Wenn man sich die atemberaubend hohen Schiffe ansieht, die heute gebaut werden, könnte man sich leicht fragen: warum kippen Schiffe nicht um? Wie kann es sein, dass riesige Kreuzfahrtschiffe tausende Menschen transportieren können, ohne dabei umzukippen? In diesem Beitrag widmen wir uns genau diesem Thema, damit Sie nicht lange warten müssen, gibt es hier gleich die Antwort:
Der Schwerpunkt bei Schiffen wird sehr tief gewählt, sodass sie sehr stabil auf dem Wasser liegen. So werden beispielsweise die schweren Maschinenanlagen und Kraftstofftanks tief ins Unterwasserschiff gelegt. Zudem verfügen moderne Schiffe über Stabilisatoren, die bei starkem Wellengang ausgefahren werden können. Es ist also ein Meisterwerk der Ingenieurskunst, dass Schiffe nicht umkippen.
Das war nur die kurze Zusammenfassung. Wir beschäftigen uns weiterhin mit dem Thema und ich zeige Ihnen im Detail, warum Schiffe nicht umkippen. Ausnahmen bestätigen die Regel und deshalb sehen wir uns ein paar Beispiele an, in denen die Ingenieure versagt haben und das Schiff gekentert ist.
Warum kippen Schiffe nicht um?
Gerade Kreuzfahrtschiffe können atemberaubend hoch sein. Wenn man ein solches Gefährt am Hafen sichtet, stellt sich leicht die Frage, warum diese nicht umkippen. Schließlich erscheint es so, als ob sie kaum im Wasser liegen und endlos in die Höhe reichen.
Das größte Kreuzfahrtschiff ist die „Wonders of the Sea“, mit einer Höhe von 70 m. Zum Vergleich: Das ist höher als viele Hochhäuser hierzulande. Doch Angst haben muss man als Passagier eines solchen Schiffes nicht.
Die Schiffbauingenieure achten bei der Planung darauf, dass die riesigen Gefährte auch bei schlechtem Wetter und stürmischer See stabil auf dem Wasser liegen. Sie erreichen das einerseits durch ihre Erfahrung und Wissen und sie halten sich dabei natürlich an die physikalischen Gesetze.
Warum schwimmen Schiffe?
Bevor wir beantworten können, warum Schiffe nicht umkippen, sollten wir uns ein wenig mit den Grundlagen der Physik vertraut machen. Warum schwimmen Schiffe überhaupt?
Wenn man eine schwere Metallkugel ins Wasser wirft, sinkt diese wie ein Stein. Doch tonnenschwere Schiffe gehen nicht so einfach unter. Das liegt daran, dass sie hohl sind und der Rumpf eine bauchige Form hat. Durch diese Bauweise erhalten Schiffe Auftrieb, das nennt man auch das „Archimedische Prinzip“.
Archimedische Prinzip: Dieses physikalische Gesetz besagt, dass der statische Auftrieb eines Körpers in einem Medium genauso groß ist wie die Gewichtskraft des von dem Körper verdrängten Mediums. Einfach gesagt bedeutet das, umso mehr ein Schiff wiegt, desto mehr Auftrieb bekommt es. Mehr dazu erfahren Sie hier: Verdrängung bei Booten.
Das ist der Grund, warum auch riesige Schiffe nicht einfach untergehen können. Das Archimedische Prinzip gilt sowohl für Süß- als auch für Salzwasser. Jedoch haben Schiffe im Süßwasser mehr Tiefgang, sie liegen also tiefer im Wasser. Woran liegt das?
Schiffe haben im Süßwasser mehr Tiefgang
Salzwasser ist schwerer als Süßwasser, weil es Salz enthält. Dadurch verdrängt ein Schiff weniger Volumen, denn es kann immer nur soviel Gewicht verdrängen, wie es selbst wiegt. Das Resultat: Im Salzwasser liegen Schiffe höher auf und haben weniger Tiefgang. Das gleiche Phänomen könntest du bei dir beobachten, wenn du einmal im Toten Meer mit dem hohen Salzgehalt schwimmen würdest. Dein Körper hält sich einfach über Wasser.
Wer nicht zum Toten Meer reisen möchte, kann auch ganz einfach zu Hause ein kleines Experiment durchführen. Dazu nimmt man eine große Schüssel mit Wasser und legt ein rohes Ei hinein. Es sinkt auf den Boden. Wenn man jetzt dem Wasser Salz hinzufügt, verleiht es dem Ei Auftrieb. Umso mehr Salz das Wasser enthält, desto höher schwimmt es. Wenn es vollkommen versalzen ist, wird das rohe Ei auf der Oberfläche schwimmen.
Ein Schiff kippt nicht um
Ich hoffe, Sie haben den kleinen Ausflug in die physikalischen Kräfte, die bei einem Schiff wirken, genossen. Jetzt beschäftigen wir uns wieder mit der eigentlichen Frage, warum Schiffe nicht umkippen.
Der Hauptgrund ist, dass die Schiffsbauingenieure den Schwerpunkt eines Schiffes sehr tief wählen. So sind beispielsweise die Maschinenräume mit den äußerst schweren Maschinenanlagen im unteren Bereich untergebracht. Auch die Treibstofftanks mit vielen Tonnen Öl sind so platziert, dass der Schwerpunkt des Schiffes möglichst weit unten gehalten wird.
Zu guter Letzt hat ein Schiff noch sogenanntes Ballastwasser, das auch im unteren Bereich gelagert wird. In riesigen Tanks kann Wasser aufgenommen oder abgelassen werden, je nachdem wie schwer das Schiff beladen wurde. Hat ein Frachtschiff beispielsweise eine Leerfahrt, kann es die Ballastwassertanks fluten, um trotz des geringeren Gewichts nicht umzukippen.
Über dem schweren unteren Bereich des Schiffes befinden sich die Kabinen und die weiteren Einrichtungen, die im Verhältnis dazu sehr leicht sind. Alleine durch diese geschickte Wahl hat das Schiff schon einmal ein hohes Maß an Stabilität.
Stabilisatoren verleihen dem Schiff eine stabile Seitenlage
Zudem sind moderne Schiffe mit Stabilisatoren ausgestattet. Wir haben ausführlich darüber in diesem Artikel geschrieben, aber auch hier nenne ich die wichtigsten Details. Dabei handelt es sich um ausfahrbare Flossen, die besonders bei unruhiger See ausgefahren werden. Auf Kreuzfahrtschiffen sind diese Stabilisatoren sehr häufig in Betrieb, um den Passagieren die Fahrt so angenehm wie nur möglich zu machen. Denn diese ausfahrbare Flossen, die ein wenig an Tragflächen eines Flugzeugs erinnern können, stabilisieren das Schiff von der Seite und verhindern somit auch, dass es kentern kann.
Können Schiffe nicht umkippen?
Wie wir sehen, wird beim Bau eines Schiffes an vieles gedacht und sie können nicht sehr leicht umkippen. Allerdings kommt es immer mal wieder vor, dass ein Schiff doch einmal kentert. Das prominenteste Beispiel der letzten Jahre ist wohl die Tragödie der „Costa Concordia“. Hier war eine Kollision mit einem Felsen der Grund, warum dieses Kreuzfahrtschiff letztendlich kippte.
Dabei handelt es sich jedoch nicht um einen Einzelfall. Gerade vor kurzer Zeit machten Berichte über ein umgekipptes Schiff im Hafen von Edinburgh die Runde. Scheinbar haben starke Winde das Schiff im Dock zum Umkippen gebracht.
Auch Frachter, die falsch beladen sind, können umkippen, wie dieser Bericht zeigt. Alles in allem sind kenternde Schiffe jedoch selten und sie sind mit Abstand das sicherste Reisemittel. Wirkliche Angst haben muss man also nicht.
Jetzt würden wir gerne von Ihnen hören. Hätten Sie gewusst, warum Schiffe kaum umkippen können? Schreiben Sie uns einfach unten in die Kommentare, wir werden alle Fragen schnellstmöglich beantworten.