Falkirk Ship: Ein „Spezialaufzug“ für Schiffe

Mit dem Aufkommen von Aufzügen ist unser Leben viel zeit- und arbeitssparender geworden.

Wenn es keine Aufzüge gäbe, müssten wir täglich viel Zeit mit Treppensteigen verbringen und die höchsten Gebäude der Welt würden nicht entstehen.

Das stimmt, heute werden wir über Aufzüge sprechen, aber dieser Aufzug ist etwas „Besonderes“, weil es sich um einen für Schiffe konzipierten „Aufzug“ handelt.

Im schottischen Falkirk gibt es einen „Aufzug“ speziell für die Abfertigung von Schiffen, sein Name ist Falkirk Wheel.

Als ich dieses Design sah, war meine erste Reaktion cooool~, aber dann schaute ich es mir noch einmal an und stellte fest, dass es außer der eigenartigen Form nichts Besonderes zu sein schien.

Aber es löst ein episches Problem zwischen den beiden Kanälen! !

Lassen Sie uns zunächst den geografischen Standort des Falkirk-Schiffs verstehen.

Das Falkirk Wheel befindet sich an der Kreuzung des Forth and Clyde Canal und des Union Canal. Unglücklicherweise sind die beiden Kanäle jedoch nicht miteinander verbunden, da zwischen ihnen ein Gefälle von etwa 25 Metern besteht.

Über die Boote auf den beiden Kanälen lässt sich sagen: „Ich lebe an der Quelle des Jangtse, du lebst am Ende des Jangtse.“

Bevor der Falkirk-Kanal entworfen und gebaut wurde, konnten Schiffe nur von einem Kanal zum anderen gelangen, indem sie eine Reihe schwerfälliger Schleusen passierten.

Die Schleusen im Bild oben verfügen grundsätzlich über Wasserspeichertanks mit einem Tor an beiden Enden. Der Wasserspeichertank gibt Wasser in die Schleuse ab, damit das Schiff einfahren kann, und gibt dann Wasser an die nächste Schleuse ab …

Diese Reihe von Wasserspeicherungs- und -ablassvorgängen muss jedoch warten, bis das Schiff sein Ziel erreicht.

Sie können sich vorstellen, wie hoch der Zeitaufwand ist.

Um dieses Problem zu lösen, entwarfen RMJM Architects das Falkirk Wheel.

Dieser große Kerl besteht aus einem Paar großer rotierender Räder mit einem symmetrischen, verschließbaren Wassertank auf jeder Seite.

Mit dem Falkirk Ship, einem reinen Schiffsaufzug, können Schiffe von der einen Seite des Kanals in fünf Minuten auf die andere Seite des Kanals transportiert werden …

Noch unglaublicher ist, dass, obwohl ein so großes Gerät mit Hunderten von Tonnen Wasser und dem Rumpf beladen ist, die zum Drehen und zur Erledigung der Arbeit benötigte Elektrizität nur so viel Strom benötigt, wie zum Aufkochen von acht elektrischen Haushaltswasserkochern (1,5 kWh) benötigt wird.

Wie also funktioniert das Falkirk Wheel, diese zeit- und energiesparende Maschine, und auf welchen Prinzipien beruht es?

An dieser Stelle müssen wir Archimedes (der nicht gern badet) dafür danken, dass er nicht vergaß, beim Baden das Leben zu beobachten. Dadurch erlangten wir das Archimedische Prinzip: Ein in eine ruhende Flüssigkeit (Gas oder Flüssigkeit) eingetauchter Gegenstand erfährt einen Auftrieb, der dem Gewicht der vom Gegenstand verdrängten Flüssigkeit entspricht.

Das Falkirk wurde so konstruiert, dass beide Seiten des Rades entsprechend den Gesetzen des Auftriebs das gleiche Gewicht hatten. Das Rad ist perfekt ausbalanciert, sodass zum Drehen des großen Rades relativ wenig Kraft erforderlich ist (was den geringen Stromverbrauch erklärt).

Demnach verdrängt ein Boot, das in einen mit Wasser gefüllten Tank einfährt, zwangsläufig eine Wassermenge, die seinem Gewicht entspricht.

Daher hat es keinen Einfluss auf die Balance des Rades, wenn die Größe und das Gewicht der in die beiden Tanks geladenen Boote gleich sind. Der Wasserstand in den Radrinnen auf beiden Seiten und das Gesamtgewicht des Bootes sind immer gleich.

Wenn ein Schiff von einem hohen Kanal zu einem niedrigen Kanal oder von einem niedrigen Ort zu einem hohen Ort fahren muss, wird nach dem Einfahren des Schiffes in den Wassertank eine bestimmte Menge Wasser abgelassen und anschließend der Wassertank geschlossen. Anschließend dreht sich das große Rad langsam einmal im Halbkreis, und die Zahnräder laufen, um das Schiff im Wassertank reibungslos zum gewünschten Flusskanal zu transportieren und so den Austausch zu realisieren.

Gleichzeitig haben die Konstrukteure auch noch fünf Zahnräder am Balken verbaut, die das i-Tüpfelchen darstellen.

Wenn das Falkirk Wheel in Betrieb ist, handelt es sich um einen Vorgang, bei dem fünf Zahnräder unterschiedlicher Größe kontinuierlich ineinander greifen und arbeiten.

Aber nur die beiden kleinen Räder, die „Ober- und Unterteil verbinden“, funktionieren tatsächlich, und ihre Drehung treibt die anderen Zahnräder an.

Dadurch wird sichergestellt, dass das Falkirk Wheel während der Drehung äußerst stabil ist und dass weder das mitgeführte Wasser ausläuft noch das Schiff und die an Bord befindlichen Personen und Gegenstände herausfallen.

Interessanterweise kam der Designer auf die Lösung des Problems, dass sich das Rad dreht, während die Last nicht rotiert, als er mit seiner Tochter spielte. Die Ingenieure zerbrachen sich damals den Kopf darüber, wie sie die Ladung „still“ stellen konnten.

Das Falkirk Wheel ist derzeit das einzige rotierende Schiffshebewerk der Welt und wird als Wunder der Ingenieurskunst des 21. Jahrhunderts gefeiert. Es lässt Fantasie wahr werden und ermöglicht Schiffen die Nutzung eines praktischen Aufzugs.