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Änderungen im Schiffsdesign

Erstellt am: 02.09.2020 | Stand des Wissens: 10.10.2021
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn

Ein gutes Schiffsdesign ist sowohl wichtig für die Betriebssicherheit des Schiffes, das in schwerer See hohen Belastungen standhalten muss, als auch für die ökonomischen Interessen des Schiffseigners. Da das Design des Schiffsrumpfes die Manövrierfähigkeit, den Schiffswiderstand und somit den Treibstoffverbrauch und auch entscheidende Anteile der Betriebskosten eines Schiffes beeinflusst. Für das Design von autonomen oder ferngesteuerten Schiffen gelten wegen fehlender Eingriffsmöglichkeiten einer Mannschaft höhere Anforderungen an Sicherheit und Verlässlichkeit. Das Design des Schiffrumpfes muss eine größere Kursstabilität aufweisen, sodass das Verhalten des Schiffes auch in schweren Wetterlagen vorhersagbar bleibt. Insbesondere Situationen, in denen sich das Verhaltes eines Schiffes sich kaum kontrollieren lässt, wie zum Beispiel das unbeabsichtigte Surfen auf Wellen (englisch: Broaching), müssen bei Schiffen vermieden werden. Das Rumpfdesign eines unbemannten Schiffes muss ein höheres Maß an Festigkeit aufweisen, sodass beispielsweise Kollisionen mit im Wasser treibenden Gegenständen, die von Sensoren detektiert werden, ohne Schäden überstanden werden können. Durch eine Beeinflussung des Bugdesigns eines Schiffes, können Effekte wie Slamming, bei denen die Schiffstruktur des Bugs durch das Aufschlagen auf die Wasseroberfläche in schwerer See hohen Belastungen ausgesetzt ist, bei konventionellen und autonomen Schiffen reduziert werden. Gleichzeitig eröffnen unbemannte Schiffe für das Schiffsdesign in Bezug auf diese Effekte neue Möglichkeiten, da beispielsweise die Sicherheit und der Komfort einer Besatzung nicht berücksichtigt werden muss [Kous18, S. 45].

So kann für unbemannte Schiffe auf Deckshäuser sowie die Unterbringung der Crew verzichtet werden. Das Wegfallen eines Deckshauses mit der Schiffsbrücke führt sowohl zu Gewichtseinsparung als auch zur Reduzierung des Luftwiderstandes. Da bei bemannten Schiffen die Schiffsbrücke immer eine freie Sicht auf den Schiffsbug haben muss, erhebt sich diese über die Schiffsbeladung, wodurch sich der Luftwiederstand des Schiffes erhöht. Durch den Wegfall der Decksaufbauten ist eine Treibstoffeinsparung von bis zu sechs Prozent möglich. Gleichzeitig kann durch den Verzicht des Deckshauses mehr Ladung transportiert werden [SMN18]. Durch einen unbemannten Betrieb fallen nicht nur die Besatzungsunterkünfte, sondern auch der Energie- und Frischwasser-bedarf der Besatzung weg, sodass das Schiff leichter wird, weniger Energie verbraucht und so im Vergleich zu konventionellen Schiffen auf den gleichen Strecken weniger Treibstoff benötigt [Kous18, S. 15].
Mogliche Designanderungen bei autonomen Schiffen.pngAbb. 1: Mögliche Designänderungen bei autonomen Schiffen (eigene Darstellung)
In Abbildung 1 sind am Beispiel eines schematischen Containerschiffes die verschiedenen Bereiche gekennzeichnet, die sich bezüglich des Designs in Abhängigkeit des Autonomisierungsgrades eines Schiffes ändern können. Hier ist der Verzicht auf das Deckshaus sowie der Versorgungstanks für eine Schiffscrew bei unbemannten Schiffen und die Änderung bezüglich Antrieb (Redundanz und Ausfallsicherheit) und Rumpfform und -stabilität zu nennen.
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Nutzen und Herausforderungen der autonomen Schifffahrt (Stand des Wissens: 27.10.2021)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?512542
Literatur
[Kous18] Kourosh Koushan Ship Design Aspects of Unmanned and Autonomous Vessels, 2018
[SMN18] Torgeir Willumsen,, Vogt Simonsen A commercial reality check for autonomous shipping in 2018 , 2018/03/06
Glossar
Betriebskosten
Betriebskosten sind laufende Aufwendungen, die im Zusammenhang mit der Erbringung von Verkehrsleistungen entstehen. Hierzu zählen zum Beispiel Aufwendungen für Energie, Personal, oder Infrastrukturnutzung.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?512916

Gedruckt am Freitag, 12. August 2022 11:58:55