ARTIKEL-NACHWEIS: JAN ERIK JOHANSEN
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DRAKE MARINE / RESSOURCEN / Fallstudien / WIE BEEINFLUSSEN STABILISATOREN GESCHWINDIGKEIT UND KRAFTSTOFFVERBRAUCH?

Herkömmliche Flossen- und Kreiselstabilisatoren beeinflussen Geschwindigkeit und Treibstoffverbrauch, entweder durch das zusätzliche Gewicht eines Kreisels oder durch den erhöhten Wasserwiderstand externer Flossen. In diesem Artikel stellen wir die verschiedenen Merkmale moderner Flossenstabilisatoren vor, die diese Nachteile mindern können.

Ist es möglich, den Widerstand und den Kraftstoffverbrauch so weit zu beeinflussen, dass wir diese Nachteile minimieren oder sogar beseitigen können?

Wind- und Wasserbeständigkeit

Der Energieaufwand zum Bewegen eines Schiffes hängt vom Widerstand ab, dem das Boot im Wasser und in der Luft begegnet. Zusätzliches Gewicht oder eine Vergrößerung der benetzten Oberfläche des Rumpfes beeinflussen die Höchstgeschwindigkeit und den Treibstoffverbrauch des Bootes.

Für Schiffsarchitekten und Bootsbauer bedeutete die Wahl eines Stabilisierungssystems traditionell schwierige Entscheidungen. Wie viel Stabilisierungskraft kann erreicht werden, bevor die Auswirkungen auf Geschwindigkeit und Treibstoffverbrauch inakzeptabel werden? Für Schiffe, bei denen die Stabilisierungskraft während der Fahrt von größter Bedeutung ist, waren Flossenstabilisatoren traditionell die erste Wahl, da Gyrosysteme bei höheren Geschwindigkeiten weniger effektiv sind. Bei einem Gyrostabilisator ist die Stabilisierungskraft ein fester Wert. Flossenstabilisatoren hingegen verdoppeln die Stabilisierungskraft mit zunehmender Geschwindigkeit und bieten zudem eine konstante Stabilisierungskraft, solange das Schiff in Fahrt ist. Sobald die Kolben eines Gyros ihren maximalen Hub erreicht haben, kann der Gyro keine weitere Energie mehr erzeugen, bis das Boot in die andere Richtung krängt und die Fahrtrichtung sich umkehrt. Dies ist einer der Hauptgründe, warum diejenigen, die Wert auf Stabilisierung während der Fahrt legen, Flossenstabilisatoren einem Gyro vorziehen.

Darüber hinaus verfügt das System über eine Ankerstabilisierung. Diese hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Ausstattungsmerkmal für Bootsfahrer entwickelt, was die Abwägung bei Flossensystemen noch schwieriger macht. Die üblicherweise installierten Flossen wären zu klein, um bei Stillstand ausreichend Stabilisierungskraft zu bieten. Daher verfügen viele Schiffe mit älteren Systemen nicht über genügend Stabilisierungskraft, da die tatsächlichen Kosten in Bezug auf Geschwindigkeit und Treibstoffverbrauch zu hoch wären.

Die Gesamtkosten einer zehnprozentigen Treibstofferhöhung über die Lebensdauer eines Schiffes können beträchtlich sein. Für eine Freizeityacht oder Superyacht, die nicht rund um die Uhr im Einsatz ist, mag sich dieser Mehraufwand für den Eigner lohnen. Für viele Handelsschiffe hingegen ist der Mehraufwand wirtschaftlich nicht tragbar, weshalb viele Handelsschiffe auf eine Stabilisierung verzichten – bedauerlich, denn gerade diese Schiffe würden am meisten davon profitieren.

Lässt sich der Wasserwiderstand von Flossenstabilisatoren minimieren?

Eines der Probleme herkömmlicher Flachflossen besteht darin, dass bei den meisten V-förmigen Rümpfen der zur Stabilisierung des Schiffes eingesetzte Kraftvektor zu nahe an der Horizontalen liegt. Dadurch geht viel Energie verloren, da der Rumpf seitlich gedrückt und die Gierbewegung verstärkt wird. Tatsächlich kann die Dämpfung der Rollbewegung in manchen Fällen die Wahrscheinlichkeit von Seekrankheit nicht sehr effektiv beeinflussen, da die unerwünschten Auswirkungen der Rollbewegung zu einer stärkeren Dämpfung führen. Zusätzliche Schwank- und Gierbewegungen des Schiffes wirken der Verbesserung der Seekrankheit durch die Reduzierung der Rollbewegung entgegen.

Die Erfindung der gebogenen Stabilisierungsflossen wurde von manchen als Revolution im Bereich der Stabilisierungsflossen bezeichnet. Diese einfache, aber hochwirksame Lösung beseitigt viele der traditionellen Kompromisse, die Schiffsarchitekten und Bootsbauer in der Vergangenheit eingehen mussten.

Dieses neue Flossenprofil nutzt die zugeführte Energie deutlich effizienter als herkömmliche Flossen. Die Vector-Flosse mit sogenannten Winglets, ähnlich denen moderner Flugzeuge, verlagert den Kraftvektor näher an die Vertikale. Dies führt zu einer wesentlich effektiveren Stabilisierung und reduziert unerwünschte Gier- und Schlingerbewegungen erheblich. Dank des optimierten Kraftvektors können kleinere Flossen die gleiche Stabilisierungskraft erzielen, wodurch die benetzte Oberfläche deutlich verringert wird.

Ein weiterer wichtiger Effekt der gebogenen Finnen ist der erzeugte Auftrieb, der den Gesamtwiderstand des Rumpfes verringert. Bei manchen Hochgeschwindigkeitsyachten kompensiert der Auftrieb den zusätzlichen Widerstand sogar vollständig und erhöht die Höchstgeschwindigkeit. Der hydrodynamische Auftrieb einer Finne ist proportional zum Quadrat ihrer Geschwindigkeit im Wasser. Eine Steigerung der Geschwindigkeit von beispielsweise 17 Knoten auf 24 Knoten würde den Auftrieb der Finnen verdoppeln.

Gebogene Flossen können während der Fahrt bis zu 30 Prozent und vor Anker bis zu 50 Prozent effizienter sein. Unerwünschte Nebenwirkungen wie Gieren und Schlingern können im Vergleich zu herkömmlichen flachen Flossen ebenfalls um bis zu 55 Prozent reduziert werden.

Bei Verwendung flacher Stabilisierungsflossen kann es aufgrund des erhöhten Widerstands häufig zu Geschwindigkeitsverlusten von bis zu 10 Prozent kommen. Auch der Treibstoffverbrauch kann entsprechend steigen. Mit gebogenen Flossen hingegen, die optimal montiert sind, kann es zu keinerlei Einbußen kommen. Bitte beachten Sie, dass die höhere Effizienz gebogener Flossen im Vergleich zu flachen Flossen je nach Rumpf und verschiedenen Faktoren wie Rumpfdesign, Geschwindigkeit, Montageort usw. variiert. Dennoch gelten gebogene Flossen als bahnbrechend in der modernen Stabilisierung. Die Kraftverteilung der Vektorflossen reduziert viele Nachteile der herkömmlichen flachen Flossen bei jeder Montageart deutlich.

Wie wirken sich Stabilisatoren unter verschiedenen Bedingungen auf die Reisegeschwindigkeit und den Kraftstoffverbrauch aus?

Die Kapitäne von Schiffen ohne Stabilisatoren passen Geschwindigkeit und Kurs häufig an Wind- und Wellenbedingungen an. Wellenmuster und -richtung bestimmen, mit welcher Geschwindigkeit das Schiff bei angemessenem Komfort an Bord fahren kann. Dies bedeutet in der Regel, mit weniger treibstoffsparenden Geschwindigkeiten und längeren Routen zu fahren. Mit Stabilisatoren erweitern sich die Grenzen einer komfortablen Reise erheblich und ermöglichen effizientere Reisegeschwindigkeiten, selbst bei hohem Seegang.

Umwege fahren?

Manche Bootsfahrer entscheiden sich für einen Umweg, um Rollbewegungen und damit verbundene Unannehmlichkeiten für Passagiere und sich selbst zu vermeiden. Nicht immer den kürzesten Weg auf See zu wählen, ist tatsächlich eine alternative Lösung für das Problem der Rollbewegung. Manchmal kann ein größerer Umweg die Sicherheit und den Komfort an Bord verbessern, doch die Zickzackroute kann die Reise um erhebliche Seemeilen verlängern und somit Treibstoff und Zeit verbrauchen. Die meisten Bootsfahrer haben dies wahrscheinlich schon einmal erlebt – mit dem Bug in die Wellen oder mit den Wellen am Heck.

Mit einem an Bord befindlichen Schallstabilisierungssystem können Sie in den meisten Fällen den richtigen Kurs zu Ihrem Zielort planen und einhalten, wodurch Sie Treibstoff und Zeit sparen. Die meisten Kapitäne bevorzugen es, ohne Einschränkungen hinsichtlich Route und Zeit direkt zu ihrem Ziel zu navigieren. Daher ist es eine persönliche Entscheidung, ob Sie ein System zur Schallstabilisierung nutzen oder nicht. welches System Sie wählen Und Ihre endgültige Lösung für mehr Komfort und Sicherheit an Bord. Letztendlich geht es um Sicherheit, optimale Arbeitsbedingungen, Komfort und ein angenehmes Fahrerlebnis. Ein weiterer Vorteil: Es erhöht die Möglichkeit, auch bei rauer See hinauszufahren.