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[SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie

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Feuersänger:
Hallo Anima, danke für den Beitrag (und Willkommen an Bord). Eins vorweg, die verlinkte Seite ist zwar sehr lehrreich, aber beim stöbern dachte ich mir zuweilen schon etwas, was dann auch tatsächlich bereits als Reaktion vorweggenommen war:


--- Zitat ---8) "Arrgh. You guys suck all the fun out of life! It's a GAME, dammit!"
--- Ende Zitat ---

That said, lass uns mal sehen:


--- Zitat von: Anima am  3.02.2008 | 01:26 ---Dein Photonen-Antrieb hätte ein ziemlich großes Problem. Er bietet nur eine wahnsinnig geringe Beschleunigung.
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#photon
Das selbe Problem haben auch Ionen Treibwerke, wenn auch in einem anderen Maßstab.
--- Ende Zitat ---

Danke, das beantwortet mir eine Frage, die ich seit Tagen nirgends finden konnte:
"In other words, one lousy Newton of thrust takes three hundred freaking megawatts!!"

Ich verstehe zwar immer noch nicht, wie von einem masselosen Teilchen (Photon) überhaupt ein _Impuls_ > 0 ausgehen kann (der ja als m * v definiert ist), aber sei's drum.
Interessant sind diese Antriebe auf jeden Fall, da man so nicht so viel Treibstoff rumschleppen muss. Rein energetisch würde ein Photonenantrieb zur (Anti-)Materiezertrahlung passen wie die Faust aufs Auge:

Je 1N Schub brauchen wir also 3 * 108J/s. Nun kleckern wir mal nicht, sondern klotzen und verlangen 10 Meganewton (107N), macht einen Energiebedarf von 3 * 1015J/s. Gemäß dem Energieäquivalent von 9 * 1016J/g benötigen wir also einen Durchsatz von 0,033g/s.

Das Problem an der Sache wäre da wohl eher, dass dann jedes Raumschiff im Wesentlichen einen Laser im Petawattbereich am Bürzel montiert hätte, also eine Massenvernichtungswaffe, die man wohl kaum in private Hände gelangen lassen würde. Und für mein Setting möchte ich eben auch "private Raumfahrt" ermöglichen.

Ich habe zwischenzeitlich ausgerechnet, dass ein Ionenantrieb für die von mir verlangten Schubkräfte* und Treibstoffmengen eine Austrittsgeschwindigkeit um 1/3c (100.000.000m/s) benötigt, das ist die Kleinigkeit vom fünftausendfachen des aktuellen Standes der Technik. Moderater wäre es mit "magischer" Massereduzierung des gesamten Schiffsrumpfs.
Jedenfalls befindet sich hier die Antriebsleistung im Bereich von einigen Terawatt - und immerhin nicht Petawatt.

*) Wie gesagt, möchte ich interplanetare Reisen im Zeitrahmen von Stunden bis Tagen abhandeln. Die schnellste Reise ist freilich halbe Strecke beschleunigen, halbe Strecke abbremsen. Man spart freilich eine Menge Treibstoff, wenn man sich im Mittelteil eine Weile einfach treiben lässt, wie von Eulenspiegel vorgeschlagen. Genau so habe ich das auch damals bei Frontier gemacht: bei einer Strecke von ca. 10AU erst auf 10.000km/s beschleunigt, dann bis kurz vorm Ziel driften lassen, Flip und mit vollen Thrustern gebremst. Treibstoffverbrauch minimal. Meine gute alte Asp hat von 0 auf 10.000km/s auch nur 12 Stunden gebraucht. ;)


--- Zitat ---Wenn du ein plausibles Raumschiff willst, wirst du wahrscheinlich auch noch um eines nicht herum kommen, um Radiatoren.
--- Ende Zitat ---

Jopp, sollen die Schiffe nur so gepflastert sein mit Radiatoren und Heatpipes, das sieht cool und gritty aus. ^^


--- Zitat ---Wenn du dir keinen Trägheitsdämpfer herbeizauberst, muss der Boden jedes Decks deines Schiffe nach hinten, also in Richtung Antrieb zeigen. Unter Schub gibt es sonst "Gravitation" in die falsche Richtung.
--- Ende Zitat ---

Da habe ich mir auch schon Gedanken drüber gemacht, bin aber noch zu keinem Schluss gekommen. Ohne "Zauberei" wird es sowieso nicht abgehen, da die Schiffe wesentlich schneller als mit 1g unterwegs sein sollen (um die Reisezeiten zu verkürzen), und 10 oder 20g über viele Stunden hinweg hält das stärkste Pferd nicht aus, ob die Decks nun senkrecht zur Schubrichtung angeordnet sind oder nicht (und während der Driftphase ist die Deckanordnung auch Makulatur).
Grundsätzlich spricht nichts gegen "Raketendecks", ist halt ein etwas anderes Gefühl als "Schiffsdecks", aber da ist nichts falsch dabei.

Am Hadern bin ich noch bei der Frage, wie mächtig eine etwaige Masse/Trägheitsreduktion ausfallen und von welchen Faktoren sie abhängen sollte. Ich zäume mal das Pferd von hinten auf: ich will, dass kleine Schiffe schneller sind als große. Also soll z.B. bei einem kleinen 30g-Jäger (militärische Spitzentechnologie erster Güte) die Masse auf z.B. 1/10 gesenkt werden, wodurch der Pilot in der Beschleunigungsphase nur noch dreimal statt dreißigmal so schwer wäre.
Der spezifische Schub sinkt dann mit steigender Schiffsmasse, sodass z.B. ein gutes 500t-Schiff noch auf 10g kommen mag, und noch dickere Pötte dann entsprechend noch langsamer sind. Die Trägheitsreduktion soll dann die gefühlte Schwerkraft in Richtung 1g bringen. Wie gesagt, Zauberei ist es so oder so.
Und: wenn sich die Massereduktion nicht nur auf den Mannschaftsbereich, sondern auf das ganze Schiff auswirkt, benötigt man entsprechend weniger Schub, um die gleiche Beschleunigung zu erhalten.


--- Zitat ---Wenn man zum Beispiel eine Kampfentfernung von einer Lichtsekunde annimmt und einen Gegner der mit 10g manövriert dann braucht mein Ortungsimpuls eine Sekunde bis er wieder da ist und mein Laserstrahl nochmal eine Sekunde bis er beim Gegner ist. Der Gegner kann seine Position aber zu diesem Zeitpunkt bereits um 180m geändert haben.
--- Ende Zitat ---

Also, zum Thema Waffen und Kampfentfernungen. Die Größenordnung von einer Lichtsekunde finde ich viel zu groß. Das ist die gleiche Größenordnung wie der Abstand Erde - Mond! Man stelle sich also vor, man solle mit einem auf der Erde montierten Geschütz ein z.B. 100m² großes, bewegliches Ziel auf der Mondoberfläche treffen. Das ist, als ob man mit einem normalen Gewehr auf 800 Meter Distanz einen fliegenden Käfer abschießen sollte!
Ich habe zwar kein Bestreben nach "Doppeldeckern im Weltall" à la Wing Commander oder X-Wing, wo die Jäger mit wenigen hundert km/h durch die Gegend zuckeln und sich mit blasrohrartigen Geschwindigkeiten beschießen. Es vcersteht sich andererseits, das Geschwindigkeit im All natürlich sowieso immer relativ ist. Relativ zum nächsten Stern, zum nächsten Planeten, whatever. So können zwei kämpfende Raumschiffe vielleicht 10.000km/s relativ zum nächsten Planeten haben, aber vielleicht nur wenige m/s relativ zueinander.

Nun zu den Waffen - ich paraphrasiere mal deine Worte und ergänze:
Laser wären, rein von der möglichen Leistung, sicherlich die Über-Waffen. Bedingt durch den Antrieb wissen wir, dass uns Leistung im Terawattbereich zur Verfügung stehen muss. Damit könnte man also auch Laser im Giga- oder Terawattbereich betreiben. Allerdings hat man dann das bereits genannte Abwärmeproblem, bedingt durch den schlechten Wirkungsgrad. Man könnte sogar sagen, die maximale Laserleistung wird nicht durch die Energieversorgung, sondern durch die Kühlsysteme begrenzt. Ich bin kein Experte in Lasertechnik, aber wenn man mit dieser Erklärung die typischen Laser auf wenige Megawatt begrenzt, nimmt man dieser Waffe schonmal viel von ihrem Schrecken.

Auf Projectrho habe ich dazu folgendes gefunden:

--- Zitat ---I think this is most interesting when thinking about point defense. Lasers fielded as a CIWS are pretty scary, and if you could fire them infinitely often, they probably keep missiles from hitting you. So in order to constrain you from using lasers for point defense, I simply pull into laser range, threatening your radiators, and forcing you to withdraw them. As such, you can no longer afford to use a laser CIWS, and have to switch to something projectile/missile based, which is liable to be less effective.
--- Ende Zitat ---

Kinetische oder Partikelwaffen sind wohl wesentlich bequemer zu balancen: die Geschoßgeschwindigkeit ist relativ gering, was die Kampfentfernungen stark drückt, was wiederum dem Flair zuträglich ist. Dass man aber Munition mit rumschleppen muss, ist natürlich lästig.
Man muss allerdings auch wieder vergleichend im Auge behalten, dass ja sowieso kleinere Massen ziellos durchs All driften, also kleine Asteroiden und ähnliches. Das ist wichtig zu wissen, weil ja ein Schiff eine zufällige Kollision mit einem kleinen Steinbrocken abkönnen muss (vor meinem geistigen Auge erscheint gerade eine Rolemaster-artige Patzertabelle: "100: das Schiff kollidiert mit einem faustgroßen Asteroiden. Hüllenbruch und sofortige Dekompression. Würfle auf Tabelle 117-34, um festzustellen, wie qualvoll die Charaktere sterben.")
Also: solche kleineren Kollisionen muss das Schiff wegstecken können. Ergo wird es auch mit anderen Angriffen ähnlicher kinetischer Energie fertig. Kinetische Waffen müssen also schon einen ziemlichen Wumms entwickelt, um effektiv zu sein. Andererseits sind sie einem enormen Verschleiß durch die Reibung im Rohr unterworfen.

Dann geht das Thema natürlich Hand in Hand mit Abwehrmaßnahmen. Aber jetzt poste ich das hier erstmal, ehe es zu lang wird.

Eulenspiegel:

--- Zitat von: Anima am  3.02.2008 | 01:26 ---Was Waffen angeht, so würde ich eher anders kategorisieren:
Energiewaffen:
--- Ende Zitat ---
Grundsätzlich stimme ich deiner Einteilung zu. - Nur würde ich diese Waffen Strahlenwaffen nennen und nicht Energiewaffen: Denn bei jeder Waffe wird durch Energie Schaden angerichtet:
kinetische Waffen erzeugen kinetische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.
Und gelenkte Waffen besitzen chemische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.

Jede Waffe ist daher eine Energiewaffe und ich würde für deine Einteilung den Namen Strahlenwaffe bevorzugen.


--- Zitat von: Yerho am  3.02.2008 | 13:05 ---Wenn Du auf eine Entfernung von 300 km mit klassischen Lasern kämpfen würdest, solltest Du hoffen, dass Dein Gegner nicht auf den Gedanken kommt, aus einer Entfernung von 3000 km Marschflugkörper auf Dich abzuschießen.
--- Ende Zitat ---
Kommt wieder darauf an, ob man nur über Sublichttriebwekre verfügt, oder ob man nicht mittels FTL Antriebe direkt in die Nähe des gegnerischen Schiffes springen kann und ihn dann aus der Nähe zu zerschießen.

Bei Kämpfen ohne FTL Antriebe, in denen sich die Schiffe nur mit Sublicht bewegen können, gebe ich dir größtenteils recht. (Aber selbst da halte ich Laser zur Raketenabwehr für sehr hilfreich.)


--- Zitat ---Das siegreiche Schiff hätte dann aber auch nur noch Schrottwert, weil es nur minimal weniger gegrillt wurde als der Besiegte. Kurz, die taktischen Möglichkeiten sind praktisch null und es liefe immer auf Materialschlachten hinaus - wer nur ein Schiff mehr in die Schlacht führt, hat signifikant bessere Chancen auf den Sieg. Und es gibt im Grunde nur Phyrrus-Siege.
--- Ende Zitat ---
Läuft ein Kampf zwischen zwei ebenbürtigen Gegner nicht immer auf Materialschlachten hinaus?


--- Zitat von: Feuersänger am  3.02.2008 | 14:32 ---Ich verstehe zwar immer noch nicht, wie von einem masselosen Teilchen (Photon) überhaupt ein _Impuls_ > 0 ausgehen kann (der ja als m * v definiert ist), aber sei's drum.
--- Ende Zitat ---
Photonen haben bei Lichtgeschwindigkeit eine Masse.

Sie sind halt bloß masselos, falls sie theoretisch langsamer als Licht wären.

Feuersänger:

--- Zitat von: Eulenspiegel am  3.02.2008 | 17:01 ---Kommt wieder darauf an, ob man nur über Sublichttriebwekre verfügt, oder ob man nicht mittels FTL Antriebe direkt in die Nähe des gegnerischen Schiffes springen kann und ihn dann aus der Nähe zu zerschießen.
--- Ende Zitat ---

Für dieses Setting spielt FTL keine taktische Rolle in Raumgefechten. Sprünge sollen immer eine ordentliche Distanz von besiedelten Welten entfernt enden. In-System Jumps gibt es nicht. Eventuell kupfere ich auch die Idee mit den Lagrange-Punkten von IWar ab: man kann nur dort springen, wo sich die Schwerkräfte eines Systems gegenseitig aufheben.

Diese dämlichen "Minisprünge" nach Art von Elite 1 oder dieser komische LDS-Antrieb von IWar sind Devices, die man in einem Computerspiel braucht, wenn man nicht die Zeitbeschleunigung bemühen (oder den Spieler zu Tode langweilen) will.


--- Zitat ---Das siegreiche Schiff hätte dann aber auch nur noch Schrottwert, weil es nur minimal weniger gegrillt wurde als der Besiegte. Kurz, die taktischen Möglichkeiten sind praktisch null und es liefe immer auf Materialschlachten hinaus - wer nur ein Schiff mehr in die Schlacht führt, hat signifikant bessere Chancen auf den Sieg. Und es gibt im Grunde nur Phyrrus-Siege.[/
--- Zitat ---Läuft ein Kampf zwischen zwei ebenbürtigen Gegner nicht immer auf Materialschlachten hinaus?
--- Ende Zitat ---

Das Stichwort sind hier die "taktischen Möglichkeiten". Wenn einfach zwei Pötte einander ohne Ausweichmöglichkeit beharken, "gewinnt" bei ebenbürtigen Gegnern einfach der, der zuerst geschossen hat und deswegen am Schluss noch 2% Hüllenintegrität hat wenn der andere sich schon mit 0% gleichmäßig im Kosmos verteilt. Oder wie in alten Dungeonhacks, wo sich Held und Monster gegenseitig totwürfeln, und wer zuerst auf 0HP ist verliert. Und wenn das überlebende Schiff dann noch einen Treffer kassiert, ist es auch hinüber.
Das ist alles langweilig, da es wie gesagt nur darauf hinausläuft, wer "mehr" hat. Interessant werden Kämpfe aber durch taktische Manöver, sich in eine bessere Position bringen, Treffer vermeiden, kritische Punkte beschießen, solche Sachen. Das geht aber nicht, wenn der Kampf auf Millionen Kilometer Entfernung stattfindet - das wäre ein strategischer Kampf vom Stile eines Atomkrieges zwischen USA und USSR. "It's Global Thermonuclear War, and nobody wins." Das ist out! Entsprechend muss man das Universum so einstellen, dass die Kämpfe taktische Optionen zulassen.
--- Ende Zitat ---

Anima:
Vielen Dank für das Willkommen Feuersänger.
Die Seite verfluche und liebe ich zur selben Zeit. Einerseits ist es frustrierend um Naturgesetze herumarbeiten zu müssen, anderseits geben die selben Naturgesetze einige interessante Möglichkeiten für Geschichten ab.

Das Antriebsproblem hast du allerdings bei allen interessanten Antrieben. Für ein Setting in dem gleichzeitig schnelle und private
Raumreisen erforderlich sind brauchst du entweder ein "Reactionless Drive", also einen Antrieb der nicht auf dem Prinzip Actio gleich Reactio basiert oder du musst etwas finden wovon du dich auch im leerem Raum abstoßen kannst, so in etwa die Raumzeit selber oder die Nullpunktenergie.
Aber ich glaube die Lösung für dein Problem wäre es den Sprungantrieb nicht nur zwischen den Sternensystemen sondern auch innerhalb der Sonnensysteme zu benutzen. Wenn du eine Beschränkung einbaust, traditionell funktioniert nur in einem seichten Gravitationsbrunnen(Ich glaube das heißt anders, grübel..), dann hast du immer noch traditionelle Raumfahrt in planetarer Nähe.
So umgeht man das Problem der starken Antriebe und bewahrt sich gleichzeitig die tollen Nachbrenner.

Die Massereduktion hätte ein ganz anderes Problem mit sich gebracht. Es resultiert aus der selben Gleichung nach der die Massezerstrahlung berechnet wird. E=mc².
Den irgendwohin muss die Masse schließlich, dein Dämpfungsfeld müsste also 9/10 der "Zerstrahlungsenergie" eines Tonnen schweren Schiffes bereit stellen können und das wird dir wahrscheinlich nicht gelingen. Mal ganz abgesehen davon das ein Massereduktionsfeld pure Magie ist und ich mir auch nicht sicher bin was das noch für Auswirkungen hat.
Wenn du die oben genannte Methode wählst würde ich mir gut überlegen ob du dieses Stück Zauberei wirklich haben willst, es würde dich aber den Beschleunigungsvorteil kleiner Schiffe kosten. Den würdest du auch nur dann wieder bekommen wenn diese Schiffe unbenannt wären. Denn die eigentliche Begrenzung der Beschleunigung stellt ja nicht die Masse des Schiffes da, sondern die Belastung für die Crew. Ohne Crew keine Belastungsgrenze. Die Schiffe könnten immer noch einen Piloten haben, nur müsste der das Schiff fernsteuern, oder du erlaubst gleich KI Charaktere, was vielleicht auch ne Idee wäre.

Die Kampfentfernung ist so eine Sache. Ich kann auf enorme Entfernung stationäre Ziele angreifen, es wäre kein Problem vom Jupiter aus die Erde zu bombardieren oder die hünsche neue Raumstation im Mondorbit.
Ich kann auch jedes Ziel orten im ganzen System, nicht nur das ein Raumschiff schon selbst eine hübsche Hitzesignatur hat, den Triebwerksaustoß sieht man noch viel deutlicher. Aber eben alles zeitversetzt. Ich kann nicht sagen wo sich ein eine Lichtminute entferntes Raumschiff gerade befindet, ich kann aber sagen wo es sich vor einer Minute befand. Wenn ich weiß wie stark es beschleunigen kann, kann ich sogar sagen das sich das Schiff in einem bestimmten Raumbereich befinden muss.
In dem Rahmen scheint eine Kampfentfernung von einer Lichtsekunde auf einmal ziemlich klein zu werden. Und man kann auf diese Entfernung ja auch tatsächlich kämpfen, vor allem mit Lenkwaffen. Warum sollte man näher herangehen wenn man es nicht muss? Das meinte ich mit Distanzkampf, also eigentlich genau das was heutige Seeschlachten zum Beispiel ausmacht, es werden kaum noch Kanonen benutzt, Raketen dafür umso mehr.
In einem Nahkampf gibt es noch ganz andere Optionen, kinetische Killerwolken, Fusionsbomben oder einfach nur in den Triebwerksstrahl des Gegners geraten. Und natürlich das allseits beliebte Radiatoren abschießen, die lassen sich eigentlich nicht panzern und ohne kocht der Reaktor das Schiff ziemlich schnell.
Jetzt könnte man natürlich auf die Idee kommen das es Schiffe geben könnte die die Aufgabe haben möglichst nahe an den Gegner heranzukommen und seine Radiatoren zu brutzeln. Schon hat man auch eine Rolle für Jäger gefunden.
Der eigentliche Kampf zwischen den großen Pötten wird aber wahrscheinlich mit Raketen geführt.

Schutzmaßnahmen sind dabei auch zu beachten. Da gibt es einmal die PD, also die Punktverteidigung gegen Raketen und kinetische Waffen. Je besser die Punktverteidigung des so schlechter werden Raketen. Eine weitere Aufgabe für die Jäger.
Je besser die Panzerung des so weniger werden andere Waffen realistisch, außer kinetischen die aber nur im Nahkampf zu gebrauchen sind. Womit wird schon die Jägerwaffe haben, eine kinetische Killkapsel. Der Jäger beschleunigt auf eine hohe Geschwindigkeit und geht auf Kollisionskurs, wenn er nahe genug dran ist und es gerade einmal schafft seine Nase auf das Ziel zu halten wird die einfach ausgehackt und macht sich auf den Weg zu ihrem Ziel. In einigem Abstand vom Jäger zündet der Treibsatz und du hast einen Schrappnelschwarm der mit hoher Geschwindigkeit auf dich zu kommt.
Wenn man das gegnerische Schiffe einfach nur zerstören will kann man natürlich gleich auf Kolisonskurs bleiben und den Jäger selbst als Waffe benutzen. Ist allerdings nicht wirklich ökonomisch.
Was Schilde betrifft muss man sich bewusst machen das sie reine Magie sind. Es gibt bislang kein wissenschaftliches Schildmodell. Wenn man das verinnerlicht hat, kann man anfangen seinen Schild zu entwickeln.
Eine Grundüberlegung wäre natürlich das das Schiff während es sich in seine Schilde hüllt blind und hilflos ist. Dem zugrunde liegt die Überlegung das ein Schild in beide Richtung, also nach innen und nach außen gleich wirkt. Sollte ein solcher Schild einen Laserstrahl abhalten können wird er auch einen Lichtstrahl abhalten. Der Schiffskampf würde dann so ablaufen das die großen Schiffe ihre Marschflugkörper und Jäger starten und sich dann in ihre Schilde hüllen. Nach der errechneten Zeit für das Ende der Schlacht, möglichst aber bevor den Jägerpiloten die Luft ausgeht, senken die Schiffe ihre Schilde wieder und werden entweder von den feindlichen Marschflugkörpern sofort zerstört oder dürfen beobachten wie ihre Gegner in einem Feuerball vergehen. Ja nachdem wessen Jägerflotte den Kampf gewonnen hat. So muss sich in etwa Schrödingers Katze gefühlt haben.

Der Beitrag dürfte auch erstmal lang genug sein. Ich möchte noch betonen das alles in diesem Beitrag pure Spekulation ist und keinen Anspruch darauf hat den realen Raumkampf zu beschreiben. Nur eine Näherung die sich durch einige Sachen ergibt die ich weiß und dadurch das ich einige Sachen nicht weiß oder ignoriert habe. Am Ende soll schließlich ein spannender Raumkampf herauskommen und wahrscheinlich wird das Raumkampf nie sein.


--- Zitat von: Eulenspiegel ---Grundsätzlich stimme ich deiner Einteilung zu. - Nur würde ich diese Waffen Strahlenwaffen nennen und nicht Energiewaffen: Denn bei jeder Waffe wird durch Energie Schaden angerichtet:
kinetische Waffen erzeugen kinetische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.
Und gelenkte Waffen besitzen chemische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.

Jede Waffe ist daher eine Energiewaffe und ich würde für deine Einteilung den Namen Strahlenwaffe bevorzugen.
--- Ende Zitat ---
Ja, Strahlenwaffe wäre korrekter, wenn auch noch nicht ganz korrekt. Ein Wasserschlauch wäre auch eine Strahlenwaffe.
Wenn man es genau haben will, wäre es wohl eine Elektromagnetische Richtenergiewaffe. Aber ich glaube es haben schon alle verstanden was gemeint ist.

MadMalik:
Unterschied zwischen Suizid Jäger und Lenkflugkörper, so ausser das der Jäger ein größeres Ziel bei kleinerer Sprengkraft abgibt. Panzerung kann man genauso auf den Lenkflugkörpern anbringen. Ausweichmanöver kann man auch einprogrammieren, viele Problematiken die so etwas verhindern existieren im Luftleeren Raum nicht. Reine kinetische Waffen sind, besonders auf weite Entfernung nicht schneller, und können ebenfalls abgefangen werden.

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