Umweltfreundlich: Die Strömungsfähre lässt sich vom Wasser schieben 23.09.2012, 17:35

Flüsse überquerende Fähren arbeiten mit einer ebenso einfachen wie genialen Technik: Sie beziehen ihre Fahrenergie aus der Flussströmung. Ein Beitrag mit erläuternden Skizzen.

Strömungsfähren 

Fähre auf dem Rhein bei Basel 

Bild: Roland Zumbühl - Basler Fähre (CC BY-SA 3.0)

Als Anschauungsbeispiel für Fähren werfen wir einen Blick auf die Basler Rheinübergänge: Lange gab es in Basel nur die Mittlere Brücke. Für das Überqueren des dort etwa 300 Meter breiten Flusses richteten die Basler nach und nach vier Fähren als fliegende Fussgängerbrücken ein. Doch deren rentabler Betrieb wurde fraglicher, als immer mehr Brücken die beiden Rheinufer verbanden. Heute sind die Fähren eher eine Touristenattraktion, die aber immer noch den Flusscharakter der Stadt Basel prägen. Eine private Initiative hilft, den Fährenbetrieb aufrecht zu erhalten.

Wie funktionieren solche Fähren?

Strömungsfähren arbeiten mit unterschiedlichen Techniken, aber alle sind sie ebenso einfach wie genial: Sie werden nur von der Flussströmung angetrieben. Dazu benötigen sie eine über den Fluss gespannte Stahltrosse, über die eine Rolle läuft. Ein weiteres, langes Seil - das so genannte Gierseil - geht von der Rolle zu einem im Fährenrumpf gelagerten Schwenkhebel. Zum Ablegen vom Ufer legt der Fährmann den Schwenkhebel auf die dem Fahrtziel zugewandte Seite und bringt mit dem Steuerruder die Fähre in einen Winkel von etwa 45° in die Flussströmung. Sie drückt das Boot zur Seite und schiebt es über den Fluss. Kurz vor dem Anlegen stellt der Fährmann das Boot wieder etwas gerader, um es langsam an den Landungssteg zu dirigieren.

Skizzen oben: 

Bild 1: Die Fähre hat am rechten Ufer angelegt. Der Schwenkhebel ist noch in der rechten Stellung; das Ruder ist so gedreht, dass sich eine Kraftkomponente zum Ufer hin ergibt. Vor dem Ablegen wird der Schwenkhebel nach links gelegt (er zeigt also zu der Seite, auf die man fahren will). In dieser Schwenkhebelposition entsteht ein Drehmoment, das das Bootsheck vom Ufer weg dreht. Der Fährmann gibt dem Boot über eine am Anleger installierte Stange einen zusätzlichen Schub nach links, so dass sich die Fähre etwa in die Strömung stellt. Das Ruderblatt bewirkt danach eine zunehmende Schrägstellung der Fähre. 
Beim Anlegen gibt das vom nach links zeigenden Schwenkhebel erzeugte Drehmoment wieder Druckhilfe gegen das linke Ufer.

Bild 2: Die auf die rechte Bootsseite auftreffende Strömung erzeugt an der Bootswand Kraftkomponenten nach links. Die weitere Drehung wird durch die Anpassung der Ruderblattstellung gesteuert. 

Bild 3: Die Fähre bildet jetzt einen Winkel von etwa 45° zur Strömung. In dieser Position entsteht der stärkste Seitendruck auf die Fähre: Sie wird von der Strömung zügig nach links geschoben. 
Mathematisch gesehen geht es dabei um die Zerlegung von Kräften. 

Bild unten: Derselbe Vorgang wiederholt sich, wenn die Fähre vom linken Ufer ablegt und nach rechts fährt. 

Die vergrößerbare Zeichnung unten ist für die Verwendung in Arbeitsblättern gedacht.