Unser Fußabdruck in der maritimen Umwelt
Jeder weiß es aus Erfahrung, Menschen verursachen Lärm. Insbesondere dann, wenn sie Maschinen benutzen. Und ein Motorschiff ist eine solche Maschine. Auf Schiffen wirkt dieser Lärm zudem in zwei Richtungen: Zum einen verbreiten sich starke Druckwellen im Wasser bis in große Entfernungen und gefährden zunehmend die Lebewesen, die diesen Lebensraum seit Urzeiten weitgehend ungestört in einem Gleichgewicht gehalten haben. Auf der anderen Seite sind Schall und Vibrationen eine wesentliche Belastung für Besatzung und gegebenenfalls Passagiere, aber auch für die technischen Strukturen des Schiffes. Neben den Motoren an Bord, spielt als Geräuschquelle der Propeller eine wesentliche Rolle, da er einerseits bei seiner Kraftübertragung direkt auf das Wasser wirkt, andererseits das Wasser die Stöße der Propellerflügel auf die Schiffshülle (und damit in das Schiff) überträgt.
Die Evolution zum
High-Tech-Propeller
Wie wir gesehen haben, sind also sowohl Arbeits- wie auch Umweltschutz wichtige Grundlagen, an denen sich die Entwicklung von Schiffspropellern zu orientieren hat. Während der jahrzehntelangen Entwicklung, die der Schiffspropeller durchlaufen hat, sind viele Verbesserungen erreicht worden – zum Teil aufgrund von Erfahrungen, aber auch durch fortschrittliche Berechnungsverfahren. Wesentliche Bausteine der Entwicklung waren dabei die Individualisierung der Entwürfe, also die spezielle Anpassung jedes einzelnen Propellers für sein zukünftiges Einsatzgebiet, und die Optimierung der Flügel- und der Profilformen. Dadurch konnten die Effizienz des Propellers und sein Geräuschverhalten stark verbessert werden, obwohl diese beiden Ziele häufig im Widerspruch zueinander standen.
Warum der Multipulsion®?
Trotz aller Entwicklungsarbeit war es bislang jedoch nicht gelungen, die sehr ungünstige Gleichförmigkeit der von den Propellerflügeln verursachten Impulse zu verhindern, ohne dass es zu negativen Nebenwirkungen kam. Denn eines war schon von jeher bekannt: Wenn Spielmannszug oder Kompanie über eine Brücke marschieren sollen, dann müssen sie zuvor aus dem Gleichschritt gehen, denn die Gleichförmigkeit der Schritte kann jede noch so starke Brücke zum Einsturz bringen, wenn sie in eine resonante Schwingung gerät. Aber wie sollten wir einem Schiffspropeller diese Gleichförmigkeit nehmen, ohne ihn aus der Balance zu bringen?
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Der Erfolg
Nach jahrelanger Entwicklung ist uns genau das gelungen: Mit dem patentierten Prinzip des Multipulsion® haben wir den unregelmäßigen, aber dennoch ausbalancierten Propeller erfunden. Verschiedenste Ansätze zur Variation der Flügelform einerseits und zur Kompensation der dadurch verursachten Unwucht andererseits wurden kombiniert, konstruiert, in Berechnungsverfahren umgesetzt und in unserem modernsten Rechencluster simuliert. Das Ergebnis bringt im Multipulsion® mehrere Effekte zusammen, sodass unsere ursprünglichen Erwartungen sogar deutlich übertroffen wurden. Der Multipulsion® löst die schädliche Harmonie auf und verwischt darüber hinaus die Wirbel, die an den Propellerspitzen entstehen und meist sowohl zerstörerische Kavitation als auch extremen Lärm verursachen. Und das alles, ohne einen höheren Brennstoffverbrauch dafür in Kauf nehmen zu müssen! Denn es handelt sich ja immer noch um einen klassischen Propeller, den wir aber um die entscheidenden Punkte intelligenter gemacht haben.
Sehen Sie den Unterschied:
Physikalischer Hintergrund
Um sicherzustellen, dass das Prinzip des Multipulsion® auf grundsätzlich alle Schiffstypen anwendbar ist, wurde eine neuartige Auslegungsstrategie entwickelt. Zu diesem Zweck wurde eigens eine Pythonbibliothek namens pyromarin programmiert, deren Herzstück aus mehreren Modulen zur Geometrieerstellung, zum Simulationsmanagement, zur Auswertung und zur Optimierung besteht. Die Konstruktion eines Multipulsion® startet mit einer konventionellen Propellergeometrie. Diese wird virtuell in das Schiff eingebaut und simuliert. Hierzu stehen bei Promarin 12 eigene Server mit insgesamt 832 Kernen zur Verfügung. Diese sind über ein 200Gb/s schnelles Netzwerk zu einem Großrechner zusammengeschaltet. Anhand der Simulation werden zahlreiche Ergebnisparameter wie zum Beispiel Kräfte und Druckfluktuationen mittels pyromarin analysiert. Anschließend erfolgt automatisiert die Modifikation der Flügelfrequenzen unter Berücksichtigung von Effizienz und Balance, auf diese Weise entsteht aus klassischer Propulsion eine Multipulsion®.
Ihr Weg zum leisen Betrieb,
und höherer Effizienz
Die Praxis
Inzwischen wurden umfangreiche praktische Erfahrungen mit dem Multipulsion® gesammelt. Nach Tests unter Laborbedingungen in Berlin, konnten wir die ersten Propeller in Großausführung in Betrieb nehmen. Und wir können mit Stolz behaupten, dass der neue Propeller auf den Testschiffen ein riesiger Erfolg war. Hier einige Ergebnisse, auch im Vorher-Nachher-Vergleich:
Schubboot
Das Schubboot arbeitet auf dem Rhein als Vorspann und Havarie-Hilfsschiff. Durch die hohe Motorisierung (940kW @ 1600rpm) im Verhältnis zum Propeller hatte das Schiff bei seiner vorrangingen Arbeitsdrehzahl um 1400rpm sehr starke Schwingungen. Teilweise sind durch die extremen Vibrationen elektronische Geräte zerstört worden. Auch die Lautstärke im Steuerhaus war enorm, dort ergaben Messungen die stärksten Schwingungen mit bis zu 6mm/s rms. Durch den Einsatz des neuen, patentierten Multipulsion® Propellers konnten die schädlichen Schwingungen beseitigt werden.
Tankmotorschiff
Das Geräuschniveau auf einem Tankmotorschiff kann so hoch sein, dass die Mannschaft nicht schlafen kann. Unsere Messungen zeigten, dass insbesondere die Flügelfrequenzen betont waren. Aus diesem Grund wurde eine Resonanzinteraktion zwischen Propeller und Schiff vermutet. Erst der Einsatz eines Multipulsion® Propellers erreicht eine signifikante Reduzierung des Lärmpegels.
Motorschiff
Zahlreiche Maßnahmen wurden bereits unternommen, um das Schiff leiser zu machen. Komponenten wie Motor, Düse und Propeller wurden ausgetauscht. Unter anderem wurde ein High-Skew 5-Flügel-Propeller von Promarin verbaut. Dies schaffte Abhilfe, jedoch vibrierten einige angebaute Gerätschaften weiterhin sehr stark. Nach dem Einbau des Multipulsion® sind die Vibrationen und der Lärmpegel signifikant gesunken. Im Steuerhaus konnte der Lärmpegel um mehr als 6dB(A) verringert werden. Im Schlafzimmer wurden unter Volllast nur noch 52dB(A) gemessen – dieser Wert liegt zwischen Vogelgezwitscher und einem TV bei Zimmerlautstärke.
Kontakt
Wir beraten Sie gerne über die neue Multipulsion®-Technologie.
Zögern Sie nicht und kontaktieren uns telefonisch oder per E-Mail.
Promarin – Seit 1992 Ihr Spezialist für Propeller- und Marinetechnologie
Bereits seit Jahrzehnten schenken uns Reedereien, Werften und Kapitäne ihr Vertrauen. Seit 1992 haben wir uns als Spezialist für Propeller- und Marinetechnik etabliert. Neben Propellern bieten wir komplette Antriebssysteme und Rundum-Service an, wobei wir stets den Fokus auf beste Leistung, Zuverlässigkeit und Umweltfreundlichkeit legen. Seit der Gründung der Promarin GmbH blicken wir auf eine Expertise von weit über 10.000 Propellern des Antriebsstranges zurück.
