MarTERA - Twin-CRP-POD ULCS: Modellversuchstechnik für innovative Propulsionskonzepte

Abstract

Das Projekt Modellversuchstechnik für Innovative Propulsionskonzepte ist Teil des MarTERAVerbundvorhabens Twin-CRP-POD ULCS, in dem ein neuartiges Propulsionskonzept für sehr große Containerschiffe (ULCS) entwickelt wurde. Dabei handelt es sich um eine kontrarotierende Propelleranordnung aus der Kombination eines Hauptpropellers und eines POD-Antriebs, wobei das System als Doppel-Wellenanlage ausgelegt ist. Die HSVA hat in diesem Projekt eine spezielle Modellversuchstechnik zur Untersuchung der hydrodynamischen Eigenschaften entwickelt, welche eine Untersuchung der Effektivität dieses neuen Konzeptes mit bisher im Modellversuch nicht erreichbarer Genauigkeit ermöglicht. Dafür wurden neben Widerstands- und Propulsionsversuche im großen Schlepptank auch Versuche im Kavitationstunnel der HSVA (HYKAT) durchgeführt, da nur dort Versuche bei großausführungsrelevanten Reynoldszahlen möglich sind. Auf diese Weise wurden die Verfälschung der Ergebnisse durch überzeichnete Zähigkeitseffekte minimiert, wie sie bei konventionellen Propulsionsversuchen unter Froude'scher Ähnlichkeit in einem Schlepptank auftreten würden. Die im Zuge des Projekts neu entwickelte und implementierte Versuchstechnik wird auch nach Projektende im Rahmen der kommerziellen Tätigkeiten der HSVA eingesetzt werden und ermöglicht es der HSVA, ihr Versuchsportfolio insbesondere im zunehmend relevanten Bereich unkonventioneller Propulsionskonzepte zu erweitern, womit das Projekt einen wichtigen Beitrag für die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens leistet. Der vorliegende Schlussbericht beschreibt zusammenfassend die wesentlichen Ergebnisse der während des Vorhabens durchgeführten Untersuchungen in der HSVA sowie die der nationalen Partner. Folgende Ergebnisse wurden in den jeweiligen Arbeitspaketen erzielt: AP 1.1: Analyse und Aufbereitung der relevanten technisch-wissenschaftlichen Grundlagen zu Modellversuchen und unkonventionellen Propulsionsandordnungen. AP 1.2: Analyse und Erklärung der Modellversuchsergebnisse für die abschließende Machbarkeitsanalyse des Gesamtkonzepts. AP 3.2: Erfolgreiche Vorbereitung und Durchführung von Modellversuchen im großen Schlepptank sowie im Kavitationstunnel (HYKAT) inklusive Modell- und Propellerherstellung. Darüber hinaus Entwicklung, Bau und Einsatz spezieller, auf die Anforderungen des Vorhabens zugeschnittener Messtechnik. AP 3.3: Ermittlung der auf den im großen Schlepptank durchgeführten Modellversuchen basierenden Propulsionsprognose und Weitergabe der Daten an die Partner, um mit Hilfe numerischer Berechnungen vergleichende Propulsionszustände auf unterschiedlichen Maßstäben (inklusive Full-Scale) zu berechnen und zu analysieren.