Innovatives Schiffskonzept

Seit Jahrtausenden baut man Schiffe, die sich in ihrer wesentlichen Struktur kaum verändert haben. Ich habe den Eindruck, dass diese Struktur an ihre Grenzen gekommen ist und spektakuläre Fortschritte kaum zu erwarten sind. Die „Antriebsenergie“ kompensiert die „Reibung“ und leistet die „Verdrängungsarbeit“, die aufgebracht werden muss, das vor dem Schiff befindliche Wasser zu verdrängen. Der Strömungswiderstand ist eine Kenngröße, die sowohl die umströmte Fläche wie auch den Verdrängungsquerschnitt erfasst.
Bei meiner Idee vermindere ich die umströmte Fläche bis zu 70%, indem ich unter dem flachen Schiffsboden eine Luftblase anordne, der nun nicht mehr vom Wasser umströmt wird. Die Reibung an der Grenzfläche Wasser/Luft beträgt weniger als 1% der Reibung an der Grenzfläche Wasser/Festkörper. Ein so „optimierter“ Schiffsrumpf wird also sehr flach und breiter als ein konventionelles Schiff sein und die Bodenfläche dieser Schiffe wird annähernd die Form eines Rechtecks haben. Der Verdrängungsquerschnitt, abhängig von der Länge des Schiffes und der Tonnage, wird etwas geringer als bei einem konventionellen Schiff sein.
Wenn der Bug nun die Form einer über die gesamte Schiffsbreite reichenden Platte hat, die schräg ins Wasser taucht, so wird das Wasser zum größten Teil nach unten gedrückt und übt eine entsprechende Kraft auf diese Bugplatte aus, die den Bug anhebt, was wiederum dazu führt, dass der Verdrängungsquerschnitt sich vermindert, auch die umströmte Fläche wird etwas geringer, weil der Tiefgang geringer ist. So scheint es möglich, den Strömungswiderstand und damit auch den Kraftstoffverbrauch deutlich zu senken.
Man wird nun einwenden, dass es sehr schwierig sein wird, diese Luftblase bei den zu erwartenden Eigenbewegungen bei schwerer See zu erhalten. Hier kann eine in die Luftblase reichende „Wabe“ die Menge der entweichenden Luft begrenzen. Die entweichte Luft wird nun durch die aufsteigenden Luftblasen des konzipierten „Luftstrahlantriebs“ schnell wieder aufgefüllt.
Im Internet habe ich nichts gefunden, wo solch ein Antrieb schon einmal erprobt worden wäre, deshalb kann ich da auch keine Vergleichswerte angeben. Doch wenn man die Analogie zu Flugzeugen betrachtet, so sollte solch ein Luftstrahlantrieb Geschwindigkeiten ermöglichen, die mit Schiffsschrauben nicht erreichbar sind. Solch ein Luftstrahlantrieb hat bei schnellen Schiffen Vorteile gegenüber dem üblichen Schraubenantrieb, denn er kann den entsprechenden Vortrieb auch noch leisten, wenn das Schiff an der Wasseroberfläche dahin gleitet. Auch treten keine Kavitationsprobleme auf.
Wie kann man solch ein Schiff praktisch „unsinkbar“ machen? Wenn zwischen Schiffsboden und der Luftblase Gastanks angeordnet sind, mit deren Gas die Antriebsaggregate betrieben werden. Zunächst wird man den Antrieb mit Erdgas realisieren, doch später, wenn genügend Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen auf dem offenen Meer gewonnen wird, kann der Antrieb auf Wasserstoff umgestellt wrerden. Die Hohlräume an den seitlichen Bordwänden sollten ausgeschäumt sein, so dass es zu keinem Kentern kommen kann und auch bei schwersten Beschädigungen (z.B. Auseinanderbrechen) die einzelnen Schiffsteile schwimmen.

Wenn die Luftdüsen schwenkbar sind, so kann damit das Schiff getrimmt und gesteuert werden. Auf eine separate Ruderanlage kann dann verzichtet werden.
Die Bugwelle wird kaum in Erscheinung treten, weil das Wasser unter das Schiff gedrückt wird. Auch ist der Weg, den das Wasser „verschoben“ werden muss, sehr viel geringer als bei einem herkömmlichen Schiff. Zum Luftstrahlantrieb habe ich keine Aussagen gefunden, dass solch ein Antrieb schon einmal erprobt worden wäre. Vergleichend kann man sagen, dass der Wirkungsgrad wohl zwischen dem eines geschlossenen Systems (z.B bei einem Geschoss in einem Gewehr) und dem offenen System bei einem Düsentriebwerk liegen sollte, da hier das Wasser deutlich schwerer ist als die Luft, wird es vom Luftstrahl nicht so stark beschleunigt werden, aber es ist auch nicht die feste Wand eines Gewehrlaufs gegeben. Das solch ein Antrieb prinzipiell möglich ist, zeigen die Raketen, die von U-Booten abgeschossen werden.
Ich bin überzeugt, dass durch diese drei Merkmale
 Luftblase unter einem flachen Schiffsboden
 Eine über die gesamte Schiffsbreite reichende Bugplatte
 Luftstrahlantrieb, der Vortrieb leistet und die Luftblase immer optimal auffüllt
der Strömungswiderstand sich um mehr als 30 % verringern lässt.
Bei höheren Geschwindigkeiten wird das Schiff auf der Meeresoberfläche dahingleiten und trotzdem kann der Luftstrahl einen effektiven Antriebsimpuls leisten. Auch bei schwerer See wird die große Masse des Schiffes die Eigenbewegungen stark mindern und wie ein Wellenbrecher wirken, ein „Aufschaukeln“ ist hier kaum zu erwarten.
Eine Computersimulation sollte hier erste Aussagen erbringen.
Der geringere Tiefgang erlaubt ein weiteres Befahren von Flüssen, könnte also für die Binnenschifffahrt von Belang sein und Hochseeschiffe könnten auch kleinere Häfen anlaufen.
Es ist auch denkbar, dass mehrere solcher Schiffe außerhalb des Hafens einen „Verbund“ bilden und so mit weniger Besatzung die Ozeane befahren. Auch würde ein größerer Verbund die Eigenbewegungen verringern. Am Ende würden sich die einzelnen Schiffe wieder aus diesem Verbund lösen und separat die Fahrt fortführen.

  • 2 Kommentare

Maschinen zeigen Gefühle

BMBF und Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten daran, virtuelle Menschen, die nicht nur realistisch aussehen, sondern sich auch so verhalten, zu schaffen. Durch eine verbesserte grafische Darstellung und authentische Mimik und Gestik unterscheiden sie sich grundlegend von den Figuren aus Computerspielen oder Fernsehen. Außerdem reagieren sie selbstständig in Echtzeit und zeigen sogar Emotionen, weil sie schauspielerische Fähigkeiten haben. So könnte uns schon bald ein virtueller Schaffner am Fahrschein-Automaten begrüßen. www.bmbf.de

  • 1 Kommentare

Magie der Technologie

Interview von Otmar Ehrl 

Die Marke BMW steht nicht nur für attraktives Design, sondern vor allem auch für innovative Technologien und richtungsweisende Mobilitätskonzepte. Als weltweit operierendes Unternehmen setzt BMW immer wieder Maßstäbe und entwickelt mit modernsten Methoden Fahrzeuge für das Premium-Segment. Wo aber kommen all diese Ideen und Innovationen her? Q traf BMW-Entwicklungsvorstand Dr. Klaus Draeger und hat nachgefragt. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Wenn Strahlen wärmen – Heizen mit Infrarot.

Von Ralph Bauer

Was in manchen Ohren nach Zukunftsmusik klingt, ist für das junge und innovative Unternehmen Vitramo selbstredend. Strahlungswärme ist nicht nur klimafreundlich, sondern auch energiesparend und behaglich. Das Potenzial dieser Technologie ist enorm!

So etwas nennt sich wohl Senkrechtstart. Kaum ein halbes Jahr nach Gründung des Unternehmens im September 2009 präsentierte sich Vitramo schon auf der Hannover Messe im April dieses Jahres. „Die Resonanz war gut. Das Prinzip ist verstanden worden und das war uns wichtig“, fasst der Geschäftsführer Lars-Henric Voß die Eindrücke zusammen. Das Tauberbischofsheimer Unternehmen befasst sich mit Infrarotheizelementen, die entweder direkt in die Decke oder darauf montiert werden. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Trends und Technologien von morgen.

Von Ute-Gisela Minnerop 

Die Wissenschaft geht davon aus, dass 2050 die durchschnittliche Lebensspanne 90 Jahre betragen könnte. Bereits heute liegt unsere maximale Lebenserwartung bei 120 Jahren! Die Wahrscheinlichkeit, ein so hohes Alter zu erreichen, steigt ständig; ein Trend, der ungebrochen anhält. Unübersehbar ist der demographische Wandel in vielen Industriegesellschaften und bedingt einen Epochenwechsel, der alle Sektoren vor eine gesellschaftliche Herausforderung stellt. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

  • 0 Kommentare

Schätze im Boden? Von Florian Martini.

Von Florian Martini

Die Weltbevölkerung entwickelt einen immer größeren Hunger nach Rohstoffen. Das macht Bodenschätze so teuer wie noch nie. Um sie auch künftig zu erschwinglichen Preisen verfügbar zu machen, müssen effiziente und umweltschonende Technologien entwickelt werden.

Die Wurzeln unseres Wohlstandes reichen buchstäblich tief – teils bis zu mehrere tausend Meter in die Erde hinab. Denn dort lagern gefangen im Gestein, bedeckt von Ozeanen oder verborgen unter Wüstensand seit Jahrmillionen die Lebenselixiere der Zivilisation: Rohstoffe, angefangen von Öl und Gas über Trinkwasser bis hin zu seltenen Metallen. Doch die wachsende Weltbevölkerung entwickelt einen immer größeren Hunger nach den verborgenen Ressourcen. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Innovationspotenziale erkennen – Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Von Matthias Nolden 

Aber gerade Krisenzeiten decken eigene Schwächen erbarmungslos auf. Werden bisherige Markterfolge nur verwaltet oder wird auch darauf gesetzt, kontinuierlich Innovationsprozesse anzustoßen, um mit besseren Lösungen auch neue Kunden zu erreichen?

Wer hat den Satz noch nicht gehört: „Die sparen sich zu Tode“. Sicher muss in Krisenzeiten gespart werden und alle Kosten und Prozesse müssen auf Einsparpotenzial untersucht werden. Aber allein durch Einsparungen ist noch kein Betrieb gesundet. Vielmehr ist es wichtig, parallel zu den Einsparungen, auch neues Geschäftspotenzial zu generieren. Das Stichwort lautet hier „Innovationen“, wobei sich dies nicht nur auf neue Produkte bezieht. Oft sind es auch Prozess-Innovationen, also etwas einfach mal ganz anders zu machen und somit neue Perspektiven eröffnen zu können. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Show-Rooms, Clouds und Schiefertafeln

Interview von Otmar Ehrl

Entwicklungen werden schneller, Märkte dynamischer, Strukturen komplexer und Menschen mobiler: Hewlett-Packard als größter Technologiekonzern und Computerhersteller der Welt ist auf diesen Trend eingestellt. Q sprach mit HP Deutschland-Chef Volker Smid.

Viele prophezeien eine Internet-Revolution. Gehört das Internet nicht bereits zum Alltag?
In der Anwendung ja. Mit inzwischen ca. 1,4 Milliarden festangebundenen und ca. 1,5 Milliarden internetfähigen mobilen Endgeräten bietet diese gewaltige Internet-Infrastruktur jedoch künftig ein ungeheures Potenzial, neue Geschäftsideen zu entwickeln und Unternehmen zu gründen, die sofort weltweit tätig werden können. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Maschinen wecken Emotionen

Von Rebecca Meyer

Design ist für Dominic Schindler und sein Team ein Werkzeug, um Produkte besser zu machen. Mit revolutionären und unkonventionellen Ideen wagen sie sich an ungewöhnliche Designobjekte: vorzugsweise Werkzeugmaschinen.

„Wir sind keine klassischen Designer“, sagt Dominic Schindler. „Wir versuchen Design als Werkzeug zu sehen. Deshalb nennen wir uns auch nicht Design-Agentur, sondern Innovationspartner – weil wir mit unseren Kunden Innovationen schaffen. Emotionen können natürlich am besten über Design kommuniziert werden, aber wir versuchen den Mehrwert herauszuarbeiten. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Ideen systematisch entwickeln

Von Michael Risch

Wenn man nach dem Erfinder der Glühbirne fragt, werden einem die meisten Leute den Namen Thomas A. Edison nennen. Tatsächlich aber waren Andere um Dekaden schneller, doch Edison und seine Mitar­beiter machten sich um die Elektrifizierung an sich, die Infrastruktur von Lampen­fassungen und -sicherungen und über die Stromerzeugung bis hin zu Stromversorgungsnetzen, verdient. Notwendige Voraussetzungen, um der Elektrizität zum Durchbruch zu verhelfen.

An Edison mag manches Unternehmen im heutigen Informationszeitalter wehmütig zurückdenken, wenn es um den Zeitraum geht, der für das erfolgreiche Entwickeln und Durchsetzen einer Innovation zur Verfügung steht. Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Innovation ist WOW !

Von Markus Mettler

Wenn heute über Innovation gesprochen wird, so geht es um Prozesse, Qualitätssicherung und Benchmarks. Alles wichtig. Doch wo bleibt der WOW-Effekt beim Entwickeln von Ideen? Nur wer es schafft, alle Beteiligten in die Entwicklung von Innovationen einzubeziehen, wird wirklich nachhaltige Innovationen schaffen.

In einem großen Fabrikraum sitzen rund 50 Menschen in kleinen Gruppen verteilt an tropfenförmigen Tischen und arbeiten konzentriert. Es wird diskutiert, gelacht, entwickelt und geschrieben. Musik ist zu hören. Im Hintergrund stehen diskret, aber immer verfügbar, Helfer in schwarzen T-Shirts, die man fragen kann, wenn man nicht mehr weiter weiß. Was verblüfft: (...) Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Was Mitarbeiterinnovation & Crowdsourcing vereint.

Von Robert Gerlach  

Wie man Mitarbeiter und Kunden motiviert die Zukunft des Unternehmens mitzugestalten.

Veränderungen müssen nicht vom Top-Management ausgehen - Jeder Mensch kann umwälzende Veränderungen bewirken und Innovationen voran treiben. Diesen Gedanken verfolgte John F. Kennedy in seiner Antrittsrede am 20. Januar 1961: "Und so, meine amerikanischen Mitbürger: Fragt nicht, was euer Land für euch tun wird - fragt, was ihr für euer Land tun könnt." Selbiges gilt für Organisationen: "Fragt nicht, was euer Unternehmen für euch tun wird - fragt was ihr für euer Unternehmen tun könnt." Jetzt vollständigen Artikel lesen...

 

  • 0 Kommentare

Zukunftswissen für Innovationen

Von Matthias Nolden

Die Herausforderung, aus vielversprechenden Ideen erfolgreiche Produkte und Dienstleistungen am Markt zu platzieren, und der Fachkräftemangel werden die Zukunft Deutschlands mitbestimmen. Aktiv praktiziertes Wissensmanagement kann helfen, die aktuellen Aufgaben zu meistern.

Aufgrund des demografi schen Wandels kann nur wenig gegen den Fachkräftemangel unternommen werden, außer die Auswirkungen abzufedern. Gleichwohl gibt es viele erfolgversprechende Ansätze, um die eigene Innovationskraft zu stärken. Und dies bezieht sich nicht allein auf die Themenfelder Ideengenerierung sowie Forschung und Entwicklung. Die deutsche Wirtschaft nimmt hier eine führende Rolle weltweit ein. Wenn es aber darum geht, diese Erfindungen in ein rentables Unternehmensportfolio einfließen zu lassen, können wir in Deutschland noch vieles von anderen Nationen lernen. Jetzt vollständigen Artikel lesen ...

  • 0 Kommentare

Flugdrachen statt Windräder

Das Start-up Makani Power entwickelt Flugdrachen, die aus Windenergie Strom erzeugen. Der Prototyp besteht aus einem Carbonfaser-Flügel mit acht Metern Spannweite. Die Vorzüge der Drachen liegen im Vergleich zu gängigen Windkraftwerken in der Reichweite, Flexibilität und geringeren Masse. Je höher die Anlage am Himmel platziert wird, desto kräftiger der Wind und desto größer die Energieausbeute. Der Drachen soll 2015 mit einer Spannweite von 35 Metern und rund zwei Tonnen Gewicht auf den Markt kommen.
  • 0 Kommentare

Per Brennstoffzelle über Meer

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) plant eine Atlantiküberquerung mit einem von Brennstoffzellen angetriebenen Motorsegler. Das rund 7 m lange Flugzeug hat eine Spannweite von 20 m und wiegt 660 kg. Eine Brennstoffzelle, die Wasserstoff in Strom umwandelt, dient als einzige Energiequelle. Neu ist auch, dass die Maschine keinen zusätzlichen Strom für den Start benötigt. Vielleicht durchqueren wir also eines Tages den Luft- und Weltraum in Flugzeugen mit umweltfreundlichem Hybridantrieb. www.dlr.de

  • 0 Kommentare

Auf Sicht

Das Tool „Onsight“ ermöglicht eine mobile Video-Zusammenarbeit von Spezialisten und Fachkräften weltweit. Synchron und in Echtzeit werden Sprache und Daten übertragen. Kommen beispielsweise Produktionsprozesse ins Stocken, kann sofort reagiert werden. Da Expertenwissen online transferiert wird, können Ursachen ferndiagnostiziert werden. Das Besondere: Es wird nicht – wie bei konventioneller Videokonferenztechnik – zwischen zwei stationären Rechnern kommuniziert, sondern zwischen einem Desktop und einem mobilen Device. Das tragbare Endgerät lässt sich flexibel da einsetzen, wo es gebraucht wird, beispielsweise am Maschinenstandort in einer Werkshalle. www.see-it-now.de

  • 0 Kommentare