Ziel des Teilvorhabens der SVA war die Entwicklung eines Verstellpropellersystems im Modellmaßstab, das die Steigungen der Propellerflügel während des Versuchs dynamisch ändern kann, mit der dazugehörigen messtechnischen Umgebung zur Durchführung von Modellversuchen realistischer Stoppmanöver von Schiffen mit Verstellpropellern. Es wurde ein elektro-mechanisches System entwickelt, dass in der Versuchsanlage Schlepprinne eingesetzt werden kann.

Beim Stoppen von Schiffen haben drei Komponenten entscheidenden Einfluss: Der Schiffswiderstand, der Propeller und die Maschinenanlage. Durch die genaue Berücksichtigung der Eigenschaften der Kennfelddaten von dieselelektrischen Propellerantrieben ist es möglich, optimale Betriebsbedingungen für ein schnelles Aufstoppen herzustellen. Insbesondere die Kombination von dieselelektrischen Antrieben und Verstellpropellern eröffnet neue Möglichkeiten, den Ablauf des Stoppmanövers zu optimieren mit dem Ziel, den Stoppweg zu verkürzen und die Belastung der einzelnen Komponenten der Antriebsanlage zu verringern.

In ersten Voruntersuchungen wurden verschiedene Möglichkeiten getestet, das Stoppverhalten eines Schiffes zu optimieren. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass unter bestimmten Bedingungen bei Schiffen mit Verstellpropeller der Turbinenbetrieb umgangen werden kann. Diese Eigenschaft ist technisch und wirtschaftlich sehr vorteilhaft, da die Umgehung der Rückspeisung die technischen Anforderungen an das Bordnetz reduziert. Weiterhin lässt sich durch eine gezielte Kombination von Propellerdrehzahl und –steigung das Stoppverhalten erheblich optimieren.

Zur Entwicklung und Validierung des Simulationsverfahrens an der TUHH war eine Datenbasis notwendig. Diese Daten wurden in systematischen Versuchen mit dem freifahrenden Verstellpropeller und dem manövrierenden Schiff erarbeitet. Die SVA hat für die Validierungsversuche in enger Abstimmung mit den Projektpartnern durchgeführt. Weiterhin wurden Vergleichsmessungen zwischen dem bestehenden System mit fest einstellbaren Verstellpropellern und dem neu entwickelten System mit dynamisch verstellbaren Verstellpropellern ausgeführt.

Die Forschung zur Korrelation von Kavitationseffekten und Erosion unter Berücksichtigung von Wassereigenschaften und Nachstrom (KonKav) gliederte sich in drei Säulen KonKav I bis III, die sich mit folgenden Teilaspekten befassten:

• Einfluss von Wasserqualität/Gasgehalt auf die Kavitationseffekte (KonKav I)
• Einfluss von Nachstrom/Nachstromsimulierung auf die Kavitationseffekte (KonKav II)
• Forschung zur Kavitationserosion (KonKav III)

Im Teilvorhaben 3 des Verbundvorhabens KonKav III wurde die Anwendung von akustischen Di-rektmessungen am Propeller für die Erosionsprognose erforscht. Ziel war die Nutzung des Know-hows auf den Gebieten der Erosionsversuche (Soft-Surface-Versuche, Kavitationsbeobachtungen) und der akustische Messungen zur Unterstützung der Erosionsprognose im Modell- und Großausführungsmaßstab.

Die Hauptziele des Verbundvorhabens lagen einerseits in der Verbesserung der Vorhersage von kavitationsbedingter Erosion sowohl in den Modellversuchen als auch in den numerischen Simulationen in einem iterativen Prozess und andererseits in der Charakterisierung von speziellen Legierungsvarianten von Propellerbronzen in Verbindung mit der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Kavitationszerfall und dessen Wirkung auf die Bauteiloberflächen des Schiffspropellers.

Der Schwerpunkt des Teilprojektes bestand darin, Kavitationsversuchstechniken basierend auf direkten akustischen Messungen mit dem Ziel zu entwickeln, die Erosionsvorhersage zu verbessern. Dabei wurde besonderes die Korrelation zwischen dem Geräuschspektrum und der Erosionsgefährdung (Kavitationsart, Lackabtragung) untersucht:

• Ermittlung von erosiver Kavitation (Blasenschwärme, Wolkenkavitation und/oder inter¬mittierende Kavitation) durch Kavitationsbeobachtungen und Soft-Surface-Versuche mit Propellern im Kavitationstunnel
• Vorhersage der möglichen Orte und der Ausdehnung von Materialzerstörungen für Propeller der Großausführung infolge der erosiven Kavitation

In 11 Arbeitspaketen des Verbundvorhabens arbeitete die SVA Potsdam in sehr enger Kooperation mit den Partnern zusammen. Schwerpunkte der SVA waren dabei die Entwicklung von Erosionsversuchen basierend auf akustischen Messungen, Messungen an Modellpropellern und Großausführungsversuche.

Das Gesamtziel des Verbundprojektes besteht in der anwendungsorientierten Entwicklung von Optimierungstools zum Bau von Energieübertragungsplattformen (EÜP) für den künftigen nationalen und internationalen Wind-Offshore-Markt. Weiterlesen „Verbundvorhaben OWIDET
(11/2015 – 10/2018)„ →

Zielstellung des Vorhabens ist die Entwicklung von optimalen Headbox-Lösungen für die Integration von Vertikal-Achsen-Rotoren an Schiffen mit größeren Gillungswinkeln. Weiterlesen „Headbox
(11/2015 – 04/2018)„ →

Ziel des Verbundprojektes ist, wesentliche Grundlagen zu Weiterentwicklung, Transport und Installation von Offshore-Wind-Strukturen zu legen: Weiterlesen „Verbundvorhaben EVIW
(11/2015 – 10/2018)„ →

Das Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung und die Validierung von numerischen Methoden und das Erstellen von Handlungsanweisung für die Berechnung der Harmonischen und des breitbrandigen Geräuschspektrums von Schiffspropellern. Weiterlesen „Verbundvorhaben PropNoise – Sopran –
(10/2015 – 09/2018)„ →