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Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V.

Modernisierung II

Modernisierung der vorhandenen Binnenschiffsflotte durch Vergrößerung der Hauptabmessungen, Reduzierung der Fixpunkthöhe und Austausch des Hinterschiffs

Die lange Lebensdauer und daraus resultierend das hohe Durchschnittsalter der im Einsatz befindlichen Binnenschiffe (rund 50 Jahre bei den Trockengüterschiffen, rund 30 Jahre bei den Tankschiffen) verhindert eine schnelle und marktgerechte Anpassung der Flotte und führt zu relativen Wettbewerbsnachteilen gegenüber der Konkurrenz. (So dürfte vor allem der LKW-Bestand nach etwa 10 Jahren weitestgehend durch eine neue Generation von Fahrzeugen ersetzt sein.) Modernisierungsmaßnahmen an der vorhandenen Binnenschiffsflotte bilden deshalb einen wichtigen Schlüssel zur Umsetzung von Neuerungen und zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit.

Im Rahmen des Vorhabens wurden drei Maßnahmen, denen für die Wettbewerbsfähigkeit eine besondere Bedeutung zugemessen wird, vertiefend untersucht. Dies sind:

  1. nachträgliche Vergrößerung der Hauptabmessungen
  2. Reduzierung der Fixpunkthöhe
  3. kompletter Ersatz des Hinterschiffs

Bei den Aufgaben (A) und (C) handelte es sich um schiffbauliche Entwicklungsarbeiten. Demgegenüber ging es bei Aufgabe (B) um die Entwicklung eines neuen, nachträglich zu installierenden EDV-gestützten Beladungsprogramms für den Behälterverkehr, um bei gegebenen Brückendurchfahrtshöhen in bestimmten Fällen eine zusätzliche Containerlage transportieren zu können.

Im aufgeführten Vorhaben waren Modellversuche nur zum Austausch von Düsenpropellern vorgesehen.

Schiffbauforschung ist – und darin lag die besondere Herausforderung der Aufgabenstellung – traditionsgemäß neubauorientiert. Da Schiffe sehr komplexe Systeme darstellen, führt dies zu Schwierigkeiten, wenn es um nachträgliche Maßnahmen an der bestehenden Flotte geht. Denn Neubauten werden als Ganzes konzipiert, so dass hier die einzelnen Elemente im Planungsstadium sinnvoll aufeinander abgestimmt werden können. Anders bei Maßnahmen der Nachrüstung. Hier stellt sich die Aufgabe der Integration einzelner Komponenten in ein vorhandenes System. Dies erfordert die Beachtung verschiedener Wechsel- beziehungsweise Rückwirkungen, vielfach müssen die für den Neubau konzipierten Elemente neu gestaltet, zumindest aber erheblich angepasst werden. Diese zu beachtenden Randbedingungen machen die über Jahrzehnte gewachsenen Erkenntnisse der traditionellen Schiffbauforschung nicht wertlos, schränken ihre Anwendung jedoch erheblich ein, da die vorhandenen Ergebnisse in der Regel nicht ohne Weiteres übertragbar sind. Dies macht es notwendig, den jeweiligen Grad der Einschränkung zu ermitteln und zumindest entsprechende Anpassungen, teilweise auch eigenständige ergänzende Entwicklungen vorzunehmen.

Vor diesem Hintergrund erschien folgendes Bearbeitungskonzept zielführend (Maßnahmen (A) und (C)):

  • Organisation der vorliegenden neubauorientierten Untersuchungsergebnisse in einer Datenbank, die eine gezielte Auswertung für die im Rahmen der Umbaumaßnahmen relevanten Fragestellungen erlaubt (Vorauswahl der weiterzuverfolgenden Varianten, Besonderheiten verschiedener Hauptabmessungen/Schiffsklassen)
  • numerische Simulation der geplanten Umbaumaßnahmen, die aufgrund der vorhandenen Ergebnisse als Erfolg versprechend einzuschätzen sind (Variationsrechnungen, Möglichkeiten der Verallgemeinerung nach erfolgreicher Validierung mit breitem Anwendungsspektrum)
  • experimentelle Untersuchung einzelner Maßnahmen/Varianten, die auf Grundlage der numerischen Simulationsrechnung ausgewählt werden (belastbare Ergebnisse für bestimmte, als relevant erachtete Fälle, Basis zur Anpassung und Validierung der numerischen Verfahren)

Im Ergebnis angestrebt wurden technische Konzepte einschließlich einer wirtschaftlichen Beurteilung für die untersuchten Modernisierungsmaßnahmen.

Bei dem Beladungsprogramm zur Reduzierung der Fixpunkthöhe (Maßnahme (B)) sollten sowohl schiffsbezogene hydrostatische Parameter wie Verdrängungsverhalten, Leertiefgang, Trimm- und Krängungsverhalten sowie Tankkapazität und Lage der Tanks berücksichtigt werden als auch Höhen und Gewichte aller zu beladenden Container und der Einfluss von Ballastwasser und Verbrauchsstoffen wie Brennstoff und Trinkwasser.

Diese Zusammenhänge wurden zunächst modelliert, um dann die eigentliche Optimierung vornehmen zu können. Danach sollte das Programm sowohl im Modell als auch im realen Einsatz auf einem Containerschiff getestet werden. Anschließend war zu prüfen, inwieweit das Beladungsprogramm mit bereits existierenden Programmen zur Stabilität und zur Be- und Entladungsreihenfolge kombiniert werden kann.

Angestrebt wurde ein Programm, das Modellcharakter besitzt und unter Beachtung der spezifischen Eigenschaften an verschiedene Schiffstypen angepasst werden kann.

Gefördert durch

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