XLIV. Ueber eine Methode Dampfboote ohne Ruderraͤder zu treiben. Von Hrn. Walter Forman, Commander in der koͤnigl. großbrit. Marine. Aus dem Mechanics' Magazine, No. 577, S. 361. Mit Abbildungen auf Tab. IV.Das Original der Abbildung im Mechanics' Magazine ist ein Holzschnitt. A. d. R. Forman's Methode Dampfboote ohne Ruderraͤder zu treiben. Man hat mir zwar gesagt, daß bereits schon oͤfter eine der meinigen sehr aͤhnliche Methode versucht wurde, um Dampfschiffe zu treiben, und daß diese Versuche zu keinem guͤnstigen Resultate gefuͤhrt haͤtten; da ich jedoch allen Grund habe zu vermuthen, daß meine und die fruͤhere Methode, wenn sie einander auch im Principe vollkommen aͤhnlich sind, doch wesentlich von einander abweichen, so wende ich mich dennoch mit meiner Erfindung an das Publikum. Hr. Webster, der vor ungefaͤhr 10 Jahren Vorlesungen uͤber die Dampfmaschine hielt, besaß ein Modell eines Dampfbootes, welches durch Austreiben von Wasser aus dem Hintertheile des Fahrzeuges in Bewegung gesezt wurde. In so weit ist sein Princip auch wirklich dem von mir befolgten gleich, obschon sich beide in anderen wesentlichen Punkten maͤchtig von einander unterscheiden. Hrn. Webster's Vorrichtung bestand, naͤmlich aus mehreren flachen Metallstaͤben, welche sich unter dem Boden des Fahrzeuges an horizontalen Angelgewinden hin und her schwangen, und durch die Dampfmaschine in Bewegung gesezt wurden. Diese Staͤbe trieben, so wie sie sich nach Ruͤkwaͤrts bewegten, allerdings das Wasser bei dem Hintertheile aus; allein sie hatten beim Zuruͤkkehren gar keinen Nuzeffect, und darin mag denn auch wahrscheinlich die Ursache gelegen seyn, warum diese Ruder mit den gewoͤhnlichen keinen Vergleich aushalten konnten. Die Ruderraͤder wirken immer nach einer und derselben Richtung, und da eines derselben immer unter Wasser ist, so wird der Impuls ein fortwaͤhrender, ununterbrochener. Bei der Webster'schen Methode hingegen, welche, so viel ich wenigstens weiß, die einzige ist, die mit der meinigen Aehnlichkeit hat, wirken nur die abwechselnden Bewegungen der Ruder dahin das Fahrzeug vorwaͤrts zu treiben, so daß also nur die Haͤlfte der Dampfkraft zum wirklichen Treiben der Schiffe verwendet wird. In diesem hoͤchst wichtigen Punkte verdient nun meine Methode offenbar den Vorzug; denn da meine Vorrichtung zwei Kolben oder Taucher (plungers) hat, von denen der eine herabsteigt, waͤhrend der andere aufwaͤrts steigt, so muß sie gleichfalls, wie das Ruderrad, eine fortwaͤhrende oder ununterbrochene Wirkung ausuͤben. Wenn daher die Flaͤchenraͤume der Canaͤle eben so groß sind, als jener Flaͤchenraum des Ruders, welcher untergetaucht ist, so laͤßt sich wohl begreifen, wie der Nuzeffect meiner Vorrichtung groͤßer, nicht aber, wie er kleiner seyn kann. Es mag eine Vorrichtung wie die meinige bereits versucht worden seyn oder nicht, so wuͤnsche ich doch, daß die meinige bekannt werde: waͤre es auch nur, um andere von aͤhnlichen, unausfuͤhrbaren Erfindungen abzubringen, und um die Berichtigungen anderer zu vernehmen. Sollten jedoch bisher Versuche in dieser Beziehung fehlen, so duͤrfte der Gegenstand doch allerdings die Aufmerksamkeit der Dampfschifffahrts-Compagnien verdienen, indem er im Falle des Gelingens fuͤr sie und das ganze Publikum von wesentlichem Nuzen werden muͤßte. Die Ausgaben des Baues eines Modelles eines Bootes, welches entweder mit Ruderraͤdern oder nach meinem Plane betrieben werden koͤnnte, wuͤrden fuͤr eine solche Compagnie so hoͤchst unbedeutend seyn, daß dieß kein Hinderniß fuͤr die fraglichen Versuche seyn kann. Ich schlage naͤmlich vor statt der Ruderraͤder zwei gerade, und folglich starke metallene Canaͤle anzubringen, so zwar, daß sich an jeder Kielschwinne einer befindet, und daß das eine Ende eines jeden an dem Vordertheile oder Buge, das andere hingegen an dem Hintertheile mit dem Wasser in Verbindung steht. Die Flaͤchenraͤume dieser Canaͤle muͤssen beinahe eben so groß seyn, als der Flaͤchenraum jenes Theiles eines Ruders, der bei der senkrechten Stellung der Schaufel sich unter Wasser befindet. Diese Canaͤle werden also immer mit Wasser gefuͤllt seyn, welches jedoch als Ballast wirken wird; und da sie sich am Boden des Dampfbootes, an beiden Seiten der Kielschwinne befinden, so werden sie auch kaum einen groͤßeren Raum einnehmen, als gewoͤhnlich fuͤr den Ballast erforderlich ist. In jeden dieser Canaͤle schlage ich nun vor, an einem Theile, den man dazu am geeignetsten haͤlt, ein metallenes senkrechtes Rohr einzufuͤhren, dessen oberes Ende beilaͤufig 6 Zoll uͤber den Wasserspiegel hinausreicht, wie man aus Fig. 13 ersieht. Die innere Oberflaͤche dieser Roͤhren muß glatt polirt seyn, damit keine Reibung Statt finden koͤnne, und in jeder derselben muß ein metallener Taucher oder Kolben angebracht seyn, der genau hineinpaßt, damit er frei darin auf- und niedergleiten kann, ohne durch die Reibung daran verhindert zu werden. Diese Taucher oder Kolben muͤssen durch eine Stange und eine sogenannte Parallelbewegung mit dem Hebelballen in Verbindung gebracht werden, und dieser Hebelbalken wird mittelst der Kolbenstange einer Dampfmaschine so in Bewegung gesezt, daß einer der Taucher herabsteigt, waͤhrend der andere in dem anderen Rohre hinaufsteigt. In jedem dieser horizontalen Canaͤle muß sich ein starkes metallenes Thuͤrchen befinden, welches sich nach Aufwaͤrts in einen Ausschnitt oͤffnet, waͤhrend es sich nach Abwaͤrts schließt. Eines dieser Thuͤrchen muß vor, und das andere hinter dem senkrechten Rohre angebracht werden, und eines derselben muß immer geschlossen seyn, waͤhrend das andere geoͤffnet ist, wie Fig. 13 zeigt. Es kann leicht eine solche Einrichtung getroffen werden, daß sich, wenn man ein Rad dreht, das eine Thuͤrchen oͤffnet, waͤhrend sich das andere schließt, so daß die Bewegung des Schiffes also durch das Umdrehen der beiden Raͤder so, gleich unterbrochen oder wieder hergestellt werden kann. Die beiden in Fig. 13 und 14 beigefuͤgten Zeichnungen werden diese ganze Einrichtung anschaulich machen. In Fig. 13 (welche eine Seitenansicht eines dieser Rohre mit dem auf seinem hoͤchsten Punkte und in gleicher Hoͤhe mit dem Wasserspiegel befindlichen Kolben gibt, waͤhrend das andere Rohr, als auf der entgegengesezten Seite befindlich, unsichtbar ist) ist A ein starker eiserner Canal, welcher in gerader Richtung der Laͤnge nach durch das Dampfboot laͤuft, und sowohl am Vorder- als am Hintertheile mit dem Wasser communicirt. B ist ein senkrechtes metallenes Rohr von demselben Flaͤchenraume wie der horizontale Canal. C ist ein metallener Taucher oder Kolben, und D die Kolbenstange. E¹ und E² sind zwei Thuͤrchen, welche sich an Angelgewinden bewegen, und durch welche, je nachdem es noͤthig ist, die Communication mit dem Wasser geoͤffnet oder abgesperrt wird. E¹ ist hier geschlossen, damit zwischen dem Kolben und dem Vorderwasser keine Verbindung Statt finde; E² hingegen ist geoͤffnet, damit die Verbindung mit dem Hinterwasser auf diese Weise hergestellt ist. F ist naͤmlich der vordere, und S der Hintere Theil des Canales; w, w bezeichnet die Wasserlinie, und x endlich ist eine Ausmuͤndung, durch welche das Wasser, welches zwischen dem Kolben und den Seitenwaͤnden des senkrechten Rohres nach Aufwaͤrts entweicht, austreten, und durch eine Roͤhre abgeleitet werden kann. Fig. 14 zeigt denselben Mechanismus nach einem Querdurchschnitte. Hier sind beide Rohre sichtbar, und die Kolben sind so gedacht, als wuͤrden sie durch die an dem Hebelbalken angebrachte Kolbenstange auf und nieder bewegt. A, A sind naͤmlich die beiden horizontalen Canaͤle; B, B die beiden senkrechten, metallenen Rohre; C, C die metallenen Kolben; D, D die beiden Kolbenstangen, welche nach dem Principe der Parallelbewegung in Bewegung gesezt werden; L ist der Hebelbalken; P der metallene, in die Kielschwinne eingesenkte Pfeiler; w, w die Wasserflaͤche, und O das mittlere Verdek. Die beiden Thuͤrchen E¹, E² sind so durch ein Uhrwerk mit einander verbunden, so daß sich das eine jederzeit oͤffnet, sobald sich das andere schließt. In Fig. 13 ist das vordere Thuͤrchen geschlossen; das Wasser wird also, so wie der Kolben herabsteigt, nach Ruͤkwaͤrts ausgetrieben, und das Fahrzeug folglich nach Vorwaͤrts getrieben werden. Wird hingegen E¹ geoͤffnet und E³ geschlossen, so muß der Kolben beim Herabsteigen das Wasser nothwendig vorne austreiben, und dadurch wird folglich die Bewegung des Fahrzeuges geradezu umgekehrt werden. Die Kolben werden auf und nieder bewegt, indem die Dampfkraft auf einen der Arme des Hebelbalkens wirkt, und da der eine Kolben nicht hinaufsteigen kann, ohne daß der andere herabsteigt, so wird auf diese Weise offenbar ein bestaͤndiger oder ununterbrochener Stoß nach Unten Statt finden, durch welchen, wenn das Thuͤrchen E¹ geschlossen ist, das Fahrzeug vorwaͤrts getrieben wird. Denn, so wie die Kolben herabsteigen, muͤssen sie sich vorwaͤrts bewegen, um fuͤr das Wasser, welches herabgedruͤkt werden soll, Raum zu schaffen; und wenn der Rauminhalt dieser Rohre und Canaͤle so groß ist, wie jener Flaͤchenraum eines Ruderrades, der sich in senkrechter Stellung unter dem Wasser befindet, so wird der Widerstand, den das aͤußere Wasser gegen jenes Wasser leistet, welches durch das Herabtreten des Kolbens aus dem Canale ausgetrieben wird, genau eben so groß seyn, wie der Widerstand, den das Wasser der Bewegung des Ruderrades entgegensezt: vorausgesezt jedoch, daß die Kraft der Kolbenstange der Dampfmaschine eine und dieselbe ist. Dagegen wird das Wasser in dem Maaße, in welchem es das Emporsteigen der Kolben gestattet, die Canaͤle und Rohre jedes Mal wieder anfuͤllen, so daß also keine Unterbrechung des Ganges der Maschine Statt finden kann. Ich habe bereits bemerkt, daß sich diese Kolben frei und ohne Reibung auf und nieder bewegen muͤssen; wenn sie daher so genau in die Rohre passen, so wird die kleine Quantitaͤt Wasser, welche zwischen den Kolben und den Wandungen der Rohre empordringt, und welche oben durch eine Austrittsroͤhre entweicht von keiner Bedeutung seyn. Ich will nun, da mein Apparat noch nicht durch Versuche bewaͤhrt ist, theoretisch zeigen, daß diese Methode mit einer und der selben Dampfkraft den Dampfbooten eine groͤßere Geschwindigkeit geben muß, und daß bei ihr zugleich auch alle Bewegung und Erschuͤtterung des Wassers vermieden wird. Die einzige Ursache der Bewegung des Wassers, welche die Dampfboote erzeugen, liegt bekanntlich in der kreisenden Bewegung der Ruderraͤder; denn wenn man ein vierekiges Gefaͤß mit senkrechtem Aufsaze mit noch so großer Geschwindigkeit durch das Wasser zieht, so wird die dadurch erfolgende Bewegung des Wassers so unbedeutend seyn, daß sie kaum beachtet zu werden verdient. Da nun bei meiner Vorrichtung der Druk auf das Wasser gleichfalls immer ein horizontaler seyn, und 3 bis 4 Fuß unter dem Wasserspiegel Statt finden wird, so kann die Bewegung des Wassers moͤglicher Weise hier nicht wohl groͤßer seyn. Eben so laͤßt sich aus folgenden Gruͤnden mit Wahrscheinlichkeit annehmen, daß die Geschwindigkeit des Dampfbootes, wenn man sich meiner Vorrichtung bedient, eine groͤßere seyn wird. 1) Laͤßt sich eine Wechselbewegung nicht ohne einen bedeutenden Verlust an Kraft in eine kreisende oder rockende verwandeln; und da an meiner Maschine eine solche Umwandlung nicht noͤthig ist, so wird folglich bei derselben eben so viel an Kraft gewonnen werden, als bei der gewoͤhnlichen durch diese Umwandlung verloren geht. 2) Wirkt das kreisende Ruder einen großen Theil jener Zeit hindurch, waͤhrend welcher es sich im Wasser befindet, schief nach Abwarts und nach Aufwaͤrts, und durchaus nicht in horizontaler Richtung, wodurch die Maschine gleichfalls nochwendig einen Verlust an Kraft erleiden muß. 3) Endlich sezen die Ruderraͤder selbst, so wie die Verschlage, durch welche sie geschuͤzt sind, der Geschwindigkeit des Bootes ein Hinderniß entgegen, welches bei meiner Vorrichtung gaͤnzlich wegfaͤllt. Nach allem diesem laͤßt sich also, in so fern man uͤber etwas, was noch nicht durch Versuche erwiesen ist, a priori einen Schluß ziehen darf, vernuͤnftiger Weise schließen, daß die Kraft der Maschine auf diese Weise bedeutend erhoͤht werden wuͤrde, und daß die Einfuͤhrung meines Planes mit wesentlichen Vortheilen verknuͤpft seyn muͤsse. Wenn naͤmlich ein gewoͤhnliches Dampfboot sich bei sehr stuͤrmischem Wetter auf der See befindet, so werden seine Ruderraͤder oft verhaͤltnißmaͤßig wenig leisten; denn wenn das Schiff sehr stark rollt, so befindet sich das eine der Ruderraͤder viel zu weit außerhalb, und das andere viel zu weit unterhalb dem Waffel, als daß sie eine entsprechende Wirkung hervorbringen koͤnnten; bedient man sich hingegen meiner Methode, so wird der Wind, wie stark er auch seyn mag, keinen Einfluß auf deren Leistungen haben koͤnnen. Wenn ferner an den Dampfbooten statt der Ruberraͤder solche Kolben oder Taucher wie die meinigen angewendet werden, so wird deren Anwendung auf den Canaͤlen kein Hinderniß mehr finden, indem sie dann keine solche Aufregung des Wassers mehr erzeugen, die Waͤnde des Canales dadurch Schaden leiden, oder andere vorbeifahrende Schiffe Gefahr laufen, umzuschlagen, wie dieß auf der Themse durch die Ruderraͤder der Dampfboote schon mehrere Male bewirkt wurde. Sollte mein Plan angenommen werden, so muͤßten nothwendig zwei Canaͤle vorwaͤrts und ruͤkwaͤrts durch das Fahrzeug laufen, wogegen man vielleicht einwenden duͤrfte, daß dadurch, daß eine Communication mit dem vorderen Theile des Schiffes eroͤffnet wird, dessen Geschwindigkeit nothwendig beeintraͤchtigt werden wuͤrde. Dagegen erwiedere ich, daß diesem Uebelstande sehr leicht abgeholfen werden kann; man braucht naͤmlich nur zwei Thuͤrchen anzubringen, welche diese Oeffnungen genau ausfuͤllen, und welche sich an senkrechten Angelgewinden schwingen; denn wenn sich das Fahrzeug vorwaͤrts bewegt, so werden sich diese Thuͤrchen von selbst schließen, und bewegt sich dasselbe nach Ruͤkwaͤrts, so werden sie dem Wasserstrome, der durch die Kolben vorne ausgetrieben wird, leicht nachgeben. Da die Hube der Kolben nicht uͤber 2 Fuß lang zu seyn brauchen, so wird, wenn das mittlere Verdek nur 3 Fuß hoch uͤber dem Wasserspiegel angebracht ist, die ganze Maschinerie unter diesem Verdeke verborgen, und auch gegen feindliches Geschoß gesichert seyn. Die Schuͤsse muͤßten naͤmlich durch den diksten Theil des Verdekes gehen, ehe sie die Maschinerie treffen koͤnnten; waͤhrend an den gewoͤhnlichen Dampfbooten die Ruderraͤder dem feindlichen Feuer so ausgesezt sind, daß ein solches Boot nicht wohl wagen darf, in die Schußweite zu kommen.