Die Aufgabenstellung
Das RUBIN Bündnis Emissionsfreie elektrifizierte maritime urbane Transporte - kurz E2MUT nutzt den Claim „Green energies for blue transportation.“ Das Ziel des Bündnisses ist es, die Entwicklung und Markteinführung von emissionsfreien urbanen Mobilitätslösungen auf dem Wasser voranzutreiben.
Einen besonderen Schwerpunkt bildet dabei der „urbane“ Bereich, d. h. Verkehre innerhalb von Städten und zwischen benachbarten Städten und Siedlungsgebieten. Die zunehmende Urbanisierung und der Individualverkehr führen zu überfüllten Straßen in Stadtgebieten. Diesem Trend soll durch die Einbindung der Wasserstraßen begegnet und dabei durch emissionslose Antriebssysteme auf Batterie- und Wasserstoffbasis ein Großteil der Schadstoff- und Lärmemissionen beseitigt werden.
Die Projektpartner
Dieses Forschungsprojekt ist ein Bündnis bestehend aus 14 Bündnispartnern: 12 Unternehmen, davon 9 KMU, und 2 Forschungseinrichtungen. Die Mehrzahl der Bündnispartner ist im Großraum Rostock konzentriert. Dazu kommen je ein Partner aus Stralsund, Hamburg (ar engineers) und München. Das Bündnis steht damit für ein weites, kompetentes Spektrum der maritimen Industrie und der umweltfreundlichen Antriebe für maritime Anwendungen.
Die Herangehensweise
Eine erfolgreiche Umsetzung der emissionsfreien Elektromobilität setzt ein integriertes interdisziplinäres Herangehen an die Erarbeitung innovativer Lösungen voraus. Hierzu wird das Forschungsprojekt E2MUT als System in drei Kompetenzfelder unterteilt:
- Mobilität und Infrastruktur
- Antriebssysteme und Energiebereitstellung
- Elektroschiff
Die ar engineers GmbH erforscht im Kompetenzfeld Elektroschiff die Anwendbarkeit von adaptiven und instrumentierten CFK-Foils zur erweiterten Reduzierung des Fahrwiderstandes.
Als Foils werden im Schiffbau Tragflächen bezeichnet, welche unter Wasser mit dem Schiffsrumpf verbunden sind und bei steigender Geschwindigkeit einen dynamischen Auftrieb erzeugen, welcher den Schiffsrumpf aus dem Wasser hebt. Der so erzeugte Auftrieb ermöglicht bei höheren Geschwindigkeiten einen deutlich effizienteren Betrieb des Schiffes.
Die Instrumentierung der Foils zielt darauf ab, dedizierte Eingangsdaten für zukünftige Entwicklungsprojekte zu erheben, um eine langfristige Optimierung von Foil-Strukturen und eine kontinuierliche Strukturüberwachung zu ermöglichen.
Unser Knowhow
Folgende Kompetenzen bei ar engineers werden im Forschungsprojekt eingesetzt und weiterentwickelt:
- Konzeptionierung und Entwicklung von Foil-Systemen für Tragflächenschiffe
- CAD-Konstruktion von Hochleistungs-Leichtbaustrukturen
- Auslegung, Berechnung und Optimierung von hochbeanspruchten Faserverbundstrukturen unter Verwendung der Software Ansys
- Erstellung eines Algorithmus zur Berechnung der hydrodynamischen Lasten von Unterwassertragflügeln unter Verwendung der Programmsprache Python
- Entwicklung von Algorithmen zur kontinuierlichen Strukturüberwachung von mit Sensorik versehenen Bauteilen
Unser Weg
Durch unseren ganzheitlichen Blick auf das Projekt erkennen wir, wo die Potentiale von Leichtbau bzw. Bauteiloptimierung realisiert werden können und sorgen zudem für eine bestmögliche Koordinierung der Projektpartner. Durch die versierte Nutzung und Weiterentwicklung von Tools und Methoden werden wir einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Zielvorgaben des Projektes leisten können.
Projektpartner
Claas Schröder
Entwicklungs- & Berechnungsingenieur
Background: M.Sc. Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Berechnung und Simulation
Claas’ Lieblingsprojekt:
Ich bin gern Teil der Lösungsfindung für nachhaltige Mobilitätskonzepte.
Die Teilnahme der ar engineers GmbH am Forschungsprojekt E2MUT (emissionsfreie elektrifizierte maritime urbane Transporte) ermöglicht es uns jungen Ingenieur:innen, im Bereich klimaneutrale Mobilitätskonzepte zu forschen und Teil der Lösungsfindung zu werden, um auch in Zukunft nicht auf diese für uns alle so wichtige Mobilität und der damit einhergehenden Freiheit und Autonomie verzichten zu müssen.
Durch die enge Zusammenarbeit mit regionalen Partnern wie bspw. dem Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, der Tamsen Maritim GmbH und der torqeedo GmbH wird in E2MUT die Grundlage geschaffen, um die im Projekt erlernten Fähigkeiten und gebauten Partnerschaften über das Projekt hinaus nutzen zu können. Unser Ziel ist es, dass aus dem Projekt heraus die regionale marktreife Entwicklung und Produktion von modernen Tragflächenschiffen (Stichwort Hydrofoils) bereits eingeleitet wurde.
In E2MUT können wir unser Kern-Knowhow im Bereich der Berechnung und Optimierung von hochbeanspruchten Faserverbundstrukturen einsetzen und weiterentwickeln. Gleichzeitig entwickeln wir neue Kompetenzen im Bereich Schiffsdesign, Foil-Adaptivität, Berechnung hydrodynamischer Lasten, Integration von Antriebssystemen, Instrumentierung und Strukturmonitoring.