Titel: Treviranus Methode, in Hinsicht auf Dampf-Schifffahrt.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1829, Band 31, Nr. LIII. (S. 175–187)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj031/ar031053

LIII. Des Mechanikus Ludwig Georg Treviranus Methode, den Betrag der partiellen Gefälle eines Stromes, vorzüglich in Hinsicht auf Dampf-Schifffahrt, zu ermitteln.

Die Methode, welcher man sich gewöhnlich bedient, den Betrag eines Stromgefälles zu ermitteln, ist bekannt.

Eine andere von der gewöhnlichen ganz verschiedene Methode, welche ich vor etwa 8 Jahren in Bremen erfand, und die ich schon zu der Zeit nach mehreren Probeversuchen als etwas nicht Unwichtiges betrachtete, entschließe ich mich jezt, durch dieses Journal öffentlich bekannt zu machen, unter anderen Gründen, auch aus dem Grunde, weil meine frühere Ansicht, daß sie auf theoretisch richtigen Grundsäzen beruht, und auch in praktischer Hinsicht für den oben in der Ueberschrift angegebenen Zwek sehr brauchbare Resultate liefern dürfte, seitdem sich nichts geändert hat.

Zu der Ermittelung des Totalgefälles einer langen Stromstreke ist sie nicht geeignet, und ein gewöhnliches Nivellement ihr vorzuziehen. Aber zu der Untersuchung kurzer, oder partieller Gefälle eines Stromes, in Bezug auf eine etwa auf diesem Strom einzurichtende Dampf-Schifffahrt scheint sie sich besser, als jede andere mir bekannte Methode zu eignen, indem es in diesem Fall insbesondere darauf ankommt, im Voraus den Einfluß zu ermitteln, den das Gefälle des in der Untersuchung begriffenen Strompunktes, verbunden mit der Geschwindigkeit des Wassers, und die aus beiden resultirenden Kräfte auf die Bewegung des künftigen Dampf-Schiffes haben werden, um darnach beurtheilen zu können, ob das Dampf-Schiff |176| solche kurze Gefälle dem Strome entgegen passiren kann, oder nicht.

Meine Methode besteht, wie ich vorläufig in der Kürze und im Allgemeinen bemerken will, in der Anwendung mehrerer bekannten Mittel und Grundsäze, wodurch sich in jedem vorkommenden Fall das relative Gewicht eines auf die zu untersuchende Stromstelle gebrachten todten und schwimmenden Körpers, welcher auf der Stromstelle durch eine äußere Kraft gehalten wird, finden läßt.

Aus dem gefundenen relativen, und dem als bekannt vorausgesezten absoluten Gewicht des Körpers mache ich dann den Schluß auf das Gefälle des Strompunktes, auf welchem sich der Körper befand. Zu näherer Entwikelung der dabei in Anwendung kommenden Grundsäze diene das Folgende:

Wenn ein todter schwimmender oder specifisch leichterer Körper als Wasser, auf einem fließenden Wasser, oder auf einem Strom sich befindet, so ist eine äußere in der entgegengesezten Richtung des Stromlaufes auf den Körper wirkende Kraft nöthig, ihn auf einem bestimmten Punkt des Stromes zu erhalten, indem, wie die Erfahrung lehrt, jeder schwimmende Körper ein Bestreben hat, dem Laufe des Stromes zu folgen.

Dieses Bestreben des Körpers, dem Laufe des Stromes zu folgen, hat zwei Ursachen: Eine derselben ist, daß der todte Körper in sich selbst keine Kraft besizt, die der Kraft entgegen wirken könnte, womit das fließende Wasser, in welchem er schwimmt, in dem Falle auf ihn wirken würde, wenn er in Ruhe verbleiben wollte.

Die andere Ursache liegt zum Theil in der Beschaffenheit der Oberfläche des Stromes, und zum Theil in dem Körper selbst.

Es bildet nämlich im Allgemeinen die Oberfläche eines jeden Stromes, oder eines jeden fließenden Wassers eine geneigte Ebene, die aber, beiläufig gesagt, im Strome wegen der Ungleichheiten des Grundbettes, und aus andern Ursachen, in der Regel aus vielen kleinem Ebenen von verschiedener Neigung besteht. Ein schwimmender Körper besizt wie jeder andere Körper ein eigenthümliches oder absolutes Gewicht; was zwar durch die Wassermasse, welche er verdrängt, balancirt wird, aber demungeachtet in anderer Beziehung in ihm verbleibt. Um aus der geneigten Oberfläche des Stromes, und dem absoluten Gewichte des schwimmenden Körpers jezt einen Schluß auf sein Bestreben zu machen, dem Lauf des Stromes zu folgen, so ist es erlaubt: unter der geneigten Oberfläche des Stromes, oder einer Stromstelle, sich eine eben so viel geneigte mathematische Ebene, und den Körper ohne Friktion auf dieser Ebene befindlich zu denken.

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Nach bekannten mathematischen Grundsäzen folgt dann:

Der Körper wird nach Maßgabe seines absoluten Gewichtes, und nach Maßgabe der Neigung der Ebene ein Bestreben haben, von dieser Ebene herunter zu gleiten, und zwar mit einer Kraft, die im Verhältniß zu seinem absoluten Gewichte: dem Verhältniß der Höhe der geneigten Ebene zu ihrer Länge proportional ist; oder mehr in Bezug auf den Gegenstand verhält sich: das relative Gewicht des schwimmenden Körpers, oder das Bestreben desselben von der geneigten Ebene herunter zu gleiten, zu seinem absoluten Gewichte, wie das Gefälle zu der Länge, auf welche sich das Gefälle im Strome bezieht.

In der relativen Schwerkraft des schwimmenden Körpers liegt demnach die zweite Ursache, warum der Körper ein Bestreben hat, dem Laufe des Stromes zu folgen, und darin liegt auch die Ursache, wie ich noch bemerke, aber eigentlich nicht zur Sache gehört, warum ein schwimmender Körper von einem etwas bedeutenden Gewichte, wenn er sich selbst überlassen in dem Strome schwimmt, sich nicht nur mit der gleichen Geschwindigkeit des Stromes, sondern mit einer größern Geschwindigkeit bewegt, als der Strom selbst besizt.

Zu Folge des bis soweit Gesagten sind es also zwei Kräfte, welche auf einen schwimmenden Körper wirken, der im Strome durch eine äußere Kraft gehalten wird, nämlich die Kraft des Stromes, und das relative Gewicht desselben Körpers80) – und die Summe beider Kräfte muß, wenn der Körper im Strome auf einem bestimmten Punkt bleiben soll, durch eine äußere dritte Kraft balancirt werden.

Wenn unter den schwimmenden Körper von jezt an ein Schiff von einem bekannten Gewichte und einer solchen Größe verstanden wird, daß etwa drei Mann im Stande sind, es auch in einem heftigen Strome zu regieren, und ein solches Schiff im Strome vor Anker gelegt wird, so läßt sich dann mit Hülfe eines Dynamometers leicht die Kraft messen, welche nöthig seyn dürfte, der Kraft des Wassers vereint mit der relativen Schwerkraft des Schiffes das Gleichgewicht zu halten.

Eben so leicht läßt sich auch von dem Schiffe aus mittelst eines Strommessers die Geschwindigkeit des Stromes messen, in welchem sich das Schiff befindet.

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Es käme jezt nur noch darauf an zu wissen: wie viel man von dem, was der Dynamometer angab, für die mit der gemessenen Geschwindigkeit des Stromes korrespondirende Kraft des Wassers abzuziehen hätte, um in dem verbliebenen Reste, das relative Gewicht des Schiffes zu erhalten, und aus dem gefundenen relativen und dem bekannten absoluten Gewicht des Schiffes, dann nach den vorhin gemachten Schlüssen den Schluß auf das Gefälle zu machen.

Die Kraft, mit welcher ein Strom von einer bekannten Geschwindigkeit auf dem Schiffe, oder überhaupt auf einem schwimmenden Körper wirket, ist gleich der Kraft, womit ein todtes Wasser, in welchem der Körper mir der Geschwindigkeit des Stromes bewegt wird, der Bewegung des Körpers widersteht, oder gleich dem Widerstand des Wassers.

Der Widerstand des Wassers auf Schiffe von etwa 30 Fuß Länge läßt sich im todten Wasser für Geschwindigkeiten von 1 bis etwa 8 Fuß pr. Sekunde, wie ich aus der Erfahrung weiß, ohne sehr bedeutende Schwierigkeiten finden.

Im todten Wasser könnte man also auch den Widerstand des Wassers auf dem Schiffe finden, welches man bei der Untersuchung der Strompunkte zu gebrauchen gedenkt.

In meinem Versuchen über diesen Gegenstand fand ich den Widerstand den Quadraten der Geschwindigkeiten immer mehr proportional, wenigstens war keine regelmäßige Abweichung von diesem Geseze bemerkbar.

Wenn dieses Gesez als richtig anerkannt wird, dann kann man über den Widerstand des Wassers, auf dem in Rede stehenden Schiffe, noch auf einem anderen und leichteren Wege, als im todten Wasser, Aufschluß erhalten; man kann den Widerstand, oder die ihm gleiche Kraft des Wassers dann auch im fließenden Wasser finden.

Zu dieser Absicht suche man sich im Strome eine Streke aus, die eine möglichst gleiche Breite und gleiche Tiefe hat, und überhaupt von solcher Beschaffenheit ist, daß man doch wenigstens auf einige hundert Fuß Länge, auf ein gleichförmiges Gefälle und gleiche Geschwindigkeit des Wassers im Stromfaden schließen darf, wo auch das Wasser nicht zu langsam, sondern mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 bis 4 Fuß pr. Sekunde fließt.

Das Schiff, auf welchem man die Kraft des Stromes zu ermitteln wünscht, lege man dann in den Stromfaden vor Anker; messe die Geschwindigkeit des Stromes, und auch die Kraft, welche nöthig sehn dürfte, das Schiff in dem Strome zu halten, und nivellire zulezt noch eine schikliche Länge der Stromstreke auf die gewöhnliche Art, und möglichst genau.

Aus dem durch das Nivellement gefundenen Gefälle und dem |179| absoluten Gewicht des Schiffes läßt sich jezt für diesen Fall das relative Gewicht des Schiffes berechnen, und dieses relative Gewicht, oder diese relative Schwerkraft, von der Kraft abgezogen, die nöthig war, das Schiff im Strome zu halten, gibt die Kraft des Wassers auf dem Schiffe, welche der gemessenen Geschwindigkeit des Stromes korrespondirt.

Die auf diesem Wege gefundene Geschwindigkeit und Kraft des Wassers müßten dann zulezt als Grundlagen angenommen, und darnach für andere Geschwindigkeiten die zugehörigen Kräfte nach den Quadraten der Geschwindigkeiten berechnet und zu der Ermittelung der Gefälle anderer Strompunkte wiederum in Anwendung gebracht werden.

Wenn ich auch, indem ich so eben den Vorschlag machte, eine Stromstelle nach der gewöhnlichen Methode zu nivelliren, und daraus Data's zu der Anwendung meiner Methode zu entnehmen, diese nicht gegen den Einwand schüzen kann: daß die Resultate, welche sich unter solchen Umständen von ihr erwarten lassen, als von jener abhängig, auch weniger genau ausfallen müssen, so ist dieser Einwand, wenn man einzelne Fälle dabei im Auge hat, wie ich zugeben will, zwar gegründet, aber im Allgemeinen und mit Berüksichtigung dessen, wofür ich schon Anfangs meine Methode insbesondere empfohlen habe, scheint mir dieser Einwand kein großes Gewicht zu haben.

Ich erlaube mir, mich über diesen Punkt bestimmter auszudrüken.

Es ist mir nicht unbekannt, daß sich einzelne Stromstreken, wenn es nicht an Zeit fehlt, alles zu einem Strom-Nivellement Benöthigte in der besten Ordnung vorzurichten und man sich den schiklichsten Zeitpunkt wählen kann, dann mit großer Genauigkeit nivelliren lassen.

Es ist mir aber auch eben so wenig unbekannt, daß ein Strom-Nivellement unter anderen Umständen, z.B. bei einem felsigten Grundbette und sehr heftiger Strömung mit ganz bedeutenden Schwierigkeiten verbunden seyn kann, und dann jene Genauigkeit auch nicht gewährt.

Meine Methode dagegen ist auf jeden Strompunkt, dem Schiffe durch eine oder die andere Kraft dem Strome entgegen passiren können, die Strömung sey noch so heftig, und das Grundbette wie es wolle, ohne viele Umstände anwendbar. Ich habe es wenigstens immer möglich befunden mit einem Schiffe von etwa 30 Fuß Länge, wie ich es zu meinen Untersuchungen nur gebrauche, auch auf felsigem Grunde, und in Strömungen von etwa 10 Fuß Geschwindigkeit pr. |180| Sekunde vor Anker zu gehen, und mehr gebrauche ich nicht, um meine Untersuchungen zu beginnen.

Ich rechne demnach, wenn die Untersuchung der Stromstellen in Bezug auf Dampf-Schifffahrt unternommen wird, daß ich dann auf Strompunkten, wo sich ein weiches Grundbette, also auch keine heftige Strömung vorfindet, und wo die gewöhnliche Methode das Gefälle vielleicht am richtigsten geben würde, für meinen Zwek eigentlich nichts zu thun habe, und daß das Gefälle, welches ich der Ordnung wegen auf solche Strompunkte auch suche zu ermitteln, nach meiner Methode dann hinreichend genau ausfällt; und daß wenn ich für meine Methode, mit Hülfe der gewöhnlichen Methode, unter den günstigsten Umständen die Data hinsichtlich des Widerstandes des Wassers gesammelt habe, und diese dann auf Strompunkte in Anwendung bringe, die für meine Untersuchung die wichtigsten sind, und wo man auf dem gewöhnlichen Wege nicht gut fort kommt, ich in solchen Fällen nach meiner Methode vielleicht richtigere Resultate, als nach der gewöhnlichen finden dürfte, wenn auch einige Data dazu von lezterer entnommen sind.

Hiemit glaube ich denn auf jenen etwaigen Einwand, der sich gegen meine Methode machen ließe, schon genügend geantwortet zu haben; aus dem Folgenden wird, wie ich hoffe, noch mehr hervorgehen, daß sie sich zu dem Zwek, wofür ich sie insbesondere empfohlen habe, ganz vorzüglich eignet.

Schon in der Einleitung dieser Abhandlung habe ich bemerkt, und wiederhole es hier mit anderen Worten, daß wenn man bei Untersuchung der Strompunkte eine einzurichtende Dampf-Schifffahrt im Auge hat, es dann vorzüglich darauf ankommt, den speciellen Punkt einer richtigen Stromstelle auszumitteln, wo der vereinte Einfluß des Gefälles und des Stromes auf dem Dampfschiffe am größten seyn würde, wenn es dem Strome entgegen, diese Stromstelle passirte.

Nach meinem Verfahren finde ich den speciellen Punkt einer solchen Stromstelle auf einem ganz praktischen Wege, und ohne vielen Zeitverlust durch Versuche.

Ich darf zu dem Ende mein Versuchs-Schiff nur etwas oberhalb der Stromstelle vor Anker legen, das Schiff dann am Ankertau in die Stromstelle herunter treiben lassen, und von Zeit zu Zeit mit dem Dynamometer die Kraft messen, welche nöthig ist das Schiff zu halten, bis ich den fraglichen Punkt treffe, wo nämlich der Dynamometer das Höchste zeigt. Dieser specielle Punkt wird dann genau untersucht, bei andern Punkten der Stromstelle, wenn ich es sonst zwekmäßig |181| finde sie zu untersuchen, kann eine weniger genaue Untersuchung genügen.

Nach der gewöhnlichen Methode ist die Aufgabe den speciellen Punkt einer Stromstelle zu finden, um welchen es sich handelt, nicht so leicht zu lösen. Man kann ihn troz aller Mühe sehr leicht verfehlen.

Es genügte in diesem Falle nicht: etwa nur den Anfang und das Ende des starken Gefälles zu nivelliren und zwischen diesen Punkten das Gefälle als gleichförmig anzunehmen, sondern um hierüber Gewißheit zu erhalten, und um eben so richtig, wie ich zu verfahren, müßten alle die Punkte nivellirt werden, wo ich die Versuche mit dem Schiffe und dem Dynamometer machte, und überdieß müßten auf allen diesen Punkten die Geschwindigkeiten des Stromes genau gemessen werden, wofür ich kein Bedürfniß hatte, und dann wäre die Arbeit erst zum Theil beendiget, und der specielle Punkt noch unbekannt. Ihn kennen zu lernen, müßten dann noch viele der in Hinsicht auf Gefälle und Geschwindigkeit des Wassers untersuchten Punkte berechnet und gegen einander verglichen werden, um endlich den fraglichen speciellen Punkt heraus zu bringen.

Daß dieß Verfahren weit mehr Arbeit erfordert als das meinige, und weit leichter grobe Fehler dabei vorgehen können, wird, glaube ich, eingeräumt werden müssen.

Wenn ferner die Aufgabe eines Hydrotechnikers die ist: eine Stromlänge von vielleicht 20, 30 und mehr Meilen für den angegebenen Zwek zu untersuchen, und zwar bei einem möglichst gleichen Wasserstande, dann ist es zu Lösung dieser Aufgabe natürlich von Wichtigkeit, wenn er mit der Untersuchung aller bemerkenswerthen Punkte schnell fertig werden kann. Daß sich aber nach meiner Methode vielleicht sechs und mehr Punkte untersuchen lassen, bis man auf dem gewöhnlichen Wege mit einem fertig wird, dürfte vielleicht auch keine zu hohe Annahme seyn.

Sie gewährt dem Hydrotechniker zulezt noch den Vortheil, daß er nicht nur über die Beschaffenheit des Grundbettes, über die Wassertiefen und die Geschwindigkeiten, sondern auch über die Gefälle der Strompunkte von dem Schiffe oder Nachen aus, in welchen er den Strom befährt, alle diese Untersuchungen unter seinen eigenen Augen kann anstellen lassen, sich demnach bei seiner Arbeit auf etwanige Angaben der Gehülfen nicht zu verlassen braucht. Das Schiff, welches man gebraucht, um nach meiner Methode die Gefälle zu untersuchen, darf nicht zu leicht seyn, indem sich nach dem absoluten Gewichte auch das relative richtet, und lezteres, um möglichst richtige Resultate in Bezug auf die Gefälle zu erhalten, auf den Stromstellen nicht zu geringe ausfallen muß. Es darf aber auch im Gegentheil |182| nicht zu schwer seyn, weil es sich sonst im heftigen Strom durch einige Mann nicht regieren läßt.

Das Fahrzeug, dessen ich mich in meinem Versuche bediente, hatte 32 Fuß Länge, 5 1/2 Fuß zur größten Breite, und tauchte 9 Zoll tief. Die stark gebrochenen Eken machten inwendig, sowohl mit dem Boden als mit den Seitenwänden, einen Winkel von etwa 135 Grad.

Mit Einschluß meines eigenen und des Gewichts zweier Gehülfen betrug das Gewicht meines Schiffes 3100 Pfd. Bremer Gewicht. Ein Schiff von diesem Gewicht und von der angegebenen Größe scheint mir für den beabsichtigten Zwek wohl geeignet zu seyn. Den Widerstand des Wassers fand ich im todten Wasser für Geschwindigkeiten von 2 bis 7 1/2 Fuß pr. Secunde.

Zu vier englischen Fuß Geschwindigkeit pr. Secunde correspondirte ein Widerstand von 10 Bremer Pfunde, und für andere Geschwindigkeiten war der Widerstand den Quadraten der Geschwindigkeiten proportional.

Die Vorrichtungen, deren ich mich dabei bediente, kann ich dieß Mal aus mehreren Gründen nicht beschreiben, was auch, wie ich hoffe, nicht von Bedeutung seyn wird, als ich bereits einen anderen und leichteren Weg, den Widerstand zu finden, angegeben habe. Den Strommesser, den ich in meinen Versuchen gebrauchte, ist nach Woltmannscher Construction, ein sogenannter hydrometrischer Flügel. Ein solcher Flügel gibt, wie ich mich überzeugt habe, kleine und große Geschwindigkeiten des Stromes sehr genau an.

Mein Dynamometer, oder meine Feder-Wage ist zum Theil nach eigener Construktion. Es lassen sich Kräfte von 1 bis 300 Pfund Bremer Gewicht damit messen, und die Abtheilungen für die ersten Pfunde sind etwa 3/8; die für die lezten etwa 1/8 Zoll groß.

Das Schiff legte ich, wenn oberhalb der Stromstellen, die ich zu untersuchen wünschte, kein anderweitiger Befestigungspunkt für das Ankertau sich mir darbot, im Strome vor Anker; befestigte das zweite Ende des nur dünnen Ankertaues an der Feder-Wage, und hielt diese entweder während der Beobachtung mit den Händen, oder wenn der Zug dafür zu stark war, hing ich sie an einem am Vordertheile des Schiffes befindlichen Haken.

Wenn der Steuermann mittelst des Steuerruders das Schiff gehörig in der Richtung des Stromfadens hielt, dann waren die Vibrationen des Zeigers der Wage in der Regel sehr unbedeutend, und der mittlere Stand des Zeigers der Wage ließ sich dann leicht und richtig beobachten.

Hinsichtlich der Abtheilungen der Feder-Wage ist noch zu bemerken: daß, wenn diese sich etwa auf lothrecht wirkende Kräfte beziehen, |183| man vor dem Gebrauch suchen muß auszumitteln, wie viel man bei horizontal wirkenden Kräften zu dem, was der Zeiger dann angibt, zu addiren hat, um das richtige Resultat zu erhalten. Um genau zu verfahren, ist es ferner noch nothwendig, daß die Kraft, welche das Schiff im Strome erhält, in einer horizontalen Richtung wirke, oder wenn dieses nicht ist, der schiefe Zug auf einen Horizontalzug reducirt werde.

Das Ankertau sollte demnach in der Nähe des Schiffes eine horizontale Lage haben, wenn man nicht rechnen will.

In dieser Absicht könnten zwei hölzerne, oder vielleicht besser, runde, eiserne Stangen nahe an ihren Enden etwas ins Kreuz zusammen gebunden werden. Die zwei langen Schenkel der Stangen sezte man dann im Gebrauche auf den Grund des Flusses, und zwischen den oberen kurzen Schenkeln ruhte der Ankertau, und ließe sich nach Belieben, je nachdem man die unteren Schenkel der Stangen einander näherte, oder mehr von einander entfernte, hoch und niedrig bringen.

Zum Schlusse erlaube ich mir noch mehrere in Bezug auf den Gegenstand dieser Abhandlung von mir gemachte Versuche anzugeben, um eines Theils durch die Berechnung einiger dieser Versuche meine Methode mit einigen Beispielen noch mehr zu erläutern, und anderen Theils, weil man, wie ich hoffe, dadurch zu der Ueberzeugung gelangen wird, daß es sich hier nicht um eine Kleinigkeit gehandelt hat, und daß das relative Gewicht eines Dampf-Schiffes, unter Umständen eine ganz bedeutende Rolle in der Dampf-Schifffahrt spielen, und ein formidables Hinderniß in der Bewegung des Schiffes werden kann, daß demnach die vorherige Ermittelung des Betrags starker Gefälle in dieser Hinsicht von großer Wichtigkeit ist.

Aus den Versuchen ergibt sich auch: daß Gefälle und Geschwindigkeit des Stromes zu einander in keinem bestimmten Verhältniß stehen, oder zu gleicher Geschwindigkeit des Wassers verschiedener Strompunkte oft sehr von einander verschiedene Gefälle gehören, also aus dem Strome auf das Gefälle, oder umgekehrt, aus dem Gefälle, auf den Strom sich kein bestimmter Schluß machen läßt, und beides in jedem vorkommenden Falle besonders gemessen werden muß.

Die jezt folgenden Versuche, worauf sich das so eben Gesagte bezieht, machte ich im Decbr. 1821 bei einem hohen Wasserstand, im Wasserstrom bei Bremen.

1) Am unteren oder N. W. Ende der Stadt Bremen, wo die Weser eine ansehnliche Breite und Tiefe hat, legte ich mit zwei Gehülfen das im Vorigen beschriebene Schiff in freiem Strome vor Anker, und fand die Geschwindigkeit des Stromes durch den Woltmannschen |184| Flügel gleich 365 englische Fuß pr. Secunde, und nach dem Dynamometer, oder der Feder-Wage, die Kraft des Wassers vereint mit der relativen Schwerkraft des Schiffes, bei einem horizontalen Zuge, gleich 9 Pfund Bremer Gewicht.

2) Höher aufwärts, wo die Weser nur ohngefähr die halbe Breite hat, als auf dem Punkte, wo ich den vorigen Versuch machte, und überdieß auf einem Punkte durch das Ende eines in den Strom hineintretenden Bollwerkes noch mehr bewegt ist, wird, wie ich fand, durch das Bollwerk oberhalb ein Aufschau des Wassers verursacht, und auf eine kurze Streke ein stärkeres Gefälle erzeugt, als ich auf andern Punkten, im freien Strome bei Bremen habe finden können.

Dem Ende des Bollwerks gegenüber, und etwa 15 bis 20 Fuß davon entfernt, gab mir der Flügel 4,33 Fuß Geschwindigkeit, und die Feder-Wage zeigte 21,5 Pfund.

3) Legte ich den vorderen Theil des Schiffes in einer geraden Linie mit dem Ausgang des zweiten Joches der großen Weser-Brüke von der Neustadt-Seite gerechnet, wo, wie ich fand, das durch das Joch herunter fließende Wasser die größte Geschwindigkeit hatte: unter diesen Umständen war die Geschwindigkeit des Wassers nach dem Stromwasser 5,78 Fuß pr. Secunde, und die nöthige Kraft, das Schiff zu halten, betrug nach der Wage 31,5 Pfund.

4) Fand ich durch Versuche: daß, wenn das Schiff etwa um 1/3 seiner Länge in das Joch heraufgezogen wurde, die vereinte Kraft des Wassers und der relativen Schwerkraft des Schiffes dann am größten war.

Die erforderliche Kraft in dieser Lage das Schiff zu halten, war nicht weniger als 47 Pfunde; war also um die Hälfte größer, als im vorigen, oder dritten Versuche; betrug mehr als das Doppelte des zweiten, und mehr als das Fünffache des ersten Versuchs, obgleich das Schiff vorne nur von einem Strome getroffen wurde, dessen Geschwindigkeit 4,21 Fuß betrug, und in dieser Hinsicht nur die des ersten Versuches um 0,56 Fuß überstieg.

5) Zulezt ließ ich das Schiff ganz in das Joch herauf ziehen. Die Feder-Wage zeigte dann beinahe dasselbe, wie im dritten Versuche: nämlich 31 Pfunde; die Geschwindigkeit des Stromes an dem vorderen Theile des Schiffes, und etwa 6 bis 7 Fuß unterhalb dem Eingang des Joches war aber viel geringer, als im dritten Versuche, sie war nach dem Strommesser 3,94 Fuß pr. Secunde.

Zur Berechnung dieser Versuche nehme ich an, was ich bereits in den vorangegangenen angegeben habe: daß nämlich das absolute Gewicht meines Schiffes 3100 Pfund betrug; ferner zu 4 Fuß Geschwindigkeit des Schiffes im tobten Wasser ein Widerstand des Wassers von 10 Pfund correspondirte, und für andere Geschwindigkeiten der Widerstand, |185| oder in Bezug auf die zu berechnenden Versuche auch die Kraft des Wassers den Quadraten der Geschwindigkeiten proportional war.

Im ersten Versuche war die Geschwindigkeit des Wassers, nach dem Strommesser 3,65 Fuß pr. Secunde, und die Kraft des Wassers auf dem Schiff, nach der folgenden 3,65²+10/4² = 8,33 Pfund. Die Summe der Kraft des Wassers, und der relativen Schwerkraft des Schiffes betrug nach dem Dynamometer, oder der Feder-Waage 9 Pfund; also die relative Schwerkraft allein 9 – 8,33 = 0,67 Pfunde, und folglich das Gefälle des Strompunktes oder der Abhangsquotient: 0,67/3100 oder 1/4627.

Im zweiten Versuche war die Geschwindigkeit des Stromes 4,33 Fuß, und die Kraft des Wassers auf dem Schiff 4,33²/4² + 10 = 11,72 Pfund. Die Feder-Waage gab 21,5 Pfund.

Die relative Schwerkraft des Schiffes war demnach 21,5 – 11,72 = 9,78 Pfunde, und das Gefälle oder der Abhangsquotient: 9,78/3100 = 1/317.

Werden die übrigen drei Versuche nach denselben Grundsäzen, wie die zwei ersten berechnet, so ergeben sich Resultate, wie sie zur besseren Uebersicht für alle fünf Versuche zusammen gestellt sind, in der folgenden

Tabelle.

Textabbildung Bd. 31, S. 185

Mit Berüksichtigung der angegebenen Umstände, unter welchen die Versuche gemacht wurden, folgt aus dem ersten Versuche: wie geringe das Gefälle eines Stromes für die Geschwindigkeit des Wassers von 3,65 pr. Secunde nur zu seyn braucht, wo er einen ungehemmten Lauf, und dabei eine gehörige Breite und Tiefe hat, und daß das Bewegungshinderniß, welches einem Schiffe, indem es einem so beschaffenen Strome entgegensegelt, aus dem Gefälle, und seinem eigenen Gewichte entspringt, dann nicht bedeutend ist.

|186|

Der zweite Versuch lehrt aber schon: wie durch eine unbedeutend scheinende Ursache, durch das in den Strom etwas hineintretende Bollwerk, ein partielles Gefälle entstehen, und das relative Gewicht eines Schiffes der Kraft des Wassers auf demselben, dann schon beinahe gleich kommen, und das gesammte Bewegungshinderniß des Schiffes dadurch bedeutend größer werden kann, als es bei derselben Geschwindigkeit des Stromes unter anderen und günstigen Umständen ist.

Aus den übrigen drei Versuchen sind die Hindernisse, welche der Schifffahrt überhaupt, besonders aber der Dampfschifffahrt aus starken partiellen Gefällen entstehen können, noch ersichtlicher, als aus dem zweiten Versuche.81)

Im Allgemeinen läßt sich aus den Versuchen noch abnehmen, daß aus den Geschwindigkeiten der Strömungen auf die gehörigen Gefälle sich kein richtiger Schluß machen läßt, daß beider Verhältnisse zu einander, wie ich noch darthun wollte, kein bestimmtes ist, welches sich nur durch Messung in jedem vorkommenden Falle ermitteln läßt.

Daß in diesem leztern Saze Enthaltene ist übrigens Hydrotechnikern schon bekannt, und keine neue Entdekung. Es diene demnach nur als Beweis, daß die Richtigkeit der Versuche Anderer über diesen Punkt sich auch in meinen Versuchen bestätiget haben. Ich glaube jezt in dieser Abhandlung bewiesen zu haben, daß das neue Verfahren, welches ich angegeben habe, auf theoretisch richtigen Grundsäzen beruht, und auch in praktischer Hinsicht für den angegebenen Zwek sehr passend ist; und schmeichle mir, da Dampfschifffahrt in Deutschland, im Vergleich mit anderen Ländern gegenwärtig noch nicht sehr in Aufnahme ist, daß es noch Fälle genug geben wird, wo mein Verfahren mit Aussichten auf günstige Resultate könnte in Anwendung gebracht werden; daß aber auch selbst, wenn dieß nicht der Fall seyn sollte, es schon in wissenschaftlicher Hinsicht auch für Andere Interesse haben wird.

Für mich hat meine Erfindung in lezterer Beziehung wenigstens Interesse genug gehabt, um ziemlich bedeutende Kosten und vielen Zeitaufwand |187| nicht zu scheuen, mich von der Nichtigkeit meiner früheren Ansichten zu überzeugen, und mir würde ein Verfahren, wie das von mir angegebene zu einer Zeit, wo ich mich mit einer Strom-Untersuchung beschäftigte, sehr willkommen, und wenn ich es damals schon gekannt hätte, wie ich nicht zweifle, von vielem Nuzen gewesen seyn, und mich in meiner Untersuchung gegen mehrere Irrthümer verwahrt haben. Breslau, den 15. Januar 1829.

|177|

Man unterscheidet zwar in der Regel noch einige andere Kräfte, die auf einen schwimmenden Körper wirken, nämlich die Friktion und Adhäsion des Wassers; in dieser Abhandlung ist es indessen erlaubt, beide eben benannte Kräfte mit in den Ausdruk Kraft des Wassers zu begreifen, wenn das Wasser in Bewegung und der Körper in Ruhe ist, oder in den Ausdruk Widerstand des Wassers, wenn der Körper in Bewegung und das Wasser in Ruhe ist.

|186|

Die Ursache, warum starke partielle Gefälle eines Stromes der Dampfschifffahrt größere Hindernisse, als der gewöhnlichen Stromschifffahrt mit Pferden in den Weg legen können, ist insbesondere die: weil die Kraft der Dampf-Maschine am Bord des Dampfschiffes in der Regel nur einer mäßigen Steigerung fähig ist, und wenn die höchste Kraft der Maschine nicht hinreichen würde, alle Hindernisse zu überwinden, welche aus der Bewegung des Schiffes dem Strom entgegen, aus seinem relativen Gewichte, und der Kraft des Stromes auf besondern Strompunkten entspringen, das Dampfschiff dann wenigstens auf dem Wege, wie es gewöhnlich fährt, nicht oberhalb solcher Strompunkte gelangen kann, und weil die Anwendung besonders für solche berechnete Mittel in den meisten Fällen mit zu vielem Zeitverlust verknüpft ist, um oft davon Gebrauch zu machen.

Pferde dagegen haben in diesen Fällen den Vortheil vor der Dampf-Maschine voraus, daß sie die Kraft, womit sie gewöhnlich arbeiten, für kurze Zeiträume verdoppeln, und nöthigenfalls auch wohl verdreifachen, und überdieß am Ufer des Stromes festen Fuß fassen können.

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