Sicheres Übersetzen in der Elbmündung

08.06.2017 | Text: Dipl.-Ing Peter Pospiech | Bilder: ABEKING & RASMUSSEN, Dipl.-Ing Peter Pospiech

Pilot tender, MTU engine, vessel, SWASH

Im März 2013 wurde das neuentwickelte Lotsenversetzboot EXPLORER der Lotsenbrüderschaft Elbe zur intensiven Erprobung übergeben. Bereits nach den ersten Einsätzen waren die Lotsen von dem neuen Schiffstyp angetan. Die ersten Tests dieses SWASH-Tenders erbrachten sehr gute Ergebnisse. Andreas Schoon, Geschäftsführer des Lotsbetriebsverein Cuxhaven, erinnert sich: „Die Manövriereigenschaften des Bootes sind brillant und überzeugend. Das Schiff wurde unter der Zielvorgabe, bei kurzer grober See eine sichere Lotsversetzung zum fahrenden Schiff zu ermöglichen, gebaut. Und das ist der Werft bestens gelungen“.
Rund vier Jahren erprobte der Lotsbetriebsverein das SWASH erfolgreich vor Brunsbüttel in herausforderndem Gewässer. Anfang April 2017 wurde die EXPLORER von der Explorer GmbH & Co. KG, einer Tochtergesellschaft der ABEKING & RASMUSSEN Schiffs- und Yachtwerft SE (A&R), an das Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur, BMVI, übergeben

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EXPLORER vor der Übergabe an den BMVI in der Werft in Lemwerder

Vom SWATH zum SWASH
Mehrere Jahre lang hat die weltweit bekannte Hightech-Werft A&R mit ihrer langen Yacht- und Schiffbautradition an dem SWATH-Prinzip (Small Waterplane Area Twin Hull) gearbeitet bis es serienreif war. Die Weiterentwicklung zum SWASH (Small Waterplane Area Single Hull) hatte vornehmlich wirtschaftliche Gründe: Lotsen auf der Elbe wünschten sich ein leichteres und sparsameres Versetzboot als es durch eine SWATH-Konstruktion möglich war, wollten aber nicht auf dessen positive Eigenschaften verzichten.
Die SWATH-Boote können laut A&R nicht viel kleiner als mit einer Länge von 25 Metern angeboten werden: „Ansonsten würden die tiefgehenden Rümpfe, in denen der Antrieb untergebracht ist, nicht genügend Platz für das Antriebssystem bieten“.
Die Lösung war die 20 Meter lange SWASH-Konstruktion EXPLORER mit nur einem Rumpf und zwei nach Trimaran-Art stabilisierenden Auslegern. „Die EXPLORER ist damit schneller, wendiger und vor allen Dingen sparsamer als ein SWATH-Boot“, erklärt die Werft. Das SWATH@A&R Konzept gewährleistet ein sicheres Übersteigen der Lotsen auch bei extremem Wetter. Darüber hinaus kann das von ABEKING & RASMUSSEN neu entwickelte SWASH-Fahrzeug durch seine senkrechte Auslegerbordwand sowohl seegehende Fahrzeuge als auch Fahrzeuge mit geringem Freibord, die die Höhe der Schiffswand über dem Wasserspiegel, bedienen.
A&R als Bauwerft vieler SWATH Einheiten war von den Leistungsdaten des SWASH-Konzepts als passgenaue Ergänzung für das Lotsversetzwesen vor Brunsbüttel so überzeugt, dass sie - ungewöhnlich für eine Werft – auf eigene Kosten den SWASH-Tender gebaut und dem Nutzer zur Langzeit-Erprobung zur Verfügung gestellt hat. Das Konzept SWASH ist einzigartig und wurde mit der EXPLORER erstmalig für die intensive gewerbliche Nutzung entwickelt.

Das SWATH-Konzept
Die SWATH-Technik findet ihren Einsatz überall dort, wo eine äußerst stabile Plattform für den Einsatz bei nahezu jedem Wind und Wetter gefordert ist. Dazu gehören Lotsentender und -stationsschiffe aber auch hydrographische Messschiffe, Serviceschiffe für die Offshore Industrie, Patrouillenboote und Yachten.
SWATH@A&R Lotsen-Stationsschiffe und -versetzboote sind bereits seit 1999 in der ganzen Nordsee im Einsatz

Physik am Rande
Wellenbewegungen, die an der Wasseroberfläche am heftigsten sind, nehmen mit zunehmender Tiefe ab. Je geringer die benetzte Fläche eines Schiffes ist, umso weniger Angriffsfläche haben die Wellen, die es zum Schaukeln bringen. Im Vergleich zu Katamaranen und klassischen Monohull-Rümpfen verdrängen SWATH-Boote nur einen Bruchteil des Wassers. Ein konventionell gebautes Schiff oder ein Katamaran folgt zwangsläufig jeder Wellenbewegung. Mit der SWATH-Technik ist das Verhalten bei Seegang ähnlich ruhig wie bei drei- bis viermal so großen Einrumpfschiffen.

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Gefahrlose und sichere Lotsenübernahme

Im Gegensatz zu den SWATH-Schiffen ist der eigentliche Rumpf beim SWASH-Konzept über zwei schmale Stelzen (Streben, auch Struts genannt) mit einer zigarrenförmigen Röhre unter der Wasseroberfläche verbunden. Diese Röhre sorgt für den notwendigen Auftrieb und reduziert gleichzeitig die hebenden Kräfte der Wellen. Der Auftriebskörper verjüngt sich zum Heck hin und besitzt zur weiteren Verbesserung des Seegangverhaltens zusätzlich im vorderen Bereich computergesteuerte bewegliche Stabilisierungsflossen.

Der Rumpf beinhaltet die gesamte Antriebseinheit.
Wie seine größeren Schwestern hat auch das SWASH-Schiff einen diesel-elektrischen Abtrieb. Sicherheit, Verlässlichkeit und Effizienz waren die Hauptkriterien für den tiefgehenden Einrümpfer. Und so war es nicht verwunderlich, dass sich die Werft, das BMVI sowie der Lotsbetriebsverein auf Dieselmotoren von MTU aus Friedrichshafen verständigten. Die Zielvorgabe der Lotsen an den Motorenhersteller lautete: „100-prozentige Zuverlässigkeit des Dieselmotors, 24 Stunden am Tag, auf jeder Fahrt“. Verzögerungen oder ein möglicher Ausfall würden enorme Folgekosten nach sich ziehen. Die MTU-Mitarbeiter des Büros Hamburg brauchten nicht lange überlegen: „MTU-Motoren sind darauf ausgelegt gefordert zu werden".

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In dem Auftriebskörper ist die gesamte Maschinenanlage untergebracht


In der kompakten Rumpfröhre fand der 900 Kilowatt leistende MTU-Antriebsmotor vom Typ 10V 2000 M72, sowie ein besonderer elektrischer Langsamfahrantrieb der Firma Siemens Platz. Dieser ermöglicht im Stationsbetrieb einen geringen Kraftstoffverbrauch und somit eine dauerhaft verbesserte C02 Bilanz. Der ungewöhnliche Trimaran mit einer Verdrängung von 65 Tonnen, erreicht damit eine Geschwindigkeit von fast 20 Knoten – mehr als ausreichend für das Übersetzen von Lotsen auf große Containerschiffe.

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Maschinist Nick Detlefsen in dem kompakten „Maschinenraum“ vor dem MTU-Hauptmotor

Überschüssige Diesel-Energie fließt in die Stromversorgung
Die EXPLORER bezieht ihre Antriebskraft von einem dieselelektrischen Hybridantrieb von Siemens namens EcoProp, der in dem Auftriebskörper untergebracht wurde. Dieser hat einen Diesel- und einen Elektromodus, der für jedes Fahrprofil einen wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht: Wird das Schiff von seinem MTU-Dieselmotor angetrieben, fließt nicht genutzte Energie in einen Generator, um so das gesamte Schiff mit Strom zu versorgen. Gerade bei einem Schiff wie der EXPLORER ist diese Option interessant: Lotsenboote fahren nicht stetig mit derselben Geschwindigkeit, sondern passen ihr Tempo sehr oft den momentanen Gegebenheiten an. Für Dieselmotoren ist dieses häufige Stop-and-Go eine hohe Belastung – und energiesparend ist es auch nicht.

Mit EcoProp kann der Motor trotz wechselnder Geschwindigkeiten auf einem stetigen Niveau laufen. Überschüssige Energie geht dabei nicht verloren, sondern fließt in den Generator. Das führt zu einer höheren Lebensdauer des Motors und zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch, einhergehend mit geringeren Emissionen. In die Karten spielt diesem verbesserten Energiehaushalt dabei auch die Bauweise des Schiffs: Es ist relativ leicht und liegt wegen seiner zwei seitlichen Ausleger selbst bei starkem Seegang stabil auf dem Wasser.


Elektromodus erreicht ein Drittel der Dieselgeschwindigkeit
Bei Bedarf kann der Elektromotor auch das ganze Schiff antreiben: Damit erreicht die EXPLORER immerhin noch ein Drittel ihrer sonstigen Höchstgeschwindigkeit von 20 Knoten. Damit erfüllt es auch die Sicherheitsbedingungen: Für Schiffe ist bei bestimmten Einsätzen ein redundanter Antrieb vorgeschrieben. Durch den mittig gelegenen Auftriebskörper mit seinem Antrieb hat ein SWASH-Boot jedoch nur einen Dieselmotor – die Rolle der Redundanz übernimmt bei der EXPLORER der Elektromotor. Für ihre wichtigste Aufgabe benötigt die EXPLORER allerdings weiterhin den Dieselantrieb: Die großen Containerschiffe sind auf der Elbe in der Regel mit mindestens acht Knoten unterwegs. Um dem Lotsen ein sicheres Umsteigen zu ermöglichen, muss das Lotsenboot eine Zeitlang stabil neben dem zu leitenden Schiff fahren – und dafür ist der Tender bei Elektroantrieb mit knapp sieben Knoten noch zu langsam.

DNV GL klassifizierte die EXPLORER nach DNV GL + 100 A5 HSDE RSA (200), “Transfer Vessel”, DNV GL + MC AUT, und Abeking&Rasmussen drückte dem Schiff ihre Typ-Bezeichnung in Form von SWASH@A&R auf.

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