Aufrufe
vor 6 Monaten

HANSA 03-2020

  • Text
  • Hansaplus
  • Maritime
  • Hansa
  • Shipping
  • Hamburg
  • Ballast
  • Marine
  • Ports
  • Ships
  • Digital
  • Vessels
Zeamarine | Ausbau Wasserstraßen | Nordrange | Green Shipping | Ballastwasser | Hull & Hydrodynamics | North America | IHM | St. Lawrence Seaway | Maritime Start-ups

Schiffstechnik | Ship

Schiffstechnik | Ship Technology Hydrodynamik bietet noch immer Potenzial Die Kraftstoffpreise steigen durch »IMO 2020«, die Klimaziele für die Schifffahrt für 2030 und 2050 geben die Marschrichtung vor: Der Verbrauch muss sinken. Auch beim Schiffsdesign und im Bereich Oberflächen gibt es weiterhin Potenzial Waren optimierte Rumpfformen lange der Weg zu Einsparungen, hat sich der Fokus nach Beobachtung von Christian Johannsen, Head of Propellers & Cavitation Dept., Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA), verschoben. »Was die Klima-Problematik angeht, stehen Themen wie Dual Fuel, LNG, Abgasreinigung im Vordergrund. Forschungsmittel für hydrodynamische Maßnahmen zur Brennstoffeinsparung/ Abgasverminderung zu bekommen, ist relativ schwierig«, sagt er. Ist also der Bereich Hydrodynamik weitgehend ausgereizt? »Nein«, sagt Johannsen, »es sind zwei unterschiedliche Felder und man kann sicher auf dem einen wie auf dem anderen Effizienzgewinne erzielen. Es ist keine technische Abwägung, die dem zu Grunde liegt, sondern eher eine Frage, welche Branchen man fördern will, was in der öffentlichen Wahrnehmung gerade angesagt ist.« Dabei wirke sich der anhaltende Trend zu reduzierten Fahrtgeschwindigkeiten (Slow Steaming), zur Kraftstoffeinsparung und nicht zuletzt zum Kapazitätsmanagement durchaus auf die Hydrodynamik aus. Bei kleiner Geschwindigkeit dominiert der Reibungswiderstand des Schiffes den Wellenwiderstand. Somit könne man eher mit Oberflächen-Treatment als mit neuen Rumpfformen etwas bewirken, sagt Johannsen. »An diesem spannenden Thema sind wir bei der HSVA dran: Einerseits sind wir an dem EU-Vorhaben ›Aircoat‹ beteiligt, das Möglichkeiten zur passiven Luftschmierung, also ohne Zuführung von Luft mittels Kompressoren, erforscht. Zum anderen optimieren wir zusammen mit der Industrie die Nutzung der aktiven Luftschmierung.« Beim Project Aircoat untersucht die HSVA zusammen mit neun weiteren Partnern, wie sich der sogenannte Salvinia-Effekt nachahmen und für Schiffe nutzen lässt. Pflanzen der Gattung Salvinia (Schwimmfarne) halten über die Oberflächenstruktur ihrer Blätter Luft auch unter Wasser. Das versucht man nachzuempfinden »Noch ist das Vorhaben Grundlagenforschung, wie man das später konkret am Schiff umsetzt, steht im Moment nicht im Fokus«, sagt Johannsen. Es gehe eher darum, ob man diesen Effekt überhaupt nachempfinden kann. Eine der Hauptfragestellungen ist die, ob es auch bei umströmten Körpern wie einem Schiffsrumpf funktionieren kann. »Die Pflanze macht das bei stehendem Wasser oder bei kleinen Fließgeschwindigkei- 44 HANSA – International Maritime Journal 03 | 2020

Schiffstechnik | Ship Technology Abstract: Still potential for hydrodynamic optimisation Marine fuel prices are rising due to IMO 2020 and the sector’s climate targets for 2030 and 2050. This means that fuel consumption has to go down. Ship design and hull surface treatment still offer a lot of potential, say experts of the Hamburg Ship Model Basin (HSVA). They see a trend towards designing ships with regard to operationg profiles rather than a specific design point (like top speed). Thus, the bulbous bow is shrinking and may even be missing in modern ship designs. Moreover, HSVA is involved in the EU-project »Aircoat« that researches the Salvinia effect. In a biomimetic approach researchers try to mimic an aquatic plant’s ability to keep an aircoat around its leaves under water. Such an effect might be used to decrease a ship’s frictional resistance. ten aber nicht bei einer Umströmung mit 10 m/s«, sagt er. Die HSVA hat die Aufgabe, nachzuweisen, dass tatsächlich der Widerstand reduziert und die Luft tatsächlich an der Oberfläche gehalten wird. Im Moment werden dazu biomimetische Folien untersucht. Einen weiteren Trend beobachtet man an der HSVA aber dennoch auch beim Rumpf selbst. Seit Jahrzehnten wird der © HSVA Schiffswiderstand mit Wulstbugformen verringert. Das funktioniert im Wesentlichen für eine bestimmte Geschwindigkeit und einen bestimmten Tiefgang. Weil Reedereien heute immer mehr dazu übergingen, nicht nur einen einzelnen Designpunkt zu betrachten, sondern eher das Fahrprofil des Schiffes, rücke man davon wieder ab, sagt Johannsen. So beschreiben es auch Johannsens Kollegen in einer aktuellen Veröffentlichung der HSVA. So seien die Bugwulste heute viel schlanker geworden als sie es in der Vergangenheit waren. Das reduziert zwar ihre Wirkung unter Konstruktionsbedingungen leicht, bringt aber unter anderen Bedingungen eine deutlich bessere Leistung. In jüngster Zeit weisen deshalb viele Designs eine vertikale Stevenkontur auf, entweder ohne Wulst oder mit einer unterhalb der Wasserlinie in den Rumpf integrierten Form. Diese Entwicklung ist bedingt durch das oben erwähnte Slow-Steaming, der Ausrichtung des Designs auf Betriebsprofile und durch den Trend zu breiteren Schiffen. Das führt nach Angaben der HSVA-Ingenieure zu kleineren Länge/Breite-Verhältnissen und zu größeren Wasserlinieneintrittswinkeln. »Ab bestimmten Winkeln ist der Wulstbug nicht mehr in der Lage, das Strömungsregime um den Steven signifikant zu beeinflussen. In solchen Fällen wird der Einbau eines Wulstes überflüssig«, heißt es. In dieser Hinsicht könne der vertikale Steven als logische Weiterentwicklung von Verdrängungswülsten betrachtet werden, die seit vielen Jahren von langsamen Full-Block-Schiffen bekannt seien. Diese folgen nicht dem Prinzip der Strömungsbeschleunigung, sondern profitieren von zusätzlichem Auftrieb, der die Wasserlinie schlanker macht, den Eintrittswinkel verringert und eine weichere Bugwölbung bietet. fs We offer you steps in the right direction into the future of shipbuilding! LR Shipdesign AG is an innovative company, specializing in hull optimization in the Aft Ship area. Our focus envisages especially to reduce fuel costs. Thanks to our know-how, you reach a new milestone on your way to greater efficiency and cost-saving! Due to our Aft Ship optimization, we significantly improve the hydrodynamics and propulsion of your ship: The propeller is significantly better streamed and filled, especially in the 12 o‘clock position. We actively reduce the thrust deduction fraction and the slip of the propeller, so that due to the changed cavitation inclination of the propeller it is possible to gain more power. We set pioneering trends with our reassessment of hydrodynamics and propulsion! In addition to the significant efficiency increase, the positive synergies of our aft ship optimization include the very important reduction of disturbing vibrations and noise emissions. You can profit by fuel savings of around 7 to 10 percent. The potential of our aft ship optimization has already been confirmed by current construction projects and by numerous model tests. We reveal possibilities you are looking for – take the advantageous step! Further information you find on our LR Shipdesign AG website. Or contact us – we are looking forward to talk to you! he future of of shipbuilding! the future of shipbuilding! future of shipbuilding! l optimization in the Aft Ship area. our hull know-how, optimization in you in the reach the Aft Aft a Ship new area. o milestone on your way to greater efficiency and cost-saving! imization to our our know-how, in the Aft you Ship reach area. a a new milestone on on your way to to greater efficiency and cost-saving! drodynamics now-how, you and reach propulsion a new milestone of your ship: on your of The way propeller to greater is is significantly efficiency better and cost-saving! streamed and filled, st hydrodynamics deduction fraction and and propulsion the the slip of of your of the the propeller, ship: The so propeller so that due is significantly to to the the HANSA changed better – International cavitation streamed inclination Maritime and filled, Journal of of the ynamics and propulsion of your ship: The is is significantly better streamed and filled, the 03 | 2020 hrust deduction fraction and the slip of the propeller, so that due to the changed cavitation inclination of the eduction fraction and the slip of the propeller, so that due to the changed cavitation inclination of the ics and propulsion! In In addition to to the the significant efficiency increase, the the positive synergies of of our our aft aft ship amics and propulsion! In addition to the significant efficiency increase, the positive synergies of our aft ship www. lr-ship-design.com 45

HANSA Magazine

HANSA Magazine

Hansa News Headlines