Neue Azipod-Generation des Schiffsantriebssystems steigert erneut Effizienz

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Zukünftiger Azipod-Antrieb sollte modular aufgebaut sein

Allein in der Entwurfsphase wurden mehr als 100 Ideen entwickelt, von denen 23 zu detaillierteren Entwürfen führten. Zehn davon flossen schließlich in die endgültige Lösung ein. Für das Gondelgerüst hat man fünf unterschiedliche Ansätze gefunden.

Nach dem Priorisieren der Skizzen begannen technischen Untersuchungen und das Überprüfen der technischen Machbarkeit der Ideen. Die besondere Herausforderung in dieser Phase bestand im Visualisieren der Entwürfe, um die Diskussion der potenziellen Lösungen mit anderen Beteiligten zu erleichtern.

Eine aus der ersten Antriebs-Generation gewonnene Erkenntnis war, dass zukünftige Generationen modular aufgebaut sein sollten. Zu den Vorteilen dieser Philosophie gehören höhere Produktqualität durch Standardisierung, verbesserter Fertigungsprozess und langfristiges senken der Gesamtkosten.

Aus all den Ansätzen hat man eine Azipod-Produktfamilie mit etwa 300 Standard- und 50 optionalen Modulen entwickelt, die eine schnelle Reaktion auf unterschiedliche Kundenanforderungen ermöglicht.

Hydrodynamische Effizienz weiter verbessern

Obwohl Pod-Antriebe im Vergleich zu elektrischen Antrieben mit herkömmlicher Wellenanordnung bereits eine um 10 bis 15 % bessere hydrodynamische Effizienz aufweisen, wurde das Projektteam dazu ermutigt, die Möglichkeiten für weiteres Reduzieren des Energiebedarfs und somit des CO2-Ausstoßes zu untersuchen.

Da es sich beim Azipod um ein komplexes Produkt handelt, bei dem eine Vielzahl verschiedener Anforderungen und Aspekte berücksichtigt werden müssen, waren die Möglichkeiten für hydrodynamische Veränderungen begrenzt und Kompromisse erforderlich. Etwa 15 verschiedene hydrodynamische Formen wurden mit numerischen Strömungsberechnungen (Computational Fluid Dynamics, CFD) entwickelt und analysiert. Hinzu kam eine Vielzahl von Modellbeckentests, um die Gebrauchstauglichkeit der Ideen zu überprüfen. Das neue Gehäuse ähnelt dem der vorherigen Azipod-Generation, jedoch konnten der Durchmesser der Propellernabe und des Gehäuses reduziert und die Form der Strebe zwischen Gondel und Schiffsrumpf verändert werden. Diese neue Form führte zu einer etwa zweiprozentigen Verbesserung der hydrodynamischen Effizienz.

Durch das Verändern der vertikalen Drehachse der Gondeleinheit ließ sich das Steuermoment um etwa 20 % – je nach Geschwindigkeit des Schiffs auch mehr – reduzieren. Dies erlaubt ein kleineres Steuerungssystem, verbunden mit größeren Energieeinsparungen und geringerem Verschleiß der Steuermechanik.

Mit Hybridlager ist Austausch ohne Trockendockung möglich

Lagerlösungen für Pod-Antriebe sind in der Schifffahrtsindustrie nicht nur für ihre positiven Eigenschaften bekannt. Folglich konzentrierte sich die Entwicklung hauptsächlich auf die Verlängerung der Trockendock-Intervalle, in denen das Axiallager ausgetauscht werden kann. Schließlich kam man zu der Erkenntnis, dass eine Entwicklung in Richtung längerer Trockendock-Intervalle nicht notwendig ist, wenn der Austausch ohne Trockendockung geschehen kann. Dieses Konzept fand die Unterstützung des Kunden und führte zur Erfindung des Hybridlagers (Patent angemeldet).

Dieses Hybridlager ist das Ergebnis einer systematischen Suche nach Lösungen und im Prinzip eine einfache Lageranordnung, die zwei bekannte Lagertechnologien miteinander verbindet: ein Gleitlager zur Aufnahme der axialen Kräfte (Axiallager) und ein Rollenlager zur Aufnahme der radialen Kräfte – eine Kombination, die auf dem maritimen Markt bisher nicht erhältlich war. In der neuen Azipod-Generation ersetzt das Hybridlager das herkömmliche Axiallager.

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