Superkaviation

Jeder der schon einmal geschwommen ist kann bezeugten, dass Züge unterwasser mit sehr hoher Kraftanstrengung verbunden sind. Dabei wird der Kraftaufwand immer größer je schneller man schwimmt. Die größte körperliche Anstrengung verlangt das schnelle Tauchen, da der Widerstand des Wassers um ein tausendfaches höher ist als jener der Luft.

Dieses Problem ist natürlich auch Schiffsbauern bekannt. Durch unterschiedliche Formen der Rümpfe soll sich der Widerstand und Kontaktpunkt zwischen Boot und Wasser auf ein Minimum reduzieren um schnell über das Wasser zu gleiten. Zusätzlich sind die Schiffe mit starken Motoren ausgestattet um eine schnelle Fortbewegung zu gewährleisten. Ziel ist es wie oben beschrieben den Kontakt zwischen dem harten Bauteilen und dem Wasser zu reduzieren.

Bewegt sich ein Objekt unterwasser ist es in stetigem Kontakt mit der Flüssigkeit. Dadurch nimmt die kinetische Energie, welche das Objekt nach vorne bewegt, immer mehr ab. Dies ist besonders an den hintersten Kanten des Objektes zu beobachten. Je schneller sich jedoch dieses Objekt bewegt, desto größer wird der Druck in jenem. Ist der Punkt erreicht, an dem sich der Druck im Objekt dem Druck von Wasserdampf gleicht, verdampft die Flüssigkeit und es bildet sich eine Gasblase rund um das Objekt. Dieser Effekt wird Superkaviation genannt.

Superkaviation im Detail dargestellt.

Eigenschaften der Superkaviation

Die Superkaviation ist vor allem bei scharfen Kanten der Objekte beobachtbar. Die drei wichtigsten Faktoren die auf die Superkaviation einwirken sind der Druck, welchen das Objekt an seiner Aussenseite bildet, sein Innendruck und die Schwerkraft. Bootsbauer versuchen jedoch diesen Effekt zu vermeiden, da solche Gasblasen die Effektivität von Turbinen, Propellern und Pumpen raubt. Weiters können die Druckwellen dieser Blasen zum Rosten der metallischen Gegenstände führen.

Superkaviation ist eine extreme Form der Kaviation. Durch das Bilden einer Gasblase rund um das gesamte Objekt kann sich jenes in flüssigen Medien gleich Fortbewegen als in der Luft. Jedoch ist der Druck innerhalb der Blase nicht konstant. Dadurch gibt es bei den unterschiedlichen Messungen und Analysen der Superkaviation viele Probleme.

Die Gasblase ist stets länger als das eingehüllte Objekt. Lediglich die Spitze des Objektes kommt mit den flüssigen Medien in Kontakt. Wie bereits oben erwähnt ist der Druck an den scharfen Kanten eines Objektes am höchsten, was die Möglichkeit einer Superkaviation erhöht. Dadurch ist die Form des Spitze des Objektes von hoher Relevanz um für die Kaviation.

Auch der SuperPenetrator nützt den Effekt der Superkaviation. Alle Informationen zum SuperPenetrator und noch viele weitere nützliche Informationen zur Großwildjagd in Afrika finden Sie auf Großwildjagd.de.

Die Superkaviation und das Militär

Die Superkaviation wird natürlich auch für militärische Zwecke genutzt. So hat das Naval Undersea Warfare Center in Newport, Rhode Island ein Projektil entwickelt, welches als erstes die Schallmauer unterwasser durchbrochen hat. Dabei haben die Forscher im Jahr 1997 Luft in der Spitze des Projektils angebracht um die Superkaviation zu ermöglichen. Zurückzuführen ist diese Technik auf die Errungenschaften des Golfkrieges. Dort wurden die Minen, welche in den Häfen angebracht wurden, durch Superkaviationsgeschosse aus Helikoptern und Flugzeugen zerstört. Durch deren schnelle Fortbewegungsmöglichkeiten unter Wasser konnten die Minen aus einer sicheren Entfernung zum detonieren gebracht werden.