U-Boot Tauchvorgang Preßluft

Auto, Rad & Mobilität Schiffe & Boote
#1

Morgen,

ich schleppe schon länger eine Wissens- bzw. Verständnislücke mit mir rum. (trotz Dipl. Ing., aber wer nicht fragt, bleibt dumm) Zeit, sie zu füllen, finde ich. Für Hilfe dabei wäre ich dankbar:

Also, wenn ein U-Boot tauchen will, füllt es seine Ballasttanks mit Wasser und geht unter. Die Luft aus den Tanks wird dabei abgelassen, nehme ich an?

Jetzt will das U-Boot wieder auftauchen. Ich weiß, dass dazu Preßluft in die Ballasttanks gepumpt wird und das Boot dann wieder auftaucht.

Aber verstanden habe ich das nicht: Das Boot wird doch nicht leichter, die Preßluft war doch vorher auch schon mit an Bord?
Oder spielt es die entscheidende Rolle, dass die Luft ja vorher komprimiert war und dann erst in den Tanks quasi seine Dichte verändert?

Ich nehme an, dass ich da irgendwie ein falsches Verständnis vom Auftrieb habe…

Also: Freizeitlehrer an die Front, mit einer verständlichen Erklärung!

Danke
kernig

#2

Moin,

Also, wenn ein U-Boot tauchen will, füllt es seine
Ballasttanks mit Wasser und geht unter. Die Luft aus den Tanks
wird dabei abgelassen, nehme ich an?

Entweder das, oder sie wird komprimiert. (Seeleute vor: wat denn nu´?)

Jetzt will das U-Boot wieder auftauchen. Ich weiß, dass dazu
Preßluft in die Ballasttanks gepumpt wird und das Boot dann
wieder auftaucht.

Jepp

Aber verstanden habe ich das nicht: Das Boot wird doch nicht
leichter, die Preßluft war doch vorher auch schon mit an Bord?
Oder spielt es die entscheidende Rolle, dass die Luft ja
vorher komprimiert war und dann erst in den Tanks quasi seine
Dichte verändert?

Genau das. Nehmen wir mal an, die Tauchtanks hätten ein Volumen von 10.000 Litern, das Boot wiege X kg.
Gefüllt mit Luft wiegt das Volumen fast nix plus ein bißchen (genauer: 12 kg.
Mit Wasser gefüllt sind das aber 10.000 kg - vereinfacht sei die Dichte auch von Seewasser = 1. Egal, ob die Luft nun abgeblasen oder verdichtet wurde, sie ist quasi weg und stattdessen ist Wasser in den Tanks. Das Boot wiegt nun X + 10.000 kg (oder X + 10.000 kg + 12 kg wenn die Luft an Bord bleibt). Das Volumen des Boots hat sich aber nicht geändert - ergo hat seine Dichte zugenommen. Ist diese größer als die des umgebenden Wassers so sinkt es.
Nun dreh´ die ganze Sache um, und es taucht wieder auf (wenn es nicht gerade ein russisches Boot namens Kursk ist…)

Gruß
BeLa

#3

Kling, jetzt ist der Groschen gefallen
manchmal braucht es ja doch nur eine Starthilfe, das erleichtert mich sehr. Vielen Dank

Das Volumen des Boots hat sich aber nicht geändert -
ergo hat seine Dichte zugenommen.

oder eben abgenommen.
Das war übrigens der entscheidende Satz. Das Wasser ist ja raus, so einfach ist das eigentlich.

-)

kernig

#4

Hallo !

Stell Dir doch einfach einen großen, mit Wasser gefüllten Tank vor. Dieser liegt am Meeregrund.
Dieser Tank ist jetzt schwerer, als das umgebende Wasser, da aus Eisen.

Im Tank liegt eine Luftflasche.
Die Luft wird in den Tank abgeblasen und entfernt dort das Wasser.
Das Gesamtgewicht das luftgefüllten Tanks ist jetzt leichter, als die Menge Wasser, die der Tank verdrängt.
Der Tank schwimmt auf.

Ausschlaggebend ist nicht das Gewicht allein, sondern das Verhältnis des Volumens zum Gewicht.

Eine gefüllte Luftflasche sackt sofort auf den Meeresgrund. Die gleiche Menge Stahl plattgewalzt und zu einem großen Tank verarbeitet, mit dem entspannten Luftinhalt der kleinen Flasche, schwimmt auf, da das Volumen dann leichter als dasumgebende Wasser.
Denk immer an Archimedes.

Ein U-Boot besteht aus einem Druckkörper, der nicht schwimmen würde. Um diesen Druckkörper sind Ballasttanks angebracht, die, mit Luft gefüllt, die ganze Konstruktion leichter machen, als die gesamte verdrängte Wassermenge. Also schwimmt sie auf.

mfgConrad

#5

Noch einfacher :

Ein Schiff sackt unter Wasser, wenn sein spez. Gewicht größer ist, als das des Wassers.

Mit dem Auffüllen der Tanks mit Luft vergrößert man das Volumen des Bootes, ohne Gewichtszunahme. Im Gegenteil, man drückt das Wasser raus. Verringert damit das spez. Gewicht unter das des Wassers und das Boot schwimmt auf.

#6

Hi

Aber verstanden habe ich das nicht: Das Boot wird doch nicht
leichter, die Preßluft war doch vorher auch schon mit an Bord?

wiegt das Wasser nix?
HH

#7

Mit dem Auffüllen der Tanks mit Luft vergrößert man das
Volumen des Bootes,

Ach so?

#8

trotz Dipl. Ing.,

Elektrotechnik? (wie ich *gg*)

Das physikalische Stichwort heißt Auftrieb.

Kurzfassung:
Die Auftriebskräfte sind so groß wie das Gewicht (= Volumen * Dichte) des verdrängten Wassers. Wenn das Wasser aus den Tauchtanks ausgeblasen wird, wird insgesamt mehr Wasser verdrängt.
Folglich gibt es mehr Auftriebskraft.

Ausführlich: http://de.wikipedia.org/wiki/Auftrieb

Kleiner Nachschlag zum Grübeln: *gg*
Ein eingermaßen großes Modell-UBoot schwimmt in der Badewanne. Dann taucht es mit Hilfe seiner Tanks und sinkt auf den Grund.
Was passiert während dieses Vorgangs mit dem Wasserspiegel der Wanne?
a) er steigt,
b) er bleibt gleich
c) er sinkt.

Das ist übrigens eine recht beliebte Frage aus dem Physik-Praktikum.

Gruß JoKu

#9

Mit dem Auffüllen der Tanks mit Luft vergrößert man das
Volumen des Bootes,

Ach so?

Ja, da jetzt diese Tanks geschlossen sind. Vorher, mit Wasser gefüllt, waren sie offen und nur Anhängsel am Boot

#10

Ein U-Boot besteht aus einem Druckkörper, der nicht schwimmen
würde.
So ist es.

Um diesen Druckkörper sind Ballasttanks angebracht,die, mit Luft gefüllt, die ganze Konstruktion leichter machen,als die gesamte verdrängte Wassermenge. Also schwimmt sie auf.
Jetzt kann man mal nachrechenen, welches Volumen diese Tanks haben müssten, um allein eine Dichteänderung des Wassers zwischen Atlantik und Ostsee auszugleichen.

Die Alternative sind Zweihüllen U-Boote. In die äußere Hülle sind Tauchzellen integriert. Die sind unten offen und frei beflutet. Bei Tauchfahrt ist da Wasser drin - bei Überwasserfahrt Luft.
Diese Boote schwimmen also auf einem Luftpolster.
Zum Auftauchen bläst man in die Tauchzellen Pressluft rein, zum Tauchen läßt man sie oben entweichen.