, so ist der Schluß das von auf die schickliche Anwendung derselben für alle Fabriken, wie auch ihre örtliche Lage seyn möge, sehr natürlich.

Was dieser Erfindung ohne Zweifel einen großen Vorzug giebt, ist ein der Construktion anpassend ausgedachter Mechanismus, durch welchen der Gefahr der Stürme vorgebeugt wird. Die Wirkung desselben ist so geschwind und leicht, daß ein Kind im Stande ist, die Segel fallen zu lassen. Man begreift dieses, sobald man weiß, daß von einer Hemmung der Bewegung die Rede ist, welche im Moment der größten Geschwindigkeit eintreten kann, indem die Ausdehnung der Segel nach und nach, stufenweise und ohne Stoß vermindert wird.

In Ansehung der mannigfaltigen Anwendung, deren die neue bewegende Kraft fähig scheint, glaube ich besonders die Aufmerksamkeit auf diejenige Anwendung lenken zu müßen, welche die wichtigste werden kann, ich meyne, zur Bewegung der Fahrzeuge flußaufwärts. Dieser Gegenstand hat sich dem Erfinder zuerst aufgedrängt, und, nur um von der Bewegung der Flügel und deren Wirkung einen deutlichen Begriff zu |469| geben, hat er vorher noch der Windmühlen gedacht. Die bewegende Kraft, von der hier die Rede ist, kann sich auf keine leichtere Art fortpflanzen, als durch Räder, die unmittelbar an den Seiten angebracht sind, wie man sie bei Dampfmaschinen sieht.

Die unendliche Gewalt, welche sich bei dieser neuen Anwendung der Segel äußert, läßt fast keinen Zweifel, an dem glücklichen Erfolg für den genannten Zweck übrig; aber mann darf dabei nicht verhehlen, daß unumgänglich nothwendige Erfahrung dazu gehört, um die wahre Wirkung zu beweisen, und die Schwierigkeiten, wenn einige vorhanden sind, zu erkennen. Die Berechnung und der Scharfsinn des Künstler und Gelehrten sezt nicht immer in den Stand, die Hindernisse sogleich aufzufinden; Versuche aber ins Große verursachen ungeheure Kosten, die sich vermehren, wenn man hier und da Verbesserungen anbringt, welche sich dem Techniker nur dann darbieten, wenn er sich durch Einsichten leiten läßt, die ihm die Erfahrung verschafft; denn sie verbessert und verstärkt die Theorie, so wie sie dieselbe bestättiget.

Es ist bekannt, daß neue Erfindungen nur langsam zu ihrem Ziele und zu der Vollkommenheit, deren sie fähig sind, gelangen. Wenn nun diese Erfindung auf Schifffahrt angewendet, einen glücklichen Erfolg haben sollte, so ersezt sie mit Vortheil die so gefährlichen als kostspieligen Dampfmaschinen. Sollte es also nicht eben so rühmlich als nüzlich für ganz Europa seyn, eine neue Schifffahrt hergestellt zu haben? Da diese Behauptung nicht nur auf sichere Berechnung, sondern auch auf alles, was der Wahrscheinlichkeit den Karakter der Wahrheit giebt, gegründet ist, so scheint sie zu einem sichern Resultat nur die Aufmunterung einer Regierung zu bedürfen, welche die Erfindung beschüzt und begünstigt.

|470|

Indem das Prinzip, worauf die hier empfohlene Erfindung beruht, der Erfolg eines Problems ist, so bietet die Auflösung 20 Mittel zur Ausführung dar. So viele Berechnungen und Erfahrungen vorausgehen mußten, um dahin zu gelangen, so einfach und leicht scheint das gefundene Resultat, so daß man nur die Ausführung sehen darf, um die Ursachen wahrzunehmen und auf die Wirkung zu schließen. Jeder, der Kenntniß von dem Segelwerke der Schiffe hat, weiß, daß die Segel an den Segelstangen festgemacht und an Puncten mit Seilen, welche mittelst Rollen geführt werden, befestiget sind; und so ist es denn leicht sich eine Idee zu machen, zwar nicht von der Anordnung, welche sie haben sollen, und die dem Techniker angehört, aber wohl von der Wirkung, welche die in schnelle Bewegung gesezte Segel hervorbringen sollen und von der bewegenden Kraft, die sie zu leisten im Stande sind. Ein gewöhnlicher Mechanismus kann Wirkung zeigen, ohne das Räderwerk und die Hebel, welche sie hervorbringen, sehen zu lassen. Hier ist dies ganz anders; die Mittel dienen in Rücksicht mit ihren Ursachen und Resultaten. In den Entdeckungen der Chemie und selbst der Physik, kann man in das Geheimniß des Künstlers blicken; man wird also die Zurückhaltung des Erfinders, der überdies seine Verfahrungsart mit der Ausführung an den Tag legt, nicht auffallend finden. Wo Vorurtheile zu beseitigen sind, um eine neue Entdeckung geltend zu machen, da läßt sich, wie Jeder zugeben wird, nur mit vieler Zeit und Geduld und nur durch unzählige Proben endlich der vorgesezte Zweck erreichen. Erwägt man dabei, welche Kosten der Ausführung vorangehen; kann man sich einen Begriff von den vielerlei dazu erforderlichen Arbeiten machen; bedenkt man die Menge von Planen, Bauanschlägen und Anordnungen, die zu geben sind; so wird man gestehen, daß sich der Künstler, selbst mit Hilfe eines Privilegiums, |471| für die vielen Opfer, die er bringen mußte, keiner hinlänglichen Entschädigung, welche er in Anspruch nehmen dürfte, zu erfreuen habe.

In No. 61, V. 663 des dießjährigen allgemeinen Anzeigers der Deutschen sagt Hr. Heusinger über die Benuzung des Windes zu landwirthschaftlichen Arbeiten folgendes:

Seit längerer Zeit habe ich mein Nachdenken auf die Kenntniß der Geseze der bewegten Luft und die Zusammensezung der Maschinen, die vom Winde getrieben werden, verwendet. Da ich die Erfahrungen, die ich bei diesen Forschungen machte, immer in Verbindung brachte mit der Zusammensezung von Triebwerken und Geräthen für der Feld- und Gartenbau; so gelangte ich, geleitet von manchem günstigen, übrigens oft unbedeutend scheinenden Zufall und Umstand zu der Erfindung, vermittelst einer Anzahl größerer oder kleinerer Werkzeuge und Triebwerke, welche leicht zu erbauen, zu handhaben und anzuwenden sind, die Kraft des Windes so zu benuzen, daß das Pflügen, Eggen, Säen, Dungaufstreuen, Grabenziehen, Grubenmachen, Dreschen, Schroten, Mahlen, Entwässern, Bewässern, und andere beim Feldbau nöthige Arbeiten von der bewegten Luft ausgeführt werden, so daß der Mensch weiter nichts zu thun braucht, als die Werkzeuge aufzustellen, von Zeit zu Zeit zu richten und seine Maßregeln so zu nehmen, daß die benannten Arbeiten füglich mit dem Entstehen und Wirken des Win des zusammentreffen.

Bei der Richtung, die ich durch die ausgesezten Beobachtungen der Naturerscheinungen erhielt, bei der Sicherheit, mit welcher ich die Wirksamkeit der erregten Luft berechnen lernte, und bei der Sorgfalt und Gewohnheit, die Zeiten, Tage und Stunden des Jahres, in welchen sich eine für den Betrieb von Maschinen hinreichende Stärke des Windes darbot, aufzuzeichnen, um darnach, nach Gründen der |472| Wahrscheinlichkeit, zu gewissen Zeiten, auf die Anwesenheit derselben und ihre Wirkung schließen zu können, wurde ich zur richtigen Beurtheilung und Schäzung dieser Kraft, zugleich aber auch zu der Verwunderung hingeleitet, daß noch so wenig Gebrauch für den Menschen von ihm selbst von derselben gemacht werde. Man erstaunt darüber, wenn in einem Lande eine englische Dampfmaschine von der Kraft von 80 Pferden errichtet ist, oder ein Schiff mit einer ähnlichen Maschine stromaufwärts geht, und läßt es sich nicht einfallen, daß bei jedem Winde von mittlerer Stärke durch ein Ländchen von einigen Quadratmeilen die Kraft von mehr als 80 Millionen Pferden geht, wenn man demselben 80 Millionen Maschinen, deren jede der Kraftäußerung eines Pferdes gemäß eingerichtet ist, wie sie meine Erfindung darstellt, entgegenstellt. Und diese Kraft kostet nichts, oder ihre Benuzung hat keine anderweitige Entbehrung zur Folge, da die Kraft der Dampfmaschinen so vielen Aufwand und einen so unermeßlichen Verbrauch an andern höchst brauchbaren, ja fast unentbehrlichen und durch nichts zu ersezenden Stoffen voraussezt.

Annals of Philosophy Novbr. 1819.

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