Knatterboot Bausatz. Made in Germany!

Die Kraft des Teelichts!

Art.-Nr.:  801921
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Produktbeschreibung

Knatterboot. Bausatz.
Ab 10 Jahren, fördert physikalisches Verständnis.
Maße fertiges Boot: 25 x 12 x 8 cm

Das Knatterboot mit Pulsarmotor demonstriert physikalische Vorgänge und fasziniert durch sein Tuckern. Durch sein lustiges Motorengeräuschs kam es zu dem Namen Knatterboot.



Sein Antrieb: Ein Teelicht genügt!
Durch die Hitze der Kerzenflamme dehnt sich Wasser in dem Wasserboiler des Pulsarmotors aus und drückt das Wasser durch die Rohre nach außen, was einen Vorschub gibt und das Boot in Bewegung setzt. Wasser/Wasserdampf pulsieren in den Rohren und halten das Boot so lange in Bewegung, bis die Kerze erlischt.



Dieser Bausatz wird komplett in Deutschland gefertigt und ist sehr einfach zu montieren. Besonderen Spaß macht es, dem fertigen Boot seinen ganz individuellen Anstrich zu geben. Bitte schicken Sie uns Fotos von Ihrem fertigen Meisterwerk auf Jungfernfahrt - die schönsten werden wir auf dieser Seite veröffentlichen!

Inhalt: vorgefertigte Holzteile, Schleifpapier, Pulsarmotor aus Blech, Gummischlauch, Holzleim, Teelicht und eine Spritze zum Befüllen der Rohre vor dem Start.



Mehr Wissen zum Knatterboot (allgemein)

Das Dampf-, Knatter-, Putt-Putt- oder Puff-Paff-Boot ist ein Spielzeugboot mit Wasserimpulsantrieb. Der einfache Motor kommt ohne bewegte Teile wie Kolben, Ventile oder Räder aus. Als Energiequelle dient eine Kerze oder eine andere Wärmequelle. Am Heck des Bootes ragen unterhalb der Wasserlinie zwei Rohre nebeneinander und parallel heraus. Durch die Rohre wird Wasser angesaugt und wieder ausgestoßen. Obwohl genau so viel Wasser angesaugt wie ausgestoßen wird, gibt es eine positive Impulsbilanz, die das Boot vorwärts treibt. Ursache des positiven Impulses bezogen auf das Boot als Bilanzhülle ist die Tatsache, dass das Wasser zwar aus allen Richtungen angesaugt, aber bevorzugt in eine Richtung wieder ausgestoßen wird. Beim Ansaugen entsteht somit eine kugelsymmetrische und damit impulsneutrale Senke, beim Ausstoßen ein impulsbehafteter Freistrahl.

Funktionsprinzip des Motors

Ein flacher Verdampfer aus Kupferblech ist horizontal über der Flamme positioniert. Von zwei Seiten des Verdampfers laufen die Rückstoßröhren zum Heck des Bootes, wo sie unterhalb der Wasserlinie münden. Die zweite Röhre ist für die Funktion nicht notwendig. Sie erleichtert aber die blasenfreie Befüllung mit Wasser vor der Inbetriebnahme. Erreicht das Wasser den Siedepunkt, kommt es im Verdampfer zu einer schlagartigen Verdampfung und das Wasser in den Röhren wird ausgestoßen. Wegen der Massenträgheit des Wassers in den Röhren und der Abkühlung des Verdampfers durch die Ausdehnung des Dampfes entsteht im Verdampfer ein Unterdruck, der dazu führt, dass durch die Röhren frisches Wasser in den Verdampfer angesaugt wird. Somit beginnt ein neuer Zyklus, der das System in einer permanenten Schwingung hält.

Geräuscherzeugung

Das charakteristische namensgebende knatternde Geräusch des Bootes entsteht nicht direkt durch den Verdampfungsvorgang, sondern durch eine spezielle Konstruktion des Verdampfers: Die Oberseite ist aus Federstahlblech als Knackfrosch ausgeformt, der bei den schnellen Druckwechseln hin- und herspringt und dabei jeweils ein knackendes Geräusch erzeugt.

Schraubenverdampfer


Eine einfachere aber genauso effiziente Konstruktion des Knatterboots basiert auf einer einzigen dünnen Kupfer-, Messing- oder Aluminiumröhre von etwa drei bis vier Millimeter Innendurchmesser. Die Röhre wird im Mittelteil so zu einer Schraube gewunden, dass die beiden Enden parallel und gleich lang abgehen. Die Schraube dient als Verdampfer. Ein Schraubenverdampfer arbeitet geräuschlos und kann ein Boot bei entsprechender Energiezufuhr - beispielsweise durch einen Spiritusbrenner - auf Geschwindigkeiten von 10 bis 20 Zentimeter pro Sekunde beschleunigen.

Am Verdampfer ist das Rohr mindestens auf Siedetemperatur des Wassers aufgeheizt. An den Jetdüsen hat das Rohr Wassertemperatur. Am Meniskus, der Wasserdampf-zu-Wasser-Grenze, laufen folgende Prozesse ab: Durch den Wasserdampfdruck wird das Wasser in Richtung Jetdüsen gepresst. Die vorher mit Wasser gefüllten Rohrabschnitte sind so kühl das der Wasserdampf kondensiert. Nach der Kondensation besteht wegen des Volumenunterschieds von Wasserdampf zu Wasser ein Unterdruck zum Luftdruck und der Meniskus bewegt sich wieder in Richtung Verdampfer.

Andere Bezeichnungen

Das Knatterboot ist unter vielen anderen, meist lautmalerischen Bezeichnungen bekannt:
Puff-Paff-Boot (vor dem Zweiten Weltkrieg)
Pütt-Pütt-Boot
Dampfjetboot
pop-pop boat (engl.)

Literatur

Jürgen Becker: Putt-Putt-Boot in: Walter Czech, (Hrsg.), Physik, Unterrichtsmaterialien für Lehrkräfte Sek II, Ergänzung 18, 1994, Stark Verlag, Freising
I. Finnie, R. L. Curl: Physics in a Toy Boat, American Journal of Physics, Nummer 31 (1963), Seiten 289 bis 293
(Quelle Wikipedia)