Stabilität ist für einen Lotsentender von großer Bedeutung. Foto: A&R

Stabilität ist für einen Lotsentender von großer Bedeutung. Foto: A&R

Weniger durch mehr

Nach der Veröffentlichung des Artikels „Die Kunst des Schiffbaus“ in Heft 9-2021 erhielt die Redaktion Anfragen von Lesern, die mehr über die Swath-Technologie wissen wollten. Carsten Wibel von Abeking & Rasmussen erläutert in seinem Beitrag die Prinzipien und Vorteile von Swath.

Ein nach dem Swath-Prinzip konstruiertes Schiff soll sich auch in starkem Seegang wenig bewegen und der Besatzung nur geringe Beschleunigungen zumuten. Die Besonderheit ist die verringerte Wasserlinienfläche der beiden Rumpfhälften, daher die englische Bezeichnung small waterplane area twin hull. Knapp 100 Boote und Schiffe wurden bisher weltweit nach diesem Prinzip gebaut – davon 26 bei Abeking & Rasmussen (A&R) in Lemwerder.
Eine Binsenweisheit für alle Seefahrer ist, dass Seegang Schiffsbewegungen erzeugt. Physikalisch geschieht dies ausschließlich in der Wasserlinienfläche über die verursachte Verdrängungsänderung. Die Auftriebskörper sind deshalb beim Swath-Prinzip tief unter Wasser angeordnet. Der Schiffsaufbau steht darauf auf Stützen, genannt Struts. Seegang regt die Swath-Auftriebskörper – wie getauchte U-Boote – nicht an. Nur an den Struts mit ihrer geringen Wasserlinienfläche kann der Seegang das Schiff zur Bewegung anregen. Das Ergebnis sind deutlich reduzierte Schiffsbewegungen in schwerer See. Beim Vergleich verschiedener Rumpfformen fallen die Unterschiede auf. Bei Swath-Fahrzeugen ist die Wasserlinienfläche gegenüber Schiffen mit Einzel- oder Doppelrumpf deutlich geringer.

Durch die verringerte Wasserlinienfläche liegen Swath-Schiffe auch bei Seegang stabil im Wasser. Grafik: A&R

Durch die verringerte Wasserlinienfläche liegen Swath-Schiffe auch bei Seegang stabil im Wasser. Grafik: A&R

Ein Swath mit vergleichbarer Verdrängung weist erheblich geringere Beschleunigungen auf als ein gleich großer Monohull oder Katamaran. Bei der Swath-Klasse mit 25 Meter Länge betragen diese gerade ein Drittel der Vergleichswerte der anderen Bauweisen. Andersherum bräuchte man mindestens ein Schiff mit dreifacher Verdrängung, um dieselben Werte zu erreichen. Gerade hinsichtlich des Auftretens von Seekrankheit oder Möglichkeit, an Deck oder innerhalb des Schiffes bestimmte einsatzkritische Arbeiten auszuführen, können diese Werte entscheidend für die Einsatzgrenzen und Fähigkeiten der gesamten Einheit sein. Dies gilt für das Versetzen von Lotsen ebenso wie für das Ausführen von Untersuchungen im Forschungs- oder Offshorebereich, Patrouillenfahrten oder militärische Einsätze.Herausforderung bei der Umsetzung des Swath-Prinzips ist unter anderem das Gewichtsmanagement. Verändert sich das Schiffsgewicht, ändert sich der benötigte Auftrieb. Bei Ein- oder Doppelrümpfen taucht der Rumpf in der Wasserlinienfläche tiefer ein. Durch die große Fläche ist dabei die Veränderung gering. Bei Swath-Fahrzeugen ist diese Eintauchungsänderung durch die geringe Wasserlinienfläche der Struts erheblich größer. Denn ausschließlich hier kann sich der Auftrieb ändern und damit Gewichtsmodifikationen ausgleichen. In der Fähigkeit, diesen Faktor professionell zu managen, zeigt sich die erfahrene Swath-Werft.
Eine Alternative ist, durch Aufnahme oder Abgabe von Ballast Gewichtsänderungen auszugleichen. Ausgleich durch Ballastwasser erfordert schiffbauliche Änderungen der Tankgröße, die wiederum das Schiffsgewicht ändern. Auch diese Modifikationen des Schiffsgewichtes müssen wieder durch Korrekturen des Auftriebs ausgeglichen werden. Zur optimalen Umsetzung des Swath-Prinzips verursacht jede Gewichtsänderung somit eine mehrfache Berechnung der Auftriebskörper. Auch gibt es bedingt durch Stabilitätsanforderungen, Geschwindigkeits- und Reichweitenvorgaben Grenzen der Anpassung.
Während der Konstruktionsphase kann diese Optimierung theoretisch innerhalb der Grenzen beliebig oft wiederholt werden. Hat der Bau des Swath-Fahrzeugs begonnen, sind die Änderungsgrenzen konstruktiv festgelegt. Während der Arbeiten müssen Genau-Fertigung, geringe Toleranzen und ständige Gewichtskontrolle sicherstellen, dass die Konstruktionsvorgaben eingehalten werden.
Tagtäglich bewähren sich zurzeit weltweit 26 [email protected]&R-Boote und -Schiffe im Einsatz. In der Deutschen Bucht sind insgesamt drei Stationsschiffe und fünf Versetztender verfügbar. Die beiden 2010 gebauten 60-Meter-Stationsschiffe ELBE und WESER wie auch das 50-Meter-Stationsschiff HANSE bieten bis zu 50 Lotsen Unterkunft. Die 25 Meter langen [email protected]&R-Versetztender befördern die Lotsen zuverlässig zwischen dem Stationsschiff und den zu lotsenden Schiffen. Jedes Jahr ermöglichen DÖSE und DUHNEN (beide 1999), WANGEROOG und BORKUM (beide 2004) sowie GRODEN (2011) auch bei schwerem Wetter Tausende von sicheren Überstiegen. Auch die belgischen und niederländischen Lotsen und sogar ihre amerikanischen Kollegen im texanischen Houston setzen auf [email protected]&R-Versetztender aus Niedersachsen.

Geplante Minensuch-Drohne von A&R. Grafik: A&R

Geplante Minensuch-Drohne von A&R. Grafik: A&R

Weiterer Vorteil für zivile oder militärische Anwendungen sind die tief getauchten, torpedoförmigen Rümpfe. Sie verhindern Luftblasen, die empfindliche Mess- und Ortungssysteme stören können. Seit 2012 bewährt sich das hydrographische [email protected]&R-Forschungsschiff JAKOB PREI im Einsatz für die estnische Schifffahrtsverwaltung. Die geringen Beschleunigungen erleichtern im Übrigen das Aussetzen jeder Art von Ausrüstung, ob zivil oder militärisch, manuell oder automatisiert.
Zwischen 2011 und 2014 wurden von der lettischen Marine fünf [email protected]&R-Patrouillenboote der SKRUNDA-Klasse in Dienst gestellt. Auf deren Vorschiff ist ein wechselbarer 20-Fuss-Container angeordnet. Verschiedene Missionsmodule in diesen Containern ermöglichen beispielsweise einen Minensuch- oder Tauchereinsatz auch bei rauer See.
Das jüngste und kleinste Mitglied der [email protected]&R-Familie existiert bisher nur in den Konstruktionscomputern: eine knapp neun Meter lange, fünf Tonnen schwere Drohne. Sie kann manuell, ferngesteuert oder autonom fahren. Ein automatisiertes Aussetzen oder Einholen von unbemannten Systemen ist auch bei widriger See möglich – ihr Seegangsverhalten entspricht voraussichtlich einem dreimal so großen Einrumpfschiff. Das Design berücksichtigt die für USVs geforderten Eigenschaften hinsichtlich Gewicht, Nutzlast, Geschwindigkeit und Ausdauer für militärische oder zivile Anwendungen.
[email protected]&R bedeutet zunächst erheblich mehr: mehr Konstruktions- und Berechnungsaufwand, mehr Kontrolle beim Gewichtsmanagement, mehr Zusammenarbeit und Abstimmung mit Komponenten-Zulieferern, mehr Präzision bei der Fertigung. Aber nur so ist der gewünschte Erfolg zu erzielen – weniger Schiffsbewegungen durch eine verringerte Wasserlinienfläche.

Autor: Carsten-Söhnke Wibel ist Sales Director Special Vessels bei Abeking & Rasmussen.

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