__**Schiffbautechnik**__

Zu der Schiffsbautechnik gibt es schriftliche-, ikonographische- und archäologische Quellen. Bei der Rekonstruktion wurden Darstellungen auf Vasen, Mosaiken, Wandmalereien und Reliefs benutzt. Außerdem wurden ein paar Wracks von Römischen Handelsschiffen im Mittelmeerraum gefunden. Bei diesen Schiffen wurde manchmal sogar intakte Ladung gefunden. Bisher wurden keine Wracks von Kriegsschiffen im Mittelmeer gefunden

Für Schiffe aus Holz gibt es Verschiedene Bauweisen. Bei der im Mittelmeerraum verbreitete Skelettbauweise werden zuerst die Spanten, also das Skelett, danach wird die Schale aus Planken drumherum gebaut. Zur Zeit der Römer und Griechen wurde aber die Schalenbauweise benutzt. Dies ist durch Schiffs Funde belegt. Bei der Schalenbauweise wurde zuerst der Kiel und das Kielschwein, eine Querstrebe zum Stabilisieren der Wände, hingelegt. Als nächstes wurden Vorder- und Achtersteven, eine Verlängerung des Kiels, angefügt. Danach wurde eine Schale aus Planken aufgebaut. Die Planken wurden bündig an Rumpf gesetzt und mit der Nut- und Feder Verbindungzusammengefügt. An die fertige Schale wurden dann die Spanten angepasst und mit Kupfer, und später auch mit Eisennägeln an der Schale befestigt. Dann gibt es noch die Mischbauweise, bei der vor dem Aufbau der Schale einige Spanten als Teilskelett aufgebaut werden, um den Aufbau der Schale zu erleichtern.

Zu den schriftlichen Quellen gehört auch die Odyssee des Odysseus, in der die Schalenbauweise genau beschrieben. Als Odysseus auf der Insel der Nymphe Kalypso ist befiehlt Zeus Kalypso, dass sie Odysseus von ihrer Insel wegschicken soll. Da Odysseus aber kein Schiff mehr hatte gab sie ihm die Notwendigen Werkzeuge, um ein neues Schiff zu bauen. Die Werkzeuge waren: eine Axt, ein Beil und einen Bohrer. Danach fällte er zwanzig Bäume und zerschlug sie dann mit dem Beil zu Brettern. Als nächstes durchbohrte er alle Bretter und passte sie einander an. Er verband sie dann zum Boot mit Bolzen und Querhölzern. Dieser Teil beschreibt den Aufbau der Schale und die Verbindung mit Nut und Feder. Nut und Feder werden oft auch in heutiger Zeit verwendet. Es wird z.B. benutzt, um Schränke zusammenzubauen. In den Schrankhölzern ist dann eine Kerbe (Nut). Das Brett, dass in die Kerbe reingesteckt wird, ist dann die Feder. Die Feder wird dann gefettet und mit Holzdübeln verbunden. Das Holz für die Planken muss gut ausgewählt werden, da wenn die Verbindungen Locker oder das Holz trocken ist die Verbindungen schnell reißen.

Odysseus stellte Pfosten auf und versteifte sie mit Streben (beschreibt Aufbau der Spanten). Er baute einen erhöhten Boden und deckte ihn mit langen Brettern ab (Aufbau des Decks). Der Mast wurde an die Rahe und ein Ruder zum Steuern wurde gebaut. Das Schiff wurde rundum mit Weidengeflecht umzäunt zum Schutz gegen Wellen. Er benutzte Tücher, um Segel daraus zu bauen.

Stoff und Stoß Verbindung

Die Stoff und Stoß Verbindung wurde vor allem bei Wracks im 2. Jh. v. Chr. gefunden. Bei dieser Art der Rumpfherstellung wird eine Dichtung aus Wolle, Harz und Mastix hergestellt.

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Zur zusätzlichen Stabilisierung des Rumpfes in der Längsrichtung wurden über den Spanten weitere Längsbalken angebracht und am Überwasserrumpf zwischen den Planken Barg Hölzer eingezogen. Der Unterwasserrumpf war oft zum Schutz gegen den Schiffswurm mit einem Bleimantel versehen oder mit einem Schutzanstrich aus Pech und Wachs überzogen. Der Oberwasserrumpf der Schiffe wurde mit Wachsfarben bemalt.

Der Steuermechanismus antiker Schiffe bestand aus je einem Steuerruder an beiden Seiten des Rumpfes im Bereich des Hecks (Seitenruder). Diese Seitenruder bestanden wie die zur Fortbewegung dienenden Ruder aus einem Stock und den zu beiden Seiten des Stocks angebrachten Ruderblättern. Ab dem Mittelalter trat anstelle der Seitenruder das noch heute übliche Heckruder auf, ein einziges Ruderblatt am Achtersteven. Beide mit einer Pinne versehenen Seitenruder wurden von einem einzigen Rudergänger betätigt.

Schiffsdarstellungen zeigen verschiedene Möglichkeiten der Befestigung der Pinne am Ruderstock. Sie konnte im rechten Winkel oder parallel zum Ruderblatt angebracht sein. Im zweiten Fall stand der Rudergänger entweder knapp neben der Pinne oder die Pinne war mit einer Verlängerung versehen. Wurde die Pinne in einem leicht ansteigenden Winkel am Ruderstock befestigt, konnte der Sitz des Rudergängers höher liegen, was ihm einen besseren Überblick über Schiff und Segel verschaffte.

Bei großen Schiffen war die Distanz zwischen dem Standort des Rudergängers mittschiffs und dem Dollbord oft zu groß, um mit den Pinnen überspannt werden zu können. In diesem Fall verlagerte man die Pinnen ebenfalls mit Längsstangen. Die Größe der Ruder war beachtlich: die Ruder einer athenischen Triere waren 5 m lang und wogen rund 250 kg, die Ruder der größten römischen Getreideschiffe waren bis zu 12 m lang und wogen rund 3 Tonnen. Die Ruder waren an Querbalken im Bereich des Hecks oder in Ruderkästen gelagert. Die meisten Bilddarstellungen zeigen eine Lagerung des Ruderstocks zwischen den beiden Querbalken. Eine derartige Lagerung hat den Vorteil, dass sich der Ruderstock zwischen den Querbalken verteilt und zusätzliche Befestigung mit Seilen nicht unbedingt erforderlich ist. Zudem können bei dieser Art der Lagerung die Ruder leicht in eine horizontale Position gebracht sowie schnell gehoben und gesenkt werden. Ist es notwendig, die Ruder auf See zu Reparaturzwecken an Bord zu hieven, wird die Pinne abgenommen und der Kopf des Ruderstocks zwischen den beiden Querbalken durchgezogen.

Wesentlich seltener sind Darstellungen schwerer Frachtschiffe, deren Ruder an der hinteren Seite (achtern) der Querbalken befestigt sind. In diesem Fall müssen die Ruder mit Seilen an den Querbalken befestigt werden. Der Vorteil dieser Befestigungsart ist, dass die großen, schweren Ruder der Frachtschiffe wesentlich leichter an Bord gehoben werden können als im Fall einer Lagerung zwischen den Querbalken. Es müssen lediglich die Befestigungsseile gelöst werden, und das Ruder kann mit einem Flaschenzug an Bord gehievt werden. Für eine Befestigung der Ruder an der Vorderseite der Querbalken gibt es ebenfalls nur wenige Belege. Auch in diesem Fall müssen die Ruder mit Seilen befestigt werden. Die Nachteile dieser Befestigungsart sind einerseits, dass es unmöglich ist, die Ruder in eine horizontale Lage zu bringen, und andererseits, dass die Ruder, wenn sie an Bord gehoben werden müssen, zunächst in eine vertikale Position gebracht werden müssen, die es erlaubt, sie zwischen der Bordwand und dem seitlichen Ausbau durchzuziehen. Der einzige Vorteil dieses Systems ist, dass anstelle der Befestigungsseile der untere Querbalken am stärksten beansprucht wird.

Einfache Ruderkästen, bestehend aus auf gleicher Höhe am Rumpf angebrachten Querbalken mit Seitenstücken, sind auf spätrömischen Schiffsdarstellungen zu sehen. Der Ruderstock wird so in den Kasten eingepasst, dass er gedreht werden kann, aber doch so festsitzt, dass eine Befestigung mit Seilen an den Balken des Ruderkastens nicht notwendig ist.

Seile sind eine Schwachstelle bei der Befestigung der Ruder an einem Schiff. Um die Seile möglichst trocken zu halten und leicht zugänglich zu machen, wenn sie ausgetauscht werden müssen, ist es notwendig, die Ruder am oberen Teil der Bordwand zu befestigen. Dadurch entsteht jedoch ein großer Abstand zwischen der Befestigung und dem Ruderblatt, was die Gefahr birgt, dass der Ruderstock bei großer Belastung bricht.

Eine alternative Methode ist die Anbringung von Ruderkästen knapp über der Wasserlinie. Dadurch ist der Abstand zwischen Ruderblatt und Befestigung geringer und der Ruderstock weniger anfällig für Brüche. Allerdings haben diese Art von Ruderkästen auch Nachteile. Die Ruder können nicht in eine horizontale Lage gebracht werden und auf See können sie nicht an Bord gehoben werden.

Die Steuerung eines Schiffes basiert auf dem physikalischen Prinzip des dynamischen Auftriebs. Wenn das Steuerruder gedreht wird, fließt das Wasser auf der der Strömung abgewandten Seite schneller, was zu einem Unterdruck führt. Diese Sogwirkung zieht das Schiff in die gewünschte Richtung. Zum Beispiel, wenn man eine Wendung nach Backbord machen möchte, schwenkt man die Pinne nach rechts. Das Wasser trifft dann von links auf das Ruder und der Unterdruck auf der Leeseite des Ruders zieht das Heck des Schiffes nach rechts.

Es ist wichtig, den Angriffswinkel des Ruders zu beachten. Wenn das Ruder zu stark zur Seite geschwenkt wird, wird der Angriffswinkel zu groß und der Fluss des Wassers auf der Leeseite wird gebrochen. Dadurch entstehen Turbulenzen, die den dynamischen Auftrieb verringern. Die Breite des ins Wasser getauchten Teils des Ruderblattes bestimmt die mögliche Größe des Angriffswinkels. Je größer der Angriffswinkel ist, desto leichter und schneller kann sich das Schiff wenden.

Antike Darstellungen von Schiffen zeigen Ruderblätter mit einem Längen-Breitenverhältnis von 1:1 bis 1:2. Es ist jedoch zu beachten, dass dieses Verhältnis durch das Heben und Senken der Ruder verändert werden kann. Im Allgemeinen wird bei antiken Schiffen ein möglicher Angriffswinkel von 25 bis 30 Grad angenommen.

Die Reibung des Wassers und Turbulenzen am Ruderblatt selbst beeinträchtigen ebenfalls die Effizienz der Ruder und somit das Fahrverhalten des Schiffes. Ein ideales Ruder hat eine Form, die einen möglichst großen dynamischen Auftrieb und einen möglichst geringen Widerstand gewährleistet. Widerstand und Turbulenzen an einem Seitenruder beeinflussen das Verhalten beim Wenden und die Fahrtgeschwindigkeit.

Um die Reibung zu reduzieren, kann der Ruderstock entlang des Ruderblattes abgeschrägt werden. Eine beträchtliche Reduzierung der Reibung kann auch erreicht werden, wenn nur mit einem der beiden Seitenruder gesteuert wird. Das zweite Ruder wird dann aus dem Wasser gehoben und horizontal entlang des Kampfes gelagert. Diese Methode war in der Antike weit verbreitet, wie aus den Darstellungen antiker Schiffe hervorgeht.

Um sicherzustellen, dass das Ruder bei gerader Fahrt in einem bestimmten Winkel zur Fahrtrichtung steht, wird der Ruderstock exzentrisch am Ruderblatt angebracht. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der Schwerpunkt nicht zu weit hinten am Ruder liegt. Je weiter der Schwerpunkt exzentrisch liegt, desto mehr Kraft muss aufgewendet werden, um das Ruder zu bedienen.

Schiffe können entweder mit beiden Rudern oder nur mit einem Ruder gesteuert werden. Bei gerader Fahrt stehen die Ruderblätter parallel zur Fahrtrichtung. Wenn beide Ruderblätter nach innen in Richtung des Kiels gedreht werden, wird die Fahrtgeschwindigkeit reduziert. Wenn beide Ruderblätter parallel zueinander nach rechts gedreht werden, erfolgt eine Wendung nach Steuerbord.

Im Allgemeinen wurde bei einer Kursänderung nur ein Ruder eingesetzt. Bei einer Wendung nach Steuerbord wurde das linke Ruder losgelassen, so dass es der Strömung ungehindert folgen konnte oder aus dem Wasser gehoben und das rechte Ruder in Richtung des Kiels gedreht wurde.

Frachtschiffe im antiken Seeverkehr waren in der Regel Rundschiffe mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von 4:1 und wurden mit Segeln betrieben. Sie hatten in der Regel einen mächtigen senkrechten Großmast mit einer langen Rah in der Mitte des Schiffes. Oft gab es zusätzlich einen Vormast am Bug, der schräg oder vertikal aufgestellt sein konnte, und in seltenen Fällen auch einen Besanmast am Heck. Auf dem Großmast großer Frachtschiffe befand sich oft ein Mastkorb, auch Krähennest genannt.

Die Segel der Frachtschiffe waren aus zusammengenähten Leinenstreifen gefertigt und mit Verstärkungsstreifen aus Leder versehen. Die gebräuchlichsten Segeltypen waren breitrechteckige Rahsegel, die quer zum Schiff angebracht waren. Der Großmast war oft zusätzlich mit einem dreieckigen Obersegel versehen. Rahsegel waren besonders effektiv beim Segeln mit Rückenwind. Sprietsegel und Lateinsegel waren in Längsrichtung des Schiffes angebracht. Der Sprietsegel war rechteckig und wurde mit einer Spriet diagonal vom Mast abgespreizt. Das Lateinsegel war dreieckig und mit der Basis an einem langen gebogenen Spier befestigt, der in einem Winkel von etwa 45 Grad vom Bug nach achtern reichte. Sprietsegel und Lateinsegel waren besonders effektiv, wenn der Wind seitlich oder schräg von vorn kam.

Das Tauwerk der Segelschiffe bestand aus pflanzlichen Fasern wie spanischem Espartogras oder ägyptischem Papyrus. Das Tauwerk eines Segelschiffs bestand aus stehendem und laufendem Gut. Das stehende Gut umfasste die Taue zur Befestigung des Mastes, wie Vorstag, Achterstag und Wanten. Das bewegliche Gut waren die Taue, mit denen die Rah und das Segel bedient wurden. Diese Leinen wurden über Seilrollen (Blöcke) geführt. Mit den Rahfallen wurde die Rah am Mast hochgezogen und in der gewünschten Höhe fixiert. Bei starkem Wind konnte die Rah bis auf halbe Masthöhe abgesenkt werden. Mit den Toppnanten wurde die Rah parallel zum Deck gehalten und mit den Brassen wurde die Rah waagrecht ausgerichtet. Bei starkem Rückenwind wurde das Segel in der Mitte gerefft, um den Druck auf den Mast zu verringern. Beim Kreuzen am Wind wurde die Rah in Längsrichtung zum Schiff gebrasst, das Segel achtern gerefft und die luvseitige Schot angezogen, wodurch der vordere Arm der Rah zum Deck heruntergezogen wurde.

Rahsegel waren am effizientesten beim Segeln vor dem Wind. Bei Wind von vorn oder von der Seite wurde mit einer gebrassten Rah gekreuzt, was ein kompliziertes Manöver war. Der segelbare Winkel, also der Winkel zwischen Wind und direktem Kurs, war entscheidend beim Kreuzen am Wind. Je steiler dieser Winkel war, desto geringer war die Strecke, die zurückgelegt werden musste, und desto geringer war die Abdrift nach Lee. Moderne Segelyachten kreuzen in einem Winkel zwischen 30 und 45 Grad, während der segelbare Winkel beim Kreuzen mit einem Rahsegel zwischen 70 und 80 Grad betrug.

Zur Ausstattung der Segelschiffe gehörten auch Anker, die an Bord transportiert wurden und nicht wie heute an Ketten hingen, sondern an Tauen. Um zu verhindern, dass sich das Schiff um die eigene Achse drehte oder der Anker aus dem Grund gerissen wurde, wurden mehrere Anker verwendet. Die einfachsten Anker waren große pyramidenstumpfförmige Steine mit einem Loch zur Befestigung des Taus. Später wurden aus Metall und Holz gefertigte Stockanker verwendet. Ein Anker musste sich im Meeresgrund verankern, daher hatten Stockanker einen Schaft, Arme und einen Stock. Beim Ablassen des Ankers grub sich einer der Arme in den Grund ein, während der Stock verhinderte, dass der Anker flach auf dem Meeresgrund zu liegen kam. Um die Anker leichter an Bord lagern zu können, war der Stock meist abnehmbar. Die meisten antiken Anker bestanden aus Holz und Blei. In den Schiffen vom Nemisee in den Albaner Bergen südlich von Rom wurden Stockanker verschiedener Ausführungen gefunden, darunter ein Eisenanker mit abnehmbarem Stock, der zum Schutz gegen Korrosion in Holz gefasst war.

Frachtschiffe im antiken Seeverkehr wurden zum Transport von Handelswaren eingesetzt. Sie hatten je nach Größe einen, zwei oder drei Masten und konnten eine Ladekapazität von 70 bis 100 Tonnen bis zu mehreren tausend Tonnen haben. Frachtschiffe, die zwischen Italien und Alexandria verkehrten, konnten noch größer sein. Das größte bekannte Frachtschiff der Antike war die „Syrakusia“, die um 240 v. Chr. gebaut wurde. Sie hatte eine Ladung von 60.000 Maß Getreide, 10.000 Gefäßen mit Salzfisch, 20.000 Talenten Wolle und 20.000 Talenten sonstiger Handelsgüter. Die Ladekapazität betrug 1740 Tonnen. Neben Frachtschiffen gab es auch Frachtschiffe mit einem Ruderapparat, die zusätzlich zu Mast und Segel eingesetzt wurden. Sie waren weniger von den Windverhältnissen abhängig und daher schneller. Kriegsschiffe aus der Antike sind bisher noch nicht gefunden worden, da sie nach Seeschlachten oft an Land gezogen und ausgebessert wurden.