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Unter der Bezeichnung FUTURA CARRIER verbirgt sich ein neuartiger Schiffstyp, der rumpftechnisch auf dem Prinzip des Semikatamarans beruht. Der FUTURA CARRIER zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Flexibilität bei gleichzeitig niedrigen Investitions- und Betriebskosten aus.
Das Futura Carrier System ermöglicht durch ein Baukastenprinzip eine individuelle Anpassung an die vorhandenen Wasserstraßen und die konkreten Erfordernisse des Reeders, in Bezug auf Ladung und Größe also an die tatsächlichen Einsatzbedingungen, und kann damit konkurrenzfähige Leistungskennziffern gegenüber dem Eisenbahn- und Straßenverkehr erzielen.
Informationsstand 1. Quartal 2008
FUTURA CARRIER/ FUTURA TANKER
Die Ex „RMS Kiel“ jetzt MS „FUTURA CARRIER“ ist kein Binnenschiff, sondern ein Binnen-Küstenschiff das insbesondere sämtliche anwendbare SOLAS und MARPOL Vorschriften erfüllt bzw. teilweise übererfüllt. Das Schiff wird inzwischen auch im Mittelmeer und an der gesamten Atlantikküste eingesetzt. Kann aber aufgrund seiner besonderen Konzeption auch weiter als reine Küstenschiffe in die einmündenden Flüsse wie z.B. die Rhone hinein operieren.
Übergeordnete Entwicklungsinhalte und –ziele waren und sind die Entwicklung, die Konstruktion und der Bau eines Binnenschiffstyps der Binnenwasserstraßennetze soweit dies technisch und physikalisch möglich ist nutzen kann und der einen Mehrwert für den Betreiber bietet.
Die entwickelte innovative Technologie ist urheberrechtlich durch erteilte Patente geschützt. Die FUTURA Schiffe sollen und werden – mit Ausnahme der Infolge der Con Mar Insolvenz als Stahlkaskobau nach Polen verlagerten Baunummern FC002 und FC003 (Fertigstellung allerdings wieder in Deutschland!) – in Deutschland auf deutschen Werften gebaut. NEW-LOGISTICS will die Technologie und deren Weiterentwicklungspotential im Lande behalten und auf dem Fertigungssektor durch intelligente, einer mechanisierten Serienfertigung Rechnung tragende Konstruktion mittel- und langfristig subventionsfreie Arbeitsplätze im Schiffbau in Deutschland erhalten und schaffen. Zwei neue FUTURA TANKER für die der Bauvertrag kurz vor dem Abschluss steht sollen in Arbeitsgemeinschaft mit der Placke Schiffswerft in Aken bei Dessau an der Elbe gebaut werden! In Verbindung mit diesen zwei Folgeschiffen sind bei der DST in Duisburg sehr umfangreiche CFD Analysen der weiter entwickelten Schiffsform des FUTURA inklusive der Wirkung der vorderen Propeller beauftragt und erfolgreich durchgeführt worden.
Das Modell für die schon beauftragten umfangreichen Widerstands- und Propulsionsversuche befindet sich bei der DST in Duisburg im Bau.
Die Ergebnisse dieser Berechnungen, Analysen und Tankversuche werden auch in die – in Teilen schon beauftragten – für Ende September/ Anfang Oktober 2008 geplanten Umbauarbeiten auf der „TILL DEYMANN“ einfließen, soweit dies für ein bestehendes Schiff technisch vernünftig darstellbar ist.
Die gesamte Entwicklungsarbeit, die laufende Weiterentwicklung und die Sicherung der Rechte an der entwickelten innovativen Technologie ist und wird ohne jegliche staatliche Förderung mit Eigenmitteln auf eigenes Risiko finanziert! NEW-LOGISTICS beteiligt sich auch an dem europäischen Entwicklungsvorhaben SMOOTH, dass im Wesentlichen die Weiterentwicklung der Widerstandsreduzierung von Schiffen durch Luftschmierung zum Inhalt hat. Aufbauend auf die Ergebnisse aus vielen, wiederum ausschließlich mit Eigenmitteln finanzierten Tankversuchsreihen konnten in 2005 Bauverträge für vier Schiffe des FUTURA-Typs abgeschlossen werden. Der Abschluss des ersten weichenstellenden Bauvertrages wäre ohne die Förderung durch das Umweltministerium und den dafür voraus gesetzten enormen Eigenmitteleinsatz mit hohem Risiko durch den Hauptgesellschafter der NEW-LOGISTICS und Eigentümer des ersten Technologiedemonstrators „RMS Kiel“ (jetzt: „FUTURA CARRIER“) nicht möglich gewesen. Die innovative Technologie, deren Weiterentwicklung, die Konstruktion und der Bau der Schiffe wäre für Deutschland mit hoher Wahrscheinlichkeit verloren gegangen.
Die nach Abschluss des vierten Bauvertrages angepasste Lieferplanung sah vor, dass das erste Schiff, die „RMS Kiel“, im März 2006 nach umfangreichen Erprobungs- und Messfahrten in Dienst gehen sollte. Die Ergebnisse wären dann im Bereich der weiteren Propellerauslegung und evtl. erforderlicher Bugformoptimierungen in die Folgeschiffe sukzessive eingeflossen. Die Bugsektionen für die Schiffe wären deshalb zum spähtest möglichen Zeitpunkt gebaut worden. Die „Till Deymann“ sollte zu diesem Zeitpunkt Ende Juli 2006 in Fahrt kommen, die FC-975 (Baunummern FC002 und FC003) Ende Oktober bzw. Mitte Dezember 2006. Vor der Aufnahme des Charterbetriebes waren auch für diese Schiffe umfangreiche Mess- und Nachweisfahrten geplant.
Ausgelöst durch die Insolvenz der deutschen Bauwerft Con Mar, die den Stahlkaskobau inklusive der schiffbaulichen Ausrüstung für alle vier FUTURA Schiffe unter Vertrag hatte, ergaben sich nun vollkommen andere Abläufe und signifikante Termin- und Baukostenüberschreitungen.
Es mussten kurzfristig alternative Bau- und Ausrüstungsplätze gefunden werden, um die Schiffe überhaupt fertig stellen zu können.
Das ist letztendlich der NEW-LOGISTICS mit erheblichem Willen und Einsatz gelungen.
Diese Terminverschiebungen hatten allerdings zur Folge, dass die ursprünglich geplante Kaskadenindienststellung mit Mess-, Nachweis- und Korrekturschleifen nicht mehr durchführbar war. Alle vier Schiffe mussten wegen der schon angelaufenen Charterverträge sofort nach Fertigstellung in Dienst gehen.
Für NEW-LOGISTICS bedeutete dies, dass innerhalb von nur vier Monaten vier innovative Prototypen mit allen Problemen und nicht vermeidbaren „Kinderkrankheiten“ in Fahrt kamen und betreut werden mussten.
Die Durchführung von Messfahrten und die Aufnahme von relevanten Daten war nur sukzessive im Rahmen der Fahrpläne und Fahrtrouten der Schiffe möglich.
Ein Leistungsbild konnte erst relativ spät und schwierig gewonnen werden.
Ursachen für Abweichungen von Zielwerten und die Erarbeitung und Prüfung von notwendigen und möglichen Korrekturen waren tatsächlich erst nach mehreren Monaten fassbar.
Ziele und vorläufiger Sachstand bezogen auf die prognostizierten Schiffsleistungen
1) Überlegene Betriebssicherheit des Propulsionssystems
Ziel erreicht
2) Überlegene Manövrierfähigkeit
Ziel erreicht
3) Hohe Tragfähigkeit bei geringen Tiefgängen
Ziel erreicht
4) Hohe Transportsicherheit
Ziel erreicht
5) Energie sparender Betrieb, hohe Propulsionseffizienz bei geringen Wassertiefen
Ziel noch nicht erreicht, erforderliche Maßnahmen identifiziert
6) Schiffsgeschwindigkeit
Bei 2 Schiffen nicht erreicht, bei 2 Schiffen erreicht
7) Ufer und Flussgrund schonen
Ziel noch nicht erreicht, erforderliche Maßnahmen identifiziert und in Tanktesten verifiziert
8) Sehr niedrige Abgasemissionswerte
Erreichung der Ziele im Langzeitbetrieb konnte noch nicht nachgewiesen werden. Nachweis auf dem Prüfstand erfolgreich durchgeführt.
9) Hohe Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit
Ziel erreicht
Vorläufige Leistungen der Schiffe
Die während des Betriebes der vier fahrenden FUTURA Schiffe aufgenommenen Leistungen stellen sich wie folgt dar:
A. Baunummer FC002 und FC003, das sind die nicht geförderten Schüttgutschiffe die auf der Elbe zwischen Brunsbüttel und Hamburg fahren
Beide Schiffe erfüllen die Vertragsgeschwindigkeit mit der prognostizierten und eingebauten Maschinenleistung. Das Wellenbild der fahrenden Schiffe entspricht den Erwartungen.
Verbesserungspotential wird natürlich auch bei diesen Schiffen noch gesehen.
B. Baunummer FC001, das geförderte Binnen-Küstenschiff „RMS Kiel“
Die Probefahrtgeschwindigkeit wurde mit ca. 11,6 kn gerade erreicht.
Weitere Messungen im Schiffsbetrieb haben allerdings ergeben, dass die Vertragsgeschwindigkeit des voll abgeladenen Schiffes nicht erreicht wird, bzw. der Kraftstoffverbrauch erheblich zu hoch ist.
Gründe dafür sind:
*Der für die hinteren Antriebe gewählte Propellerdurchmesser ist zu groß und hat deshalb besonders bei geringen Fahrwassertiefen einen negativen Einfluss auf die Umströmung des Hinterschiffes. Die Steigung der hinteren Propeller ist wegen des großen Durchmessers nicht im Optimum.
*Die vorderen Propeller haben eine komplett falsche Steigung bekommen und übertragen deshalb die vom Motor abgegebene Leistung nicht in Schub.
*Da die hinteren und die vorderen Antriebe in Bezug auf die Schiffsgeschwindigkeit und damit auf den Propellerzustrom und –nachstrom in Verbindung, dass heißt in Abhängigkeit voneinander, betrachtet werden müssen haben die vorderen Propeller in der gewählten Konfiguration mit der falschen Steigung einen zusätzlichen Widerstand erzeugt.
*Die Linien der Einlässe zu den Propellertunneln sind nach den Propulsionsversuchen so verbessert worden, dass den vorderen Propellern nun zu viel Wasser mit einer zu hohen Strömungsgeschwindigkeit „angeboten“ wird. Dies wurde erst mit den Analysen am Schiff und mit weiteren Tankversuchen festgestellt.
*Durch die damit auch erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Wassers am Austritt der Propellertunnel wird eine Drucksenke und damit eine zusätzlichen Widerstand erzeugende Welle aufgebaut, die bei den in Potsdam seinerzeit durchgeführten Flachwasser-Propulsionsversuchen nicht beobachtet wurde.
Diese jetzt gewonnen Erfahrungen und Erkenntnisse werden in Weiterentwicklungs- und Korrekturmaßnahmen sukzessive umgesetzt.
C. Baunummer FC004, das geförderte Binnentankschiff „TILL DEYMANN“
Die „TILL DEYMANN“ hat die vertragliche Schiffsgeschwindigkeit bei voll abgeladenem Schiff noch nicht erreicht, der Kraftstoffverbrauch ist noch deutlich zu hoch und das Wellenbild am Vorschiff ist unbefriedigend, Gründe dafür:
*Die seinerzeit gewählten größeren Propellerdurchmesser hinten haben insgesamt bei dieser Schiffsform eine ca. 25% geringere Schubleistung mit gleicher Motorleistung als die auf den beiden Schiffen für die Erztransport GmbH & Co. KG eingebauten Anlagen mit kleineren Propellern.
*Die vorderen Propeller sind wie auf der „RMS Kiel“ mit einer zu geringen Steigung versehen worden, die verfügbare Motorleistung konnte nicht abgenommen werden. Das Problem der zu großen Zuströmgeschwindigkeiten in den Propulsionstunneln war auch hier vorhanden, hat sich allerdings in Bezug auf das Wellenbild wegen der anderen Schiffsbreite noch negativer dargestellt als auf der „RMS Kiel“. Die Steigung der vorderen Propeller ist inzwischen korrigiert worden, allerdings mit dem Effekt, dass auf Grund der vorhandenen Buggeometrie bei bestimmten Abladetiefgängen Luft eingesaugt wird.
Für die „TILL DEYMANN“ sind Korrektur- und Umbauarbeiten geplant, teilweise schon beauftragt, die die Leistungsfähigkeit des Schiffes verbessern werden. Diese Arbeiten werden Ende September/ Anfang Oktober 2008 durchgeführt. Im Anschluss daran wird MARIN aus Wageningen/ Holland im Rahmen des Entwicklungsprojektes SMOOTH gemeinsam mit NEW-LOGISTICS ein umfangreiches Test- und Messprogramm zur Beurteilung der Wirkung der Luftblasenschmierung dieses Schiffes durchführen. Ein solch umfangreiches Versuchs- und Messprogramm wird in Europa erstmalig mit einem fahrenden Binnenschiff praktiziert.
Luftblasenschmierung
Das Potential der Reibungsreduzierung von Schiffsrümpfen im Wasser durch Luftblasenschmierung, Luftfilmschmierung oder Luftkavernen-Schiffsböden ist von allen Fachleuten unbestritten.
Nicht ohne Hintergrund werden hier zurzeit weiter weltweit viele Entwicklungsmillionen investiert.
Die Luftblasenschmierung ist wie die anderen o.g. innovativen Technologien Neuland.
Es ist auch unbestritten, dass eine wirkliche Beurteilung der Wirkung und Weiterentwicklung dieser Technik am realen Schiff unter realen Fahrtbedingungen erfolgen muss.
Unter Einbeziehung der Erkenntnisse aus eigenen Vorversuchen und aller verfügbaren Forschungs- und Entwicklungsergebnisse wurde für das Binnen-Küstenschiff „RMS Kiel“ und für das Binnentankschiff „Till Deymann“ eine Luftblasenschmierung ausgelegt und eingebaut. Es wurde nicht erwartet, dass „aus dem Stand“ die richtige Lösung gefunden ist! Ziel ist es die erzeugten Luftblasenschleier unter und am Schiffsrumpf und deren Wirkung auf den Schiffsreibungswiderstand möglichst im Süßwasser (Flusswasser) und Salzwasser optisch zu erfassen, die erreichten Bodenflächen zu bestimmen und über die präzise Leistungsmessung der Antriebe die Wirkung zu beurteilen. Da das Verhalten der Luftblasen am Rumpf im realen Schiffsbetrieb und die Auswirkung dieser Schmierung auf die Manövriereigenschaften des Schiffes noch nicht erprobt waren (Weltneuheit!), mussten und sind wir davon ausgegangen, dass die bei den beiden Technologiedemonstratoren realisierte Anordnung der Ausströmer zur Erzeugung des Luftblasenschleiers möglicherweise nicht optimal ist.
Die Datenerfassung und Wirkungsbeurteilung wird mit einem umfangreichen Testprogramm durch die größte europäische Schiffsbauversuchsanstalt Marin (Maritime Research Institute Netherlands) in Wageningen im Rahmen des europäischen Entwicklungsvorhabens SMOOTH mit dem Binnentankschiff „Till Deymann“ durchgeführt werden.
Erst dann kann eine fundierte Antwort eines „unbeteiligten“ Dritten nämlich Marin erwartet werden. In Verbindung mit der Auswertung der Messungen werden auch Optimierungsvorschläge für die Anlagen- und Ausstömerkonfiguration erarbeitet.
Dieser Sachstand erklärt die Entscheidung bei den beiden nicht geförderten MPC-FC-975 noch keine Luftblasenschmiereinrichtung einzubauen, obwohl die Schiffsform dafür vorbereitet ist.
Da bei der „RMS Kiel“ erste Erkenntnisse den Schluss zuließen, dass wir im Bereich der vorderen Propulsionstunnelwandschmierung mehr Luft einbringen und diese anders verteilen müssen, ist der Docktermin in Emden genutzt worden diesen Umbau durchzuführen. Es wurden neue Ausströmer eingesetzt und angeschlossen, dafür mussten die nicht optimalen Ausläße durch das Aufschweißen von Dichtblechen verschlossen werden.
Bis man hier ein zufriedenstellendes Optimum erreicht, werden bei beiden Schiffen sicherlich noch weitere Anpassungsänderungen erforderlich sein.
Anzumerken wäre, dass eine gefahrlose Erprobung dieser Technologie nur mit dem FUTURA Konzept mit dieser Bug- und Bodenkonfiguration in Verbindung mit den vier Antrieben und der damit immer gegebenen Manövriersicherheit möglich ist.
Durch die vier Antriebe fährt der FUTURA CARRIER immer sicher auf der vorgewählten Bahn.
Abgasreinigung
Auf der „RMS Kiel“ und auf der „TILL DEYMANN“ sind Abgasreinigungsanlagen eingebaut worden. Da die „RMS Kiel“ mit nicht schwefelfreiem Kraftstoff (Schwefelanteil bis ca. 2.000 ppm) fährt, die „TILL DEYMANN“ aber mit quasi schwefelfreiem Kraftstoff (Schwefelanteil kleiner 50 ppm), unterscheiden sich beide Abgasreinigungsanlagen nicht unerheblich. Unsere Annahme, dass wir gemeinsam mit dem beauftragten Lieferanten erprobte Technologie aus dem LKW und Bahnbereich nutzen können, hat sich als unrealistisch erwiesen. Wir und unser Zulieferer haben seinerzeit doch in erheblichem Umfang Neuland betreten müssen! Beide Anlagen wurden vor dem Einbau an Bord jeweils mit einem Originalmotor aus dem Schiff auf dem Prüfstand erprobt und gemessen.
Die spezifizierten, durch den Förderbescheid des BMU vorgegebenen Grenzwerte wurden nachweislich erreicht bzw. konnten teilweise deutlich unterschritten werden.
Die dann auf der „RMS Kiel“ eingebauten Anlagen erwiesen sich allerdings schon auf der ersten Seeprobefahrt als für den harten Bordeinsatz in See nicht standfest genug, wurden ausgebaut und vor Übergabe des Schiffes durch robuste Konstruktionen ersetzt.
Der Partikelfilterteil dieser Anlagen wurde ab Mai 2006 fast 7 Monate problemlos erfolgreich betrieben.
Der SCR Part konnte erst in einer Werftzeit im Dezember 2007 (Einbau des Freifallrettungsbootes) betriebsbereit gemacht werden. Die Gesamtanlage inklusive SCR konnte wegen der erzwungenen Flaggenstaat Forderung nach einem Freifallrettungsboot die NEW-LOGISTICS erst eine Woche vor Registrierung des Schiffes mitgeteilt wurde, der damit verbundenen drastischen Einsatzeinschränkung bis zum Einbau des Freifallbootes und des daraus folgenden See-Einsatzprofiles mit überwiegenden Russlandrouten nicht früher in Betrieb genommen werden.
Leider sind durch einen Bedienungsfehler (kein Kraftstoffadditiv) der Besatzung Anfang Januar 2008 die Partikelfilter unbrauchbar geworden und werden jetzt ausgebaut oder auch ausgetauscht. Die Anlage auf der „RMS Kiel“ kann deshalb voraussichtlich erst im Juli wieder in Betrieb gehen.
Die Abgasreinigungsanlagen auf der „TILL DEYMANN“ haben bei der Abgasgegendruckmessung während der Probefahrt des Schiffes überraschend einen viel zu hohen Widerstand gezeigt, der in dieser Größe bei den Prüfstandsläufen nicht aufgetreten ist. Die Höhe dieses Gegendruckes hätte auf Dauer eine Gefährdung der Antriebsdiesel zur Folge gehabt. Wir mussten deshalb die Anlagen zunächst zur kompletten Überarbeitung durch den Lieferanten wieder ausbauen und temporär, um den sicheren Schiffsbetrieb zu gewährleisten, durch herkömmliche Abgasstränge mit Schalldämpfer ersetzen. Sobald die Anlagen umgebaut sind, werden sie wieder an Bord eingebaut, betrieben und ihre Wirksamkeit über einen längeren Zeitraum periodisch gemessen.
Diese Messungen werden weder von NEW-LOGISTICS durchgeführt, noch beauftragt, sondern vom UBA ausgeschrieben und beauftragt. |
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