Allgemeine Fragen zum Bau eines U-Bootes

[Guest skyui]

Hallo Zusammen,

ich bin neu hier und hoffe dass ich hier Richtig bin. Ich stelle mir letzter Zeit viele Fragen bezüglich zum Bau eines U-Bootes und die Kräfte Einwirkungen unter Wasser. Mir ist schon klar das man solch ein U-Boot nicht auf die schnelle Bauen kann und zurzeit absolviere ich meine Ausbildung als Elektroniker. Aber mir lässt der Gedanke nicht los irgendwann in ferner Zukunft ein U-Boot zu bauen da ich sehr gerne Tüftle und Eigenbau Projekte umsetze. Zudem wohne ich direkt am Bodensee, wäre also ideal. 

 

Also nun zu meinen Fragen.

1. Muss der Druckkörper die Form eines Zylinders haben? In meine virtuelle Gedanken stelle ich mir die Form ganz anders vor und ich möchte auch kein "normales Uboot" in Form eines                   Zylinders bauen. Dies würde mir sonst die Motivation nehmen...

2. Die Kräfteeinwirkung unter Wasser ist doch oberhalb vom Uboot am grössten und unterhalb am geringsten, oder?

3. Wie lassen sich die Kräfteeinwirkungen berechnen? Gibt es dazu passende Formeln?

4. Wieso benutzt man immer Diesel Generatoren? Bei Diesel muss man doch mehr CO2 Gasen filtern als bei Benzin?

5. Wenn man die Wassertanks mit Luft auffüllt, ist es doch wichtig, dass die Luft ganz oberhalb vom Wasser Tank reingepresst wird da ansonst die Luft einfach wieder entweicht?

6. Muss man unbedingt U-Boot Stahl benutzen oder kann man man handelsüblichen gehärtetes Stahl verwenden?

7. Ist eine Tauchtiefen von 250m realistisch? Der tiefste Punkt vom Bodensee ist nämlich 250m tief.

Ich weiss, es sind viele Fragen aber ich hoffe trotzdem das ihr mir weiter helfen könnt.

Edited August 10, 2017 by skyui

[San Felipe]

Upps, 250m ? Da stellt sich mir zunächst mal die Frage der Steuerung. Es soll ja sicher nicht bemannt werden, das würde sehr sehr teuer. Normale R/C Technik dürfte da wohl am Ende sein, da bleibt ja fast nur Kabel. Wie so ein Teil aussehen kann ist ja schon in mehreren Filmen von J. Cameron (Titanic) dokumentiert. Zylinder ist also keineswegs zwingend. Diese Form wird nur oft gewählt, weil sich der Druck nahezu perfekt verteilt und ein großer freier Innenraum geschaffen werden muss (Besatzung). 

Ganz sicher braucht man für so einen ferngesteuerten Tauchroboter einiges an speziellem Equipment. Ich denke da nur an  hochdruckfeste Lampen, Kameras, Motoren.... dazu natürlich hochfeste Pressluftflaschen, Kabel, Schläuche usw. Ganz sicher alles unglaublich teures Zeug. Ohne jetzt wirklich Ahnung davon zu haben, schätze ich mal, das so ein Projekt den Wert einen neuen Lamborghini Aventador locker übersteigt zumal ja auch das Basisboot entsprechend ausgerüstet sein muss. 

Mich verwirrt die Frage nach dem Diesel. Der Diesel läuft ja nur bei Überwasserfahrt (oder mit Schnorchel) und lädt die Akkus auf. Unter Wasser wird elektrisch gefahren. OK, heute gibt es Boote mit Brennstoffzellen oder Atomantrieb. Der Diesel war nötig um Reichweite zu generieren. Kleinst-Boote fahren rein elektrisch. 

Edited August 10, 2017 by San Felipe

[hajen16]

Hallo, da hört sich an als ob du manntagend bauen willst. Dann bis du hier wohl falsch. Modelle die bis zu 40m tief am Kabel tauchen gibt es schon, der Aufwand für so ein Modell ist schon erheblich. Informatione zum Uboot Modellbau findest unter Anderem hier:

Pressluftjunkies

oder hier

 

[Guest skyui]

Danke, die Links helfen mir schon weiter. Eigentlich sollte das ganze bemannt werden, aber dann ist 250m ganz klar ein zu hochgesetztes Ziel. Ich würde schon erstmal klein Anfangen, also unbemannt. Aber nochmal zum Druck. Unter Wasser herrscht so wie ich mir das Gedanklich überlege nicht überall der gleiche Druck. Oder irre ich mich da? So wie ich mir das vorstelle herrscht doch oberhalb vom U-Boot der stärkster Druck da die ganze Wassermasse oberhalb vom U-Boot drauf drückt. Zum Diesel dachte ich mir, dass die Generatoren auch unter Wasser laufen, der Abgas wird dann durch Filteranlagen gereinigt. Bis zu welcher Tauchtiefe kann man den auf Kabel verzichten? So viel ich weis haben nur Hochfrequenzwellen eine weite Reichweite im Wasser

Gibt es vielleicht jemand der  Baupläne von echten U-Boote hat? Würde diese gerne ein bisschen Studieren.

[San Felipe]

Der Druck ist um das Boot herum gleich, wenn man mal davon absieht das der obere Teil des Bootes ja nicht ganz so tief getaucht ist wie der untere. Sonst würden U-Boote schlicht anders aussehen. Wenn deine Theorie stimmen würde, bräuchte man ja nur eine Panzerplatte oben und den Rest könnte man aus simplem Fensterglas bauen, da hätte man dann wenigstens eine gute Aussicht. Das verhält sich ähnlich wie beim Luftdruck, der wirkt ja auch von unten, was ja auch ganz Ok ist, sonst wäre der nächste Flug in den Urlaub schon am Ende der Rollbahn abrupt vorbei. 

Verbrennungsmotoren, egal ob Diesel oder Benzin, funktionieren schon aus einem ganz simplen Grund nicht. Was so ein Motor in erster Linie braucht ist Luft bzw Sauerstoff. Die Abgase sind da eher ein sekundäres Problem. Selbst ein kleiner Motor, würde ein großes Boot innerhalb kürzester Zeit "leer saugen". Denk mal an dein Auto, warum ist da auf oder neben dem Motor so ein schöner großer Luftfilter? 

Druck: je Meter 0,1 bar, Tante Wikipedia ist manchmal echt hilfreich. 

Sorry, bitte nicht beleidigt sein: Deine Fragen (Grundschule Physik) und so ein sehr komplexes und kompliziertes Projekt wie ein U-Boot, selbst wenn es nicht manntragend sein soll, was weit über 100 m tief gehen kann, passen irgendwie nicht zusammen.  Da ist man in einem Bereich wo auf Sicht steuern nicht mehr geht, da ist es ziemlich duster. Strömungen, horizontal und vertikal, müssen ausgeglichen werden um nur mal 2 Problemchen zu nennen. Baupläne (von Modellbauplänen oder historischen Gefährten mal abgesehen) dürften aus gutem Grund kaum frei verfügbar sein. Oder frag man bei James Bond nach, der könnte dir vielleicht weiter helfen. 

[Ralph Cornell]

Die ideale Form für ein tieftauchendes Objekt wäre eine Kugel. San Felipe hat recht; der Druck ist von allen Seiten her annähernd gleich, und so wird auch eine Kugel von allen Seiten her gleichmäßig gepresst. Deshalb hatte auch das Tieftauch-Objekt, daß die größte jemals erreichte Tauchtiefe erreichte (der Tauchgang Im Marianengraben) die Form einer Kugel, die unter einen U-Boot-förmigen "Unterwasser-Ballon" gehängt war, der mit Benzin gefüllt war. Der "Unterwasser-Ballon" war der Auftriebskörper - das Benzin (leichter als Wasser) konnte vom Wasserdruck kaum komprimiert werden. Und darum konnte man für ihn eine Form wählen, die wenigstens ein bißchen Fahrt durchs Wasser ermöglichte.

[hajen16]

http://www.sn-online.de/Schaumburg/Landkreis/Themen/Thema-des-Tages/Abgetaucht

http://uboot-comet.de/cms/

https://de-de.facebook.com/unterwassserwelt/

Bei uns in der Nähe hat jemand ein Uboot selbst gebaut, da findest du einige Infos.

Edited August 11, 2017 by hajen16

[hajen16]

...und dann gibt es heute noch diese Meldung:

http://www.spiegel.de/panorama/daenemark-privates-u-boot-in-ostsee-gesunken-a-1162501.html

[bleiente]

Bei Youtube gibts noch mehr anregungen.

z.b den Herr Pilipenko

Oder diverse andere.

Aber ich denke du unterschätzt den Aufwand und die Gefahr!

[Boater]

Ganz kurz zum Thema Diesel vs. Benzin:

Als kleiner Junge in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts las ich ein Buch, "The True Book About Submarines." Autor war ein U-Boot-Kapitän der Royal Navy, und er erklärte die entwicklung des U-Boots bis dato. Anfangs gab es wohl ein paar U-Boote mit Ottomotoren, aber die Ausdünstungen des Benzins schufen eine Atmosphäre, die nur einen Funken aus irgendeinem elektrischen Gerät brauchte, um zu explodieren. Deshalb stieg man sehr bald auf Diesel um, da die Ausdünstungen des Dieselöls kaum entzündlich sind.

Wie schon gesagt, die Verbrennungsmotoren laufen nur an der Oberfläche oder kurz darunter mit Schnorchel, um die Akkus für die richtige Tauchfahrt aufzuladen.

Cheers,

Boater