Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH - SVA


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Geförderte Projekte: 6


Validierung der Prognoseverfahren für Schiffe mit tiefgetauchten Waterjets


Modell eines Windfarm Support Vessels mit tiefgetauchtem Waterjet; © Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH
Modell eines Windfarm Support Vessels mit tiefgetauchtem Waterjet; © Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH

Projektidee

Gesamtziel des Vorhabens war die Validierung der Prognoseverfahren für Schiffe mit tiefgetauchten Waterjets (TWJ). Der tiefgetauchte Waterjet ist ein neuartiges Antriebssystem für schnelle Schiffe sowie Schiffe mit Tiefgangsbeschränkungen. Erfahrungen zur Integration der tiefgetauchten Waterjets in das Hinterschiff, zu den Propulsionskennwerten (effektiver Nachstrom, Sog, Gütegrad des Schiffes, Gütegrad der Anordnung, Wirkungsgrad des TWJ am Schiff) sowie zur Propulsionsprognose (Maßstabseinflüsse) lagen vor der Bearbeitung des FuE-Vorhabens nicht vor. Im Rahmen der erstmaligen Erprobung des Prototyps eines Voith Linear Jets (VLJ) an einem Windfarm Support Vessel (WSV) bestand die Möglichkeit der Durchführung von Großausführungsmessungen. Durch den Vergleich der Ergebnisse der Großausführungs- und Modellmessungen sollten die Maßstabseffekte an Schiffen mit tiefgetauchten Waterjets ermittelt werden. Schwerpunkt war dabei die überprüfung der bestehenden Propulsionsprognoseverfahren sowie die überprüfung der Versuchsdurchführung. Durch die Einbeziehung von CFD Berechnungen im Modell- und Großausführungsmaßstab sollten die Maßstabseffekte im Detail analysiert werden.

Kundennutzen

Der tiefgetauchte Waterjet (TWJ) ist ein neuartiges Antriebssystem für schnelle Schiffe und Schiffe mit einer hohen Leistungsdichte am Antriebssystem.
Die Analyse der Modellversuche, Berechnungen und Großausführungsmessungen für das Windfarm Support Vessel im FuE-Vorhaben zeigt folgende Aspekte:

  • Die Freifahrtwirkungsgrade der TWJ-Varianten liegen im Bereich konventioneller Propeller oder darüber, wenn im Entwurf eine hohe Kavitationsgefährdung beachtet werden muss.
  • Mit dem TWJ kann der gesamte verfügbare Bereich zwischen Basis und Rumpf für das Propulsionssystem ausgenutzt werden.
  • Im Vergleich zum Propeller kann bei gleicher Drehzahl der Durchmesser verringert bzw. bei gleichem Durchmesser die Drehzahl reduziert werden. Dadurch ergeben sich u. a. Anwendungspotenziale für Schiffe mit geringem Tiefgang und Schiffe mit hoher Kavitationsgefährung der Propeller (Erosionsgefahr).
Die Untersuchungen im FuE-Vorhaben waren ein wichtiger Beitrag zur Entwicklung des Propulsionssystems Voith Linear Jet (VLJ). Die Inbetriebnahme und Erprobung des Prototyps am Windfarm Support Vessel „Trearddur Bay„ ist ein wichtiger Meilenstein zur weiteren Integration von TWJs in die Fertigung von schnellen Schiffen (Offshore Support Vessel, Yachten).

Ausblick

Im Rahmen des Betriebes des Windfarm Support Vessel „Trearddur Bay„ werden zur Zeit Erkenntnisse und Erfahrungen gesammelt, die sowohl in die Konstruktion zukünftiger Antriebssysteme und Schiffe wie auch in die numerischen und experimentellen Verfahren zur Entwicklung von tiefgetauchen Waterjets einfliessen. Auf der Basis der Betriebserfahrungen sollen weitere Aufträge für Schiffe mit tiefgetauchen Waterjets akquiriert werden. Im FuE-Vorhaben wurde deutlich, dass die Berechnungen und Versuche für Schiffe mit tiefgetauchen Waterjets sehr anspruchsvoll sind. Weitere Arbeiten sind notwendig, um die Prognosegenauigkeit zu verbessern. Die Empfehlungen zum Entwurf von Schiffen mit tiefgetauchten Waterjets und zur Durchführung und Auswertung von Experimenten mit diesen Schiffen müssen propagiert und in die Praxis umgesetzt werden.

Die Vermarktung der neuen Leistung und Erkenntnisse der SVA auf dem Gebiet der tiefgetauchten Waterjets erfolgt über die ständigen Kontakte der SVA zu Werften, Reedern, Ingenieurbüros, Institute, öffentliche Einrichtungen usw. Durch die Bearbeitung des FuE-Vorhabens werden die Grundlagen für die Beratung der Industriekunden und die Bearbeitung von Entwicklungsleistungen für die Industrie deutlich verbessert.

Stand: 06.10.2015
Projektdaten aktualisiert: 31.10.2014

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