Werkstoff 58 Tonnen als Blickfang – Containerschiff-Propeller als gewichtiger Messe-Wegweiser

Vor dem Eingang Mitte der Neuen Messe Hamburg, fand man zur SMM-Messe einen gewichtigen Wegweiser und spektakuläres Fotomotiv. Der knapp 58 Tonnen wiegende Blickfang sollte die erwarteten 47.000 Fachbesucher auf die SMM 2008 einstimmen.

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Mecklenburger Metallguß GmbH

Gebaut wurde der moderne Festpropeller in Waren, Mecklenburg-Vorpommern, bei der Mecklenburger Metallguss GmbH (MMG), einem der führenden Hersteller von Schiffspropellern, der Werften rund um den Globus beliefert. Mit einem Durchmesser von 7,9 Metern und 57 760 Kg Gewicht rangiert der Propeller eher im Mittelfeld. Er soll nach seinem Dienst als SMM-Eyecatcher mit seinen fünf sichelförmig gebogenen Flügeln ein Container-schiff antreiben, das über eine Kapazität von 4.400 TEU (20 Fuß-Standard-Container) verfügt.

Je größer der Sichelschwung, desto geringer die Schwingungen

Das vom Germanischen Lloyd klassifizierte Schiff wird auf der südkoreanischen Werft Daewoo Shipbuilding & Marine engineering Co., Ltd. (DSME) gebaut. Die Hauptmaschine, ein Schiffsdiesel des Typs 8K90MC-C6 von MAN B&W, bringt den Propeller mit 36 560 KW auf 104 Umdrehungen pro Minute. Das reicht für eine Dienstgeschwindigkeit von 22,8 Knoten. Bei den heutigen Brennstoffpreisen legen die Reeder mehr Wert auf sparsamen Verbrauch als auf große Höchstgeschwindigkeit.

Der sichelförmige Schwung der fünf Propellerblätter ist keine Frage des ästhetischen Designs, sondern hat einen handfesten technischen Hintergrund. Die sogenannte Flügelrücklage, das Maß für den Bogen der Flügelgeometrie, entscheidet darüber, wie viele Vibrationen von dem Propeller im Schiffsrumpf verursacht werden. Je größer der Sichelschwung, desto geringer die Schwingungen.

Fertiggewicht bis zu 140 Tonnen bei einem Durchmesser bis zu 11,3 Metern

Der Entwurf eines Propellers beginnt mit der eingehenden Analyse und Beurteilung der Ergebnisse der Schiffsmodellversuche (Nachstrom, Propulsion und Kavitation) sowie der Anordnung von Propeller und Ruder am Hinterschiff. Dabei leisten umfangreiche Erfahrungen aus der Analyse zahlloser Probefahrten gute Dienste. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Berechnung der instationären Lasten während des Umlaufs eines Flügels im Nachstromfeld des Schiffes und der Kräfte und Momente sowie des Kavitationsverhaltens eines Flügels in den einzelnen Winkelpositionen des Nachstromfeldes gelegt.

Die Propellergeometrie wird in 3D-CAD modelliert. Die Daten werden für die Fertigung (Gießerei, CNC-Zerspanung, Schleiferei) und Qualitätskontrolle bereitgestellt. Eigens entwickelte Computerprogramme ermöglichen es, den individuellen Anforderungen unserer Kunden optimal zu entsprechen. Selbstverständlich können Sie mit Forderungen, Erfahrungen und Wünschen jederzeit auf die Entwicklung der Entwürfe Einfluss nehmen.

Hergestellt wird der Propeller aus einer besonderen Metalllegierung, deren Hauptbestandteil Kupfer ist. Weitere Elemente wie Nickel, Eisen, Aluminium und Mangan verleihen dem Propeller die erforderlichen Eigenschaften wie hohe Festigkeit und Dehnung, aber auch große Unempfindlichkeit gegenüber Salzwasser.

Von der ersten Zeichnung bis zum buchstäblich letzten Schliff können bei Propellern dieser Größe rund drei Monate vergehen. Die Mecklenburger können Propeller mit einem Fertig-gewicht bis zu 140 Tonnen und bis zu einem Durchmesser von 11,3 Metern bauen. Das reicht für die heute größten Containerschiffe.

MMG habe zahlreiche Aufträge für die Lieferung von Propellern für 13.000 TEU Containerschiffe und für die neue Post-Panamax-Schiffsgröße erhalten, beschreibt MMG-Geschäftsführer Manfred Urban die gute Auftragslage des Unternehmens. Außerdem habe MMG Verträge mit Fincantieri, dem führenden Kreuzfahrtschiffbaukonzern, zur Lieferung von Propellern für Kreuzfahrtschiffe abgeschlossen, die für die bekannte Reederei „Carnival Cruise Line“ gebaut werden.

Propellerformen mit einem noch höheren Wirkungsgrad

Dass Schiffspropeller ein wichtiges Glied in der Berechnungskette sind, wenn es gilt, den Durst der großen Schiffsdiesel zu verringern, liegt auf der Hand. Da sind nicht nur die Motorenentwickler gefragt. Bei MMG sitzen die Ingenieure auch längst an neuen Konzepten. Das Ziel: Der Wirkungsgrad eines modernen Propellers, der heute zwischen 70 und 75 Prozent liegt, soll verbessert werden.

Manfred Urban: „Wir sind dabei, Propellerformen zu entwickeln, die einen höheren Wirkungsgrad haben als bisher und damit auch einen signifikanten Beitrag zur Brennstoffeinsparung leisten. Weiterhin werden auch alte Antriebskonzepte und propulsionsverbessernde Einrichtungen so optimiert, dass sich ihr Einsatz wieder lohnt.“

Möglich sind diese Entwicklungen aufgrund der modernen Berechnungs- und Simulationsverfahren.

So kommen die Entwickler zu dem Ergebnis, dass z.B. die Reduzierung der Flügelzahl bei Propellern für Tanker einen besseren Wirkungsgrad zur Folge hat und die bekannten Nachteile eines beispielsweise dreiflügeligen Propellers durch optimierte Propellergeometrien weitgehend minimiert werden können.

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