Heutiger Schiffbau
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Seemotive :
Der Schraubenantrieb mit Weiterentwicklungen!
Entwicklung der Dampfschiffahrt, Teil zwei.
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Der griechische Mathematiker Archimedes lebte von 285 bis 212 vor Zeitrechnung.
Er entwickelte die 'Archimedische Spirale', eine Förderschnecke mit einem
schraubenförmigen Gang. Sie kann als Anfang der Entwicklung einer Schiffsschraube
angesehen werden.
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Im 18. Jahrhundert sind verschiedene Entwürfe und Versuche
mit Schiffsschrauben in England, Frankreich und Amerika bekannt geworden, die aber
noch nicht den richtigen Durchbruch schafften.
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So fuhren die ersten Dampfschiffe alle mit Schaufelrädern.
Zu nennen sind aber der Österreicher Joseph Ressel
und der Engländer Francis Petitt Smith. Ressel baute von 1812 bis 1826
einen funktionierenden Propeller, Smith entwickelte
eine Schraube die auf der 'Archimedes' 1839 eingebaut wurde.
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Der schwedische Ingenieur John Ericsson schaffte mit seiner Schraubenentwicklung den
großen Durchbruch.
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Er baute in England drei Schiffe, das letzte war die
'Robert F. Stockton' im Jahre 1838. Bei einer Probefahrt auf der Themse schaffte sie
13 Knoten. 1839 fuhr Ericcson mit diesem Schiff in 40 Tagen nach Amerika.
Es war die erste Atlantiküberquerung
mit einem Schraubenschiff. Als 'New Jersey' tat das Schiff noch lange Jahre Dienst
auf dem Delaware-Raritan Kanal. Später baute Ericsson in Amerika die
Kriegsschiffe 'Princeton' und 'Monitor'.
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Die Cunard Liner 'Persia' und 'Scotia' waren die letzten
Schnelldampfer mit Schaufelrädern auf dem Nord-Atlantik (1856 bis 1872).
Dann setzten sich die Schraubenschiffe durch. Die White Star Line
baute die 'Adriatic', die 'Britannic' und die 'Germanic'. Die Inman Line
die 'City of Brussels' und die 'City of Berlin' (siehe Marke). Die Dampfmaschine
der 'City of Berlin' leistete 3200 PS. Mit einer Schraube fuhr das Schiff 14kn und
gewann damit 1875 das 'Blaue Band'.
Die Länge betrug 158m, Breite 13.5m, BRT 5491. Als erster Dampfer
erhielt das Schiff 1879
elektrische Innenbeleuchtung.
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Die 'City of New York' und das Schwesterschiff 'City of Paris' (Marke) wurden beide
1888 für die Inman Line gebaut. Sie waren die
ersten Doppelschrauben-Schnelldampfer
der Welt. Sie fuhren in sechs Tagen über den Atlantik mit einer Durchschnittsfahrt
von 20 Knoten. Beide waren Träger des 'Blauen Bandes'. Die Daten: Länge
170m, Breite 19,3m, BRT 10499, 18500 PS, drei Schornsteine, 1740 Passagiere in drei
Klassen.
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Die 'Turbinia' war das erste Turbinenschiff
der Welt, also das erste Dampfschiff,
das nicht durch eine Dampf(kolben)maschine, sondern durch eine Dampfturbine angetrieben wurde.
Es wurde 1894 unter Leitung des Dampfturbinen-Erfinders Charles Parsons gebaut.
Seine 3stufige Dampfturbine mit drei Propellerwellen leistete 960 PS und brachte sein 30m langes
Schiff auf 34,5 kn.
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Die 'Lusitania' wurde von 1904 bis 1907 für die Cunard Line gebaut. Das Schiff erhielt vier
Dampfturbinen und vier Schrauben.
Mit einer leistung von maximal 76.000 PS konnte das Schiff 28kn laufen.
Die "Lusitania" sollte das Blaue Band von den deutschen Schnelldampfern zurückgewinnen und
dies gelang auch.
Zwischen 1907 bis 1909 verbesserte die "Lusitania" die Bestmarke viermal nacheinander.
Sie war auch der erste Liner überhaupt, der die Atlantiküberquerung in weniger
als fünf Tagen absolvierte.
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Der deutsche Ingenieur Rudolf Diesel erfand um 1892 den nach ihm benannten Dieselmotor.
Bei diesem Motor wird eine Selbstzündung des eingespritzten Kraftstoffes erreicht. Das geschieht
durch komprimieren der erhitzten Verbrennungsluft.
Dieselmotore werden heute hauptsächlich zur Erzeugung des Bordstromes, besonders bei Liegezeiten im
Hafen, eingesetzt.
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Die dänische 'Selandia' war 1912
das erste hochseefähige Motorschiff
der Welt. Auf ihrer Jungfernreise nach Japan legte sie 22000 Meilen zurück.
Die 'Selandia' gehörte zur dänischen East Asiatic Company, die schon lange von
der Überlegenheit des Dieselmotors über die Dampfmaschine überzeugt war.
Das Schiff hatte zwei Viertakt-Dieselmotoren mit 1250 PS und zwei Schrauben. Damit
wurden 11 bis 12 Knoten erreicht. Die Länge betrug 117m, Breite 16m, Tiefgang 9m,
BRT 4964, Bauwerft Burmeister und Wain, Kopenhagen.
Hinweis: Das Schiff hat keinen Schornstein mehr, nur ein Auspuffrohr bei einem Mast.
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Die amerikanische 'United States' war das
schnellste zivile Schiff der Welt.
Es wurde als Passagierschiff (2000 Passagiere) mit eventueller Nutzung als
Truppentransporter (14000 Soldaten) 1951 gebaut.
Es hatte 4 Dampf-Getriebeturbinen die
maximal 27000 PS auf die vier Schrauben leisteten. Die Maximalgeschwindigkeit lag
bei 42kn, die Dienstgeschwindigkeit bei 36kn. 1952 errang die 'United States' das
'Blaue Band'.
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Ihre schnellste Atlantikpassage dauerte 3 Tagen, 10 Stunden und 40 Minuten
von Ambrose Feuerschiff bis zum Bishop Rock Leuchtturm.
Einige Daten: Länge 302m,
Breite 31m, Tiefgang 11m, BRT 53329, 16 Decks, Inneneinrichtung aus unbrennbarem Material.
Das Schiff wurde 1969 aufgelegt, war zeitweise Lazarettschiff, dann wurde es mehrfach zwischen
verschiedenen Gesellschaften verkauft. Das aufgelegte Schiff befindet sich seit 1996 im Hafen
von Philadelphia.
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'Atomar' bzw. 'nuclear' angetriebene Schiffe haben einen Kernenergie-Reaktor zur Dampferzeugung
für den Turbinenantrieb.
Das amerikanische U-Boot 'Nautilus' war das erste Schiff der Welt
mit Kernkraftantrieb. 1954 wurde es in den
Dienst gestellt. Kernenergiereaktoren brauchen keinen Sauerstoff, eignen sich also
daher für lange Unterwasserfahrten mit hoher Geschwindigkeit (30kn). So tauchte die
'Nautilus' unter dem Eis der Arktis hindurch (siehe Marke).
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Heute fahren viele U-Boote und Eisbrecher mit nuklearem Antrieb. Auf der Marke ist der
russische Atom-Eisbrecher 'Arktika' abgebildet.
Bei den Handelsschiffen ('Savannah', 'Mutsu', 'Otto Hahn')
hat sich der Antrieb nicht durchgesetzt. Siehe Seemotive's
Seite über die Atom-Frachter.
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Zeit ist Geld. Was tut man nicht alles um die Geschwindigkeit zu steigern. So auch in der
Schiffahrt. Auf beiden Marken sind Tragflächenboote
abgebildet, auch Tragflügelboote genannt.
Bei der Profilform der Tragflächen wirken die Strömungsgesetze wie bei
einem Flugzeug. Ab einer gewissen Stellung und Geschwindigkeit wird ein Unterdruck
erzeugt der das Boot aus dem Wasser hebt. Dadurch wird der Reibungswiderstand geringer,
das Boot fährt schneller.
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Ebenso ist es bei dem Doppelrumpfboot (Katamaran, rechts oben).
Die gesamte Unterwasser-Oberfläche ist geringer als bei einem normalen Boot, also
auch weniger Widerstand, also auch höhere Fahrt.
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Hier noch einige Weiterentwicklungen zum schnellen 'Überwasser-Fliegen'.
Dabei auch der Wasserstrahlantrieb (water jet propulsion),
der Wasser unter dem Rumpf ansaugt und über bewegliche
Düsen am Heck wieder ausstößt. Er eignet sich für hohe Geschwin digkeiten.
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Der Voith-Schneider Antrieb
wurde 1929 von dem Österreicher Ernst Schneider
erfunden und von der Firma Voith weiterentwickelt. Es handelt sich dabei um
Propellerflügel, die auf einer drehbaren Scheibe angebracht sind und
Schwingbewegungen ausführen. Man kann damit Vortrieb erzeugen und gleichzeitig
das Schiff steuern, es ist praktisch auf der Stelle drehbar.
Moderne Hafenschlepper (u.a. in Hamburg) fahren heute mit diesem Antrieb.
Dabei liegt der Antrieb unter dem Vorschiff (!) um einen optimalen Trossenzug
zu erreichen. Einige Schlepper haben zwei Antriebe, unter dem Vorschiff und
unter dem Heck.
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Ein Luftkissenschiff gleitet auf einem Druckluftpolster über das
Wasser dahin. Ob es nun ein Flugzeug oder ein Schiff ist, ist umstritten. Unter den vielen Erfindern
ist der Schwede Carl Gustav de Laval (1883) und der Engländer Cristopher
S. Cockerill (1950) zu nennen. Die bei der britischen Hovercraft Corporation gebauten
Fahrzeuge sind die größten der Welt. Die 54.4m langen 'Schiffe' erreichen
150 km/h und transportieren 416 Passagiere und 55 Autos. Sie sind als Fähren im
Englischen Kanal im Einsatz. Weltweit sind im Passagierverkehr in ca. 20 Ländern
über 100 verschiedene Versionen in Betrieb.
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Es wurden und werden immer wieder neue Schiffspropeller entworfen und Um- bzw. Anbauten für die
Schrauben gefertigt. Ein Beispiel ist der
Schottel Propeller mit einer Kort Düse.
Der Propeller befindet sich an einer drehbaren Gondel und dient so auch als Steuereinheit.
Eine Kortdüse ist ein konisch zulaufender Ring, der den Propeller eines Schiffes umgibt.
So weden Strömungsverluste an den Enden der Propellerblätter reduziert und ein höherer Massenstrom
erzeugt.
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Der angeblich größte Schiffspropeller hat 10,4 Meter im Durchmesser und wiegt 120 Tonnen.
Er wurde in Deutschland für ein riesiges Containerschiff gefertigt.
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Die neueste Entwicklung bei der Antriebstechnik ist der Azipod (Azimuth Podded Drive).
Dabei handelt es sich um eine Gondel, die am Heck unter dem Schiff hängt und einen
Elektromotor mit einem Propeller enthält. Die ganze Gondel ist um 360 Grad drehbar,
sie wird also auch als Steuer genutzt. Die Schiffe haben also kein Ruderblatt mehr,
keine Rudermaschine. Im kleinen Maschinenraum stehen nur noch
Dieselgeneratoren die Strom erzeugen, also auch eine Gewichtsersparnis.
Die lange Schraubenwelle mit Wellentunnel entfällt,
also weniger Lärm, weniger Vibrationen, mehr Platz für die Ladung.
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Der Antrieb wurde seit 1989 von der Kvaener Masa-Yards und ABB Industry of Finnland
entwickelt. Er ist bereits bei mehreren Kreuzfahrtschiffen im Einsatz sowie bei einigen Eisbrechern.
Auf der Marke ist die 'Queen Mary 2" abgebildet. Das Schiff hat einen elektrischen Antrieb für vier
Propellergondeln. Sie leisten 116.927 PS für eine Geschwindigkeit von 30 kn.
Auf der Brücke werden die Gondeln mit einem 'Joystick' gesteuert.
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In mehreren Ländern wurde/wird am sogenanten AIP-Boot gebastelt.
AIP steht für 'Air Independent Propulsion',
also ein Antrieb unabhängig von der Luft.
Auf der Marke sehen wir ein in Deutschland gebautes U-Boot von den Kieler Howaldtswerken.
Der Antrieb arbeitet mit Brennstoffzellen, die in einem chemischen Verfahren Strom
für einen Elektromotor produzieren.
Vorteil dieses Antriebes: Extrem leise und das Boot kann lange unter Wasser eingesetzt werden.
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Am 1. Januar 2015 wurde in den Emissionskontrollgebieten (Emission Control Areas, ECA) Nord- und Ostsee
sowie Nordamerika und der Karibik der maximal zulässige Schwefelgehalt in Schiffsbrennstoffen von
1,0 auf 0,1 Prozent gesenkt.
Die Schifffahrt musste also bei dem üblichen Brennstoff Schweröl neue Filter (teure Scrubber) einbauen oder
auf Dieselbrennstoff umstellen. Eine weitere Alternative war / ist der Einsatz von Erdgas als Brennstoff.
Er wird in Form von Flüssiggas (Liquified Natural Gas, LNG) gebunkert.
Erdgas wird durch Kühlung auf -162 °C verflüssigt und bewirkt dadurch eine erhebliche Volumenverringerung (LNG: 1/600).
Leider fehlte es 2016 an einer flächendeckenden Infrastruktur an LNG-Bunkerstationen.
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Wir kennen doch alle die 'Cable Car' in San Francisco. Eine ähnliche Technik
hat es auch auf europäischen Flüssen gegeben! Allerdings klammert sich
die 'Cable Car' an einem laufenden Kabel fest.
Ein 'Kettendampfer' zieht sich an einer im Fluß liegenden langen Kette gegen den Strom
vorwärts. Die Kette wird dabei über Winden mit Maschinenkraft eingezogen.
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Von 1866 bis 1892 waren auf der Elbe verschiedene Gesellschaften mit Kettenschleppschiffen
tätig. Sie waren besonders in seichten, flachen Flüssen mit viel Treibgut
den Rad- und Schraubenschiffen überlegen.
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Eine Marke des Passagierdampfers 'Titanic'. Sie hatte eine Maschine mit 46000 PS,
3 Schrauben und erreichte eine Spitzengeschwindigkeit von 23 bis 24 kn.
Sehen Sie auch unsere
Seite über die Titanic Katastrophe.
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