Diskussion:Radeffekt

Fotos

Die grundlegende Überarbeitung der Seite habe ich bisher nur mit schwarz-weiß Zeichnungen gefüllt. Fotos von Unterwasserschiffen werde ich in Kürze nachreichen. Schorschi2 23:31, 1. Sep. 2007 (CEST)

Hat zwar etwas länger gedauert, aber nun sind sie drin. Schorschi2 21:07, 8. Apr. 2008 (CEST)

Grundlegendes zum Artikelnamen

Es gibt keinen Radeffekt. Wer will den -als korrekte Bezeichnung- im Müller-Krauss gefunden haben? Das ist eine bloße Eselsbrücke. Die korrekte Bezeichnung ist die 'Indirekte Ruderwirkung des Propellers bei Achterausfahrt'. So (oder auch abgekürzt 'Indirekte Ruderwirkung', wenn Vorausfahrt eingeschlossen) sollte der Artikel auch heißen. Man kann dann ja von 'Radeffekt' verlinken. 'Radeffekt' ist für Hobbymatrosen. Sonst guter Artikel. (nicht signierter Beitrag von 84.181.95.37 (Diskussion) 02:25, 18. Mai 2012 (CEST))

Drehimpuls

Der Radeffekt tritt auf, wenn die Drehzahl des Bootsmotors verändert wird (erhöht oder erniedrigt). Dabei ändert sich der Drehimpuls der rotiernden Teile im Schiff (Kurbelwelle des Motors, Schrauben Welle, Propeller). Eine Drehimpulsänderung ist ein Drehmoment, das senkrecht auf dem Drehimpulsvektor steht. Das Boot dreht unter der Einwirkung dieses Drehmomentes um die Achse, die das geringste Drehmoment benötigt (Drehachse, NICHT Roll- oder Stampfachse!). => Der Radeffekt hat nichts mit der Wassertiefe zu tun! Sobald Fahrt im Schiff ist, verringert sich die Auslenkung, da die Strömungskräfte bei einem ordentlich konstruierten Boot die Richtung stabilisieren. Rainer Stumpe

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--Schorschi2 15:25, 6. Dez 2005 (CET): Die o.g. Auffassung, dass eine Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl des Bootsmotors Ursache des Radeffektes ist, ist nicht konform mit den Gesetzen der Physik:

1.) Ein Drehmoment T (Vektoren sind fett gesetzt) ist gleich der zeitlichen Änderung des Drehimpulses L (Drallsatz). Beweis: d/dt L = d/dt(r x p) = (d/dt r x mv)+(r x d/dt p) = r x F = T, d.h. die Drehimpulsänderung d/dt L und das Drehmoment T sind parallel und nicht senkrecht aufeinander.

2.) Eine Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl des Bootsmotors führt in der Tat zu einer Bewegung des Bootsrumpfes. Diese muss jedoch aufgrund der Drehimpulserhaltung genau entgegengesetzt zur Drehzahländerung des Bootsmotors bzw. der Welle erfolgen. D.h. erhöht man z.B. bei einer im Uhrzeigersinn drehenden Schraube die Drehzahl, dreht sich das Schiff in seiner Längsachse (Rollachse) im Gegenuhrzeigersinn, also in entgegengesetzter Richtung. Das Schiff dreht sich dadurch nicht um seine vertikale Achse.

3.) Die Aussage, dass ein Drehimpulsvektor senkrecht auf einem Drehmoment steht, gilt nur für einen Kreisel, der unter Einfluss der Schwerkraft eine Präzessionsbewegung durchführt. Die Schwerkraft ist somit eine äußere Kraft, die auf den Kreisel wirkt. Damit sich ein Schiff bei drehender Welle (Kreisel) um die dazu senkrechte vertikale Achse drehen soll, muss eine äußere Kraft in vertikaler Richtung auf das Schiff einwirken. Diese Kraft kann nicht die Schwerkraft sein, da das Schiff stabil schwimmt, die resultierende Schwerkraft somit nur im Schwerpunkt des Schiffes angreift.

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Auch sprechen alle Erfahrungswerte gegen die zuoberst genannte These. Lediglich die Behauptung, dass der Effekt kleiner wird, wenn Fahrt aufgenommen wird, ist nachvollziehbar. -- Wikifh 13:42, 28. Jul 2006 (CEST)

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Dazu noch eine Bemerkung: Das durch Schraubenbeschleunigung verursachte Drehmoment kann sehr wohl eine Drehung um die Schiffs-Hochachse (senkrecht zur Wasseroberfläche) bewirken. Und zwar immer dann, wenn die Welle nicht parallel zur Wasseroberfläche verläuft, sondern, wie bei der häufig vorkommenden konventionellen Montierung, leicht nachunten geneigt aus dem Rumpf austritt. Dann hat das Drehmoment nämlich zusätzlich zur Längsachse auch eine Komponente um die Hochachse. Die Frage ist wie groß der Effekt dann tatsächlih ist. Beim drehen auf dem Teller würden sich die Effekte, durch das schnell aufeinander folgende (und etwa gleich starke) vorwärts- und rückwärts gasgeben, wohl weitgehend aufheben.

Fridolin Möllemann (8.2. 2008)

Kompensation bei Vorausfahrt?

Hallo! Ich würde die Aussage bezweifeln, dass der Radeffekt bei Vorausfahrt -praktisch gesehen- überhaupt zutage tritt. Zumindest bei Außenbordern wird er durch eine Trimmflosse kompensiert (zumindest, wenn diese korrekt eingestellt ist). Weiß jemand, wie das bei anderen Antriebsarten ist, gibt es da vergleichbare Vorkehrungen? Kann es sein, dass dort der Radeffekt durch eine entsprechend angepasste Mittelstellung des Ruders kompensiert wird? Gibt es einen physikalischen Grund, warum der Radeffekt ohne Kompensation bei Achterausfahrt stärker wirken sollte? --Rai42 13:02, 25. Jan 2006 (CET)

Schaetze, da kommen einge Effekte zusammen:

• Schiffschrauben koennen - aehnlich Luftschrauben - asymmetrisch gebaut sein, das heisst sie haben eine Vorzugsrichtung. In dieser Richtung ist der Vorschub bei gleicher Drehzahl groesser als in der Gegenrichtung und somit beschleunigt das Boot in dieser Richtung schneller und bekommt dadurch (dynamische) Richtungsstabilitaet durch Kiel und/oder Bootsform.
• Kleine Boote werden bei Vorausfahrt vorne etwas aus dem Wasser gehoben, sinken dafuer (in Verdraengerfahrt) hinten tiefer. Dadurch wirkt der Kiel im hinteren Bereich besser den Querkraeften des Radeffekts entgegen. Bei Fahrt in achterlicher Richtung wird dagegen das Boot achtern eher angehoben und verringert dadurch die Wirkung des Kiels im hinteren Bereich.
• Da der Radeffekt sehrwohl mit der Wassertiefe zu tun hat (Maximum bei halb eingetauchter Schraube, mit zunehmender Tiefe gegen Null gehend), bewirkt das oben beschriebene Einsinken des Hecks in Vorausfahrt eine Verringerung des Radeffekts, das Steigen des Hecks in achterlicher Fahrt eine Verstaerkung des Radeffekts.
• Speziell bei Segeljachten und anderen Booten mit Seitenruder hinter der Schraube: In achterlicher Fahrt wird das Seitenruder nur durch die Fahrt des Bootes selbst angestroemt. Im Stillstand also ueberhauptnicht. Also kann man den Radeffekt nicht kompensieren. Bei Antrieb in Richtung voraus wird das Ruder stark angestroemt und kann so auch bei Stillstand des Bootes seitliche (gegen)Kraefte aufbringen.

-- Wikifh 13:42, 28. Jul 2006 (CEST)

Schokoladenseite

Ist der gängige Begriff für die Seite eines Schiffes, mit der man den Radeffekt ausnutzend ohne Zuhilfenahme von Leinen einfach anlegen kann. Siehe auch hochssegeln.com oder EUROPÄISCHES SEGEL-INFORMATIONSSYSTEM oder in den einschlägigen Segellehrbüchern. --HHHoffmann 12:25, 14. Aug 2006 (CEST)

Sinn von gegenläufigen Schrauben

Vom Drehsinn her gegenläufige Schrauben haben den Sinn, daß u.a. bei Achterausfahrt das Boot gerade fährt. Daß sich die Radeffekte bei gegensätzlichem Schub addieren ist eine Binsenweisheit. Aufgrund der eigentlichen Schubwirkung der Propeller spielt in diesem Fall aber der Radeffekt eine völlig untergeordnete Rolle - selbst wenn er verdoppelt wird. --HHHoffmann 21:37, 9. Okt. 2006 (CEST)

Schraubeneffekt

Mir war bisher der Begriff "Schraubeneffekt" geläufig. Daher habe ich mich schwer getan, diesen Artikel zu finden. Es wäre schön, diesen Begriff mit einzuarbeiten und auch diesen Artikel von Propeller aus zu verlinken.--WDB463 13:35, 8. Dez. 2007 (CET)

Danke für den Hinweis. Habe den Begriff in den Artikeln "Radeffekt" und "Propeller" ergänzt und einen redirect von Schraubeneffekt auf Radeffekt erstellt. Schorschi2 21:37, 8. Dez. 2007 (CET)

Flugzeug?

Tritt der Radeffekt auch bei Flugzeugen auf? Immerhin ist beim Flugzeug (fast) immer der Propeller vorne, wie eben bei einem Schiff, welches Rückwärts fährt.??? -- Sta Woas 16:08, 30. Jun. 2010 (CEST)

Ja aber: da das Flugzeug immer vorwärts fliegt (und nicht zum Anlegen rückwärts) kann der asymmetrische Propellerschub bereits konsruktiv etwas berücksichtigt werden. Das Seitenruder wird gleich ganz leicht schräg (mit Anstellwinkel) eingebaut. Allerdings hat die deutsche WP noch keinen vernünftigen Artikel zum Propellereffekt (en:P-factor) der Luftschraube. Der Propellerstrahl geht beim rechtsdrehenden Flugzeugpropeller (z.B. einmotorig) wie ein Korkenzieher um den Flugzeugrumpf. Er schlägt von unten an die linken Tragfläche und will das Flugzeug (mit einer leichten Kraft) nach rechts kippen (rollen). Weiter hinten schlägt er von links auf das Seitenruder. Ebenso strömt der Propellerstrahl (er bewegt sich schneller als der normale Fahrtwind am Flugzeug) um das Höhenruder (leicht asymmetrisch). Im Geradeausflug kein Problem, da das Flugzeug so konstruiert ist, aber sobald Gas weggenommen wird (um Geschwindigkeit zu reduzieren und dabei die Höhe gehalten wird), strömt nicht mehr so viel Propellerstrahl an das Höhenruder - für den Unkundigen überraschend erzeugt das Höhenrudereinen Abtrieb im Normalflug (Weight and Balance), mit dem reduzierten Luftstrom wird dieser aber wesentlich schwächer und die Flugzeugnase senkt sich zu Boden. Also muss der Pilot ziehen. Wesentlich interessanter und kritischer sind diese Propellereffekte aber beim Starten am Boden, da die Bahn nicht sehr breit ist, hohe Geschwindkigkeiten herrschen (Cessna 172: 60 Knoten beim Abheben) und nicht mal schnell 100 m gesunken werden kann um den Effekt abzufangen. Beim Gasgeben zum Starten treten drei Effekte auf, die die Flugzeugnase nach links drücken wollen. 1. Der stärker werdende Propellerstrom drückt plötzlich (hoffentlich nicht ganz unerwartet) auf die linke Seite des Seitenruders. 2. Der Propeller (Reisedrehzahl 2200 Umdrehungen/min, 1,20 m Durchmesser) erzeugt ein ordentliches Gegendrehmoment, wenn er beim Start von 1000 auf 2800 Umdrehungen hochgejagt wird, das Gegendrehmoment will das Flugzeug gegen den Uhrzeigersinn um seine Längsachse drehen und erzeugt damit eine Kraft, die das Bug nach links versetzt. 3. (besonders bei Spornradflugzeugen) Kurz nach dem Anrollen zum Starten hebt sich das Heck im Fahrtwind (beim Startlauf - schnelles Rollen) Dadurch senkt sich die Nase mit dem rotierenden Propeller, was wegen der Präzession ebenfalls die Flugzeugnase nach links drückt. Es kommt aber auf die Drehrichtung der Motoren an: Lycoming O-540 ist rechtsdrehend (ich glaube fast alle von Lycoming), auch die Motoren von Continental (z. B. Continental O-520) glaube ich. Für Modellflugzeuge ist das auch unter Motorzug beschrieben. Im Gegensatz zu Booten:

• umströmt der Propellerstrahl den gesamten Flugzeugrumpf, da der Propeller fast immer genau seine Kraft achsengerecht an der Nase ansetzt (um kein Drehmoment im Flugzeug zu erzeugen),
• ändert sich der Leistungsbereich des Flugzeugpropellers von leichtem Schub (zum Rollen) bis Volllast in einem wesentlich größeren Umfang.

Bei zweimotorigen Flugzeugen (das Thema wird leider von Multi-Engine-Flugzeug völlig unzureichen abgedeckt) kommt bei Ausfall eines Motors auch wieder der asymmetrische Propellerstrahl ins Spiel (en:Critical engine). Aber der Begriff Radeffekt wird so bei Flugzeugen nicht verwendet. --Simonitis 20:39, 15. Aug. 2010 (CEST)

Der Vollständigkeit halber: Das Thema wird inzwischen unter P-Faktor behandelt. --El Grafo _(COM) 16:23, 12. Jun. 2012 (CEST)

Radeffekt bei Vorausfahrt

Ein Schiff hat normalerweise einen symmetrischen Rumpf in Bezug auf die Längsachse. Wenn nun die Schiffsschraube dreht, dann wird sich der Rumpf entgegengesetzt um die Längsachse neigen. Dadurch sinkt eine Seite des Rumpfs tiefer ein als die andere (bei rechtsdrehender Schraube sinkt backbord tiefer ein). Dadurch entsteht eine Asymetrie, durch die der Weg für das Wasser längs des Rumpfs an einer Seite länger wird als an der anderen (bei rechtsdrehender Schraube ist der Weg längs des Rumpfs backbord länger als steuerbord). Wie bei einer Tragfläche entsteht durch die schnellere Strömung auf der längeren Seite ein Unterdruck, der in Richtung dieser Seite zieht (bei Vorausfahrt und rechtsdrehendem Propeller wird der Rumpf in Bezug auf den Propeller nach backbord gezogen). In Bezug auf die Schiffsschraube ergibt sich ein Abdrehen des Rumpfes (bei rechtsdrehender Schraube und Vorwärtsfahrt nach backbord). Achterausfahrt, rechtsdrehend: Durch die Rechtsdrehung neigt sich das Schiff nach steuerbord (Mastspitze). Dadurch ist steuerbord das längere Profil. Also Zug nach Steuerbord. In Bezug auf den Propeller bedeutet das Abdrehen nach backbord. Trägt das zum Radeffekt bei? Es würde jedenfalls erklären, warum auch bei Vorausfahrt ein Radeffekt auftritt (allerdings nicht, warum er geringer ist als bei Achterausfahrt).Peeceepeh (Diskussion) 20:05, 18. Mär. 2012 (CET)

Paddeln

wenn ich nicht irre, ist der Effekt auch beim Paddeln bzw Rudern spürbar, beim Hinunterpressen des Ruders wird wesentlich mehr Kraft erzeugt als beim wieder Hochdrücken. Gleiches gilt für die Flossen beim Tauchen. Nahe der Wasseroberfläche kann man bei der Schiffsschraube auch die Wellen auf der Seite der Aufwärtsbewegung viel stärker sehen als auf der andern Seite, kein Wunder.... Somit ist der Wasserwiderstand auf der einen Seite größer als auf der anderen und bewirkt somit eine bessere Kraftübertragung, zumindest nahe der Oberfläche. Der Unterschied bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ist ja auch beim Auto vom Heck- bzw Frontantrieb bekannt, in Abhängigkeit von Antriebsstärke zum Fahrtwiderstand. Beim Schiff kommt hinzu, dass bei Rückwärtsfahrt das Wasser gegen den Rumpf gepresst wird und somit einen zusätzlichen Fahrtwiderstand verursacht, was den Effekt der Spuruntreue verstärkt. Ra-raisch (Diskussion) 00:55, 20. Jan. 2015 (CET)

das Beispiel mit dem Auto war nicht so gut, ich meinte, dass der Antrieb vorne zu einer Verstärkung der Lenkwirkung ob gewollt oder ungewollt führt. Auch bei den Flossen eines Tauchers dürfte es von der Wassertiefe (nahe der Oberfläche) abhängen, sofern überhaupt eine gleichmäßige Kraftentwicklung vorliegt, ein Effekt allein durch die Dichte des Wassers wäre wohl zu vernachlässigen. Fische haben ja meist eine senkrecht stehende Schwanzflosse, was aber wohl in erster Linie der Lenkung dient, während Wale eine breite Schwanz"flosse" haben, die wohl (mangels Schwimmblase) das Abtauchen oder Auftauchen begünstigen soll. Auch wenn bei großen Schiffen die Schrauben ziemlich tief sitzen dürften, ist wohl das aufwirbelnde Wasser zu sehen, zumindest bei Rückwärtsfahrt, was eben einen geringeren Widerstand für die aufwärts drehende Flanke gegenüber der abwärts drehenden ergibt und somit einen asymmetrischen Schub erzeugen dürfte. Ra-raisch (Diskussion) 17:29, 24. Jan. 2015 (CET)

Umstellung von Fahrt voraus nach Fahrt achteraus

Hallo KaiKemmann, vielen Dank für die Überarbeitung des Artikels. Zwei Änderungen werde ich jedoch wieder zurücknehmen:

• Der Inhalt des ergänzten Absatzes "Im Gegensatz zu Landfahrzeugen, die sich nicht frei um die Hochachse drehen können, bleibt bei Schiffen ein bei Fahrt voraus bereits bestehender Drehimpuls erhalten, wenn auf Rückwärtsfahrt umgestellt wird. Wenn bei einem wendenden Schiff die Drehrichtung des Propellers umgestellt wird, so wird es die Drehung in der gleichen Richtung solange weiter ausführen, bis genügend Rückwärtsfahrt aufgenommen wurde, dass die Ruderwirkung einsetzt. Dies hat mit dem Radeffekt nichts zu tun. Durch den Radeffekt wird jedoch die Drehung in einer Richtung noch unterstützt und in der anderen abgeschwächt." ist physikalisch nicht korrekt. Auch ein Schiff wird sich wie jedes andere Objekt bei "Abschalten" der Ursache für eine Drehbewegung tangential geradlinig weiterbewegen. Es wird also nicht seinen Drehimpuls erhalten und die Drehbewegung weiter ausführen. Des Weiteren geht es in diesem Abschnitt nicht um "Wenden", also Kursänderung um 180° durch Ruderlegen nach Backbord oder Steuerbord, sondern lediglich um die Änderung der Drehrichtung des Propellers. Deshalb werde ich diesen Absatz wieder streichen.
• Bei "Drehen des Schiffes mit rechtsgängigem Propeller auf engstem Raum" muss im konkreten Beispiel die Ruderlage nach hart Steuerbord erfolgen und zwar spätestens bei Position 1. Eine kann-Bedingung ist hier falsch. Denn bei Schub voraus in Position 2 muss sich das Fahrzeug nach Steuerbord drehen, sonst funktioniert das gesamte Manöver nicht.

Schorschi2 (Diskussion) 09:17, 9. Jul. 2021 (CEST)

Sehr schöner Artikel

Das Beste was ich bisher gelesen habe! Gruss, --Markus (Diskussion) 15:54, 11. Aug. 2023 (CEST)