Entwicklung der Schiffsantriebe

Vom Paddel zur maschinengetriebenen Schraube

Die erste Bootsform, der Einbaum, wurde noch mit Muskelkraft betrieben. Die nächste Stufe war das Segel, das mit der Kraft des Windes Schiffe über die Weltmeere führte. Erst die Entwicklung der Dampfmaschine machte die Schifffahrt unabhängig von den Launen des Windes.

Animation Schiffsschraube am Heck des Schiffs
Animation Schiffsschraube am Heck des Schiffs Quelle: ZDF

Die menschlichen Bestrebungen, das Meer zu erobern, reichen weit in die Steinzeit zurück. Die erste Bootsform wird der Einbaum gewesen sein: ausgehöhlte Baumhälften, die auf dem Wasser treiben und mit Paddeln vorwärtsbewegt werden. Es folgten Flöße aus aneinandergebundenen Ästen und Stämmen, dann in den ersten Hochkulturen des Zweistromlandes und am Nil Schilf- beziehungsweise Papyrusboote. Allen diesen archaischen Wasserfahrzeugen war gemeinsam, dass sie nur durch Muskelkraft angetrieben wurden.

Präparator mit Deutschlands größtem Einbaum
Deutschlands größter Einbaum Quelle: dpa

Hochseetaugliche Schilfboote

Ab 5000 vor Christus setzte sich in Mesopotamien der Einsatz des Segels durch. Die Windkräfte trieben das Boot von jetzt an vorwärts. Dass die Schilfboote auch hochseetauglich waren, bewies der Forscher und Abenteurer Thor Heyerdahl im 20. Jahrhundert eindrucksvoll in mehreren Expeditionen mit Booten, die denen aus jener Zeit nachgebaut waren. Ein Jahrtausend später setzte sich Holz als Baustoff für Planken und Spanten durch. Die seefahrenden Minoer und Phönizier entwickelten verschiedene Schiffstypen, je nachdem, ob ihre Schiffe dem Kriegseinsatz (schnelle, wendige Galeeren) oder dem Handel dienten (dickbauchige, stabile Segelschiffe).

Vereinzelte Entwicklungsschübe verbesserten die Eigenschaften der Schiffe in den folgenden Jahrhunderten, ohne aber eine große Revolution im Schiffsbau auszulösen. Neben der Kraweelbauweise des Rumpfes, bei der die Planken direkt aneinandergefügt werden, kam die Klinkerbauweise auf, bei der die Planken überlappen. Und neben dem Rahsegel eroberte auch das dreieckige Lateinersegel die Masten der Segelschiffe, um den Wind in fast allen Situationen optimal für die Fahrt auszunutzen. Im 16. Jahrhundert führte diese Entwicklung zum Zeitalter der Entdeckungen. Keine einhundert Jahre später war fast jeder Küstenflecken unseres Globus mit dem Schiff erreichbar. Die Schiffstypen wurden je nach Einsatzgebiet weiter modifiziert. Im 18. Jahrhundert hatte das Segelschiff aber seine technischen Möglichkeiten vollkommen ausgeschöpft.

Dampfantrieb mit neuen Möglichkeiten

Erst die Entwicklung der Dampfmaschine öffnete der Schifffahrt ein völlig neues und vielverheißendes Tor: einen Antrieb, vollkommen unabhängig von den Launen des Windes. Zuerst entstanden Schiffe mit klassischem Segel- und modernem Dampfmaschinenantrieb kombiniert: Die Kraft der Dampfmaschine wurde über seitlich am Rumpf angebrachte Schaufelräder ausgeübt. Da die Leistung der frühen Dampfmaschinen noch sehr limitiert war, wurden die Schaufelräder fast ausschließlich zum Manövrieren und bei Windstille als Hilfsantrieb eingesetzt.

Im Jahre 1819 überquerte die "Savannah" als erstes Schiff mit Segeln und Dampfmaschine den Atlantik. Während der 27Tage andauernden Reise lief die Dampfmaschine insgesamt weniger als vier Tage. Vor allem bei starkem Seegang war der Einsatz der Schaufelräder unmöglich, machte das Schiff sogar anfälliger zu kentern. Es schien fast, als ob der Einsatzbereich der Dampfschifffahrt aufgrund dieses Mankos auf die Binnenschifffahrt und küstennahe Gewässer begrenzt wäre.

Archimedische Schraube
Archimedische Schraube Quelle: ZDF

Die archimedische Schraube

Bereits in der Antike hatte das Universalgenie Archimedes eine Schraube entworfen, mit der endlos Wasser nach oben befördert und Felder bewässert werden konnten. Dieses Prinzip versuchten viele Erfinder auf den Schiffsantrieb zu übertragen. Schon Leonardo da Vinci wird mit diesem Vorhaben in Verbindung gebracht. Später, im 17. Jahrhundert, empfiehlt ein englischer Arzt namens Robert Hooke, Schiffe sollten mit einer Schraube angetrieben werden, und zeichnet Windmühlenflügel, die ein Schiff vorwärtstreiben.

Im 18. Jahrhundert gibt es verschiedene Experimente in Frankreich, aber alle sind wenig ermutigend und werden nicht fortgeführt. 1785 stellt der Ingenieur Joseph Bramah ein Konzept für einen Schiffsschraubenantrieb vor. Der Brite, Vater der hydraulischen Presse und einer Bierzapfanlage, die bis heute in den Pubs des Königreichs eingesetzt wird, sieht visionär den Einsatz der Schraube voraus, ohne diesen aber praktisch anzugehen. Fünfzehn Jahre später versucht der amerikanische Ingenieur Robert Fulton, ein von Hand angetriebenes Unterseeboot mit einer Schiffsschraube an die französische Regierung zu verkaufen - ohne Erfolg. Abgesehen von Fultons Unterseeboot haben alle Bemühungen einen entscheidenden Fehler: Sie wollen den Schraubenantrieb seitlich am Schiff anbringen, genau dort, wo die Schaufelräder montiert werden.

Francis Pettit Smith
Francis Pettit Smith Quelle: ZDF

Ressels Konkurrenten

Der englische Farmer und Erfinder Francis Pettit Smith hatte 1836 ein Patent auf die Entwicklung der Schiffsschraube eingereicht. Kurz darauf stellte der aus Schweden stammende Ingenieur John Ericsson einen ähnlichen Antrag in den Vereinigten Staaten. Zu beiden Seiten des Atlantik heben diese beiden Ingenieure die Schraubendampfschifffahrt aus der Wiege. 1837 nimmt mit Ericssons "Novelty" das erste von einer Schraube angetriebene Handelsschiff seinen Dienst auf. Vier Jahre später wird die "Rattler" als erstes Kriegschiff mit dem neuen Antrieb von Smith zu Wasser gelassen.

1843 baut der britische Ingenieur Isambard Kingdom Brunel auf einer Werft in Bristol die "Great Britain". Ganz aus Eisen und mit einem Schraubenantrieb versehen ist es eines der größten Passagierschiffe seiner Zeit. Die Jungfernfahrt wird in der Presse als Weltwunder gefeiert. Auf der Strecke Liverpool - New York stellt sie bereits bei ihrer ersten Fahrt einen neuen Geschwindigkeitsrekord auf. Es ist der endgültige Durchbruch für die Dampfschifffahrt und die Schiffsschraube. Das Ende des Holzrumpfes, des Segels und der uneffektiven Raddampfer (außer auf einigen Seen und Flüssen wie dem Mississippi) ist besiegelt.

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