Ahoi Wolf,

zunächst einmal vielen Dank für den Versuch ein bekanntes Phänomen möglichst einfach und anschaulich zu erklären.

Leider behandelst du nur den Fall der Krängung bei Kurvenfahrt zum Kurveninneren. Viel gefährlicher aber ist die Krängung von Schiffen im Original wie auch im Modell zum Kurvenäußern. Denn hier gibt es im Gegensatz zum vorherigen einen kritischen Krängungswinkel unterhalb von 90° der zum Kentern und damit zum Totalverlust führen kann.

Einige gute Erklärungen zu diesem Thema findet der interessierte Schiffsmodellbauer u.a. z.B. hier, .. hier, .. hier und hier .

Zitat:

Warum verlangsamt mein Boot seine Geschwindigkeit in einer Kurve und krängt dabei nach innen?

Deine Antwort in Bezug auf die Krängung :

Zitat:

Die Drehkraft setzt im Massenmittelpunkt auf der Längsachse am Rumpf an, ..

Dies ist meiner Meinung nach unzutreffend, denn:

Nur die Schwerkraft und die Fliehkraft können im Massenschwerpunkt ansetzen. Oder es wäre eine Schubdüse o.ä. an genau diesem Punkt installiert.

.. Es sei denn du meinst hier mit Drehkraft vielleicht die Fliehkraft ?

Der Massenmittelpunkt eines Schiffes ist der gedachte Punkt eines Schiffes in x-, y- und z-Richtung welcher dem Angriffspunkt der Schwerkraft entspricht, wenn man sich die gesamte Masse des Schiffes auf einen Punkt konzentriert vorstellt.

Dieser Punkt ist nur eine gedankliche Rechenhilfe für den Startpunkt des Schwerkraftvektors, welcher immer zum Erdmittelpunkt zeigt.

Die Drehkraft des Ruders um die Hochachse ( z-Achse ), mithin also eine Querkraft am Heck des Schiffes ist aber weit vom Massenschwerpunkt entfernt. Der Abstand des Ruders am Heck auf der x-Achse ( Schiffslängsachse ) zum Massenschwerpunkt hin ( nahe dem Hauptspant ), bildet die wirksame Hebellänge um das Schiff um seine Hochachse außerhalb des Wassers zu drehen. Bei einer Drehung im Wasser ist aber die asymmetrische Gestalt der eingetauchten Rumpfhälften von Vor- und Achterschiff zu berücksichtigen, sowie den daraus entgegengesetzt wirkenden Schubkräften des umgebenden Wassers. Das Schiff wird sich daher um den Lateraldruckpunkt des Rumpfes ( = Flächenschwerpunkt des eingetauchten Rumpfseitenrisses auf Kiellinie ) drehen.

Die prägnanteste Beschreibung der Krängung findet sich meiner Meinung nach hier wie folgt:

Zitat:

.. Damit die Fliehkraft ein Moment bewirkt, welches das Schiff nach außen krängt, muss der Kraftangriffspunkt (der Massenschwerpunkt des Schiffes) über der Wasserlinienfläche liegen. Dies ist bei allen großen Schiffen der Fall. Je stärker ein (Handels-)Schiff beladen ist, desto höher liegt der Massenschwerpunkt und umso stärker ist die Krängung bei Kurvenfahrt.

Da zu starke Krängungen jedoch ein Stabilitätsrisiko bedeuten, werden Schiffe so konstruiert, dass sich der Massenschwerpunkt möglichst weit unten befindet. Dies wird durch tief liegende Ballastwasser- und Treibstofftanks oder auch Bleiballast erreicht. Bei Segelschiffen wurden früher große Mengen Ballast (Steine oder Gußeisenbrammen) im Kielraum verstaut.

Die Innenneigung kleiner Boote bei Kurvenfahrt hat eine andere Ursache.

Bei plötzlichem Einlenken z.B. eines Außenbordmotors ist das durch die unterhalb der Wasserlinie entstehende Schubkraft erzeugte Moment größer als das durch die Fliehkraft entstehende Moment und zudem diesem entgegen gerichtet. Dadurch wird sich ein kleines Boot nach innen neigen.

Quelle.

M.f.G. Jörg

p.s.

alle mir bekannten Pegasus III-Modelle legen ( krängen ) zum Kurvenäußern hin. Bis auf meine. Die legt sich bei 1:30" Kurvenfahrt nach innen.