Maritime Versuchstechnik aus dem 3D-Drucker für effiziente und klimaneutrale Schiffe

Erstellt von Martin Geist

Es ist ein Modell, und es sieht gut aus. Im Umlauftank des Instituts für Schiffbau und Maritime Technik an der FH Kiel geht derzeit wieder und wieder eine auf ein Sechzehntel des im Werden begriffenen Originals geschrumpfte Version der Wavelab baden. Erkenntnisgewinne inklusive.

Wo er recht hat, hat er recht. „Wäre ja ungünstig, wenn eine elektrisch betriebene Fähre nur eine Stunde durchhalten würde,“ begründet Schiffbau-Experte Professor Hendrik Dankowski das umtriebige Geschehen im Kanal. Wenn das echte Wellenlabor zur Erprobung einer autonomen Fördeschifffahrt voraussichtlich Ende des Jahres von der Werft Gebrüder Friedrich in Kiel-Friedrichsort fertiggebaut ist, sollen darauf verschiedene Technologien für eine spätere echte autonome und emissionsfreie Elektrofähre erprobt werden.

zwei Männer mit Schiffsmodell am Wasserbecken
Welche Kräfte am Katamaran wirken untersuchen Prof. Dr. Hendrik Dankowski und Student Lukas Östermann. Foto: Martin Geist

Praktische Tests finden innerhalb dieses Ablegers vom Großprojekt CAPTN auch im Umlauftank der FH Kiel statt. Der Tank funktioniert wie ein Laufband, nur eben mit Wasser, das am Ende des kleinen Kanals angekommen über einen Tunnel zurück zum Anfang fließt, sodass sich ein ewiger Kreislauf ergibt.

Studierende können damit immer wieder neu nachvollziehen und berechnen, welche Kräfte unter bestimmten Bedingungen in welche Richtungen am aktuell untersuchten Schiffsmodell wirken. „Das ist teils etwas verzwackt, weil es sich um einen Katamaran handelt“, berichtet Hendrik Dankowski. Aufgrund der Bauweise verursachen beide Rumpfteile Wellen, die sich gegenseitig aufheben können – oder auch hochschaukeln.

Die Versuche dienen aber nicht nur der Lehre, sondern sollen zugleich die Erkenntnisse zum Thema mehren. Ermittelt wird, wie genau die vorangegangene ingenieurtechnisch-numerische Modellierung fürs Verhalten des Katamarans stimmt. Beispielsweise erlauben die Versuche, die Größe des Akkus für den E-Motor noch exakter zu berechnen und die Prognosen zu verifizieren, damit das Wasser-Vehikel keine unnützen Zentnerlasten über die Innenförde schippert – oder eben viel zu früh schlappmacht. 

Modell eines Katamarans im Wasserbecken
Zwei Rumpfteile sorgen für Wellen, die sich gegenseitig aufheben oder hochschaukeln können. Foto: Martin Geist

Zusätzlich findet in dem Kanal ein weiteres Stück Forschung statt. Besonders intensiv beschäftigt sich damit Lukas Östermann, der für seine Bachelor-Thesis Versuche mit Schiffspropellern vornimmt. Er arbeitet dafür mit drei nach unterschiedlichen Verfahren im 3D-Druck entstandenen Mini-Varianten von einem fürs Wavelab in Frage kommenden Propellerentwurf. Beantwortet werden dabei zwei große Fragen, erläutert Östermann: „Wie gut wirken sie, und wie gut halten sie.“

Sollten die Antworten positiv fallen, würde das enorm viel Geld sparen. Ein herkömmlich aus Metall gefertigtes Propeller-Modell kostet locker 8000 Euro oder mehr. Die Konkurrenz aus dem Drucker begnügt sich dagegen im Idealfall mit 10 Euro Materialkosten.

Klüger ist das Projekt-Team in dieser und manch anderer Beziehung wohl Mitte des Jahres, wenn die Experimente im Umlauftunnel abgeschlossen sein sollen.

© Fachhochschule Kiel