Wie beeinflussen Stabilisatoren die Geschwindigkeit und den Kraftstoffverbauch??

Die Menge an Energie, die aufgewendet werden muss, um ein Schiff zu bewegen, hängt vom Widerstand ab, auf den das Boot im Wasser und in der Luft trifft. Eine Erhöhung des Gewichts oder die Vergrößerung der nassen Oberfläche des Rumpfes wirkt sich auf die Höchstgeschwindigkeit und den Kraftstoffverbrauch des Bootes aus.

 

Für Schiffsarchitekten und Bootsbauer war die Wahl eines Stabilisatorsystems traditionell mit schwierigen Entscheidungen verbunden. Wie viel Stabilisierungskraft kann erreicht werden, bevor die Auswirkungen auf Geschwindigkeit und Kraftstoffverbrauch inakzeptabel werden? Für Schiffe, bei denen die Stabilisierungskraft während der Fahrt am wichtigsten ist, waren Systeme auf Finnenbasis traditionell die Option, da Kreisel- bzw. Gyrosysteme bei höheren Geschwindigkeiten nicht so effektiv sind. Bei einem kreiselbasierten Stabilisierungssystem ist die Stabilisierungskraft ein fester Wert. Mit Finnen erhöht sich die Stabilisierungskraft mit der Geschwindigkeit um den Faktor zwei und bietet eine konstante Stabilisierungskraft, solange das Schiff unterwegs ist. Wenn die Stößel eines Kreisels das Ausmaß ihrer Bewegung erreicht haben, kann ein Kreisel keine Energie mehr erzeugen, bis das Boot in die andere Richtung krängt und sich die Bewegung umkehrt. Dies ist einer der Hauptgründe für diejenigen, die der laufenden Stabilisierung Priorität einräumen, sich für Finnen anstelle eines Kreisels zu entscheiden.

 

Darüber hinaus verfügen Sie über eine Ankerstabilisierung. Dies ist in den letzten Jahren zu einem wichtigen Merkmal für Bootsfahrer geworden, was den Kompromiss bei finnenbasierten Systemen noch schwieriger macht. Die traditionell installierten Finnen wären zu klein, um bei Nullgeschwindigkeit eine ausreichende Stabilisierungskraft zu bieten. Daher verfügen viele Schiffe mit älteren Systemen nicht über genügend Stabilisierungskraft, da die tatsächlichen Kosten in Bezug auf Geschwindigkeit und Treibstoff zu hoch wären.

 

Die Gesamtkosten einer 10-prozentigen Treibstofferhöhung während der Lebensdauer eines Schiffes könnten sich als recht beträchtlich erweisen. Bei einer Freizeityacht oder Superyacht, die nicht rund um die Uhr in Betrieb ist, könnte der Eigner diese zusätzlichen Kosten als lohnenswert erachten. Aber für viele Handelsschiffe sind die zusätzlichen Kosten für eine anständige Gesamtwirtschaft möglicherweise nicht tragbar, so dass viele Handelsschiffe auf die Stabilisierung verzichten, was schade ist, denn man könnte sagen, dass es die Schiffe sind, die davon profitieren würden es am meisten.

Eines der Probleme bei herkömmlichen Flachfinnen besteht darin, dass bei den meisten V-förmigen Rümpfen der zur Stabilisierung der Schiffe aufgebrachte Kraftvektor zu nahe an der horizontalen Ebene liegt. Dies bedeutet, dass ein großer Teil der aufgebrachten Energie verschwendet wird, wenn der Rumpf seitwärts gedrückt wird und die Gierung auftritt.

 

Tatsächlich wirkt sich die Dämpfung der Rollbewegung in einigen Installationen möglicherweise nicht sehr effektiv auf die Wahrscheinlichkeit einer Seekrankheit aus, da die unerwünschten zusätzlichen Schwankungs- und Gierbewegungen des Schiffes der Verbesserung der Seekrankheit durch die Reduzierung der Rollbewegung entgegenwirken.

 

Die Erfindung der gebogenen Stabilisatorfinnen wurde von manchen als Stabilisatorrevolution bezeichnet. Diese einfache, aber äußerst effektive Lösung beseitigt viele der traditionellen Kompromisse, die Schiffsarchitekten und Bootsbauer in der Vergangenheit hinnehmen mussten.

Dieses neue Lamellenprofil nutzt die aufgebrachte Energie viel effizienter als herkömmliche Lamellen. Die Vector Fins mit sogenannten Winglets/Flügeln, ähnlich denen, die man bei modernen Flugzeugen sieht, verändert den Kraftvektor näher an der vertikalen Ebene, was zu einer weitaus effektiveren Stabilisierung führt und die unerwünschten Nebenwirkungen von Gieren und Schwanken deutlich reduziert. Durch die Verbesserung des Kraftvektors können kleinere Finnen die gleiche Stabilisierungskraft erreichen, wodurch der Platzbedarf auf nasser Oberfläche erheblich reduziert wird.

Ein weiterer wichtiger Effekt der gebogenen Finnen besteht darin, dass sie Auftrieb erzeugen und so den Gesamtwiderstand des Rumpfes verringern. Bei einigen Hochgeschwindigkeitsyachten hat der Auftrieb den zusätzlichen Luftwiderstand vollständig ausgeglichen und tatsächlich die Höchstgeschwindigkeit erhöht. Der von einer Finnen erzeugte hydrodynamische Auftrieb ist proportional zum Quadrat ihrer Geschwindigkeit durch das Wasser, sodass ein Anstieg von beispielsweise 17 Knoten auf 24 Knoten den Auftrieb der Finnen verdoppeln würde.

 

Gebogene Finnen können unterwegs bis zu 30 Prozent und vor Anker bis zu 50 Prozent effizienter sein. Auch unerwünschte Nebenwirkungen wie Gieren und Schwanken können im Vergleich zu herkömmlichen Flachfinnen um bis zu 55 Prozent reduziert werden.

Bei Verwendung einer flachen Stabilisatorfinnen kommt es häufig zu einer Geschwindigkeitsreduzierung von bis zu 10 Prozent aufgrund des Wasserwiderstands. Auch der Kraftstoffverbrauch könnte entsprechend steigen. Mit den gebogenen Vector Fins verlieren Sie bei optimalen Installationen möglicherweise überhaupt nichts. Bitte beachten Sie, dass die höhere Effizienz gebogener Finnen im Vergleich zu flachen Finnen von Rumpf zu Rumpf unterschiedlich sein kann, abhängig von vielen Faktoren wie Rumpfdesign, Geschwindigkeit, Installationsort usw. Allerdings sind die gebogenen Finnen als bahnbrechend für Fortgeschrittene zu betrachten Stabilisierung. Durch die Kraftverteilung der Vektor Fins werden so viele Nachteile der herkömmlichen, geraden Finnen bei jeder Installation deutlich reduziert.