AA) Neue Technologie Schiffe gleiten über Teppiche aus Luftbläschen

A) NYK Finds Air Bubbles Significantly Reduce Ship Resistance [REPORT] B) Neuer Nano-Lack soll Muschelbewuchs an Schiffsrümpfen verhindern   Forscher entwickeln neue Technologien, um den Treibstoffverbrauch von Kreuzfahrtschiffen und Frachtern zu senken: Winzige Luftbläschen am Schiffsrumpf reduzieren die Reibung mit dem Wasser. Von Angelika Hillmer Welt online   http://www.welt.de/wissenschaft/article108128813/Schiffe-gleiten-ueber-Teppiche-aus-Luftblaeschen.html © Infografik Welt Online Forscher entwickeln neue Oberflächen, die dauerhaft unter Wasser Luft halten – damit soll der Reibungsverlust deutlich gesenkt werden Bild teilen   Winzige Luftbläschen am Schiffsrumpf reduzieren die Reibung mit dem Wasser und könnten so der Schifffahrt helfen, Treibstoff zu sparen. Deshalb arbeiten Wissenschaftler aus Hochschulen und der Industrie daran, großen Frachtern und Passagierschiffen Luftteppiche auszurollen. Das Kreuzfahrtunternehmen Aida Cruises lässt seine beiden Neubauten mit entsprechenden Systemen ausrüsten.

Reibungsverluste bis zu 70 Prozent

In der Schifffahrt geht ein Großteil der Antriebsenergie durch die Reibung des Wassers am Schiffsrumpf verloren — bei Containerschiffen sind es gut 50, es können aber bis zu 70 Prozent Reibungsverluste auftreten. Reibt sich statt des Stahlrumpfes dagegen Luft mit dem Wasser, so senkt das die Verluste in einer Größenordnung von zehn Prozent. Dies könnte den Reedereien in Zeiten steigender Treibstoffkosten und Diskussionen über Abgaben für die Kohlendioxid-Emissionen der internationalen Schifffahrt maßgeblich helfen. Zwei technische Ansätze sollen in Zukunft Schiffsrümpfe in Luft hüllen. Beim ersten sprudeln an speziellen Auslässen an der Rumpfunterseite Luftbläschen heraus, die zuvor von einem Kompressor erzeugt werden.  

NYK Finds Air Bubbles Significantly Reduce Ship Resistance [REPORT]

By gCaptain Staff On July 11, 2012

 

Image courtesy NYK Lines

Post World War II, warships began to experiment with a system called Prairie-Masker which expelled bubbles through the hull and propellor blade tips in an effort to mask the acoustic signature of the ship’s machinery as a defense from submarines.  In the process, they also found that these bubbles increased the efficiency of the hull as it move through the water.

Japan’s Nippon Yusen Kaisha and two NYK Group companies, the Monohakobi Technology Institute (MTI) and NYK-Hinode Line Ltd., have completed two years of experiments on the air-lubrication systems installed on two of the group’s module carriers, Yamato and Yamatai, and resultantly confirmed an average 6 percent reduction in CO2 emissions during actual sea passage.

The air-lubrication system effectively reduces the frictional resistance between a vessel’s bottom and the seawater by means of bubbles generated by supplying air to the vessel’s bottom. In fact, this was the world’s first permanent installation of a system using an air-blower. The system was installed on the two vessels when they were built, and the experiments were conducted during actual sea passage. This project has been subsidized through Japan’s Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism’s “Support for Technology Development from Marine Vessels for Curtailing CO2” project from fiscal 2009, and has also been supported by the ship classification society Nippon Kaiji Kyokai (ClassNK).

The experiments were designed to verify fuel reduction, examine the behavior of the air bubbles supplied to the vessel bottom under various operational and sea conditions, confirm the relationship between the amount of air supplied and its effect, and validate CO2 reduction.

After reviewing the data obtained by the two vessels for two years under various weather and sea conditions, the optimal control mode of how the bubbles behave in actual sea conditions was confirmed. Compared to the 10 percent reduction measured during sea trials, the reduction of CO2 emissions was confirmed to average 6 percent under various weather and sea conditions. This project was done as a challenge toward the world’s first permanent installation of such a system, and we are proud to have confirmed such meaningful energy savings during actual sea voyages.

The project has been completed, but NYK, MTI, and NYK-Hinode Line will continue to conduct performance analyses on actual vessels and device reviews during dry docks to achieve optimal operation. At the same time, the NYK Group will strive to install the system on other types of vessels for greater energy-saving operations.


Related Articles:

  1. Resistance is Futile. Dockwise Launches Offer for Remaining Shares of Fairstar
  2. IMO’s Work to Reduce Greenhouse Gas Emissions from International Shipping – Q&A
  3. The Bubble Ship – Mitsubishi’s New Green Ship Technology
  4. Nambia Finds Lost Treasure Ship
  5. An Yue Jiang – The Ship Of Shame Finds A Berth

About The Author

gCaptain Staff

gCaptain is the top-visited maritime and offshore industry news blog in the world. Since 2006, gCaptain has proven to be a highly effective platform for information sharing and source for up-to-date and relevant news for industry professionals worldwide.

Visit Authors Website →

Luxus auf dem Wasser Das sind die neuen Kreuzfahrtschiffe 2012   In Wilhelmshaven entsteht tidenunabhängiger Hafen

Blasenteppich für Kreuzfahrtriesen

Der Blasenteppich umströmt dann den Rumpf und reduziert so die Reibung. Dieses Prinzip wurde für Binnenschiffe bereits 2005 in Deutschland patentiert. Der japanische Hersteller Mitsubishi Heavy Industries (MHI) hat die Technik für Seeschiffe entwickelt und wendet sie nun erstmals bei den Aida-Neubauten an. Die jeweils 3250 Passagiere fassenden Kreuzfahrtriesen sollen im Frühjahr 2015 und 2016 ausgeliefert werden. "Strömungsoptimierte Rumpf- und Propellerdesigns können den Energiebedarf unserer Schiffe noch um ein paar Prozentpunkte senken, doch das größere Potenzial sehen wir bei der Verringerung der Reibung", sagt die Aida-Sprecherin Kathrin Heitmann. MHI habe vertraglich zugesichert, dass die Luftblasentechnik den Treibstoffverbrauch um sieben Prozent senken wird. In welcher Höhe die Einsparungen tatsächlich liegen, werden aber erst Probefahrten mit den fertigen Schiffen zeigen. Professor Mustafa Abdel-Maksoud, der Leiter des Instituts für Fluiddynamik und Schiffstheorie an der Technischen Universität Hamburg-Harburg, ist allerdings weniger optimistisch: "Die Luftblasentechnik ist schon länger bekannt, die eingesetzten Kompressoren verbrauchen viel Energie. Das muss in die Energiebilanz eingerechnet werden. Vor diesem Hintergrund halte ich das Einsparziel von minus sieben Prozent für etwas gewagt." Außerdem funktioniere diese Technik nur bei wenig Wellengang und lediglich für flache Schiffsrümpfe — "bei einer V-Form haben Sie keine Chance, da entweichen die Blasen sofort".

Entwickler orientieren sich an Schwimmfarn

Seit einigen Jahren verfolgen die Entwickler noch einen zweiten Ansatz für die Erzeugung einer Lufthülle. Dieser orientiert sich an Vorbildern aus der Natur, vor allem am Schwimmfarn der Art Salvinia molesta. Diese unscheinbare Pflanze kann an der Oberfläche von langsam fließenden oder stehenden Gewässern dichte Teppiche bilden und damit schnell zur Plage werden. Aber sie hat auch ihre guten Seiten: So zeigte sie Wissenschaftlern der Universitäten Rostock, Bonn und Karlsruhe, wie man im Wasser schwimmt, ohne nass zu werden — denn der Farn umgibt sich mit einer silbrig schimmernden Luftblasenhülle. Das gelingt der Pflanze durch eine besondere Oberfläche: Ihre winzig kleinen, schneebesenartigen Härchen sind hydrophob (Wasser abweisend) und halten das Nass auf Distanz. Der Raum zwischen den Härchen ist dadurch mit Luft gefüllt. Die äußersten Spitzen des "Schneebesens" sind dagegen hydrophil, Wasser anziehend. Sie binden die Wassermoleküle an sich und sorgen so dafür, dass die Luft zwischen den Härchen nicht entweichen kann.

Spezialanstriche könnten ähnlich wirken

Gelänge es, dieses Prinzip mithilfe von Spezialanstrichen auf Schiffsrümpfe zu übertragen, so ließe sich auch hier der Reibungsverlust um zehn Prozent reduzieren, betonten die Wissenschaftler bei der Präsentation ihrer Forschungsergebnisse im Mai 2011. Es sei bereits seit einiger Zeit möglich, Oberflächen zu konstruieren, die ähnlich wie die Blätter des Schwimmfarns eine Luftschicht um sich herum bilden, wenn sie in Wasser getaucht werden. Allerdings sei diese Luftschicht so instabil, dass sie spätestens nach einigen Stunden verschwindet, hieß es damals. Das Ziel lautet jedoch, Oberflächen zu schaffen, die in der Lage sind, ihre Lufthülle über einen Zeitraum von mehreren Monaten zu behalten. "Es gelingt uns inzwischen, technische Oberflächen zu bauen, die dauerhaft unter Wasser Luft halten", sagt Projektpartner Professor Wilhelm Barthlott von der Universität Bonn, der Entdecker des Lotuseffekts für selbstreinigende Oberflächen.

Marktfähige Produkte bereits in der Entwicklung

Während diese von Lotusblättern abgekupferte Technik inzwischen in zahlreichen Produkten, vor allem in Farben steckt, gebe es Anstriche, die Luftpolster schaffen, bislang nur als Prototypen im Labormaßstab, sagt Barthlott. Etwa eine Handvoll Unternehmen sei nun dabei, marktfähige Produkte zu entwickeln. Der Bonner Pflanzenkundler hält die Oberflächengestaltung nach dem Prinzip des Schwimmfarns für interessanter als die "sehr energieaufwendige" Luftblasenteppich-Produktion mittels Kompressoren. In drei Jahren könnte das erste der beiden Aida-Schiffe demonstrieren, dass auch dieser Weg keine Luftnummer ist. Einen sofort umsetzbaren Weg, Energie durch geringere Reibungsverluste zu sparen, nennt der Harburger Schiffstechniker Abdel-Maksoud: "Die Schiffe müssen sauber gebaut werden. Jede schlechte Schweißnaht bietet dem Wasser zusätzlichen Widerstand. Das kann den Treibstoffverbrauch um bis zu drei Prozent erhöhen. Dadurch kann der Preisvorteil, den Billigwerften etwa in China bieten, schnell aufgezehrt sein. Viele Reedereien berücksichtigen das leider nicht."

B) Neuer Nano-Lack soll Muschelbewuchs an Schiffsrümpfen verhindern

09.07.2012, 16:02 Uhr | dapd

Mit einem neuartigen und umweltfreundlichen Schiffsanstrich hoffen Forscher jahrhundertealte Probleme mit zerstörendem Muschel-, Algen- und Bakterienbewuchs an Schiffsrümpfen zu lösen. Zu einem ersten Praxistest wurde am Montag in Barth ein Dienstboot der Rostocker Fischereiaufsicht zu Wasser gelassen, auf dessen Unterwasserschiff die neue Antifouling-Beschichtung aufgetragen wurde. Der neue Farbbelag für künftige Energiesparschiffe werde in den nächsten Monaten unter anderem auf Wirksamkeit, Seewasserbeständigkeit und Kälterestistenz getestet, sagte Werft-Geschäftsführer Sebastian Kunsch.

Im Unterschied zu bisherigen, teilweise schon wieder verbotenen Antifouling-Farben enthält das neue, aus feinsten Nanofüllstoffen bestehende Schichtsystem keine Giftstoffe auf Zinn- und Kupferbasis. Es handle sich um einen elektrisch leitfähigen Unterwasserlack, der einen organischen Bewuchs verhindere, sagte Kunsch.

Entwickelt wurde der innovative Anstrich in Kooperation von neun deutschen Firmen und Forschungseinrichtungen, wie Projektleiter Manfred Füting vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Halle mitteilte. An dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt "Gesteuertes Antifoulingschichtsystem aus Nanokompositen für die Schifffahrt" (GANaS) arbeiten auch Experten des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Magdeburg, der saarländischen Firma Nana Tech Coating, des Hallenser Unternehmens Biotechnic sowie der bioplan GmbH aus Nienhagen.

Auch Einsatz in anderen Bereichen denkbar

In den vergangenen dreieinhalb Jahren hatten die Forscher bereits mehrere Testtafeln mit den neuen Lackstrukturen überzogen und in Laboren sowie unter Meerwasserbedingungen in der Ostsee erprobt. "Mit dem abschließenden Schiffseinsatz wollen wir die Systeme für Nachfolgeprojekte und klassische Verfahren für die industrielle Konservierung großer Schiffskörper optimieren", sagte Entwicklungschef Uwe Spohn. Zudem werde geprüft, inwiefern das neue Antifoulingsystem auch in der Kühl- und Klimatechnik sowie in der Trinkwasseraufbereitung Anwendung finden könnten.

Seepocken, Mies- und Entenmuscheln siedeln sich selbst an sehr glatten Flächen im Unterwasserbereich von Seeschiffen an. Dank spezieller Saugwirkungen ihrer Fußscheiben oder starker Klebstoffe können sie auch mit massiven mechanischen Verfahren nur sehr schlecht vom Schiffsrumpf gelöst werden. Der Bewuchs führt zu einer enormen Gewichtszunahme der Schiffe. Durch den erhöhten Strömungswiderstand werden die Schiffe außerdem langsamer oder müssen mit höheren Treibstoffverbrauch bewegt werden. Zudem wird der Schiffsrumpf im Laufe der Jahre beschädigt.

    x
Dieser Eintrag wurde veröffentlicht in Schifffahrt News, Der Kanal, Entwicklung Containerschifffahrt von 2006 - 2017, Queen Mary II, Schifffahrt, Aktuelle News von g.goettling. Permanenter Link des Eintrags.

Über g.goettling

1953 das Licht der Welt in Stuttgart erblickt bis 1962 Stuttgart ab 1963 bis 1970 Bayerrn ( genauer Mittelfranken Lauf/Peg.) Schule ab 1970 Norden Lehrjahre sind keine Herrenjahre Matrose HAPAG 1976 AK 19 86 AM FHSR ( heute STW 95 unbeschränkt) 1992 -1997 Staukoordinator Abteilungleiter Reedereien Rheintainer Transglobe 1997 - Schleusenmeister, den es immer noch seefahrtsmässig in den Finger juckt, wenn er seine Kollegen fahren sieht, inzwischen auch wieder selbst fährt übergangsweise Fähre und ehrenamtlich Dampfschlepper Hamburger Hafen Museumshafen Övelgönne

Ein Gedanke zu “AA) Neue Technologie Schiffe gleiten über Teppiche aus Luftbläschen

  1. Pingback: Passagierschiffe WORLD | INFO-BARELLS.COM

Die Kommentarfunktion ist geschlossen.