XXIII. Prospectus eines Planes zur Benuͤzung der Wellen, als eines Mittels, das die Schiffe auf der See vorwaͤrts treiben soll; von General-Major Sir William Congreve, Baronet etc. Aus dem Mechanics' Magazine, N. 232. 2. Februar. 1828. S. 1. Mit Abbildungen auf Tab. III. Congreve, uͤber Mittel, die Schiffe auf der See vorwaͤrts zu treiben. Nie gab es einen in den Annalen der Schiffbaukunst wichtigeren Augenblik, als den gegenwaͤrtigen. Die Einfuͤhrung der Dampfschifffahrt hat die Aussicht geoͤffnet, daß man in der Schifffahrt uͤberhaupt Kraͤfte anwenden kann, die bisher noch gar nicht in Betrachtung gezogen wurden. Es ist indessen einleuchtend, daß die großen Auslagen, die man bei Bewegung großer Schiffe mittelst der Dampfmaschine hat; der Verlust, den man an Fracht wegen der Maschine und des Feuer-Materiales erleidet, der Benuͤzung dieser Quelle allgemeinen Wohles enge Schranken sezen muß. Diese Betrachtungen fuͤhrten mich auf die Idee einer Triebkraft an Schiffen, die eben so wohlfeil waͤre, wie der Wind, und die zugleich sich eben so leicht benuͤzen ließe, wie der Dampf. Die Untersuchungen und Versuche, welche ich angestellt habe, veranlassen mich zu der Erwartung, daß alle diese Zweke erreichbar sind, und zwar mit einem Umfange von Kraft, den man mittelst des Dampfes nicht erreichen kann. Die Quelle, aus welcher ich diese Kraft ableiten will, ist das Steigen und Fallen der Wogen, mit welchen der Ocean sich bei dem leichtesten Winde bedekt. Es ist in der That sonderbar, daß man keine Spur eines Versuches findet, von der Wogenbewegung des Meeres Kraft zu gewinnen, waͤhrend doch die Gewalt des Wogenschlages an das Schiff und der Druk des Windes in die Segel bestaͤndig dem Seemanne vor Augen schwebt, und jeder weiß, daß der Unterschied in den Momenten dieser beiden Elemente sich wie Tausend zu Eins verhaͤlt. Wenn ein Seemann sich hieran erinnern will, so wird er sich nicht wundern, wenn man in einer kleinen Woge eine bedeutende Kraft findet, sobald dieselbe gehoͤrig mechanisch benuͤzt wird. Das Both, in welchem er sich einschifft, steigt und faͤllt, laͤngs dem Schiffe mit einer Kraft, die weder er noch zwanzig Menschen zu baͤndigen, oder auch nur aufzuhalten vermoͤgen. Ein deutlicher Beweis fuͤr die Kraft, die ich hier zur Anwendung vorschlage. Um eine Idee von der Art zu geben, wie ich diese Kraft sammle, will ich zuerst bemerken, daß dieß durch eine Reihe uͤberschlaͤchtiger Raͤder geschehen kann, die horizontal laͤngs der Wasserlinie angebracht sind, wie man in Fig. 23. sieht, und die so untereinander verbunden sind, daß sie sich alle nach einer Richtung drehen, und mit Ruderraͤdern in Verbindung stehen, die ganz so gebaut sind, wie an den gewoͤhnlichen Dampfschiffen. Diese Raͤder, die ich Wagen- oder Wellen-Raͤder (wave-wheels) nenne, haben, nach der verschiedenen Groͤße des Schiffes, verschiedenen Durchmesser, und befinden sich in verschiedener Anzahl an demselben. Ich werde alsogleich zeigen, wie diese Raͤder wirken, und wie ihre Kraft berechnet werden muß, und man wird finden, daß eine Reihe von 16 solchen Raͤdern, deren jedes 6 Fuß im Durchmesser haͤlt und 6 Fuß breit ist, von den Wogen, wenn diese nicht hoͤher als 3 Fuß uͤber die Meeresflaͤche steigen, eine Kraft von mehr als 400 Pferden zu sammeln im Stande ist. Diese Kraft kostet nicht mehr, als die zur Aufsammlung derselben noͤthigen Raͤder: denn sie kommt lediglich von den Wogen selbst her. Das Wogenrad in Fig. 24 und 25. ist ein uͤberschlaͤchtiges Rad, welches in mehrere Faͤcher getheilt ist, so daß das Wasser, welches oben auf dasselbe eindringt, auf einer Seite in demselben behalten wird, waͤhrend das Rad niedersteigt, und auf der anderen aufsteigenden Seite waͤhrend des Aufsteigens das Rad frei laͤßt. Wenn nun ein solches Rad mit seinem Mittelpuncte auf die Wasserlinie eines Schiffes gestellt wird, so ist es offenbar, daß, wenn eine Woge drei Fuß hoch steigt, dieses Rad durch die aufsteigende Woge, wie in Fig. 24. gaͤnzlich in Wasser versenkt wird, und, wenn die Woge wieder drei Fuß unter die Wasserlinie sinkt, wieder gaͤnzlich von Wasser frei wird, wie Fig. 25. zeigt. In diesem lezteren Falle wird die Wasserlast, die in die niedersteigenden Schaufeln oder Eimer waͤhrend des Ueberschlagens der Wellen uͤber das Rad gelangte, mit der ganzen Kraft eines uͤberschlaͤchtigen Rades wirken, und dasselbe noͤthigen eine halbe Umdrehung zu machen, waͤhrend das Wasser sich aus demselben entleert. Dann wird aber eine nachfolgende Welle das Rad neuerdings bedeken, und in dieser Lage werden, waͤhrend das Wasser in die niedersteigenden Eimer faͤllt, die aufsteigenden umgekehrt und voll Luft, und dadurch leichter, und das Rad wird dadurch, im Verhaͤltnisse mit der Last des Wassers, im Wasser selbst sich eben so drehen, wie es sich in freier Luft drehen wuͤrde. Das Rad wird also, es mag im Wasser versenkt oder außer dem Wasser seyn, sich bestaͤndig und gleichfoͤrmig mit der Kraft eines uͤberschlaͤchtigen Rades drehen, auf welches bestaͤndig Wasser auffaͤllt. Nun ist die Kraft eines solchen Rades, wie die Last des Wassers multiplicirt mit der Geschwindigkeit des Mittelpunctes der Schwere desselben; und diese Last ist, in einem Rade von 5 Fuß Durchmesser, und 5 Fuß Breite, ungefaͤhr 3000 Pfund. Nimmt man an, daß in Einer Minute, zwanzig Wellen auf einander folgen, so wird die Geschwindigkeit des Mittelpunctes der Schwere in diesem Zeitraume 200 Fuß betragen. Und da die Kraft einer Dampfmaschine von 10 Pferden, die 200 Fuß weit in einer Minute treibt, auch 3000 Pfd. ist, so wuͤrde eines dieser Raͤder die Kraft von 10 Pferden aͤußern. Nach einer aͤhnlichen Berechnung wuͤrden, da die Kraft oder die Ladung dieser Raͤder sich wie die Wuͤrfel ihrer Durchmesser verhaͤlt, waͤhrend die Geschwindigkeiten der Mittelpuncte der Schwere dieselben bleiben, und die Zahl der in einer gegebenen Zeit auf einander folgenden Wellen sich vermindert, wie ihre Hoͤhe zunimmt, ein zehnfuͤßiges Rad mit zehn Wogen in Einer Minute, bei der halben Zahl der Umdrehungen eines fuͤnffuͤßigen Rades, eine Kraft von 80 Pferden bei einer fuͤnffuͤßigen Woge erzeugen, u.s.f. nach der Groͤße der Durchmesser. Es haͤlt schwer, die zwekmaͤßigste Groͤße eines Rades zu diesem Zweke im Allgemeinen zu bestimmen; es ist jedoch wahrscheinlich, daß der Durchmesser so groß seyn muß, als es die Staͤrke und Leichtigkeit der Anwendung nur immer gestattet, nicht bloß weil groͤßere Raͤder eine groͤßere Kraft von den groͤßeren Wogen erhalten, sondern weil sie auch von kleineren Wogen eine verhaͤltnißmaͤßig groͤßere Kraft sammeln. So ist die Kraft eines fuͤnffuͤßigen Rades, das mit einer Einen Fuß hohen Welle arbeitet, gleich der Kraft von 4 Pferden, waͤhrend, unter aͤhnlichen Umstaͤnden, die Kraft eines zehnfuͤßigen Rades gleich der Kraft von 16 Pferden, und die eines zwanzigfuͤßigen Rades gleich der Kraft von 64 Pferden seyn wuͤrde; so daß also die Kraft eines zehnfuͤßigen Rades mit einer Welle von 2 1/2 Fuß gleich der Kraft von 40 Pferden, und die eines zwanzigfuͤßigen Rades mit einer solchen Welle gleich der Kraft von 160 Pferden seyn wuͤrde, waͤhrend ein fuͤnffuͤßiges Rad mit einer Welle von 2 1/2 Fuß, wie oben, nur die Kraft von 10 Pferden hat. Abgesehen also, von der ungeheuern Kraft, die man durch groͤßere Durchmesser erhaͤlt, ist es offenbar, daß, unter allen Umstaͤnden, die Kraft zu Gunsten groͤßerer Raͤder spricht, selbst bei kleineren Wellen. Es ist wahrscheinlich, daß das beste Verhaͤltniß im Allgemeinen zwischen fuͤnf und zehn Fuß ist, obschon, bei sehr großen Schiffen, wenn keine Hindernisse in der Ausfuͤhrung eintraͤten, ein Verhaͤltniß zwischen 15 bis 20 Fuß sehr wuͤnschenswerth waͤre. Wenn man ein solches Rad so anwenden koͤnnte, daß es bei einem starken Winde seine volle Kraft zu aͤußern vermoͤchte, so wuͤrde dadurch nicht bloß die Reise nach Indien sehr verkuͤrzt werden, sondern die Gefahr der hohen Wogen, mit welchen man auf dieser Fahrt zu kaͤmpfen hat, wuͤrde auch sehr vermindert werden. Man wuͤrde sich uͤberzeugen, daß nicht ein Tag im Jahre vorkommt, in welchem man sich nicht des groͤßten dieser Raͤder mit Vortheil bedienen koͤnnte, indem mit einer Welle von nur Einem Fuße Hoͤhe, mit einem sogenannten Rupfer (ripple, wie die Seeleute es nennen), ohne welchen die See nur selten ist, ein Schiff mit zwei Raͤdern von 20 Fuß im Durchmesser eine Kraft von 120 Pferden erhalten wuͤrde. Ich habe, auf der anderen Seite, auch dafuͤr gesorgt, bei der kleinsten Oberflaͤche Kraft zu erhalten, und muß in dieser Hinsicht wiederholen, daß fuͤnfzehn sechsfuͤßige Raͤder auf Einer Seite eine Kraft von 300 Pferden gewaͤhren, und daß zwanzig solche Raͤder an Einer Seite eben so viel Kraft aͤußern, als 180 Pferde, wenn die Wellen nur Einen Fuß hoch ziehen. Unter diesen Umstaͤnden wuͤrde es also, wahrscheinlich nicht schwer seyn, die Raͤder außen so anzubringen, daß, unter verschiedenen Umstaͤnden, Raͤder von verschiedenem Durchmesser in Thaͤtigkeit sind. Man koͤnnte diese Raͤder auf Schiffen, die eigens dazu gebaut waͤren, leicht unterbringen, oder an Schiffen, die nicht dazu eingerichtet sind, Raͤder anwenden, die sich leicht vergroͤßern und verkleinern lassen. Die einfachste Art, Wellenraͤder anzubringen, scheint diese, daß man sich starker, beweglicher, eiserner Achsen bedient, die man in eiserne Stiefel an der Seite des Schiffes einschraubt, welche durch eigene Buͤgel an ihren Enden gehalten wird. Im Kleinen laͤßt die Wirkung dieser Raͤder sich leicht praktisch darstellen. Man lasse sich ein Modell eines solchen Rades von ungefaͤhr 8 Zoll im Durchmesser und 8 Zoll Breite mit hervorstehenden Achsen verfertigen, und halte sie zwischen Daumen und Zeigefinger einer jeden Hand. Man tauche dann dieses Rad in dieser Lage in eine Cisterne mit Wasser, so daß es vollkommen von Wasser bedekt wird, und man wird finden, daß es sich in Folge der, durch die in denselben enthaltenen Luft leichter gewordenen, aufsteigenden Eimer oder Schaufeln so lange schnell drehen wird, bis alle darin enthaltene Luft entwichen, und das Wasser an die Stelle derselben getreten ist. Wenn man dann das Rad aus dem Wasser hebt, so daß es von demselben ganz unbedekt bleibt, wird es sich auf dieselbe Weise mit derselben Kraft und so lange fortbewegen, bis alles Wasser, welches davon bei der Eintauchung aufgenommen wurde, ausgeflossen ist, so daß man, durch abwechselndes Eintauchen und Heben des Rades, eine ununterbrochene umdrehende Bewegung hervorbringen kann. Es ist also offenbar, daß dasselbe Statt haben muß, wenn das Rad fest steht, und das Wasser, wie bei den Wellen des Meeres, uͤber dasselbe steigt und unter dasselbe faͤllt. Es koͤnnte bei dem ersten Anblike scheinen, daß, wenn man in den Wellen Kraft sucht, die Kraft von dem Momente derselben hergenommen werden koͤnnte; dieß ist aber nicht dasjenige, was man hier wollte. Denn, so groß auch diese Kraft seyn mag, so ist doch diejenige, die man von ihr auf eine andere gewissere, obschon weniger allgemein beachtete Weise, naͤmlich durch ihre Schwere auf einer Seite des Rades, und durch die der anderen Seite des Rades gegebene Leichtigkeit erhaͤlt, groͤßer und nur eine merkwuͤrdige Verbindung dieser Kraft mit einer anderen. Diese leztere Kraft ist weit sicherer in ihrem Resultate, als der Stoß der Welle nie seyn kann, in so fern sie bloß von der Last des Wassers abhaͤngt, welche das Rad aufnimmt: ein Grundsaz, der bei allen Wasserraͤdern befolgt wird, und der, auf die Schifffahrt angewendet, so groß auch der Sprung von der Theorie zur Praxis seyn mag, doch immer die wohlfeilste und maͤchtigste Kraft gibt. Mit 26fuͤßigen Raͤdern wuͤrde man die ungeheure unerhoͤrte Kraft von 4800 Pferden erhalten, deren Unterhalt nichts kostet, die keinen Raum im Schiffe wegnehmen und wohlfeiler seyn wuͤrden, als Segel, vor welchen sie noch den Vortheil gewaͤhren, daß sie nach allen Richtungen zu brauchen sind, selbst gegen den Wind. Es ist also keine Frage, daß dieses Schifffahrts-System Aufmerksamkeit verdient. Fuͤr Handlungs-Schiffe wird dadurch der Gebrauch des Dampfes ganz uͤberfluͤßig, indem dort, wo man Segel brauchen kann, auch die Wellenraͤder anwendbar sind; bei Kriegsschiffen hingegen wird die Dampfmaschine, in so fern sie das Schiff auch in der groͤßten Windstille zu treiben vermag, vor dem Wellenrade immer den Vorzug besizen. Wir haben gesehen, daß die kleinsten Wellen alle Kraft, die man von dem Dampfe gewinnt, zu ertheilen vermoͤgen, und man kann auf diese Weise den Dampf unter 10 Tagen wenigstens neun Tage lang entbehren; ein Vortheil, der, in Hinsicht auf Ersparung des Raumes, welchen das Feuer-Material am Schiffe wegnimmt, und der weit wichtiger ist, als der Werth des Feuer-Materiales selbst, beinahe der gaͤnzlichen Ersparung desselben gleich kommt. Nach diesem Systeme wird also der hohe Vortheil, den der Dampf gewaͤhrt, gaͤnzlich auf den Wind uͤbertragen, und von diesem noch weit mehr Kraft gewonnen, als von dem Dampfe, und diese Kraft kommt zugleich wohlfeiler, als jene, die durch das Segel-System erhalten wird. Ich wollte hier bloß im Allgemeinen eine Idee von diesem Systeme geben, ohne mich in das Detail desselben einzulassen. Das Resultat der Anwendung dieser ungeheuren Kraͤfte auf Schiffe verschiedener Art laͤßt sich noch nicht berechnen. Es scheint indessen nicht zu weit gegangen, wenn man, bei der Leichtigkeit, mit welcher man nach demselben eine Kraft von 1000, 2000, ja sogar 4000 Pferden erhaͤlt, annimmt, daß unsere Schiffe fortan mit verdoppelter Schnelligkeit den Ocean durchschneiden werden. Es wird endlich nicht uͤberfluͤßig seyn, hier noch beizufuͤgen, daß obige Angabe uͤber die Kraft der Raͤder von verschiedener Groͤße, nach der verschiedenen Capacitaͤt derselben, d.h., nach der Wasserlast, die sie aufzunehmen vermoͤgen, durch oben erwaͤhnte Versuche praktisch bestaͤtigt wurde. Ein kleines Wellenrad hat ein Gewicht von einem Pfunde gehoben. Wenn man hiernach annimmt, daß die Groͤße der Wasserlast, die ein Rad auszunehmen vermag, sich verhaͤlt wie der Kubus des Durchmessers des Rades, und daß die Geschwindigkeit gleichfalls mit dem Durchmesser zunimmt; daß Wogen von 2 1/2 Fuß in einer Minute zwanzig Mahl, Wogen von 5 Fuß in einer Minute zehn Mahl, und Wogen von 10 Fuß fuͤnf Mahl in einer Minute anschlagen, so erhaͤlt ein zwanzigfuͤßiges Rad eine Kraft von mehr als 500 Pferden, ein zehnfuͤßiges Rad eine Kraft von mehr als 62 Pferden, und ein sechsfuͤßiges Rad eine Kraft von 13 Pferden: dieß ist das Resultat eines Versuches mit einem sehr unvollkommenen Modelle, der hinreichend ist, alles dasjenige zu verbuͤrgen, was hier angegeben wurde. Es lassen sich verschiedene Abaͤnderungen an diesem Systeme anbringen. So wuͤrde man z.B. eine große Kraft von den Wellen erhalten koͤnnen, wenn man wasserdichte Gefaͤße oder sogenannte Bojen am Ende von Hebel, die laͤngs dem Schiffe oder an jedem Ende desselben angebracht sind, befestigte, und mit Rudern in Verbindung braͤchte; es ist aber offenbar besser, Schwere und Schwimmkraft zugleich mit einander zu verbinden, wie dieß bei obigem Wellenrade der Fall ist, dessen innerer Bau durch spiralfoͤrmige Kammern, oder auf irgend eine andere Weise noch in's Unendliche abgeaͤndert werden kann, so daß dadurch noch mehr an Geschwindigkeit und Kraft gewonnen wird. Man kann auch Behaͤlter zwischen den Raͤdern anbringen, und dadurch die Kraft derselben vermehren, und das Hervorstehen derselben vermindern. Eben diese Kraft kann auch zum Treiben der Krahne auf Schiffwerften verwendet werden, wo Raum genug hierzu vorhanden ist.