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Zwei Dieselmotoren im Maschinenraum eines großen Schiffes

Schiffsantrieb ist der "Antrieb" von a Schiff. Dies kann durch natürlichen Antrieb erfolgen (insbesondere Segeln), Mensch Muskelkraft (meist Rudern) und mechanisch Methoden wo Treibstoff oder Kernenergie wird eingesetzt. Einige Schiffe sind für mehrere Antriebsmethoden ausgestattet, wie z. B. Segeln und a Dieselmotor, oder Segeln und Rudern.

Heute ist das Hauptantriebsmittel der Dieselmotor.

Natürlicher Antrieb

Der natürliche Antrieb erfolgt hauptsächlich durch Wind, kann aber auch durch Strömung erfolgen.

Antrieb durch Wind

sehen Segeln (Segeln) für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Segeln ist eine Fortbewegungstechnik durch Windkraft.

Neu ist die Anwendung von SkySails Auf großen Containerschiffen und Fischereifahrzeugen ähnelt dieses System einer Art großer Drachen, der das Schiff mit Windkraft zieht. Dies ermöglicht eine Kraftstoffeinsparung von 10 bis 35 %.

Antrieb durch Schwerkraft

sehen Stevelen für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Biene Steve benutzt es aufhängen von Flüssen.

Muskelkraft

Muskelkraft ist nicht allein Rudern, aber es gibt auch Methoden wie neugierig sein, Bäume, Paddel und Pullover.

Mechanischer Antrieb

Für den mechanischen Antrieb ist die Energie meist Treibstoff, und manchmal Kernenergie benutzt. EIN Maschine die Energie umwandeln in Arbeit.

Dampf

sehen Dampfkessel für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Dampf wird benötigt, um a . zu machen Dampfmaschine oder Dampfturbine Arbeit zu veranlassen.

Es gibt verschiedene Methoden, Dampf unter Druck zu setzen. Grundlage für diesen Druck ist eine bestimmte Temperatur. Dies erhält man aus a Hitzequelle. Für diese Wärmequelle wurden im Laufe der Jahre verschiedene Verfahren gefunden. Das bekannteste ist mit Kohle. Dies ist jedoch ein sehr arbeitsintensiver Prozess. Die nächste Entwicklung war Heizöl. Dieses wurde mittels einer Pumpe den Kesseln zugeführt. Es war sogar möglich, Kohlekessel auf Ölkessel umzurüsten. Dieser Dampf wurde früher zum Antrieb einer Dampfmaschine verwendet, später wurden daraus Dampfturbinen.

In dem lpg- und lng-Gastanker seine eigene Ladung wird verwendet, um die Energie für den Antrieb zu erzeugen. Normalerweise wurde ein Teil der Ladung entlüftet, um einen zu hohen Druck in den Tanks zu vermeiden.

Heute wurde die Dampfgesellschaft weitgehend durch die Dieselgesellschaft ersetzt, daher gilt Dampf als altmodisch. Aufgrund des geringen Wirkungsgrades ist die Erzeugung aus Kohle und Heizöl obsolet geworden, aber in den vorgenannten Tankschifffahrt es war jedoch (bis vor kurzem) rentabler, Dampf zu verwenden. Aber auch Atomschiffe verwenden Dampf. Die bei der Kernspaltung entstehende Wärme wird zur Dampfbildung genutzt.

Elektrizität

sehen diesel-elektrisch für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Strom wird erzeugt mit a Generator Das mechanische Energie Umsatz in elektrische Energie Das hier Elektromotor Macht kann. In diesem Fall ist Strom eine Zwischenenergieform. Strom wäre die Hauptenergieform, wenn man a Brennstoffzelle. Im Jahr 2015 ist dies jedoch noch keine angewandte Form in der Schifffahrt.

Hydraulik

Hydraulik ist auch eine Energie in einer Zwischenform. Dieser wird in der Regel als Notantrieb auf (kleinen) Tankschiffen eingesetzt. Tanker haben wegen der Explosionsgefahr in den Tanks einen hydraulischen Antrieb von Ladepumpen. Da dieses System bereits mit leistungsstarken Hydraulikpumpen, ist es keine große Investition, dieses System auch für begrenzte Vortriebe einzusetzen. Schließlich werden die Pumpen von Elektromotoren angetrieben, die wiederum mit Strom versorgt werden. Dieser wiederum wird von den Hilfstriebwerken gespeist. Der Wirkungsgrad ist daher geringer als bei einer einwandfrei funktionierenden Hauptmaschine. Der Nutzen dieses Systems besteht daher nur darin, das Schiff im Falle eines tödlichen Motorausfalls in einen Hafen zu segeln, was zu einem Schlepper oder Bergung ist gespeichert.

In Arbeit umwandeln

Die erzeugte Energie muss umgewandelt werden in Arbeit. Für Dampf gibt es die Wahl zwischen a Dampfturbine oder ein Dampfmaschine. Mit Strom, a Elektromotor verwendet werden und im Fall von a hydraulisch System eins Hydromotor.

Verbrennungsmotor

Das Dieselmotor ist, genau wie die Benzinmotor, vom Typ mit Verbrennungsmotor. Dies bedeutet, dass dies eine sehr kostengünstige Maschine ist, da sowohl die Energie als auch die Arbeit in einem Prozess erzeugt werden, wodurch keine Verluste durch den Energietransport entstehen. Ebenfalls Gasturbinen sind Verbrennungsmotoren.

Endantrieb

Neben der Erzeugung der Arbeitskraft muss diese auch in eine Schiffsbewegung überführt werden. Dies geschieht in der Regel durch bewegtes Wasser. Es sind auch Beispiele bekannt, bei denen die Luftverdrängung genutzt wird, beispielsweise in Luftkissenfahrzeugen oder Sumpfbooten. Manchmal wird auch ein Kabel verwendet, zum Beispiel bei einer Kabelfähre (siehe auch Fähre).

Fließendes Wasser

Die häufigste Art, Wasser zu bewegen, ist durch a Schraube. Eine Zeit lang wurde auch ein Rad verwendet. Dies wurde angewendet auf Raddampfer. Ein agiles System ist das Voith-Schneider-Propeller. Ein Mittel, das hauptsächlich auf schnellen Schiffen und Booten verwendet wird, ist das Wasserstrahl.

Effizienz

Ein schwimmender Körper wird mit Geschwindigkeit V . durch das Wasser gezogen_so trifft auf einen Widerstand R_t. Dies entspricht der Anhängelast P_E:

${displaystyle P_{E}=R_{t}cdot V_{s}}$

Bei Schiffen mit Schraubenantrieb ist diese Leistung nicht gleich der Leistung am Propeller P_d durch den Verlust des Propellers und den Einfluss des Rumpfes. Der Unterschied ist der Vortriebskoeffizient (quasi-treibender Wirkungsgrad)_d:

${displaystyle eta _{D}={frac {P_{E}}{P_{D}}}=eta _{0}cdot eta _{H}cdot eta _{R}}$

bei welchem:

η₀ Wirkungsgrad der offenen Wasserschnecke (Propellerwirkungsgrad)

η_huh Einflusskoeffizient (Rumpfeffizienz)

η_R Übergangskoeffizient (relativer Rotationswirkungsgrad)

Außerdem tritt an der Propellerwelle eine Verlustleistung auf:

${displaystyle eta _{S}={frac {P_{D}}{P_{B}}}}$ Wellenwirkungsgrad ( Wellenwirkungsgrad)

wo P_B die Kraft am Schwungrad (Bremskraft).

Bei einer Übertragung über ein Getriebe entsteht auch ein Leistungsverlust, der sich durch den Getriebewirkungsgrad ausdrückt (Getriebewirkungsgrad)_G.

Die Antriebsleistung (Vortriebseffizienz)_p kann dann geschrieben werden als:

${displaystyle eta _{P}={frac {P_{E}}{P_{B}}}=eta _{0}cdot eta _{H}cdot eta _{R}cdot eta _{S}cdot eta _ {G}}$

Geschichte

Natürlicher Antrieb wurde für den größten Teil der Geschichte verwendet. Dazu wurde meist der Wind genutzt, mittels Segeln. Dies wurde auch oft mit Muskelkraft kombiniert. Während der Industrielle Revolution mechanischer Antrieb entstanden. Dampf spielt in der Seefahrt seit langem eine wichtige Rolle. Auch nach der Erfindung des Dieselmotor Dampf weiter verwendet. Dies lag daran, dass Dieselmotoren noch nicht so viel Strom erzeugen konnten wie ein Dampfsystem. Dampf wird auch heute noch für sehr große Kräfte verwendet, wie z Gaskraftwerke.

Im Laufe der Jahre hat sich der Dieselmotor jedoch zur am häufigsten verwendeten Antriebsquelle in der Schifffahrt entwickelt. Dies liegt daran, dass sie mit einer höheren Rate immer mehr Leistung erzeugen könnten Effizienz. Der Dieselmotor ist heute Standard in der Schifffahrt und Dampf wird nur noch in Ausnahmefällen eingesetzt.

Dampf wird immer noch oft in der Hilfsunternehmen eines Schiffes, in dem Wärme aus dem Abgase zu Heizzwecken aus der Hauptmaschine entnommen. Auf älteren Schiffen wird dieser Dampf auch zur Stromerzeugung genutzt, was aber heutzutage immer seltener wird. Grund sind hohe Investitionskosten, mehr Wärmebedarf von Assistenzsysteme und die Ankunft von ThermoölSysteme.