Leichtbau-Binnenschiff für Containertransport mit schiffseigenem Handlingsystem zur Be- und Entladung ohne Hafeninfrastruktur – WATERTRUCK​

Laufzeit

Träger

Kennzeichen

Ansprechpartner

Konsortium

11/2015 – 10/2018

BMWi; PTJ

03SX404

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Krause

  • Schiffbau- u. Entwicklungsgesellschaft Tangermünde mbH

  • KRAFOTEC GmbH

  • IFF Engineering & Consulting GmbH

  • Fraunhofer IFF

  • Fraunhofer IWU

AUFGABENSTELLUNGEN UND ZIELE DES PROJEKTES

Das Ziel des WATERTRUCK-Projektes bestand in der Entwicklung eines innovativen Leichtbau-Binnenschiffes für den Containertransport mit einem schiffseigenem Handlingsystem zur Be- und Entladung ohne Hafenumschlagtechnik für die Nutzung vorhandener Gewerbestandorte an Binnengewässern für den Containerumschlag mit minimalen Infrastrukturaufwendungen und damit die Schaffung zusätzlicher Kapazitäten für die Binnenschifffahrt bei gleichzeitiger Entlastung der Straßentransporte und Erneuerung der Binnenschiffsflotte. Die mit dem Verbundprojekt zu bearbeitenden FuE-Zielstellungen ergaben sich aus den Bedingungen des Container-Binnenschifftransportes wie dem geringen Schiffstiefgang, begrenzten Durchfahrtshöhen und wirtschaftlichen Mindestladungen sowie durch just-in-time Forderungen des Containerumschlags.
Für die Realisierung der angestrebten Projektzielstellungen war die grundlegende Entwicklung und Untersuchung innovativer superleichter Strukturen für ein flach gehendes Containerbinnenschiff mit Nutzung des Schiffsraumes für die Containerladung sowie eines leichten, bordeigenen Handlingssystems und des für dessen Betrieb notwendigen Schiffsstabilisierungssystems zur Gewährleistung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit bei Aufnahme erheblicher zusätzlicher Funktionen und daraus resultierender Lasten erforderlich.

ZUSAMMENFASSUNG

Im Rahmen des WATERTRUCK-Projektes konnte ein innovatives Leichtbau-Container-Binnenschiff mit einem schiffseigenen Portalkran für den bordeigenen Containerumschlag für die Belieferung von flussnahen Gewerbestandorten entwickelt werden. Durch die gezielte Anwendung von Leichtbaukonzepten und den Einsatz neuartiger  Sandwichverbundwerkstoffe
(Stahl-Aluminiumschaum-Sandwiches) wurde eine innovative Schiffskonstruktion entwickelt, die gegenüber einer konventionellen Schiffskonstruktion (Stahlbauweise) eine Gewichtseinsparung von ca. 20 % aufweist. Damit wurde die Aufnahme der durch das bordeigene Handlingssystem bedingten zusätzlichen Lasten ohne eine Erhöhung des Schiffstiefgangs ermöglicht.

Für die Ermöglichung des bordeigenen Containerumschlags wurde ein längs des Schiffes verfahr- und teleskopierbarer Portalkran entwickelt. Schwerpunkte der Entwicklung lagen dabei auf der Anbindung des Handlingssystems an die Schiffsstruktur sowie der Übertragung der durch dessen Betrieb bedingten statischen und dynamischen Lasten in den Schiffsrumpf. Der entwickelte Portalkran ermöglicht den beidseitigen Containerumschlag unter Berücksichtigung der sich aus dem Schiffseinsatzgebiet ergebenden Rahmenbedingungen, wie z. B. Brückendurchfahrtshöhen, Schleusenbreiten, kritische Pegelstände. Gleichzeitig konnte die ursprüngliche Ladekapazität beibehalten werden. Für die Gewährleistung des positionsgenauen Containerumschlags in wirtschaftlichen Zeitintervallen mittels des bordeigenen Portalkrans wurde ein schiffsinternes Stabilisierungssystem entwickelt. Dieses ermöglicht die variable Ballastierung durch in die Schiffsdoppelhülle
integrierte Ballastwassertanks, eines entsprechenden Pumpsystems sowie der dafür erforderlichen smarten Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Dadurch konnte zum einen die Aufnahme zusätzlicher Lasten infolge fixer Trimm- bzw.  Ballastierungsgewichte vermieden sowie zum anderen die Anforderungen an die am Gewerbestandort für den Containerumschlag notwendige Infrastruktur reduziert werden. Die Umsetzbarkeit der entwickelten funktionalen und konstruktiven Konzeptlösungen konnte anhand numerischer Berechnungen und Simulationen sowie der mit dem Projekt realisierten und untersuchten Demonstratoren erfolgreich nachgewiesen werden. Die mit dem Projekt erreichten Projektergebnisse lassen sich auch auf andere Binnenschiffstypen übertragen. Im Rahmen der Verwertung der Projektergebnisse wird die Umsetzung in einem geeigneten Pilotschiff sowie die Weiterentwicklung zu einem smarten autonom fahrenden selbst be- und entladenden Containerbinnenschiff durch das Projektkonsortium angestrebt.