Zusammenfassung
Bei seiner Fahrt durch das Wasser muss das Schiff gegen Wind und Wellen arbeiten. Das Wasser am Unterwasserschiff sowie die Luft am Überwasserschiff bewirken durch ihr Strömungsverhalten Reibungswiderstände am Schiffskörper, die letztlich durch die Antriebsanlage zu überbrücken sind. Die Dimensionierung und Auslegung dieser Anlage und insbesondere des Leistungserzeugers (s. a. Abb. 5.1) ist vom Schiffswiderstand abhängig.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Notes
- 1.
Fregattenkapitän Sauerborn im Rahmen eines Vortrages an der Führungsakademie der Bundeswehr am 14.01.2010 in Hamburg.
- 2.
Die Betriebskosten setzen sich neben den Treibstoffkosten u. a. aus Heuer für die Mannschaft, Abzahlung von Krediten, Reperatur- und Wartungskosten, Vertragsstrafen bei verspäteter Lieferung und vielem mehr zusammen; vertiefend hierzu [54].
- 3.
Was im Einzelfall hierbei möglich ist, ist von vielen Faktoren abhängig, wie z. B. das vorgesehene Fahrtgebiet (so beschränkt allein ein Durchfahren des Panamakanals die Ausmaße eines Schiffes) aber auch letztlich der Investitionswille des Reeders.
- 4.
Bei jeder Verbrennung entsteht u. a. das klimarelevante Gas CO2.
- 5.
S. Abschn. 5.2.3.
- 6.
Aus dem engl. resistance.
- 7.
Allgemein auch Strömungswiderstand genannt.
- 8.
Meier-Peter in [18, S. 354]; daneben gibt es häufig auch vereinfachte Ansätze, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll.
- 9.
Ebd., S. 356.
- 10.
Ebd., S. 356.
- 11.
Ebd., S. 356 f.
- 12.
Ebd., S. 354.
- 13.
Frischwasser bei 20 °C 1000, Seewasser bei 20 °C etwa 1026 kg/m3.
- 14.
Turbulente Strömung = wirbelige Strömung; laminare Strömung = die Stromlinien verlaufen parallel zur Hauptbewegung.
- 15.
Bei großen Schiffe liegen die Reynoldszahlen im Bereich bis zu 109.
- 16.
Vertiefend dazu Eck in [6, Band I, S. 322, sowie S. 300 ff.].
- 17.
Bei 10 °C etwa 1,3 × 10–6 m2/s.
- 18.
Satz von der Erhaltung der Energie. Die B.-G. besagt, dass in einer stationären Strömung die Summe aus statischem und dynamischem Druck konstant ist und dem Gesamtdruck der ruhenden Flüssigkeit entspricht; näheres dazu [20, S. 108].
- 19.
Meier-Peter in [18, S. 355].
- 20.
Näheres dazu Eck in [6, Band I, S. 326]; sie liegt im Allgemeinen zw. 0,20 und 0,35.
- 21.
In der Literatur wird als Gesamtwiderstandsbeiwert für heutige Schiffe ein C-Wert zwischen 0,03 und 0,05 angegeben (vgl. a. [27]).
- 22.
Alle üblichen Schiffe der Großschifffahrt wie Passagierschiffe, Frachter etc.
- 23.
1 kn = 1 Knoten entspricht 1,852 km/h.
- 24.
1 sm = 1 Seemeile = 1,852 km.
- 25.
- 26.
Meier-Peter, H., in [18, S. 357].
- 27.
Siehe auch [48].
- 28.
Der niedrige Ansatz von RZ und RL beruht zum einen darauf, dass dieses Schiff keine Ruderblätter für Steuerbewegungen hat, sondern mit Propellern versehene um 360° drehbare Gondeln; zum anderen dürfte der geringe Luftwiderstand aufgrund der doch ziemlich strömungstechnisch optimal gestalteten Aufbauten gerechtfertigt sein; ferner Eck in [6, Band I, S. 326].
- 29.
Aus [6, Band I, S. 324] für Re-empfindliche Körperform.
- 30.
Das ist ein realistischer Wert – die TITANIC hatte einen Widerstandsbeiwert von C = 0,3; vielfach wird für überschlägige Berechnungen nur nach Gl. (5.1) mit der projizierten Unterwasser-Querschnittsfläche verfahren, ohne nach den einzelnen Widerstandsanteilen zu differenzieren, was für die Praxis hinreichend genaue Ergebnisse liefert [32, 38].
- 31.
Annahme aufgrund des besonders effizienten „Gondelantriebs“.
- 32.
Selten – eher im Sportbootbereich – auch Ottomotoren.
- 33.
Erkennbarkeit für feindliche Detektionssysteme (z. B. Infrarotsignatur durch Wärmeabstrahlung, Geräuschsignatur durch akustische Kopplung).
- 34.
Aus dem engl. pod = Gehäuse; Azi ist eine Anleihe aus dem Arabischen und soll ausdrücken, dass die Gondel in alle Winkel (360°) drehbar ist.
- 35.
Um eine einheitliche Lebensdauer von Getriebe und Motor zu erreichen, müssen die erforderlichen Dreh-momente M um den jeweiligen Betriebsfaktor fB bei den verschiedenen Betriebslasten erhöht werden, um das maximal zulässige Getriebedrehmoment nicht zu überschreiten.
- 36.
Siehe zum Folgenden auch Abschn. 5.3.1.
- 37.
Siehe zum Folgenden [57].
- 38.
Näher dazu auch [49].
- 39.
Siehe auch eine zwar alte aber interessante Zusammenstellung in [5].
- 40.
Ausführlich zu Schiffsdieseln s. a. Behrens, R., Boy, P., „Schiffsdieselmotoren“ in [23, S. 22 ff.].
- 41.
Kraemer, „Dieselmaschinen“ in [6, Band II, S. 141 f.].
- 42.
Zum Beispiel als Außenborder bei kleinen Sportbooten eingesetzt.
- 43.
MaK = Maschinenbau Kiel, übernommen in die Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG.
- 44.
Zu den vorstehenden Verfahren s. a. Kraemer in [6, Band II, S. 142].
- 45.
Kraemer in [6, Band II, S. 145].
- 46.
Vertiefend auch [56].
- 47.
Siehe auch [73].
- 48.
- 49.
Vgl. auch [69].
- 50.
LNG, englisch: liquefied natural gas.
- 51.
OT = oberer Totpunkt des Kolbens.
- 52.
Wie bei den heute bereits außer Dienst gestellten Lenkwaffenzerstörern der Deutschen Marine LÜTJENS, MÖLDERS und ROMMEL.
- 53.
Vertiefend dazu [9, S. 336 ff.].
- 54.
Zur Kavitation siehe auch Abschn. 5.4.2.7.
- 55.
Vgl. Abschn. 5.4.2.7.
- 56.
Siehe zu den Anwendungsbereichen und zu speziellen Ausführungen auch [72].
- 57.
Siehe z. B. [29].
- 58.
- 59.
Zu Funktion und Aufbau von Frequenzumrichtern siehe vertiefend [46].
- 60.
Zum Polrad s. weiter unten.
- 61.
Ferner z. B. auch [67].
- 62.
Das Normvolumen wird bezogen auf den physikalischen Normzustand: 273,15 K = 0 °C und p = 1,01.325 bar.
- 63.
Windgeschwindigkeiten nach der Beaufort-Skala s. Anhang 13.
- 64.
Siehe z. B. Fa. Ketten-Fuchs [78].
- 65.
- 66.
So z. B. auch bei den Fregatten der Kl. F 124 der Deutschen Marine.
- 67.
Vertiefend zum Folgenden s. a. Meier-Peter in [23, S. 260 ff.].
- 68.
Lehmann in [23, S. 892 ff.].
- 69.
Vgl. Abschn. 5.4.2.7.
- 70.
Der Nachstrom wird als Prozentwert der Schiffsgeschwindigkeit angegeben.
- 71.
Ausführlich zu Wellenberechnungen s. a. Böge et al. in [3].
- 72.
- 73.
Vgl. dazu auch: Böge et al. in [3, S. I 119 ff.].
- 74.
Vertiefend zu Gleitlagern s. a. Böge et al. in [3, S. I 177 ff.].
- 75.
Vertiefend zu Wälzlagern Böge et al. in [3, S. I 156 ff.].
- 76.
Siehe beispielsweise [79].
- 77.
Vertiefend dazu: „FAG – Montage von Wälzlagern“ [80].
- 78.
Das Folgende aus [47].
- 79.
Ausführlich dazu auch wieder Böge et al. in [3, I 181 ff.].
- 80.
Werte für k s. a. [6, Band I, S. 739].
- 81.
Siehe auch [58].
- 82.
Vgl. vertiefend zum Folgenden auch [55].
- 83.
Unter Mitarbeit v. Pfaff, R., B.Eng.
- 84.
- 85.
Zum Folgenden näher auch [12].
- 86.
Härte-Rockwell-Cone, ein Härteprüfverfahren, bei dem ein kegelförmiger Prüfkörper zur Messung der Eindringtiefe benutzt wird.
Literatur
Printmedien
Becker, T.: Fregatte Klasse F 125, Neue Wege für die nächste Fregattengeneration der Marine. MarineForum 11/2005, Deutsches Maritimes Institut (DMI), Mittler-Report-Verlag, Bonn (2005)
Binsau, A.: Schaltbare Kupplungen. Hochschule Magdeburg-Stendal (2004)
Böge, A., Böge, W.: Handbuch Maschinenbau. Springer Vieweg, Wiesbaden (2017)
Budig, P.-K.: Stromrichtergespeiste Synchronmaschine – Theorie und Anwendungen. VDE, Berlin (2003)
Deutsche Verlagswerke Strauss: Deutsche Schiffs-Dieselmotoren. Vetter & Co., Berlin (1935)
DUBBEL: Band I und II, Springer, Berlin (1974)
FANAL Schaltungspraxis: 7. Aufl., Metzenauer & Jung GmbH, Wuppertal
Fischer, R.: Elektrische Maschinen, 14. Aufl. Hanser, München (2007)
Fister, W.: Fluidenergiemaschinen, Bd. 1. Springer, Berlin (1984)
Fister, W.: Vorlesungsskript „Grundzüge der Fluidenergiemaschinen - Teil II“. Ruhruniversität Bochum, Bochum (1979)
Giersch, H.-U.: Elektrische Maschinen, 5. Aufl. Teubner, Wiesbaden (2003)
Haas, W.: Grundlehrgang Dichtungstechnik, Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart. www.ime.uni-stuttgart.de. Zugegriffen: 28. Dez. 2017
Hager, M.: Die Nase macht den Unterschied. In: BOOTE EXCLUSIV 3/06, Delius Klasing, Bielefeld (2006)
Heine, F., Lose, F.: Die großen Passagierschiffe der Welt. Koehlers Verlagsgesellschaft, Hamburg (2010)
Heisel, U., Klocke, F., Uhlmann, E., Spur, G.: Handbuch Spanen. Hanser, München (2014)
Hofbauer, B.-G.: TRUPPENDIENST-Handbuch ‚Moderne Seemacht‘. In: Bundesminister für Landesverteidigung und Sport (Hrsg.) Bd. 2. Wien (2016)
Holschemacher, K.: Entwurfs- und Berechnungstafeln für Bauingenieure, 5. Beuth-Verlag, Berlin, Auflg. (2012)
Illies, K.: Handbuch der Schiffsbetriebstechnik, Vieweg & Sohn, Braunschweig (1972)
Kornev, N.: Propellertheorie. Universität Rostock, Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik, Rostock (2009)
Lexikographisches Institut: Lexikon der Technik, Bd. 1 und 2. München (1986)
Magg, J.: Die Steuerungen der Verbrennungskraftmaschinen. Springer, Berlin (1914)
Marinekommando Rostock (Hrsg.): Jahresbericht. (2015)
Meier-Peter, H., Bernhardt, F. (Hrsg.): Handbuch Schiffsbetriebstechnik. Seehafen Verlag, Hamburg (2008)
Micknass, W.: Kupplungen. Antriebswellen, Verlag Vogel Business Media, Würzburg, Getriebe (2004)
Moeller, F., Vaske, P. (Hrsg.): Elektrische Maschinen und Umformer, Teil 1 Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten, 11, überarbeitete B. G. Teubner, Stuttgart (1970)
Peeken, H.: Elastische Kupplungen. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (1986)
Pfaff, M., Pfaff, R.: „Strömungsmechanische Grundlagen zum Widerstand von Schiffen“, Zeitschrift HANSA, Heft 6. Schifffahrts-Verlag HANSA, Hamburg (2011)
Pinnekamp, W.: „Zur Auslegung von Antriebselementen. Eine Analyse des Betriebsfaktors (Stoßbeiwert) k“, Konstruktion 18 (1966) Nr. 2, Springer-VDI-Verlag, Düsseldorf (1966)
Roseburg, D.: Elektrische Maschinen und Antriebe. Fachbuchverlag Leipzig, Carl Hanser Verlag (1999)
Schmidt, E.: Technische Thermodynamik, Bd. 1. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York (1975)
Schneider, B.: für Ingenieure. Werner Verlag/Bundesanzeiger Verlag, Köln (2016)
Verband für Schiffbau und Meerestechnik e. V. (Hrsg.): „Schiffstechnik und Schiffbautechnologie“. Seehafen Verlag GmbH, Hamburg (2006)
Witthöft, H.-J.: „Schifffahrt“, in Köhlers Flottenkalender 2010. Koehler Verlagsgesellschaft, Hamburg (2010)
Witthöft, H.-J.: „Erinnerungsdaten - Köhlers Flottenkalender 2014“. Koehler Verlagsgesellschaft, Hamburg (2014)
Internet
Dambeck, H.: „Haihaut soll Schiffe schützen“, Spiegel Online v. 20.01.2010. www.spiegel.de. (2010)
Herzog: http://www.thm.de/me/images/user/herzog-91/Kolbenmaschinen/Kolbenmaschinen_3_KenngrosenKennfelder.pdf (2016). Zugegriffen: 08. Okt. 2016
Köchert, C.: „Untersuchung einer Bugwulstmodifikation…“. www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/veroeffentlichungen/sdari02.pdf (2016). Zugegriffen: 21. Aug. 2016
Müller, R.: „Eine Formel in vielen Kontexten: Fermi-Probleme zum Strömungswiderstand“. Universität München, veröffentlicht unter www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/ifdn-physik/leistung.pdf (2016). Zugegriffen: 21. Aug. 2016
Vorhölter, H.: Vereinfachte Bestimmung des effektiven Nachstroms in Manövrierzuständen. Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit, Technische Universität Hamburg-Harburg, unter: www.ssi.tu-harburg.de (2017). Zugegriffen: 26. Juli 2017
http://institute.unileoben.ac.at/etechnik/Ger/Lehre_G/Skripten_G/Files_G/El_Antriebst/T_Pulswechselrichter.pdf (2016). Zugegriffen: 09. Okt. 2016
TU Hamburg Harburg: „Grundlagen der Propulsion“, http://www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/vorlesungsunterlagen/propulsion.pdf (2016). Zugegriffen: 21. Aug. 2016
http://elektronik-kurs.net/elektrotechnik/drehzahlregelung-und-drehrichtungssteuerung (2016). Zugegriffen: 09. Okt. 2016
http://hansamare.de/newsMedia/archiv/onboard/58.html (2016). Zugegriffen: 11. Nov. 2016
http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-8348-2330-4_5# (2016). Zugegriffen: 09. Okt. 2016
http://s-boot.net/sboote-bmarine-klasse-143.html (2016). Zugegriffen: 17. Nov. 2016
http://ueba.elkonet.de/static/ueba/kundenauftraege/elkonet.de/home/ausbilder_bc/bc/Kernauftrag_02/fachliche%20grundlagen/fachtheorie/frequenzumrichter.aspx.htm (2016). Zugegriffen: 09. Okt. 2016
http://www.bbs-buxtehude.de/sats/starnet/studentpages/119/Lagermontage.pdf (2016). Zugegriffen: 04. Nov. 2016
http://www.cruiseferry.de/kreuzfahrer.html (2016). Zugegriffen: 12. Nov. 2016
http://www.cruisetricks.de/marinediesel-schweroel-co-schiffstreibstoffe-im-ueberblick/ (2016). Zugegriffen: 24. Nov. 2016
http://www.elektrotechnik-fachwissen.de/wechselstrom/leistung-wechselstrom.php
http://www.fluiten.de/PDF2008/CAT025_ENG_L.pdf (2017). Zugegriffen: 04. Feb. 2017
http://www.fregatte-klasse122.de/technische-daten/antrieb/ (2016). Zugegriffen: 13. Nov. 2016
http://www.geaviation.com/marine/engines/military/lm2500plus/ (2016). Zugegriffen: 20. Nov. 2016
http://www.geschlossener-fonds.net/betriebskosten.html (2016). Zugegriffen: 21. Aug. 2016
http://www.goepf.bettschen.org/Statik12.pdf (2017). Zugegriffen: 25. Juli 2017
http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/diesel/commonrail.htm (2016). Zugegriffen: 17. Nov. 2016
http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/steuerung/fuellung.htm (2016). Zugegriffen: 13. Nov. 2016
http://www.konstruktionsatlas.de/antriebstechnik/kupplungen-starre.shtml (2016). Zugegriffen: 04. Nov. 2016
https://www.ksb.com/ksb-de/Produktbauarten/Gleitringdichtung/ (2017). Zugegriffen: 04.Febr. 2017
http://www.marine.de/portal/a/marine/!ut/p/c4/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP3I5EyrpHK93MQivfLEtLTUvNI8vdKk_PySVD0jQ6NEvZLU5Iy8zGz9gmxHRQBPgSDG/ (2016). Zugegriffen: 31. Okt. 2016
http://www.mtu-report.com/pdf/1003/2010_03_MTU_Report_Seefest.pdf (2016). Zugegriffen: 01. Nov. 2016
http://www.saiya.de/maschbau/odm_Otto-Diesel-1.3.5.pdf (2016). Zugegriffen: 08. Okt. 2016
http://www.schrittmotoren.de/fachwissen/motoren/f_beitr_00_311.htm (2016). Zugegriffen: 08. Okt. 2016
http://www.sealsystems.de/fileadmin/mediaFiles/Kundentag/2014/Vortraege/05_SKF_BVI_Anwenderbericht.pdf (2017). Zugegriffen: 04. Febr. 2017
http://www.simplexturbulo.com/de/schiffsindustrie/komponenten-antriebswellen/simplex-sterntube-seals-sc2/ (2017). Zugegriffen: 04. Febr. 2017
http://www.skf.com/de/products/seals/industrial-seals/power-transmission-seals/radial-shaft-seals/seal-installation-general-industrial-applications/index.html (2017). Zugegriffen: 04. Jan. 2017
https://www.springerprofessional.de/energietechnik/elektrotechnik/der-ideale-elektromotor-fuer-die-elektromobilitaet/6592306 (2016). Zugegriffen: 20. Nov. 2016
http://www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/vorlesungsunterlagen/propeller.pdf (2016). Zugegriffen: 04. Nov. 2016
http://www.thm.de/me/images/user/herzog-91/Kolbenmaschinen/Kolbenmaschinen_3_KenngrosenKennfelder.pdf (2016). Zugegriffen: 08. Okt. 2016
https://www.tib.eu/de/suchen/id/tema%3ATEMA20061106135/32-40-PGI-Neuer-Otto-Gasmotor-ohne-Z%C3%BCndkerzen/ (2017). Zugegriffen: 19. Juli 2017
https://www.umweltbundesamt.de/antifouling-mittel (2016). Zugegriffen: 21. Aug. 2016
http://www.vem-group.com/fileadmin/content/pdf/Download/Brosch%C3%BCren/Flyer_VEM-Sachsenwerk/schiffbau_de.pdf (2016). Zugegriffen: 20. Nov. 2016
http://www.wer-weiss-was.de/t/start-eines-schiffsdiesels/2886892 (2016). Zugegriffen: 17. Nov. 2016
http://de.wikipedia.org/wiki/Common-Rail-Einspritzung (2016). Zugegriffen: 17. Nov. 2016
http://de.wikipedia.org/wiki/Dieselkraftstoff (2016). Zugegriffen: 08. Okt. 2016
http://de.wikipedia.org/wiki/Pumpe-D%C3%BCse-System (2017). Zugegriffen: 28. Dez. 2017
Weiterführende Literatur
Illies, K. (Hrsg.): Handbuch der Schiffsbetriebstechnik – Teil 1. Vieweg, Braunschweig, Wiesbaden (1984)
Schnabel, P.: http://www.elektronik-kompendium.de (2017). Zugegriffen: 28. Dez. 2017
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
Copyright information
© 2022 Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Pfaff, M. (2022). Antriebsanlagen. In: Schiffsbetriebstechnik. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-37178-4_5
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-37178-4_5
Published:
Publisher Name: Springer Vieweg, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-658-37177-7
Online ISBN: 978-3-658-37178-4
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)