Am Anfang eines jeden Bootbauprojektes stellen sich etliche Fragen, deren Beantwortung von großem Einfluß auf die spätere Gestalt des fertigen Bootes ist. Die erste ist die nach dem Verwendungszweck, aus dem sich eine Reihe von Anforderungen an die Eigenschaften eines Bootes ergeben. Je nach Zweck des Bootes haben gewisse Forderungen Vorrang gegenüber anderen. So wird zum Beispiel bei einem Rennboot die Geschwindigkeit wichtiger sein als ein großzügiges Platzangebot. Meist zieht jedoch die besondere Berücksichtigung einer Eigenschaft Kompromisse in bezug auf andere Eigenschaften nach sich. Wird beispielsweise ein Rumpf eher lang und schmal ausgelegt, verringert sich sein Formwiderstand und die erreichbare Rumpfgeschwindigkeit wird erhöht, gleichzeitig wird aber auch die Fläche im Vergleich zu einem eher völligen, also kompakten Rumpf erhöht und der Reibungswiderstand steigt. Wenn nun die Geschwindigkeit im Vordergrund steht, wird man zu einer Bauweise mit möglichst geringem Formwiderstand tendieren, da dieser mit der Geschwindigkeit im Quadrat ansteigt. Hier zeigt sich bereits, daß das optimale Boot eine ziemlich relative Angelegenheit ist. Nun ergeben sich aus Rumpfform und Rumpfgröße mögliche Bauweisen und verwendbare Materialien.
Die Bauweise eines Bootes steht in engem Zusammenhang mit dem gewählten oder zur Verfügung stehenden Material und den Möglichkeiten, es zu bearbeiten. Die ältesten sind Holz und Tierhäute. Holz wird heute sowohl in seiner ursprünglichen Form als auch aufbereitet zu Holzwerkstoffen wie z.B. Sperrholzplatten verarbeitet. Es eignet sich vor allem für Boote, bei denen in geringes Gewicht gefordert ist, da es aufgrund seiner Struktur als ein "Mikrofachwerk" anzusehen ist, und Fachwerkkonstruktionen zeichnen sich ja nun mal durch hohe Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht aus. In den meisten Fällen lassen sich Rümpfe aus Holz ohne aufwendige Formen oder Pressen herstellen, was die Herstellung von Einzelbauten begünstigt, da sich Holz mit vergleichsweise einfachen Mitteln in nahezu jede Form bringen lässt, besonders in Verbindung mit Harzen, wie Epoxid. Kleinere Rümpfe lassen sich aus Holz als nahezu selbsttragende Konstruktionen mit nur wenig Versteifungen wie z.B. Spanten realisieren, wenn sie aus miteinander verklebten Sperrholzplatten oder aus in wechselnden Richtungen übereinandergeklebten dünnen Holzstreifen (Furniere) gebaut werden. Da Holz porös ist und daher zur Aufnahme von Wasser und schließlich zum Faulen neigt ist ein gewisser Aufwand nötig, dies zu verhindern. Die heute zur Verfügung stehenden Harze und Beschichtungssysteme tun dies bei sachgerechter Anwendung, so daß wir Holzboote herstellen können, die nicht wesentlich empfindlicher oder pflegeintensiver als solche aus Stahl oder Kunststoff sind, es sei denn, man wählt aus ästhetischen Gründen eine Klarlackierung. Hier kann, außen angewandt, der beste Klarlack nicht gegen die zerstörende Wirkung der UV-Strahlung ankommen, es ist wie mit der menschlichen Haut: Jede Sonneneinwirkung hinterlässt langfristig Spuren, ein Lichtschutzfaktor in der Beschichtung kann dies verzögern, aber nicht verhindern, einen verlässlichen, dauerhaften Schutz bieten leider nur deckende, also lichtundurchlässige Anstriche. In diesem Fall hat Schönheit einfach ihren Preis.
Der Werkstoff Stahl bietet sich bei Booten ab einer gewissen Größe an, bei sehr kleinen Fahrzeugen müßte man entweder ein recht hohes Gewicht oder eine sehr dünnwandige Aussenhaut in Kauf nehmen, die eine sehr filigrane Aussteifung ähnlich wie im Flugzeugbau erfordern würde. Da bei größeren Fahrzeugen die Hebel und damit auch die Spannungen im Material größer werden, kommt Stahl mit seiner hohen Zugfestigkeit den Anforderungen sehr entgegen. Im Gegensatz zu Holz ist Stahl in vergleichsweise großen Abmessungen erhältlich, was z.b. bei der Verarbeitung von Plattenmaterial zu einer geringeren Zahl von Nähten und somit von Arbeitsaufwand führt. Während der Versuch, Sperrholzplatten in eine in mehrere Richtungen gekrümmte Form zu bringen, ab einer etwas stärkeren Krümmung zu Bruch führt, ist dies mit Stahlplatten möglich, da sie gestaucht und gestreckt werden können, was allerdings ein erhebliches Maß an Arbeitsaufwand bedeutet. Alternativ zu Stahl kann auch Aluminium eingesetzt werden, wobei das niedrigere Gewicht sich nicht in jedem Fall voll auswirken kann, da aufgrund der niedrigeren Festigkeit oft stärker dimensioniert werden muß.
Faserverstärkte Kunststoffe haben ein weites Spektrum, was das Verhältnis von Festigkeit und Gewicht angeht, hierzu zählen sowohl in Formen gespritzte Gemische aus Polyesterharzen und gehäckselten Glasfasern als auch sorgfältig von Hand laminierte High-Tech-Fasern wie Kevlar. Letztere finden auch Anwendung in der Holz-Epoxid-Verarbeitung.




Ein nicht zu vernachlässigendes Kriterium bei der Auswahl von Bauart und Material sind natürlich Material- und vor allem Arbeitsaufwand. Hier ist aus naheliegenden Gründen die Knickspant- der Rundspantbauweise überlegen. Ein Knickspantrumpf besteht zunächst aus je zwei Boden- und Seitenplatten und einer Spiegelplatte. Setzt man nun voraus, daß die Außenflächen des Rumpfes eine zusammenhängende Flächenabwicklung zulassen, bedeutet dies, daß der Rumpf abgesehen von inneren Versteifungen aus nur fünf einzelnen Plattenstücken zusammengefügt werden kann. Nimmt man dazu noch an, daß das "Schnittmuster" vor Baubeginn feststeht und die Plattenstücke von einem Automaten in ihre endgültige Form geschnitten werden können, ergibt sich ein erheblich reduzierter Arbeitsaufwand. Zu diesem Zweck habe ich ein System von Algorithmen entwickelt, die eine exakte mathematische Darstellung eines aus mehreren gekrümmten und abwickelbaren Flächen bestehenden Körpers erzeugen können. In der praktischen Anwendung laufen diese Algorithmen als ein LISP-Programm in einer handelsüblichen CAD-Anwendung. Über die Eingabe diverser Parameter können die Eigenschaften des erzeugten Körpers bzw. Bootes wie Krümmung der Linien, Winkel der Platten zueinander und natürlich die Abmessungen beeinflusst werden. Das Ergebnis ist ein dreidimensionales Modell des Rumpfes sowie eine Flächenabwicklung. Gleichzeitig werden Verdrängung, Gewicht und deren Schwerpunkte berechnet. Im dreidimensionalen Modell können dann weitere Bauteile von Kiel und Spanten bis hin zur Inneneinrichtung eingezeichnet werden, die anschliessend wie die Flächenabwicklungen der Außenhaut von Automaten anhand der erzeugten Datei zugeschnitten werden. Dieses Verfahren bietet folgende Vorteile: 1. Es können in kurzer Zeit eine Reihe von Entwürfen gemacht und fortlaufend optimiert werden, zeitraubendes Zeichnen und Berechnen von Hand entfällt. 2. Durch Verfahren wie Rendering und Raytracing lassen sich realitätsnahe räumliche Abbildungen des Bootes erzeugen. 3. Durch die Verbindung von CAD (Computer Aided Design) und CAM (Computer Aided Manufacturing) ist die Herstellung sowohl kostengünstiger als auch präziser. 4. Da das angewandte Programm konsequent abwickelbare Flächen erzeugt, was mit herkömmlichen Methoden so gut wie nicht zu erreichen ist, wird gewährleistet, daß sich die vorgefertigten Teile zu einem Boot zusammenfügen lassen.