Titel: Ueber den Widerstand des Wassers auf Canälen und in anderen Gewässern fahrenden Schiffen und Bothen.
Autor: Macneill, John
Fundstelle: 1833, Band 50, Nr. LXXII. (S. 326–334)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj050/ar050072

LXXII. Ueber den Widerstand, welchen das Wasser den auf Canälen und in anderen Gewässern fahrenden Schiffen und Bothen leistet. Auszug aus einem Werke des Hrn. John Macneill M. R. J. A.96)

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. November 1833, S. 305.

Wir haben unsere Leser, sagt das Repertory, schon bei Gelegenheit, wo wir von den an der Adelaide Gallery of Practical Science angestellten Versuchen sprachen, auf den Gegenstand dieses Werkes so wie auf die Möglichkeit, den Bothen auf den Canälen eine größere Geschwindigkeit zu geben, aufmerksam gemacht.97) Die vorliegende Schrift enthält nun einen detaillirten Bericht über diese Versuche sowohl, als über jene, welche an dem Paisley-Canale und an anderen Canälen angestellt wurden. Die großen Verbesserungen und Fortschritte, welche in den lezten Jahren in dem Transporte von Reisenden und Gütern auf den gewöhnlichen Straßen und in der Dampfwagenfahrt auf den Eisenbahnen gemacht wurden, führten natürlich zur Untersuchung der Frage, ob nicht auch die Canalschifffahrt ähnlicher Verbesserungen fähig sey. Bei dem ungeheueren Capitale, welches in dieser Art von Unternehmungen stekt, und welches durch die Fortschritte der übrigen Transport- und Communicationsmittel, besonders aber durch die auf den Eisenbahnen erreichte Geschwindigkeit, so sehr an Werth verlor, war die Entdekung, welche Hr. Houston machte, und nach welcher Canalschiffe mit Leichtigkeit auf der Oberfläche des Wassers hinschweben können, ohne daß die Triebkraft im Verhältnisse zur Geschwindigkeit bedeutend erhöht zu werden brauchte, von höchster Wichtigkeit. Und doch scheint es, |327| daß die Inhaber der Canalactien bisher noch nicht mit dem Eifer, den man von ihnen erwarten konnte, in diese Entdekung eindrangen. Hr. Macneill bemerkt daher in dieser Hinsicht: „Es dürfte wohl sehr überraschen, daß die Canaleigenthümer, deren Eigenthum in Folge der Vorzüge des Transportes auf den Eisenbahnen täglich mehr und mehr im Werthe sank, so blind und sorglos waren, und beinahe drei volle Jahre vorübergehen ließen, ohne daß sie thätig bemüht waren, einem so günstigen Beispiele Folge zu geben. Allein dieß ist leider zu wahr, und diese Nachlässigkeit herrscht selbst gegenwärtig noch, obschon es, wenn das vorgeschlagene System wirklich so gut und ausführbar ist, als es zu seyn scheint, wohl nicht leicht ein glüklicheres Mittel geben dürfte, um die Dividenden ihrer Aktien fortwährend zu erhalten, und um ihrem Eigenthume einen höheren Werth zu verschaffen, als es seit dem Beginne der Canalschifffahrt in England noch je hatte. In manchen jener Gegenden Englands, in welchen es hauptsächlich auf den schnellen Transport von Reisenden und leichteren Gütern ankommt, würde die Canalschifffahrt bei diesem Systeme nicht bloß mit den gewöhnlichen Fahrstraßen concurriren, sondern wahrscheinlich auch der Errichtung von neuen Eisenbahnen vorbeugen können.“ Der Gegenstand scheint uns von größtem und eingreifendstem Interesse; durch ihn und durch andere den Verkehr erleichternde und begünstigende Mittel werden sämmtliche Glieder unserer kleinen Insel in immer innigere Berührung mit einander kommen, und dadurch in Stand gesezt werden, mit jedem lande concurriren zu können. Wenn wir gegenwärtig schon, obgleich wir so sehr gegen den hohen Arbeitslohn und gegen den hohen Preis der Lebensmittel anzukämpfen haben, bei dem jezigen Zustande unserer Straßen und Canäle auf unseren eigenen sowohl, als auf fremden Märkten mit Vortheil erscheinen können, so wird jede Vervollkommnung der Communicationsmittel noch mehr zu unseren Gunsten den Ausschlag geben.

Mag Hr. Gaskell auch in seinem neuesten Werke über den Zustand der fabricirenden Classe in England besorgen, daß die ausgedehntere Benuzung der Maschinen endlich zu großem Elende führen müsse; mag Miß Martineau auch 100 Mal behaupten, daß man der Zunahme der Bevölkerung Einhalt thun müsse, so müssen wir doch gestehen, daß uns jede neue Erfindung um so innigere Freude macht, je größer und eingreifender sie ist; denn jede neue und große Erfindung, jedes neue Mittel, wodurch wir die Producte der Natur besser zu benuzen lernen, wird von dem wohltätigsten Einflüsse auf den moralischen Zustand der Menschen seyn. Es wäre sehr interessant, wenn ein tüchtiger Schriftsteller sich die Mühe nehmen |328| würde, zu zeigen, welchen Einfluß z.B. die Vervollkommnung der Schifffahrt, der Straßen etc. auf die Fortschritte der Civilisation in England hatte. Wir wollen jedoch zu Hrn. Macneill's Werk zurükkehren und ihn in dieser Hinsicht selbst sprechen lassen.

„Die Geseze des Widerstandes und des Impulses der Flüssigkeiten sind noch in solches Dunkel gehüllt, daß alle aufrichtigen Förderer dieses Zweiges der Wissenschaften gestehen müssen, daß die Abhandlungen der Physico-Mathematiker in dieser Hinsicht noch wenig praktischen Nuzen brachten, und daß selbst die Schlüsse der Logiker beinahe ohne allen Erfolg waren. Die Annahmen der ersteren, aus denen mehrere Säze und Theorien abgeleitet wurden, sind im besten Falle nur auf eine Hypothese begründet; die Schlüsse der lezteren hingegen beruhen auf sehr beschränkten Erfahrungen, und in einigen Fällen sogar auf falschen Beobachtungen. Ja man kann sagen, daß es nicht leicht eine Wissenschaft gebe, die die Gelehrten so sehr beschäftigte, und in der dessen ungeachtet so Weniges von praktischem Werthe geleistet wurde.

„Jeder, der die Schriften der Gelehrten in der Absicht durchstudirt, um sich praktische Belehrung zu verschaffen, wird am Ende seines mühevollen Forschens gestehen müssen, daß sich die fragliche Wissenschaft, selbst nachdem sie durch den neuen algebraischen Calcul und durch die schönen, von den Franzosen daraus abgeleiteten Resultate erläutert worden, dennoch erst in ihrer Kindheit befindet. Nur eine lange Reihe von Versuchen, welche mit aller Geduld und Sorgfalt angestellt worden, kann die Annahme von Formeln sicher stellen, und doch hat in Betreff des Widerstandes der Flüssigkeiten, die praktische Anwendung der von den Mathematikern aufgestellten Geseze noch zu keiner Form von Schiffen geführt, die mit dem Bothe des Indianers, mit dem Canoe der Esquimaux oder mit der Junke der Chinesen einen Vergleich aushalten könnte.

„Diese Bemerkungen treffen alle jene Bothe und Schiffe, die durch irgend eine andere Kraft, als durch den Wind in Bewegung gesezt werden, und dürfen auch bei der Canalschifffahrt nicht unberüksichtigt bleiben. Jeder Körper, welcher sich in oder auf dem Wasser bewegt, befindet sich unter gleichen Gesezen, und obschon sich die Resultate, welche hier folgen sollen, vorzüglich auf die Bothe auf Canälen beziehen, so finden sie dessen ungeachtet doch auch auf jeden anderen Körper, der sich im Wasser bewegt, ihre Anwendung.

„Der Zwek, den wir unmittelbar im Auge haben, wenn wir ein Both oder eine Barke auf das Wasser sezen, liegt in der sicheren Fortschaffung von Menschen und Gütern; eben dieß ist auch der Fall, wenn wir ein Räderfuhrwerk auf eine Straße, oder einen Schlitten auf den |329| Schnee bringen. Der Unterschied zwischen den Methoden, diesen Zwek zu erlangen, ist jedoch sehr auffallend. In allen diesen Fällen ruht der Köper, welcher in Bewegung gesezt werden soll, auf einer weichen oder nachgiebigen Substanz; allein während in den beiden lezteren Fällen kein Mechaniker die Räder des Wagens oder die Kufen des Schlittens so einzurichten bemüht war, daß dieselben in die darunter befindliche weichere Substanz eindrangen, scheint der Schiffbaumeister im Gegentheil studirt zu haben, auf welche Weise sein Schiff das Wasser am besten durchschneiden könne. An Seeschiffen, welche durch den Wind getrieben werden, und an Kriegsschiffen, deren Verdek mit schweren Kanonen belastet ist, ist es zwar nothwendig, daß das Schiff bedeutend tief im Wasser gehe; allein selbst in diesem Falle dürfte der Bau der Schiffe vielleicht noch dadurch, daß die Schiffe weniger tief gehen, bedeutend verbessert werden. Es gibt jedoch gewiß viele Fälle, in welchen ein Both mit einem scharfen Wasserbrecher eben so unverständig gebaut ist, wie z.B. ein Rad, dessen Reif so schneidend wie ein Messer ist. Das Rad eines Karrens wird in Kies oder irgend einer anderen nachgiebigen Substanz gewiß eben so bis zur bestimmten Schwerlinie einsinken, als ein Both in das Wasser einsinkt, und ein im Wasser befindliches Both wird je nach der Geschwindigkeit, die man ihm gibt, und je nach der Form seines Vorderteiles und seines Bodens näher an die Oberfläche des Wassers emporsteigen, gleichwie auch das Wagenrad weniger tief einsinken wird, wenn man dasselbe in eine raschere Bewegung versezt. Die Dichtigkeit ist zwar nicht in beiden Fällen gleich; allein das Wasser widersteht dem Einsinken des Bothes, wenn auch in geringerem Grade, so doch auf gleiche Weise, wie der weiche Boden oder der lose Kies dem Eindringen des Rades widersteht. So einleuchtend dieser Schluß allen denen, die mit den Gesezen der Schwere und den Eigenschaften der Materie vertraut sind, auch seyn mußte, so wurde er doch bei der Bestimmung des Gesezes, nach welchem sich die Bewegung eines auf gleiche Tiefe untergetauchten Körpers bei allen Geschwindigkeiten richtet, gänzlich vernachlässigt.

„Der Streit über die Vorzüge des Transportes auf Eisenbahnen und auf Canälen kam zu einer Zeit vor das Publicum, zu welcher man allgemein der Meinung war, daß der Widerstand, welchen ein Fahrzeug im Wasser erleidet, im doppelten Verhältnisse der Geschwindigkeit der Bewegung des Fahrzeuges durch das Wasser zunehme. Man stellte verschiedene Versuche an, welche dieses Gesez des Widerstandes beweisen sollten; allein keiner derer, die diese Versuche unternahmen, kam auf die Idee, daß man zwar das Wasser nicht härter machen könne, wie dieß mit den Straßen geschah, daß man aber doch den relativen Widerstand des Wassers erhöhen könne, |330| wenn man dem Bothe eine solche Geschwindigkeit gibt, daß dessen Bauch nicht so schnell in das Wasser eindringen kann, und sich also aus demselben emporheben muß. So wie man bei dem Transporte zu Lande nicht die Absicht hat den Kies zu durchschneiden, sondern sich oben auf demselben wegzubewegen, so hätte man bei großen Geschwindigkeiten auch nicht suchen sollen, das Wasser zu durchschneiden, sondern vielmehr das Both auf die Oberfläche des Wassers emporzuheben.

„Diese Thatsachen werden allen denen einleuchten, welche je ein Mal einen Knaben Steine über eine Wasserfläche hinhüpfen machen sahen, welche die Wirkung einer flach auf die glatte See abgefeuerten Kanonenkugel beobachteten, welche sich überzeugten, wie schwer ein aus der kleinen Mündung des Rohres einer Feuersprize ausgetriebener Wasserstrahl Eindrüke annimmt, oder mit einem Worte allen denen, die einen gehörigen Begriff von den Eigenschaften der Materie haben. Und doch wurden dieselben nie auf die Schifffahrt angewendet, bis Hr. Houston von Johnstone Castle mit einem leichten gigförmigen Bothe auf einem Canale Versuche anzustellen Gelegenheit hatte. Noch sonderbarer ist es jedoch, daß selbst die eifrigsten Vertheidiger dieser Art von Bothen die oben angeführten Daten noch immer als geringfügig verwerfen!

„Im Monate Junius 1830 errichtete Hr. Houston auf dem Ardrossanischen Canale in Schottland zwischen Paisley und Glasgow ein langes, leichtes und seichtes schmiedeisernes Noch. Seit dieser Zeit fuhren dergleichen Bothe regelmäßig auf diesem Canale, wobei sie 60 Passagiere 12 Meilen weit fuhren, und zwar mit einer Geschwindigkeit, welche mit Einschluß des Aufenthaltes 8 Meilen per Stunde betrug. Spätere Verbesserungen in dem Baue der Bothe und in der Führung der Pferde machen es möglich, daß die eben angeführte Leistung als das Minimum angenommen werden kann. Wie wohlfeil das Fuhrlohn bei diesen Fahrten ist, geht aus folgender Angabe hervor:

Textabbildung Bd. 50, S. 330

„Diese Bothe führen manchmal 1200 Personen an einem Tage, und im Jahre 1832 betrug die Zahl der Passagiere der unglüklichen Cholerazeiten ungeachtet 126,000, so daß also auf jeden Monat 15,750 kamen.

„Man muß annehmen, daß die Canaleigenthümer den verschiedenen |331| Berichten, welche über die Geschwindigkeit der Bothe auf dem Paisley-Canale, über die Leichtigkeit des Dienstes der Pferde und über das geringe dadurch veranlaßte Steigen des Wassers an den Ufern des Canales im Umlaufe waren, keinen großen Glauben schenkten. Es wurde zwar in diesen Berichten Manches übertrieben; allein die Hauptsachen, die Geschwindigkeit und die Wohlfeilheit waren doch hergestellt, und wären diese den Canal-Inhabern bekannt gewesen, so hätten sie gewiß schon längst eine Reihe von Versuchen zur Ermittelung des Widerstandes, welchen die Bothe bei großen Geschwindigkeiten und unter verschiedenen Umständen erleiden, zur Ermittelung der Höhe und der Wirkungen des Anschlages des Wassers an den Ufern und zur Ermittelung vieler anderer Punkte von großer Wichtigkeit anstellen lassen. Die wenigen Versuche, welche auf den folgenden Blättern mitgetheilt werden sollen, sind, obschon sie mit so großer Genauigkeit angestellt wurden, als es unter den gegebenen Umständen möglich war, und obschon sie in manchen Punkten entscheidend sind, doch keineswegs von solcher Ausdehnung und Mannigfaltigkeit, als es bei einem Gegenstande von solcher Wichtigkeit erforderlich ist. Die Summe, welche auf diese Versuche verwendet werden konnte, ließ keine größere Ausdehnung derselben zu, und es bleibt daher anderen allerdings noch Vieles zu thun übrig.

„Hr. Telford, der nichts, was von praktischem Werthe seyn konnte, ohne Aufmunterung ließ, veranlaßte mich einige vorläufige Versuche im Kleinen anzustellen, zu welchen er allein mit seiner bekannten Liberalität die Mittel vorschoß, und welche in der National Gallery of Practical Science in der Adelaide Street unternommen wurden. Wir müssen hierbei den Vorstanden dieser Anstalt, und besonders Hrn. Payne, unseren innigsten Dank für die viele Einsicht, mit der sie uns hierbei unterstüzten, und für die Liberalität, mit der sie allen, für welche die Sache von Interesse seyn konnte, freien Zutritt gestatteten, bezeugen.

„Der Canal oder der Wasserbehälter der National Gallery ist 70 Fuß lang und 4 Fuß breit. Das eine Ende einer Schnur wurde an dem Bothe befestigt, das andere hingegen um eine Trommel von 13 Zollen im Durchmesser aufgewunden. Die Schnur, deren man sich für die Gewichte bediente, bestand aus einer Darmsaite von 1/8 Zoll im Durchmesser; die zum Ziehen der Bothe bestimmte Schnur hingegen bestand bei einigen Versuchen aus einer seidenen, bei anderen aus einer hanfenen Schnur von 1/4 bis zu 1/20 Zoll im Durchmesser. Die Spannung der Schnur bei jedem Versuche, oder die Kraft, welche durch ein bestimmtes in einen Kübel oder Eimer gebrachtes Gewicht auf das Both ausgeübt wurde, wurde nicht |332| durch Berechnung, sondern praktisch und genau bestimmt, und zwar nicht bloß durch ein an der Schnur angebrachtes Federzifferblatt, sondern auch durch eine genaue Wage, welche Hr. Simms lieferte, und durch welche jedem Irrthume in der Schäzung der Kraft vorgebeugt wurde.

„Bei einigen vorläufig angestellten Versuchen zeigte sich's, daß das Both von seinem Abfahrtspunkte aus eine bedeutende Streke durchlaufen mußte, ehe dasselbe eine gleichförmige Geschwindigkeit annahm. Die mit gleichförmiger Geschwindigkeit durchlaufene Streke beschränkte sich hiernach auf eine Länge von 50 Fuß, und bei einer so geringen Länge war folglich sehr große Genauigkeit beim Messen der Zeit, welche das Both zum Durchlaufen desselben brauchte, nöthig. Ich wendete mich daher an meine Freunde, die berühmten Chronometermacher Arnold und Dent, welche mich mit vortrefflichen Chronometern versahen. Hr. Dent half mir öfter dann ein Mal beim Messen der Zeit und beim Vergleichen derselben mit den höchst genauen Beobachtungen der HH. Turnbull und Bourns.

„Hart an diesen Chronometern und genau in einer Entfernung von 50 Fuß von denselben (welche Entfernung jedoch in den meisten Fällen auf 30 Fuß beschränkt wurde) wurden 8 Zoll hoch über dem Wasser zwei Messingdrähte quer über den Wasserbehälter gespannt. Mittelst dieser Drähte konnte der Beobachter nämlich genau den Zeitpunkt bestimmen, in welchem der Bug des Boches unter dieselben gerieth, indem die Drähte dann leise von einem Drahte berührt wurden, der sich zu diesem Behufe senkrecht von dem Vordertheile des Bothes empor erstrekte.

„Bei einigen der ersten Versuche war es, indem die Chronometer verschieden gingen, äußerst schwierig und mühsam, mit Genauigkeit die Zeit zu bestimmen, welche die Bothe zum Durchlaufen des zwischen den beiden Drahten befindlichen Raumes brauchten. Dieser Schwierigkeit wurde jedoch dadurch abgeholfen, haß wir nach einer bestimmten Anzahl von Versuchen die Stelle der Chronometer veränderten, und die Versuche dann wiederholten. Bei den lezten Versuchen bedienten wir uns bloß eines einzigen Chronometers; dieses brachten wir an der Schlinge des ersten Drahtes an, und an diese Stelle ließen wir von dem zweiten Drahte her längs der Seite des Behälters eine Schnur laufen, so daß der Beobachter, wenn er die Schnur in der Hand hielt, und den Finger auf den ihm zunächst gelegenen Draht legte, durch das Gefühl den Durchgang des Bothes unter dem Drahte, und durch das Abzählen der Chronometerschläge die zwischen beiden Drähten verstrichene Zeit genau bestimmen konnte. Die Versuche wurden mehrere Male wiederholt, die Zeiten von verschiedenen Beobachtern notirt, und am Ende und nach Vergleichung der einzelnen Beobachtungen mit einander das Mittel aus denselben genommen.

„Bei diesen Versuchen wurde nun die Schnur an dem Vordertheile des Bothes befestigt, und dieses dann an das andere Ende des Wasserbekens gezogen. Hierauf wurde das erforderliche Gewicht in |333| den Eimer gebracht, und nach einem gegebenen Zeichen wurde das Both losgemacht, so daß es von dem in dem Eimer befindlichen Gewichte auf das entgegengesezte Ende des Wasserbekens gezogen, und daselbst von einem mit Korkabfällen angefüllten Sake angehalten wurde. Bei einigen der Versuche ließ man, um eine größere Geschwindigkeit zu erlangen, in den ersten 20 Fuß auch noch außerdem ein Gewicht auf das Both wirken, welches dann abgeschnitten wurde, so daß sich das Both mit gleichförmiger Geschwindigkeit vorwärts bewegte. Dieß geschah dadurch, daß man einen bleiernen Ring von 20 Pfunden an dem Scheitel des Eimers, in welchem sich die Gewichte befanden, anbrachte, und diesen Ring mittelst vier Schnüren, welche gerade so lang waren, daß sich der Ring bis auf eine gewisse Streke mit dem Eimer bewegen konnte, an dem oberen Gestelle befestigte.

Tabelle der Versuche, welche zur Ermittelung des Gesezes des Widerstandes oder der Zugkraft bei verschiedenen Geschwindigkeiten auf dem Wasserbeken in der National Gallerie angestellt wurden.98)

Textabbildung Bd. 50, S. 333
|334|

„Man wird aus dieser Tabelle finden, daß die Kraft bei der Zunahme der Geschwindigkeit durchaus nicht in doppeltem Verhältnisse zunehmen mußte, und daß der Unterschied zwischen der Theorie und der wirklichen Beobachtung größer wurde, so wie die Geschwindigkeit zunahm. Ich wähle nur folgende Versuche als Beispiele aus:

Bei einer Geschwindigkeit von
2,763 Meilen
5,382 –
5,382 –
10,765 –
6,392 –
12,784 –
per Stunde war
– – –
– – –
– – –
– – –
– – –
1 Pfd. oder
3,156 –
3,156 –
9,863 –
3,156 –
11,217 –
0,180 mehr
0,045 do.
0,045 do.
2,583 weniger
1,232 do.
6,335 do.
erforderlich








als nach der Theorie des Quadrates.

„Ich mache hauptsächlich auf diese einzelnen Versuche aufmerksam, damit man den großen Abstand sehe, und damit dadurch das Vertrauen der Anhänger der alten Schule auf den Grundsaz, daß man auf den Canälen keine große Geschwindigkeit mit Wohlfeilheit erreichen könne, erschüttert werde. Das alte Gesez mag vollkommen richtig seyn, wenn das Both immer gleich tief im Wasser geht; wenn die Geschwindigkeit des Bothes aber bis über einen gewissen Punkt hinaus erhöht wird, so wird sich das Both etwas aus dem Wasser erheben, näher an der Oberfläche desselben schwimmen, und folglich weniger Widerstand von dem Wasser erfahren, indem der Querdurchschnitt des untergetauchten Theiles dadurch kleiner wird.“

Die Broschüre erschien unter folgendem Titel: On the Resistance of Water to the Passage of Boats on Canals and other Bodies of Water etc. By John Macneill M. R. J. A. London, by Roak and Vartz.

|326|

Vergl. Polytechn. Journal Bd. XLIX. S. 183.

|333|

Wir haben diese Tabelle aus den 135 von Hrn. Macneill angestellten Versuchen ausgezogen. Anm. d. Repertory.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: