Zuletzt aktualisiert: 05.12.2016
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Auf- und Abtauchen eines Modell-U-Bootes

Man findet mittlerweile im Internet immer wieder diesselben Fragestellungen zum Auf- und Abtauchen von UBooten, häufig wird man aber aus den Antworten nicht schlau, da die Beantwortung der Fragen doch wieder in Diskussionen um diverse Fakten enden oder nur in Verweisen auf diverse Bücher. Ich möchte hier einige Fallbeispiele darstellen, ohne grossartige Fachabhandlungen oder Formeln.

Zunächst einmal das archimedische Prinzip, das vor über 2000 Jahren schon entdeckt wurde: Die Auftriebskraft eines Körpers in einem Medium ist genauso groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums.

Für ein UBoot bedeutet das: Die Auftriebskraft eines UBootes ist genauso groß wie die Gewichtskraft des vom UBoot verdrängten Wassers.

Beispiel 1: Bleiwürfel: Jeder der Blei kennt weiß, dass es sehr schwer ist, genau genommen hat es eine wesentlich höhere Dichte als Wasser, also ein Liter Wasser ist leichter wie ein Liter Blei (ein Liter Blei ist natürlich schwerer wie ein Kilogramm Blei !). Haben wir also einen Bleiwürfel und einen Wasserwürfel dersselben Größe, so ist der Bleiwürfel schwerer als der Wasserwürfel, deshalb geht er im Wasser direkt unter.

Beispiel 2: Holz hat die Eigenschaft, dass es anfangs leichter als diesselbe Form aus Wasser ist, mit der Zeit füllen sich jedoch die winzigen Hohlräume im Holz und es wird schwerer als Wasser und sinkt.

Beispiel 3: Eine Stahlkugel, die mit Stahl gefüllt ist, ist natürlich wie der Bleiwürfel. Wäre die Stahlkugel jedoch innen hohl und würde insgesamt, also Stahlkugelhülle plus eingeschlossene Luft leichter sein als die entsprechende Wasserkugel, so würde sie schwimmen. Sollte sie nur leicht ins Wasser eintauchen, so kann man sie getrost nach oben hin öffnen und hat die Vorstufe zum Schiff.

Beispiel 4: Eis hat die Eigenart Wasser zu sein, das jedoch im gefrorenen Zustand mehr Volumen, hat also dasselbe Gewicht wie vorher, aber verdrängt mehr Volumen. Mehr Volumen bei gleichbleibendem Gewicht bedeutet es verringert seine Dichte und schwimmt somit wie man bei einem Eisberg sieht.


Wann nun ein Körper schwimmt und wann nicht, sollte jetzt klar sein, trotzdem haben wir noch weitere Fallbeispiele zu betrachten, die noch eher in Richtung UBoot gehen.


Die wichtigste Erkenntnis ist nämlich folgende: Sollte ein Körper anfangen zu sinken, so sinkt er bis zum Boden, wenn er zwischenzeitlich nicht seine Dichte bzw. sein Gewicht ändert, er bleibt nicht in irgendeiner Wassertiefe schwebend stehen, außer es hängt von Temperaturschichtungen und anderen äußerlichen Einflüssen ab.

Beispiel 5: Glaskuppel: Eine oben geschlossene Glaskuppel, die unten offen ist und genau so viel Luft enthält, dass sie gerade so sinkt, birgt ein sehr großes Problem. Sie wird sinken und sinken und sinken, und sogar Richtung Boden hin noch schneller sinken als zu Beginn, da durch den ansteigenden Wasserdruck (1 bar pro 10 Meter Tiefe im Wasser) die Luft im Inneren noch weiter zusammengedrückt wird, da sie sich als Gas sehr einfach kompressieren läßt. Das Luftvolumen verringert sich, das Gewicht erhöht sich, die Kuppel sinkt noch schneller ab.

Beispiel 6: Ein Kolbentank ist in den meisten UBooten verbaut, jedoch nicht wirklich in den "echten". Er hat aber den Vorteil, dass er genau das Volumen einstellen kann, das wirklich geflutet werden soll. Voraussetzung ist natürlich, dass er keine Luftblasen mit in den Tank zieht.

Beispiel 7: Lufttanks haben im Grunde genommen dasselbe Prinzip wie ein Kolbentank und können ebenfalls mit einer nicht begrenzten Pumpe betrieben werden. Nachteil ist jedoch, dass, wenn das Boot sinkt, auch die Luft im Tank zusammengedrückt wird, das führt dazu, dass die Pumpe zum Fluten des Tankes mehr Leistung zum Anblasen aufbringen muss.

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