Glättung der See. Mit Abbildungen. Glättung der See. Die Hauptgefahr des aufgeregten Meeres stellen die Sturzseen dar, welche mit grosser Gewalt über Deck brechen. Sie bilden sich in noch nicht ganz erklärter Weise aus den eigentlichen Wellen heraus, und vor ihnen das Schiff zu schützen, ist die Aufgabe der Glättungsmittel für die See.Vgl. 1888 267 * 113. 270 * 551. Die Kenntniss, dass die eine oder die andere Oelsorte eine beruhigende Wirkung auf das Meer äussere, muss weiter zurückreichen, als die Ausführung der ersten Seereise. Es wird dies allerdings unter der Berücksichtigung nicht auffallen, dass gerade an den Küsten sich die brechende See in einer ihrer gefährlichsten Formen, der Brandung, zu erkennen gibt, und es ist nicht einzusehen, warum es den Alten nicht gelungen sein sollte, die verderbliche Gewalt der Brandung, wenn auch nur bis zu einem gewissen Grade, durch Oelen zu dämpfen. Aristoteles, Plinius der Aeltere, Plutarch a. A. schildern die Wirkung des Oels auf die See. Es ist auch eine altbekannte Sache, dass gebrechliche Walfischfänger, von denen der Thran in reichlichen Mengen abläuft, Seen gut überwinden, welche intacten Fahrzeugen an sich schwer zu schaffen machen. Zuerst soll Benjamin Franklin die Frage der Oelung eingehender behandelt haben; seine Schrift: Of the Stilling of Waves by the Means of Oil, London 1775, scheint denn auch die erste Abhandlung dieser Art gewesen zu sein. Auch die weniger auffällige Arbeit des Holländers Lelgreld (1775) behandelt den Gebrauch des Oels zur Wellenberuhigung. Es hat seitdem nicht an Berichten und Beschreibungen von Seeleuten gefehlt, welche theils von geglückten, theils von misslungenen Glättungsversuchen Zeugniss ablegen. Dass man die Ursachen des Phänomens nicht gekannt hat und nicht kennt, ist im Wesentlichen schuld daran, dass die Aufzeichnungen aus der Praxis, die meist lückenhaft sind, eine klare Uebersicht über die Natur der Mittel, deren Verwendungsweise und die beobachtete Wirkung gleichzeitig selten enthalten. Eine Sammlung auf See ausgeführter Oelungen enthalten die Schriften von Rottock und Karlowa. Von neueren Fällen seien einige hier wiedergegeben. Das deutsche Panzerschiff Deutschland hatte (1890) im Hafen von Fiume vor Anker liegend an jeder Backspiere auf ⅓ und ⅔ ihrer Länge zwei Säcke mit Maschinenöl angehängt; eine Einlage von Twist gestattete nur tropfenweises Ausfliessen des Oeles. Es gelang, zu beiden Seiten des Achterschiffes einen 8 m breiten Oelstreifen zu unterhalten, welcher Brecher abhielt und das Klarmachen von Booten am Fallreep wesentlich erleichterte. In nahezu begeisterter Weise bewundert der Capitän des deutschen Dreimastschoners Coquette den Einfluss des Oels: „Als gegen 10 Uhr Vormittags die See eine so ungeheuerliche Höhe annahm, dass sie alles vom Deck wegzuschlagen drohte und sowohl über das Heck als über die Seiten lief, liess ich vorn an jedem Krahnbalken einen Oelsack aushängen. Die aus Segeltuch angefertigten Säcke hatten die Form einer bauchigen Flasche, welche sich am Halse stark verengte, waren mit einer dicken Segelnadel vielfach durchlöchert und wurden zum Gebrauch mit Werg und Leinöl aufgefüllt. Die Wirkung, welche das Oel auf die See ausübte, war geradezu überraschend und wunderbar. Die schwersten Brecher fielen etwa eine halbe Schiffslänge und noch weiter hinter dem Schiffe in sich zusammen und gingen in eine hohe Dünung über. Von diesem Augenblicke an kam keine einzige See mehr über. Durch einige Liter Oel waren wir so im Stande, uns gegen die hohe See, die alles an Deck zu zertrümmern drohte, zu schützen, und konnten unsere Reise ungefährdet fortsetzen. Wir konnten bequem weiter lenzen, während wir ohne das Oel der See zum Beidrehen gezwungen gewesen wären.“ Der Capitän O. Kampehl vom Schiff Industrie berichtet von einer 1893 ausgeführten Reise von Liverpool nach St. Francisco, auf welcher er am 14. März einen starken Orkan mit heftigen Schnee- und Hagelböen angetroffen hatte. Um sich vor der stets über Deck brechenden See zu schützen, wurden vorn und mittschiffs Oelbeutel ausgebracht, wonach nur noch etwas Schöpfwasser über die Reeling übergenommen wurde. Als der am Krahnbalken hängende Beutel aufgenommen wurde, brach wieder eine schwere See vorn, gerade hinter dem Fockwant über Deck, welche rund 10 m Reeling wegriss, die Nagelbank zersplitterte, eine eiserne Stütze brach und zwei Platten der Verschanzung nach hinten bog. Das Wiedereinbringen des Oelbeutels hatte sofort die Beruhigung der See zur Folge – ein praktischer Beweis dafür, dass hier tatsächlich das Oel das schützende Mittel bildete. Leider ist im Bericht die Art des verwendeten Oels nicht angegeben. Auch das hydrographische Amt zu Washington hatte von 92 im J. 1889 eingeforderten Berichten 89 erhalten, welche sich sehr befriedigend über den Erfolg des Oelens geäussert hatten. Besondere Einrichtungen, wie Oeltanks, Ausflussröhren, wurden hier als nicht erforderlich bezeichnet, indem das an Bord eines jeden Schiffes befindliche Material als ausreichend erachtet wurde. Schon kleinere Mengen Oel sollten den Zweck erfüllen, wenn man das letztere aus einem über die Luvseite hängenden Sack oder aus vom Closet nach Aussenbord führenden Röhren langsam austropfen lässt. Dass die Wirkung des Oels an gewisse Bewegungsformen der See gebunden ist, erscheint zweifellos. Capitän M. Haak hatte mit der Bark F. E. Hagemeyer sich des Oels in einem Falle vergeblich zur Hilfeleistung bedient. Sein Bericht lautet: „10. November 1893 auf 40,3° n. Br. und 54,3° w. Lg. morgens schwerer Sturm aus ESE. mit hoher, wilder See aus derselben Richtung; heftige Böen, Luft dick bezogen. Von 10½ bis 11½ Uhr Vormittags holt der Wind langsam durch SE. und Süd nach SSW. und wird zu einer massigen Brise, worauf er sich noch weiter durch West nach Nord dreht. Luft oben klar, in der Kimme überall drohend. Um 12½ Uhr fällt der Wind orkanartig von Nord ein, Luft furchtbar aussehend und so dick, dass man keine Schiffslänge weit sehen kann. Die See wird so wild, dass sie von allen Seiten über das Schiff bricht. Die Boote oben auf der Kajüte und auf dem Vorderhaus schlagen fort, Wassertanks und andere bewegliche Gegenstände treiben auf dem Deck herum, an beiden Seiten gehen Verschanzungen verloren, ferner Ruderhaus, Compasshaus und die Laternenbretter im Besanwant. Gebrauchen viel Oel, doch anscheinend ohne Nutzen; die See ist zu wild. Nachts nimmt der Wind etwas ab, weht aber noch immer als starker Sturm. Die See immer noch in gewaltiger Höhe laufend, ist regelmässiger geworden und kommt nur noch aus Nord. Der Gebrauch von Oel hat jetzt guten Erfolg, indem keine einzige Brechsee mehr überkommt.“ Nach dieser Beschreibung hatten also die zwei unter stumpfem Winkel (ESE. und N.) gegen einander stossenden Seen die Wirksamkeit des Oels zu nichte gemacht. Erst als die eine See sich verloren hatte, trat die beruhigende Wirkung ein. Das Panzerschiff Preussen hing (3. Februar 1890 am Cap Matapan) bei Stärke des Seegangs gleich 6 und 10 Sm. Fahrt einen mit in Oel getränktem Werg gefüllten Sack am Steuerbord Fisch-David so über Wasser auf, dass ersterer beim Einsetzen in die See in das 15° warme Wasser tauchte. Der entstehende ziemlich gleichmässige, verhältnissmässig breite Oelstreifen entlang der Steuerbordseite hatte anscheinend die kurzen achterlich auflaufenden Seen vor dem Ueberstürzen gehindert. Die Wirkung wurde wesentlich erhöht, nachdem man das Steuerbord-Mannschaftscloset in Luv zum Oelen herangezogen hatte, indem durch Verstopfen des Abflussrohres mit Werg dasselbe in bekannter Weise zur Aufnahme von Oel geeignet gemacht wurde. Es machte sich jetzt achterlich ein 200 bis 300 m breiter Streifen bemerkbar, innerhalb dessen sich ein Boot in Schlepp führen liess. In 7 Stunden wurden 75 k Oel verbraucht. Nach Ansicht des Commandos sollte das Resultat nicht ganz den Erwartungen entsprochen haben, und dies wurde auf die hohe Fahrgeschwindigkeit geschoben. Ein grosser Theil der Schuld dürfte aber auch auf die Anordnung des Oelsackes geschoben werden, da es wohl feststeht, dass die Oelabgabe stets zwischen Wind und Wasser vor sich gehen muss, aber nicht auch zeitweise unter Wasser erfolgen kann. Allerdings berichtet auch wieder der Capitän GarcinsMitth. Seew., 1892. vom Dampfer Dauphiné der Société générale des Transports maritimes à vapeur, dass er am 24. August 1891 auf der Rhede von Susa (Tunis) mit Erfolg durch Gewichte beschwerte Segelleinwandsäcke eingetaucht gehalten habe. Die Wergfüllung der Säcke vermochte je 5 l Oel zu halten, welches Quantum nach Ansicht Garcins' für etwa 5 Stunden ausreichend gewesen wäre. Von einem Falle des erfolglosen Oelens erzählt auch J. Janssen von der Brigg Atlantic. „Auf der Reise von La Plata nach Glasgow (1890) war am 3. März der Schiffsort um Mittag 32° 55' n. Br. und 33° 8' w. Lg., der Wind SEzE. 9 bis 10 bei dicker Luft mit Gewitter. Die See war viel höher, als man nach dem herrschenden Winde annehmen sollte. Am 4. März in 33° 26' n. Br. und 33° 31' w. Lg. wehte es aus derselben Richtung sehr schwer. Das Schiff lag unter Grossuntermarssegel und dem Vorstängestegsegel beigedreht. Die fürchterliche See aus SE. bis NE. drohte alle Gegenstände an Deck zu zerschmettern. Um 1hp schlug eine Sturzsee die vordere Kajütsthür ein und füllte die Kajüte mit Wasser. Wir machten jetzt zwei Oelsäcke fertig, füllten dieselben mit thrangetränktem Werg und hingen den einen am St.-B.-Krahnbalken, den anderen mittschiffs über Bord. Der benutzte Thran war von einem Schweinfisch (Delphin) gewonnen. Es liess sich wohl erkennen, dass der Thran eine beruhigende Wirkung auf die Wellen ausübte, allein nicht in dem Maasse, wie ich es nach den Berichten über die erzielten Erfolge erwartet hatte. Um 4hp, nachdem wir etwa 15 Minuten vorher die Säcke neu gefüllt wieder über Bord gehängt hatten, nahm das Schiff eine Sturzsee über, welche an Gewalt alle voraufgegangenen übertraf, indem sie das Grossboot losschlug und die B.-B.-Verschanzungen zertrümmerte. Diese See nahm meiner Ansicht nach, nachdem sie sich ausserhalb der Thranschicht bereits gebrochen hatte, in derselben wieder an Mächtigkeit zu. Aus diesem Grunde und da ich von der Nutzlosigkeit mich überzeugt hatte, liess ich die Oelsäcke überholen und das Oelen einstellen. Wir haben dann freilich noch mehrere schwere Seen überbekommen, aber keine von der Grösse und Gewalt der eben erwähnten.“ Der Capitän spricht hier, was immerhin bemerkenswerth ist, von einem Brechen der See vor, aber auch einem Anwachsen derselben innerhalb der Thranfläche. Uebrigens hatten auch die VersucheAnn. d. Hydr. d. hydr. Amtes u. d. deutsch. Seew., 1888 S. 369., welche die Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger bei Norderney und Sylt (1888) angestellt hatte, zu der Einsicht geführt, dass das Oelen wohl auf freier See von Erfolg begleitet wäre, in der Brandung jedoch eine nur sehr geringfügige Wirkung äussere. Es möge hier ferner auf das aus dem Jahre 1886 stammende RundschreibenBoard of Trade Journ., 1886 S. 211. der britischen Admiralität hingedeutet werden, welches darauf hinweist, dass die Verwendung von Oel bei der Fahrt über eine Barre mit der Fluth nur bedingungsweise, bei der Fahrt mit dem Ebbestrom hingegen gänzlich nutzlos sei. In einigem Widerspruche hierzu stehen die von Admiral Cloné (1887) gemachten Mittheilungen, nach denen beispielsweise damals schon das Passiren der australischen Riffe mittels Rettungsbooten bei schlechtem Wetter gang und gäbe gewesen. Das Oel bildete in der Mitte der Brandung einen breiten ruhigen Streifen, wogegen sich die Wogen zu beiden Seiten desselben heftig überstürzten. Auch die Rettung der Mannschaft vieler in Noth befindlicher, ja sinkender Schiffe hätte nur mit Hilfe des Oeles bewerkstelligt werden können. Desgleichen glättete Shields (1882) schwere Barren des North Harbour in Peterhead dadurch, dass er in die Brandung Oel in Röhren zuleitete. In ähnlicher Weise vermochte man im Hafen von Montrose an der Ostküste von Schottland die Gewalt der brechenden See zu dämpfen. Ueber die Ursache der beruhigenden Wirkung des Oels auf die brechende See ist man heutigen Tages noch im Unklaren; ja selbst die Entstehung der Sturzwellen wird noch mit wenig stichhaltigen theoretischen Erörterungen in Verbindung gebracht. Man sollte meinen, dass der Lösung der Glättungsfrage erst die Aufklärung der Wellenkammbildung voraufgehen müsste. In welcher Weise Studien in dieser Richtung zu machen wären, hat u.a. v. HelmholtzSitzungsberichte der Berliner Akademie, 1888 bis 1890. angegeben, allerdings ohne dass es bis jetzt gelungen wäre, eine Nutzanwendung der Helmholtz'schen Hinweise auf hoher See zu machen. Es ist einleuchtend, dass es sich bei Glättung des Meeres nicht um die Beseitigung der Wellenberge handeln kann – hierfür würden enorme Kräfte in Anspruch zu nehmen sein –, sondern es ist lediglich das Bestreben vorhanden, die aus den primären Wellen sich herausbildenden Kämme und stürzenden Seen, welche allein die drohende Gefahr ausmachen, zu unterdrücken, sie in eine ungefährlichere Form überzuführen. Spielen beim „Uebernehmen von Seen“ die Beschaffenheit des Schiffsrumpfes, Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung von Schiff und Wasser u. dgl. zweifellos eine wesentliche Rolle, so steht es andererseits auch fest, dass die Bildung eines Kammes mit dem Verhältniss der Wellenhöhe zur Wellenlänge in engster Beziehung steht, dass der Gipfel einer hohen, kurzen Welle, vom Wind leicht übergeworfen, in eine Sturzsee verwandelt werden kann. Hiermit stimmt die Erscheinung überein, dass bei gegebener Windstärke die Sturzseen zu Anfang eines Sturmes häufiger auftreten, als im weiteren Verlauf desselben, nachdem die Wellen eine grössere Länge erlangt haben. Der Wellenberg ist nicht glatt, sondern weist kleinere, secundäre Wellen auf, deren Geschwindigkeit geringer ist, so dass sie gegen die primären Wellen rücklaufen. Nach dem Vorgang Culverwell'sNature, 1883 S. 605. besteht eine Ansicht, gemäss welcher der Kamm lediglich als die oberste und grösste secundäre Welle auf der vom Wind abgekehrten Seite der primären Welle aufzufassen wäre. Auch das allmähliche Anwachsen der secundären Wellen nach jedem Sturz findet seine anscheinende Bestätigung in der Thatsache, dass nicht eine jede primäre Welle die Kammbildung zeigt, dass vielmehr die letztere etwa auf jeder dritten oder vierten Welle vor sich geht. Franklin und die Gebrüder Weber führen die glättende Wirkung der Oelschicht auf die verminderte Reibung zwischen Luft und den Wellen zurück; indessen ist es erwiesen, dass ein merklicher Unterschied zwischen Wasser und Oel hinsichtlich der Reibung an Luft nicht besteht. Dieser Auffassung würde, worauf Grossmann treffend hinweist, die Erscheinung entgegenstehen, dass selbst über eine grössere Wasserfläche vertheilte schwimmende Körper, wie Eis- und Wrackstücke, eine Russchicht u. dgl., welche die erstere nur rauher gestalten können, eine der hier in Betracht kommenden ähnliche Wirkung hervorbringen. Gleichwohl ist es einleuchtend, dass, wenn die kleinen Wellen durch besondere Mittel beseitigt oder abgerundet sind, die Fläche der primären Welle glatter wird, und demgemäss auch der Wind an Angriffsfläche bezieh. an Einfluss auf die Wellen verliert. Dass nicht von einer allmählichen Entziehung des Einflusses des Windes auf die Bildung der secundären bezieh. die Vergrösserung der vorhandenen Wellen, einem Sichtodtlaufen derselben unter der Oeldecke die Rede sein kann, davon legen alle Berichte aus der Praxis Zeugniss ab, welche gerade die plötzliche Aenderung der Wellen bei Eintritt in die mit Oel bedeckte Wasserfläche hervorheben. Textabbildung Bd. 299, S. 61 Fig. 1. Joseph GrossmannDie Bekämpfung der Sturzwellen durch Oel und ihre Bedeutung für die Schiffahrt, Wien 1892. lässt lediglich die Spannung der Oeldecke als die wirksame Ursache gelten; die anfangs kreisförmigen Bahnen der Wassertheilchen in der Welle nähmen beim Eintritt der Welle in die geölte Fläche die Gestalt langgestreckter Ellipsen an. Danach müsste auch die Form der Welle eine Veränderung erleiden. Es sei W (Fig. 1) eine kleine Welle, welche in der Richtung des Pfeiles s fortschreitet und beim Eintritt unter die Oeldecke in Folge der angenommenen grösseren Spannung derselben unter einem kleineren Winkel gegen das Wasserniveau ansteigt. Da nun wegen der vorhandenen lebendigen Kraft die ganze, die Welle W bildende Wassermasse unter die Oeldecke gezwängt würde, müsste die Welle W die langgestreckte Form ab c annehmen. Dass bei grossen Wellen eine solche Formveränderung nicht stattfinden könne, motivirt Grossmann mit der von dem Wasser geleisteten enormen Arbeit, zu deren Umwandlung die Spannung der Oeldecke bei weitem nicht ausreicht. Indessen wird die Grossmann'sche Theorie, welcher eine Vergrösserung der Oberflächenspannung zu Grunde liegt, hinfällig, indem es feststeht, dass die Oberflächenspannung an der Grenze von Wasser und Luft grösser ist als die Summe der Spannungen der Grenzflächen Wasser-Oel plus Oel-Luft, dass also die Oelschicht keine Vergrösserung der Spannung bedeutet, die Wassertheilchen vielmehr bei freier Wasseroberfläche unter weit grösser er Spannung stehen. Textabbildung Bd. 299, S. 61 Fig. 2. Von Wesen für die Wirkung eines Oels ist zweifellos dessen Ausbreitungsfähigkeit auf dem Wasser. Es befinde sich ein Oeltropfen 2 (Fig. 2) auf der Wasserfläche 1. Dann ist seine Oberflächenspannung gegen Wasser α12 gegen Luft 3 = α23, während die Spannung der Wasserfläche 1 gegen Luft 3 α13 beträgt. Wird α13 > α12 + α23, so erfolgt offenbar ein Auseinandergehen des Tropfens 2. Nach QuinckeWied. Ann., Bd. 35 S. 561. beträgt für a mit Luft a mit Wasser Summa Quecksilber 46 bis 55 42,0 – Wasser   8  „   8,5 – (8,25) Erdöl (Steinöl) 3,23     3,83 7,06 Olivenöl 3,76     2,10 5,86 Mandelöl 3,52     2,07 5,59 Ricinusöl 3,83     1,62 5,45 Benzol 3,12     1,97 5,09 Rapsöl 3,34     1,70 5,04 Rüböl 3,35     1,56 4,91 Terpentinöl 3,03     1,18 4,21 Leberthran 3,39     0,79 4,18 Seifenwasser,(venet. Seife) 1/40001/4001/40 2,682,672,56 ––– 2,682,672,56 Alkohol 2,35 – 2,35 Multiplicirt man die mit a bezeichneten Zahlen mit 9,81, so erhält man die Energie im CGS.-System, welche erforderlich ist, um die Grenzfläche der Flüssigkeit um 1 qc zu vergrössern. Es ist auffallend, dass Seifenwasser fast unabhängig von der Stärke der Lösung wirkt. Andererseits hat Quincke auch darauf verwiesen, dass ranzig gewordene fette Oele ein kleineres a mit Wasser zeigen, also rascher aus einander gezogen werden, als gute Oele. Dass gereinigtes Erdöl keine wellenberuhigende Wirkung äussert, während dies wohl Terpentinöl, Fischöl u.s.w. thun, lässt vermuthen, dass die Brauchbarkeit der Oelsorten zum vorliegenden Zwecke mit deren Ausbreitungsfähigkeit wächst. Paul du Bois Reymond hatte im J. 1858 die Ansicht geäussertPogg. Ann., Bd. 104 S. 209., dass der Ausbreitungstoss der Oeldecke die scharfen Kanten der Wellen wegnehme. Diese Erklärung der glättenden Wirkung ist natürlich nicht stichhaltig, wenn man in Betracht zieht, dass auch die schon ausgebreitete Decke die Sturzseebildung verhindert. Dass für die Form der Wellenoberfläche das Verhalten der Wassertheilchen in der obersten, wenige Centimeter dicken Schicht ausschlaggebend ist, lässt sich vielleicht an der Wirkung von Eis, Holzstücken, Sargassotang begründen, welche die Wellen ähnlich wie Oel runden, wenngleich beispielsweise Sargasso auch nur 0,3 bis 0,6 m tief unter Wasser reicht; auch steht es fest, dass Tangmassen den freiliegenden Hafen von Kingston, S.-A., gegen die Nordweststürme schützen.Ann. d. Hydr. u. Marit. Meteor., 1888 S. 22. Es könnte deshalb zulässig erscheinen, wie es Dr. Köppen thutAnn. d. Hydr. u. Marit. Meteor., 1893 Bd. 21 S. 144., die Oberflächenspannung mit der Orbitalbewegung der Wassertheilchen in der Welle für die Bildung der spitzen Wellen zu combiniren. Für diesen Fall würde die grösser werdende Oberflächenspannung der Sturzwellenbildung Vorschub leisten und es wäre zur Verhinderung der letzteren die Beseitigung bezieh. thunlichste Verminderung der Spannung ins Auge zu fassen. Als ein solches Mittel ergibt sich aus der Tabelle nach Quincke allerdings Seifenwasser, und dieses wird deshalb von Koppen als allen Oelen überlegen bezeichnet. An Bord müsste nach ihm die Seifenlösung mit frischem und nicht mit Salzwasser angerichtet werden. (Schluss folgt.)